人类运动的对称性常常被理解为两下肢的动作之间的完美的对应关系( 1, 2]。一个健康的成年人的正常步态通常是对称的,这样可以减少能源成本( 3- - - - - - 6和重载关节的风险 3, 7]。一些研究显示,步态不对称可能会导致腰痛(LBP)在运动障碍患者 8]。

在临床实践中,对称的评价,或者更具体地说,步态不对称的程度,是通过评估步态的动力学和运动学参数。正常步态的决定因素是用来评估正常的步态康复过程。矢状的骨盆运动,额,横向飞机和在膝盖和脚踝关节运动矢状平面( 9]。其他包括步的长度和宽度的对称加载支持阶段。步态不对称的程度的决定因素中重要的功能恢复。有许多指标功能诊断用于评估的程度不对称;这些已经被许多研究者使用,如下:对称指数( 2, 10, 11],相对差异指标[ 12],相对不对称指数[ 13),对称率( 14),不对称率( 15对称),积分指数( 16),对称角( 17),或上肢的标准偏差的微分指数( 18]。其中一个,对称指数(SI),被证明是最可靠的工具,人类运动和评估方面的偏差是广泛应用于运动分析( 19- - - - - - 21]。不幸的是,这个公式最初提出的罗宾逊et al。 10)有一些局限性,即如果一个数字,对平均值差异比较,被无效的总体变量的值。

除了索引方法,更复杂的工具,分析时间波形存在痕迹和用作数据还原工具或确定的生物力学特性区分病理从正常模式,例如,因子分析(FA)或主成分分析(PCA)在帕金森步态 22- - - - - - 25),神经网络(ANN)在学习和神经病理学分类( 26- - - - - - 28),和统计参量的映射(SPM)分析统计上微妙的步态偏差( 29日- - - - - - 31日]。这些计算机算法通常执行解相关和降维后的数据样本,从而可以在大型数据集是费力而缓慢,这使得它们不适合在临床的设置。许多源分离算法优化不同的标准,它还有待进一步的研究方法是最健壮的为一个特定的数据类型。

虽然研究评估正常和病理步态的对称性由许多作者,仍有需要衡量偏离正常的步态周期的时间函数模式。因此,本研究的目的是提出一个新的工具和概念,对称函数(SF),评估时间序列的多样性在整个范围的运动,来验证是否科幻定位区域最大的不对称在整个步态周期的三种情况,即、步态单侧全髋关节置换术后的患者(进项)术后6周(不对称的定义),步态的健康人(对称的定义),和步态的进项患者相比,规范值。

在散步,特别是在物理治疗的初始阶段,单侧全髋关节置换术(进项)患者的负载转移到不运转的肢体保护操作。这通常会导致冷漠肢体的运动学和动力学的变化,可能会造成其过载也低估了病理学的分数估计。因此,它是合理的遵循四肢的运动参数分别与正常的健康人进行比较。这种方法在评估改进一过程还无能为力——无论我们的观点是更客观和应用。

时间序列之间的多样性的评价应该有类似的解释最常用的对称指数。当比较不同来源的时间序列(双方之间、主题、和研究小组),它应该代表不同比例与平均价值的变化范围,因此在整个范围的正常化运动对于一个给定的关节和自由度。

数据 2- - - - - - 4显示角特征和相应的对称函数的例子的结果(SF)骨盆倾斜,髋关节和膝关节弯曲伸缩,和脚踝dorsi-plantar弯曲角的正常受试者(图 2进项病人(图) 3),进项病人与正常人(图 4)。

正值科幻表明右主导地位的不对称,虽然负值显示左侧主导地位。骨盆倾斜不对称健康组(图 2)改变了约。10%的LR (30% ct)和TDSt(约。ct) 60%。轻微弯曲伸缩的左、右两侧差异不超过2%。最伟大的,大约。2%的差别,在MSt ct(20%),约。在TDS(约3%。ct) 60%。最伟大的膝盖弯曲伸缩对称性在MSt不超过5%(约。ct)和在城市(约15%。 80%CT). Ankle dorsi-plantar flexion symmetry was negative at all times due to the higher mean values of the angle for the left side. The highest asymmetry of approx. 5.5% was in the LR to MSt (from 0 to 30%CT) at the end of the support phase in 60%CT and in the preswing phase (approx. 85%CT).

在进项病人(图 3),双方的风险高的区别。它尤其可见科幻的平均值。骨盆倾斜的角度对称是大约。100%的LR (10% ct)和TDSt(约。60% ct)阶段。臀部弯曲伸缩对称是最高的(约。60%)的开始和结束周期最后阶段(约的支持。100%不对称)。对称弯曲伸缩的整个周期不超过20%,最高的步态周期的开始和结束(约。18%)。 High asymmetry was also observed in a foot movement. The highest (approx. 23%) was in LR (10%CT), approx. 8% at the beginning of the ISw phase (60-70%CT) and 30% in MSw (80%CT).

最大的区别是观察到的影响四肢进项患者与正常人的健康的四肢(图 4)。- SF值表示更高价值的肢体和积极影响的角度值显示高值正常的肢体。骨盆倾斜显示角之间最大的差异特征。骨盆倾斜的不对称性为250%为整个步态周期和峰(约。400%)的LR (10% ct)和天水围(90 - 100% - ct)阶段。臀部弯曲伸缩的最高价值观(超过150%)对称性在天水围(50 - 60% - ct),导致从flex髋关节缺乏能力。在膝关节角值没有显著不同,但仍超过50%。天水围(40 - 60% - ct)显示,最大的不对称,是由于无法延长膝关节。相对较大的不对称达到50%的观察踝关节的支持阶段(50 - 60% - ct)和摇摆的开始阶段(60 - 70% - ct)。

表 1显示准确的科幻值之间的差异身体两侧的关节活动度(ROM)进项和正常组。有一个统计上的显著差异( p < 0.05 )双方之间在大多数罗参数。没有罗观察骨盆倾斜,但差异显著相移角特性曲线。双方为正常组之间的显著差异并没有报道。正常组的科幻值通常不超过5%的ROM的平均值(图 2、表 2)。骨盆倾斜是个例外。双方之间的差异的12%的平均罗角特征进项病人测量6周术后明显不同于获得健康的肢体和正常组模式(图 3)。骨盆倾斜的最高科幻值记录罗( 195.8 ± 5.59 % )和臀部弯曲伸缩ROM ( 108.9 ± 3.48 % )。

表 2礼物高峰值和罗的比较操作(进项)和健康的肢体(正常组)显示最高的科幻值(图 4)。最高的科幻小说(-)骨盆倾斜是在大约为386.7%。8%的周期时间(% CT)和保持在整个运动的平均水平300%。不对称发展在髋关节屈曲和扩展导致有限的ROM。科幻小说的最高价值发生在大约146.2%。54% ct,科幻小说的范围的变化达到155.4%的平均罗联合。不对称的运动被观察到在膝盖和脚踝关节。然而,科幻值低于100%的平均罗对于给定的自由度。

正常组变异(标准差)显示小于进项。

运动分析中起着重要的作用在临床神经和骨科条件的管理。越来越有兴趣进行运动分析实时提供即时反馈分析和耐心。分析期间,病人的运动资料,评估单个标量或时间序列步态特征,对参考比较正常的数据库( 43]。这些行为往往是强化了自动化数字信号处理的算法。现代时间序列分析由健壮的方法分析和比较不同系列的数据。主要有两种分析方法:频率和时间域。第一种方法处理频域确定的微妙的光谱成分系列和区分数据的趋势和季节性变化 44, 45]。第二种方法将时间序列表示为时间的函数( 46]。时域技术可能,此外,分为参数和非参数方法。参数模型应用于每个基本信号组件,使用一个通用模型,来描述数据的可变性的实验和干扰或剩余的变化。这些方法适用于检测组识别数据模式,如节奏、转移,当地的脉冲,时间趋势 22- - - - - - 25, 29日- - - - - - 31日, 47]。一些研究人员证明了非参数机器学习技术(例如,非参数核估计和多项式回归)通常表现良好由于他们的捕获能力的不确定性和复杂的非线性时间序列( 48- - - - - - 50]。特别是,人工神经网络(ANN)在学习和神经病理学分类已经成功地应用于步态分析( 26- - - - - - 28]。这些数值算法通常通过复杂的数据处理是一个艰难的,耗时的任务,受到潜在的错误,特别是对于大量数据( 51]。

不过,在临床实践中,简单的方法是使用基于对称性的分析数据参数。对称,对称指数评估,是一个衡量的分化程度和病理。这是承认,正常应该是对称的(即走。,the right limb does the same as the left limb but with a time lag). Side angular characteristics for healthy people are comparable and the degree of similarity generally does not exceed 10% [ 40, 52, 53),取决于分析变量,联合,或自由度( 13, 19]。对称连续侧角特征评估的病人经常超过10%和不对称区域可能会持续整个运动( 5, 21]。

在这项研究中,动态对称函数(SF)来比较时间课程和定位区域的对称和不对称在整个范围的运动。在分析,整个范围的数据点被考虑。科幻小说的最高价值运动的观察是联合运营的。科幻的骨盆倾斜ROM和臀部弯曲伸缩罗经常超过100%,而对于高峰值(峰值^马克斯和峰值^最小值这个超过250%)进项与正常。增加科幻角特征的差异最大的是骨盆运动前倾斜的结果和有限的活动范围在病人的髋关节进项。最高的地区不对称不配合该地区最大的大部分分析了关节的运动范围。进项和正常组的比较显示髋关节屈曲和膝关节的角度扩展之间的相关性。最高的臀部弯曲伸缩科幻小说(146.2%)值在54%的步态周期(% GC),正值 t 最小值 髋关节屈曲。最高的膝盖弯曲伸缩科幻值观察膝过伸的最高价值。

已经有许多研究,进行正常步态的对称性和各种形式的病理步态。然而,很少有工具,量化不同时间和偏离正常的模式。研究人员使用的对称指数在一个小范围的运动在一份联合显示显著的不对称。这是由于这样的事实,小范围的差异运动使其增加。此外,测量误差在这么小的范围显著影响其价值( 2]。对称指数通常用来计算单个值只有极端值的对称性关节运动的时间特征。这样的计算似乎不合理由于低估了不对称的实际价值的风险。科幻小说不仅估计对称值的最大值发生在该地区的对称通常是评估还检查这些区域的距离。类似的科幻指定区域和显示他们的程度的分化。对称指数只给出一个值为选定的时间在整个步态周期最大峰值的角度值。科幻小说没有这些限制,即。,it does not take infinite values near a singular point. It is precise (for both large and small values) and standardised. SF values represent the degree of similarity (symmetry) or differences (asymmetry) of the compared graphs, and the +/- indicates the side of asymmetry. The study has shown that SF differentiates the subjects, e.g., patients with single-limb injuries. It can be successfully applied to other movements, including other sports (gymnastics, synchronised swimming, etc.) where symmetry is important in evaluation. This method can assess the symmetry between the sides for time courses and the deviation of these courses from standard normative waveforms. SF is a time-dependent function describing symmetry in the duration of motion. It can be interpreted similarly to the SI and is relatively simple to calculate. SF is especially dedicated to time-dependent variables and corresponds well with the index proposed by Nigg et al. [ 54阶段)的立场。用于评估对称或不同的课程,科幻计算相对偏差的平均范围的运动。这是正常在给定关节运动的持续时间和程度的自由,也有类似的解释为单个值对称指数。然而,科幻小说有很大的限制。科幻小说不正常的关系在相邻关节运动,和它的价值取决于的平均值左右身体一侧的范围。例如,一个类似的角差值 Δ α = 1 度 平均 罗 = 5 度(如骨盆倾斜的情况下罗的进项集团) 科幻小说 = 20. % 的平均水平 罗 = 50 度(如膝盖flex-ext ROM的情况下正常组) 科幻小说 = 2 % 。因此,当报告科幻小说的价值,建议指定的运动已经计算或作为补充信息给绝对的角度不同。科幻小说需要时间课程时间相等,但这不是一个问题对现代步态分析系统。

方法可以用于定位地区最高的不对称患者步态周期中的单边障碍。手术或理疗的干预并不能解决问题的步态不对称延续时间。功能恢复由理疗师将会大大减少不对称的程度。他们的工作可以被支持,使用对称函数来评估理疗的效果。此外,这个简单的方法,时间序列数据比较可以补充其他健壮的方法在数据评估和解释。

(我)

对称函数(SF)相关的测试变量相同的测试组或确定病理和对照组之间差异在测试参数