文摘

大多数研究步态不对称都聚焦于婴幼儿,倾向于使用主观评估运动的方法。没有先前的研究已经研究了步态对称性大龄自闭症儿童使用客观动作捕捉系统。本文的目的是量化步态对称性在自闭症儿童和年龄组。14个自闭症儿童()和二十二岁()年龄、身高和weight-matched控制参与了这项研究。八个摄像头Vicon动作捕捉系统和力四基斯特勒公司板块被用来计算时空参数和对称指数在散步。使用MANOVAs组的差异这些措施进行了测试。自闭症和对照组之间无显著差异被发现的任何时空措施或对称指数。因此,结果表明,自闭症儿童展示典型的对称或interlimb运动步态。这还需要进一步的研究来检查不同的步态对称性的输入指标的使用(例如,关节角和时刻)。更大的意识与自闭症相关的运动模式可能会增加我们对这种疾病的理解和治疗计划具有重要意义。

1。介绍

自闭症是一种发育紊乱,通常表现为受损的社会互动和沟通和限制,重复和刻板的行为模式1]。众多研究也发现在自闭症儿童运动障碍。不对称的运动在说谎(2- - - - - -4],扶正[3,坐2,5,爬2,3),和站6)据报道在早期发展。一些研究还发现步态障碍在自闭症儿童和成人2,3,7- - - - - -10]。

研究自闭症检查对称运动的运动作为潜在的神经损伤的指标。对运动不对称的研究通常集中在婴幼儿(3,11]。年龄较大的儿童和成年人的研究自闭症通常描述运动障碍但不是不对称8,10,12- - - - - -15]。因此,它是不知道运动不对称坚持发展。此外,最上面的步态对称性在孤独症研究使用观测尺度和视频分析。使用动作捕捉系统步态对称性的考试可能促进一个更客观的分析在步态的对称性。时空数据的测量可能允许监控补偿发生在步态,反映出一种潜在的神经肌肉损伤。

有几个对称指数可以用来评估interlimb差异在步态(16- - - - - -18]。然而,目前还没有标准化的方法计算步态的对称性。此外,步态参数用于计算各种对称指数不同的研究。因此,本研究的目的是研究不同的步态对称性之间的一群自闭症儿童与年龄组使用六种不同的对称指数和不同时空的措施。

2。方法

2.1。参与者

中给出的数据收集的研究作为一个更大的运动学和动力学步态研究自闭症儿童(7]。14个孩子(5到9岁)自闭症被招募参加这项研究(平均年龄为5.9岁;平均身高= 120.06厘米;平均重量= 28.67公斤)。所有的孩子之前被诊断为自闭症谱系障碍;然而,没有一个孩子被诊断为阿斯伯格综合症或否则nonspecified障碍。表提供了进一步的参与者特征1。以前公布的控制数据(7)是用于数据比较和由22 (=)5 - 9岁儿童(平均年龄6.22岁;平均身高= 119.42厘米;平均重量= 28.66公斤)。对照组孤独症组根据年龄、体重和身高。孩子们不匹配基于智商不一定是一个适当的标准匹配实验涉及电动机任务或发育迟缓的儿童。伦理批准这项研究获得了新布伦瑞克大学的研究伦理委员会。父母同意和儿童得到了同意之前,每个孩子的参与这项研究。

2.2。仪表

八个摄像头Vicon MCam动作捕捉系统(牛津牛津指标集团有限公司、英国)反光标记的三维轨迹跟踪(25毫米直径)放置在参与者的弱点在光脚走路。标记轨迹采样60赫兹的频率。仪器四个力板(基斯特勒公司,温特图尔,瑞士)被用来测量三维力和时刻在步态的采样频率600赫兹。力板由四个三轴传感器测量负载在每个角落。盘子是嵌入在实验室与地板地板和伪装,防止针对的对象。力板提供信息交互的脚地上。脚接触板,反应部队中产生一个大小相等,方向相反方向的应用负载。检查地面的反作用力促进足部接触的识别和缺乏与地面接触。这些力量的事件的时间可以用来估计步态的时空参数。

这项工作是一个更大的研究的一部分,研究运动学和动力学步态参数的差异在自闭症儿童与对照组(7]。结果,结合使用基于成像系统和力板需要与其他方法获取时空的措施。

2.3。程序

数据收集发生在运动分析实验室新布伦瑞克大学(超窄带)。反光标志的后部是直接放置于左、右跟骨在跟腱附件(19]。几个“热身”试验允许参与者调整标记和实验室环境。孩子们被鼓励尽可能多的步态实验。至少在可靠性、7试验记录每条腿。试验由一条无名的移动人行道步行25英尺的距离。理疗师定位每个参与者在开始行而父的参与者在走道的尽头等待着。开始行位于12.5英尺的中心板允许每个参与者实现速度时达到稳定状态板区域(记录区)。促进成功力板用脚罢工(即。,one entire foot on a single plate only), the physiotherapist adjusted the starting position of each participant. Verbal instructions to each participant included “look at your mom/dad” (to prevent the child from noticing and potentially targeting the force plate area) and “just walk” (to prevent running). Each trial was approximately 8 seconds in duration (time required to walk 25 ft), and the test session lasted approximately 45–60 minutes. It was anticipated that the experimental procedures could be challenging for the autism group due to skin sensitivities and an unfamiliar laboratory environment. However, the presence of family members and a physiotherapist with extensive experience with children with autism at each data collection session facilitated successful gait measurements and adherence to verbal requests.

2.4。数据分析

数据从Vicon导出软件Matlab (Mathworks纳蒂克,妈,R13)进行处理。时空变量计算每个参与者的左右腿步态周期。一个步态周期定义为连续时间脚步相同的肢体。每一个步态周期由两个步骤,一个步(图1)。步态周期可以分为立场阶段和swing阶段。立场阶段指的是单个肢体负重步态周期的一部分,通常发生第一平均60%(图2)。摇摆步态周期的阶段是指non-weight-bearing部分为单个肢体,通常发生在过去40%的步态周期(图2)。

为每个左和右肢步态周期中,时空变量计算如下:(1)节奏(步骤/分钟):每分钟的步骤(节奏= 120 /周期时间,周期步态周期的持续时间),(2)步幅(m):绝对水平连续两脚之间的距离的脚跟标记罢工相同的肢体(图1),(3)摇摆时间(s):持续时间的肢体不是接触地板(图2),(4)立场(s):持续时间,肢体接触地板(图2),(5)双重立场时间(s):持续时间,双脚接触地面(图3),(6)swing /立场比:比swing和立场的时间。

确定最合适的试验进行分析,节奏,速度,和周期的百分比(即在单一的立场。、单肢支持)计算了每个参与者的左、右腿。单一的左和右步态周期最密切近似各自的意思是步态周期这三个措施被选为每个参与者最终分析。

对于每一个时空测量(TS),六个措施的对称计算:(1)对称比例,,(2)对称指数平均,,(3)对称指数,,(4)对称指数吧,,(5)对称角(15),,(6)步态不对称(16),。

2.5。统计分析

六个对称指数计算使用6不同时间空间的措施,总共36个对称的措施。重要的((表六)差异意味着时空参数2)之间的控制和使用MANOVA孤独症群体进行了测试。重要的(意思是对称指数(表)的差异3)之间的控制和使用MANOVA孤独症组还测试了。所有使用SPSS软件统计测试执行(v17.0、IBM、纽约、美国)。

3所示。结果

没有显著差异()是对称指数数据或者是时空数据被发现在自闭症和对照组之间。描述性数据自闭症和对照组的6个时空措施提供了表2。没有显著的差异意味着步行速度之间的观察组(自闭症:99.89厘米/秒;控制:101.82厘米/秒)。描述性数据自闭症和对照组的6个对称指数提供了表3。

4所示。讨论

本研究的目的是检查不同的步态对称性之间的一群自闭症儿童和一个年龄,身高,weight-matched对照组。使用时空数据,6个不同使用MANOVAs对称指数进行了计算和分析。统计分析的结果显示组无显著差异()六个对称指数节奏、步幅,摇摆,立场,双重立场,比率和swing /立场。此外,没有显著差异()观察团体之间每个时空测量的平均值。

迄今为止,大多数研究自闭症步态对称性的专注于婴幼儿。其中的一些研究报道步态不对称(2,3,11,20.]。然而,对这些偏差的持久性与发展。基于这项研究的结果,自闭症儿童行走具有一致interlimb模式相比年龄组。由于样本过小,需要进一步研究来验证这些结果。

先前的研究自闭症儿童步态对称性的通常使用步行观察尺度和视频分析。据我们所知,不存在任何的动作捕捉分析步态对称性对于这个特定的人口。然而,步态对称性在自闭症成年人已经检查了使用相似的技术。哈雷特et al。10)测量步态在5成人自闭症(25-38岁)和对照组(10]。四肢之间没有显著差异被发现在自闭症组步态运动学和动力学变量。因此,每个肢体都汇集的数据之前,与对照组进行比较。只有脚踝的活动范围被发现明显不同成人自闭症患者和对照组之间,与孤独症组展示一个小范围的运动。

这项研究的结果是特定年龄组,任务,步态参数选择。此外,步态参数用于计算指标在描述步态对称性也扮演着重要的角色。目前的研究集中在时空数据;然而,其他运动(如关节角)和动态(如关节时刻)步态参数可以提供洞察在自闭症儿童步态的对称性。先前的研究[7)表明,踝关节背屈角度和矢状髋关节和踝关节自闭症儿童对不同年龄组的时刻。因此,步态对称性也应该检查使用这些参数。

为对称评估有时是依赖于特定对称指数使用,本研究计算几个指标使用时空数据。同样,帕特森et al。21)四个指标用于检查卒中后步态不对称。他们的研究结果还表明,歧视能力指数的概念是相似的,但不同的可解释性。因此,对称指数,如比率,易于解释可能是可取的。

对称的措施可以是一个有用的测量interlimb协调和帮助识别步态补偿。指数的一个限制是不提供结果的异常。即左和右肢可以等同于异常,因此对称。然而,测试的结果意味着时空数据组之间没有显著的差异。因此,它会出现自闭症儿童有规范的时空数据左右腿。

5。结论

没有以前的研究已经研究了步态对称性在年长的自闭症儿童使用动作捕捉。而对婴幼儿显示不对称运动的研究,这项研究没有发现显著差异在时空数据或对称孤独症组和年龄组之间的指数。未来的工作应该使用更大的样本量来验证本研究的发现。额外的研究也应关注不同的生物力学步态对称性的输入指标,包括运动学和动力学。对运动更清晰的认识偏差可能是有益的自闭症儿童的治疗计划,如果需要的话。

确认

作者希望欣然承认自然科学和工程研究委员会(237448年NSERC)和新布伦瑞克创新基金会(批准号bif2009 - 045)。