目的是验证北欧行走步态与姿势分析中数据采集技术的最佳应用方式。在短时间分析（即单个步态周期）中应使用三维运动捕捉技术，而在长时间分析（即多次重复周期）如6分钟步行测试中则应采用加速度测量技术。
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摘要
摘要
近年来，北欧式健走（Nordic walking, NW）已成为一种安全且简单的锻炼方式。在研究这种步态模式时，已采用多种数据采集技术，每种技术各有优缺点。本研究旨在确定北欧式健走对老年人步态和姿势的影响，并评估在短期和长期分析中不同数据采集系统的最佳使用方法。对17名健康老年人（年龄：69 ± 7.3岁）在北欧式健走和正常行走过程中的步态与姿势进行了评估。参与者完成了两次6分钟步行测试（6MWT）（一次使用手杖（WP），一次不使用手杖（NP））以及六次5米步行试验（3次WP，3次NP）。采用两种系统记录运动数据：一种是6传感器加速度计系统，另一种是8摄像头三维运动捕捉系统，以量化空间-时间、运动学和动力学参数。
在两种系统下，与无支撑（NP）相比，有支撑（WP）时受试者的步幅长度和双支撑时间均增加，而行走速度和步频则降低（p <0.05）。此外，通过运动捕捉发现，有支撑（WP）时单支撑时间更长（p <0.05）。在三维捕捉下，当评估一个步态周期时，有支撑（WP）相较于无支撑（NP）在足跟触地和预摆动阶段表现出更低的髋关节做功和力矩，在足跟触地、预摆动和终末摆动阶段表现出更低的膝关节吸能（p <0.05）。此外，有支撑（WP）在足跟触地和终末摆动阶段的力矩较小，而在步态周期的中期站立阶段力矩较大（p <0.05）。姿势方面未发现显著变化。
NW 似乎适用于促进老年人正常的步态模式。三维运动捕捉应主要用于短时间步态分析（例如 单个步态周期），而加速度测量系统则应主要用于需要较长时间分析的情况，例如在 6MWT 期间。
引言
北欧行走（Nordic walking, NW）被认为是一种使用特制手杖进行的简单且安全的健走运动形式1。据称，手杖可提供额外的稳定性，改善姿势，并减轻下肢关节的应力。然而，关于关节负荷和姿势对齐的证据有限或存在矛盾。一方面，Schwameder et al.2、Willson et al.3 和 Koizumi et al.4 在其使用手杖行走的研究中报告了运动学指标的改善和/或地面反作用力、压缩力及剪切力的降低。另一方面，Hansen et al.5、Stief et al.6 和 Hagen et al.7 却报告在使用手杖行走时，运动学指标下降，且制动/推进力及力矩等关节负荷增加。此外，迄今为止，关于姿势对齐改善的说法似乎完全缺乏科学研究的支持。
与步态模式研究中发现的矛盾结果类似，该研究领域也采用了不同的方法和设备。一些研究使用了三维运动捕捉系统4,6 和数码摄像机2,5，所有系统均整合了测力台，以充分评估步态。此外，其他研究还采用了其他方法来评估北欧行走步态，包括使用电子测角仪7，肌电图（EMG）8，以及安装在杆上的应变....
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方案
本研究遵循渥太华大学研究伦理委员会的指南进行。
1. 筛选流程
- 向当地步行团体提供专题展示，并在社区中心和公共设施张贴招募海报，以招募一组活跃的社区居住老年人。
- 初次来访时，首先向参与者致意，介绍实验室环境，并给予他们时间更换合适的服装（即短裤、T恤和跑鞋）。准备就绪后，向每位参与者详细说明研究内容，获取书面知情同意书，并通过多种问卷筛查每位个体是否符合研究纳入标准。
注：纳入标准包括：年龄55至80岁、未接触过北欧式步行（NW）、无神经系统疾病、无认知障碍、无心脏疾病、既往无影响步态和上肢运动的损伤或手术史，且能够独立行走。- 让参与者填写《一般健康与体力活动问卷》以及《体力活动准备问卷》（PAR-Q），以确认其年龄、活动水平、是否存在神经系统疾病，并简要评估心脏健康状况。
- 随后，让其完成一份自报的姿势稳定性与跌倒情况问卷（改编自Ashburn 等10），以确定是否存在跌倒史（如适用）。最后，对每位受试者实施蒙特利尔认知评估（MOCA），以排除轻度认知功能障碍11，要求最低得分为30分中的26分。
2. 桩具设置与北欧行走指导
- 为每位参与者提供一套手杖，并指导他们根据自身身高将手杖调节至最佳长度。确保调节后的长度约为....
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结果
时空步态参数
使用北欧式健走杖行走，并通过运动捕捉和测力台进行评估时，与不使用健走杖相比，步长（p <0.01）、双支撑时间（p <0.001）和单支撑时间（p <0.001）均显著增加。此外，在老年人中，使用健走杖时的步速（p <0.05）显著减慢，步频（p <0.001）也显著降低。进一步通过6分钟步行试验（6MWT）结合加速度计对较长时间行走过程中的步态进行分析时，结果相似，即步长（p <0.001）和双支撑时间（p <0.001）更长，同时步速显著减慢（p <0.001），步频显著降低（p <0.001）（表1）。
下肢关节动力学分析
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讨论
在本方案中，保持使用雪杖的一致性至关重要。特别是，正确的雪杖使用技术和雪杖的正确设置步骤对于在不同研究之间维持一致性具有重要意义。因此，应遵循特定北欧式健走组织的指南和说明来执行此类方案。此外，在使用加速度测量技术时，尤其需要采用全身分布的三轴监测器，以全面了解受试者的全身运动（例如 步态和姿势），包括各个特定身体节段的加速度和旋转情况。此类系统应优先应用于本方案所述的情形中，使用相对较长的行走通道（例如 25 m），以便涵盖较长时间的活动过程，并尽量减少转弯次数，从而主要反映稳态行走状态。当在临床和科研环境中使用经过验证的步态测试（如6分钟步行测试13）时，这一点尤为重要。
此外，已有研究报道，运动捕捉系统适用于研究单个步态周期等持续时间较短的事件。16 应按照此方法使用，如同本方案第二部分所述。为确保该系统的准确性，必须对系统进行适当的静态和动态校准，以设定采集体积，更重要的是建立三维重建反光标记点所需的全局坐标系。为了评估步态及姿势排列，需采用全身标记点集合（例如 Plug-in.......
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披露
本工作部分由Nordixx Canada资助，该公司是本视频中所用健走杖的制造商。
致谢
我谨代表我的合著者及本人，感谢Nordixx Canada对本研究的资金支持，感谢各位参与者所付出的时间与耐心，同时感谢我们的同事Josée、Ria、Lei和Nadia在本研究各项工作中提供的帮助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 北欧行走杖 | Nordixx Canada | Nordixx Global Traveler or Walker | 可使用其他类型的杖 |
| APDM 加速度计系统 | APDM | Opal 系统 | 可使用其他系统 |
| Vicon 动作捕捉系统 | Vicon | 可使用其他系统 | |
| Kistler 测力台 | Kistler | 可使用其他测力台 | |
| Vicon Nexus & Polygon | Vicon | 用于数据分析 | |
| 14 mm 反射标记点 | Vicon | 标记点数量取决于模型 | |
| 卷尺 | |||
| 体重秤 | |||
| 卡尺 |
参考文献
- Parkatti, T., Wacker, P., Perttunen, J. Improvements in Functional Capacity from Nordic Walking: A Aandomized Controlled Trial Among Older Adults. J Aging Phys Act. 20 (1), 93-105 (2012).
- Schwameder, H., Roithner, R., Muller, E., Niessen, W., Raschner, C.
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重印与许可
