步态分析和超声能否检测脑瘫儿童小腿肌肉组织的变化？

本研究的目的是调查连续铸造和肉毒杆菌毒素 (Btx) 干预对具有马蹄步态模式的脑瘫儿童的步态和小腿肌肉形态的影响。

脚趾走路是许多骨科和神经系统问题（例如， 脑瘫、特发性脚趾行走和中风）。 足尖走路的患者通常会出现小腿肌肉挛缩，从长远来看，可能会出现足部或小腿疼痛和足部畸形。 脚尖走路还会导致平衡困难，并导致二次代偿和畸形。 个别患者的脚趾走路的原因并不总是很清楚。 当前的干预措施针对可察觉的原因（例如 挛缩的手术、拉伸或矫形器或过度活动的肉毒杆菌毒素注射），但脚趾行走与肌肉形态和控制受损之间的关系尚不完全清楚。 临床运动分析用于量化步态期间的关节运动和负荷。 这是根据既定的当地部门协议完成的，是常规临床实践的一部分。 这是使用基于视频的运动分析系统有限公司 (VICON) 完成的，这是一种 3D 运动分析模式，它使用直径在 5 毫米到 25 毫米之间的小球形反射标记，这些标记附着在皮肤上的关键解剖标志（位于在临床检查期间）。 特殊的红外相机被用来在三个维度上跟踪反光标记的运动。 这与 AMTI 测力板相结合；它们一起给出了主题的运动学和动力学。 小腿三头肌和胫骨前肌的肌电图 (EMG) 可以观察不同运动期间的肌肉活动以及步态周期。 在获得参与者的同意并确保参与者完全理解任务的范围后，会议才会开始。 简而言之，临床医生使用当地的 ORLAU 部门协议，在受试者身上放置反光标记，并进行人体测量。 受试者准备好后，他们被要求以自己选择的速度沿着 10 米的人行道行走，并收集至少 6 次试验，每只脚都落在测力板上，进行充分的撞击，以获得所需的运动学和动力学数据。 EMG 记录同时在内侧和外侧腓肠肌、比目鱼肌和胫骨前肌上进行，以记录运动过程中的肌肉活动。

为了获得有关形态的信息，B 型超声的模态评估了肌肉形态，并获得了关键信息，例如肌纤维长度、纤维方向、羽状角、横截面积和肌肉厚度。 在获得同意并确保参与者完全理解会议范围后，他们被要求俯卧在底座上，露出小腿，以便评估员可以接触到小腿肌肉。 然后评估员使用 b 型超声协议获取小腿肌肉的关键参数。 使用游标卡尺测量肌肉长度。

此外，还使用成像模态弹性成像。 这使用来自手动压力或通过超声探头内产生的剪切波脉冲的机械力来检测被检查组织的变形变化，从而确定刚度。 软组织的僵硬可以是病理学的指示。 弹性成像使用无害的超声波，并通过将彩色编码弹性图叠加到传统 B 模式图像上，实现组织应变的可视化。 颜色代表组织的刚度，范围从红色到绿色再到蓝色，具体比例因供应商而异。 剪切波弹性成像具有额外的优势，能够在定义的感兴趣区域内提供速度测量，从而量化组织硬度。

在开始会议之前，获得主题的同意并解释会议的范围。 经参与者同意后，受试者被要求俯卧在底座上，小腿外露。 顾问放射科医生根据协议在纵向和横向平面上对小腿肌肉（内侧、外侧腓肠肌、比目鱼肌）进行弹性成像测量。 然后在会话结束后获取和分析关键信息后保存这些信息。

计算机建模可以估计步态期间的肌肉力量，并用于研究范围广泛的情况，例如痉挛性麻痹和蹲伏步态。 超声波可以提供有关肌肉参数的信息，例如体积、长度、解剖横截面积和羽状角。 该信息可用于调整肌肉骨骼模型的参数以适应每个患者的特征。 然后，肌肉骨骼模型可以估计个性化的肌肉力量，并帮助了解导致脚尖行走的个体损伤。 未来前景 临床——计算机模型将有助于精确识别损伤（例如肌肉萎缩、挛缩和痉挛），从而允许更客观的规范和干预措施的针对性。 结合从 B 型超声、弹性成像和步态分析收集的数据，可以观察临床干预对肌肉特性的影响。 这可以应用于其他干预措施，包括骨科手术和矫形器。 弹性成像也可以成为了解与肌病相关的弹性肌肉特性的重要工具，并且可以通过根据个人的基线特征选择最有效的干预来帮助优化和个性化护理。