使用力平台记录进行生物力学分析的步态起始姿势组织

步态起始 （GI） 是正交姿势和稳态运动之间的瞬态阶段，是一项功能性任务和实验范式，在文献中经典地用于研究需要同时全身推进^{和稳定性的}复杂运动任务期间的姿势控制1。已知患有神经系统疾病（例如帕金森病²、中风³、进行性核上性麻痹⁴ 和“更高水平的步态障碍”⁵）的患者难以开始步态，这使他们跌倒的风险增加。因此，基础科学和临床科学都必须开发概念和方法，以深入了解步态开始期间起作用的姿势控制机制，获得科学知识和更好地了解步态和平衡障碍的病理生理学，并能够通过适当的干预措施进行补救。

步态起始的生物力学组织的概念描述如下，旨在研究该组织的经典方法详见协议部分。GI可以细分为三个连续的阶段：“预期姿势调整”（APA）阶段对应于摆动脚跟脱落前全身发生的动态现象，“卸载”阶段（摆动脚跟脱落和脚趾脱落之间），以及在摆动脚接触支撑面时结束的“摆动”阶段。GI过程的这种经典细分源于Belenkii等人^6等人7，⁸的开创性研究^，重点是在直立姿势中自愿举臂到水平时姿势和运动之间的协调。在这种范式中，直接参与手臂抬起的身体节段对应于“焦点”链，而插入焦点链近端部分和支撑面之间的身体节段对应于“姿势”链⁹。这些作者报告说，在举起手臂之前，姿势链中系统地出现了动态和肌电图现象，他们称之为“预期姿势调整”。对于胃肠道，摆动脚跟脱落（或摆动脚趾脱落，取决于作者）被认为是步态运动的开始¹⁰。因此，在此瞬间之前发生的动态现象对应于APA，并且摆动肢被认为是焦点链¹¹的组成部分。这种说法与运动生物力学组织的经典概念一致，根据该概念，任何运动行为都必须涉及焦点和姿势成分^12，13。

从生物力学的角度来看，与胃肠道相关的APA表现为压力中心的向后和中外侧（摆腿侧向）位移，其作用是推动重心向相反的方向 – 向前和朝向站立腿侧。预期后压位移中心越大，就脚接触时向前重心速度而言，电机性能越高^10，14.此外，通过将重心推向站立腿侧，APA 有助于在 GI¹，¹⁵，^16，17 的摆动阶段保持中侧稳定性。目前的文献强调，这种对稳定性的预期控制的改变是老年人跌倒的主要原因¹。GI期间的稳定性已在文献中通过调整“稳定边际”¹⁸进行了量化，该量考虑了速度和重心在支撑底座内的位置。除了APA的发展外，据报道，在重力作用下GI摆动阶段重心下降被站立腿的三头肌主动制动。这种主动制动有助于在脚接触后保持稳定性，使脚平稳地落在支撑表面上⁴.

本文的目的是为学者、临床医生和高等教育学生提供有关我们实验室开发的材料和方法的信息，以通过生物力学方法 研究 胃肠道的姿势组织。这种“全局”方法（由于下面详述的原因，也可以同化为“动力学”方法）是由Brenière和合作者^10，19发起的。它基于力学的直接原理来计算重心的加速度以及压力中心的瞬时位置。这些点中的每一个都是特定于运动的全局表达式。

一个是与运动目的相关的所有身体部分运动的瞬时表达（重心;例如，GI期间身体的进展速度）;另一个（压力中心）是实现这一目标所需的支持条件的表达。这两个点的瞬时位置反映了步态启动需要满足的姿势动力学条件。力平台是该模型的合适仪器，因为它允许直接测量运动过程中作用在支撑表面上的外力和力矩。它还允许执行自然运动，不需要特殊准备。

已知许多因素会影响胃肠道的姿势组织，包括生物力学、（神经）生理、心理、环境和认知因素^1，20。本文重点介绍了两个因素的影响 – 胃肠道速度和时间压力 – 并提供了健康年轻人获得的典型值。