Оценка развития ходьбы у детей 1-3 лет: анализ параметров походки

Введение в исследование развития детской походки

Ходьба является базовым движением в повседневной жизни и полезным функциональным показателем жизненно важных функций, который может оценить текущее состояние здоровья человека и риск будущих заболеваний. То же самое относится и к детям, которые только начали ходить. Существуют случаи, когда общий моторный контроль, такой как ходьба, используется для оценки прогноза церебрального паралича у маленьких детей.

Самостоятельное передвижение для детей раннего возраста является очень важной способностью в моторном развитии. Это ценный оценочный показатель, который может оценить рост и развитие через внешнее наблюдение. Поэтому многие исследователи выявили взаимосвязь между ходьбой детей и развитием через внешние наблюдения. Например, Окамото и др. сообщили, что зрелость походки начинается примерно в 12 месяцев и постепенно развивается в течение первых 3 лет жизни через серию фаз, а именно: шагание новорожденного, ходьба с поддержкой и самостоятельная ходьба, по направлению к зрелой ходьбе.

Динамика развития параметров ходьбы

В первые несколько месяцев после начала самостоятельной ходьбы происходят очень большие изменения в параметрах ходьбы, особенно в пространственно-временных параметрах, кинематике суставов и динамике. Поэтому для выяснения этого замечательного механизма развития ходьбы у детей были проведены различные исследования с 1940-х годов. Недавно Ледбт и Окамото и др., используя электромиографию, силовые платформы и видеокамеры, выявили, что дети на ранних стадиях освоения ходьбы принимают позу высокого охранения, при которой верхние конечности подняты выше плеча при ходьбе. Впоследствии в течение нескольких месяцев они постепенно принимают положение средней и низкой охраны, опуская руки, и появляется попеременное взмахивание руками, наблюдаемое при ходьбе взрослых.

Сазерленд и др., используя высокоскоростные изображения, звуковые дигитайзеры Graf-Pen и плоттеры, показали, что дети на ранних стадиях освоения ходьбы ходили, сохраняя устойчивость за счет увеличения базы опоры с широкой шириной шага, и зрелая походка устанавливается примерно в 3 года.

Методология исследования

На основе этих данных мы предположили, что, комбинируя несколько параметров ходьбы, которые, как сообщалось в предыдущих исследованиях, связаны с развитием ходьбы, мы можем оценить возраст развития ходьбы или уровень развития ходьбы с возрастом в качестве его показателя, только по их походке, так же как возраст кровеносных сосудов можно оценить по податливости и твердости кровеносных сосудов. Если уровень развития ходьбы ребенка можно оценить с помощью объективных и количественных показателей, таких как возраст развития ходьбы, можно будет относительно легко понять статус развития ходьбы детей даже для непрофессионалов, не являющихся экспертами.

Участники исследования

В этом исследовании приняли участие 97 здоровых детей в возрасте около 1-3 лет, которые могли ходить самостоятельно. Из них были проанализированы 97 детей (49 мальчиков и 48 девочек), чьи родители ответили на все вопросы обследования, такие как когда они начали ходить, пол, предполагаемая дата рождения, фактическая дата рождения, вес при рождении, период начала ходьбы, текущий рост, текущий вес, использование подгузников (используются или нет, тип или используемые штаны) и марка подгузников.

• Возраст участников: 13-37 месяцев
• Количество участников: 97 здоровых детей
• Критерии отбора: здоровые дети, проживающие в пригороде Токио
• Метод сбора данных: трехмерный анализ движения

Результаты исследования

Корреляция между параметрами ходьбы и возрастом

Коэффициент корреляции был умеренным или выше для всех параметров ходьбы и был значительным. Возраст и коленно-коленное расстояние были наиболее сильно коррелированы (r = −0.78, R2 = 0.60), за ними следовали возраст и высота талии (r = 0.61, R2 = 0.37), возраст и коэффициент ходьбы (r = 0.60, R2 = 0.36), возраст и колебания туловища (r = −0.58, R2 = 0.33) и возраст и высота рук (r = −0.50, R2 = 0.25).

Среди пяти параметров походки коэффициент ходьбы и высота талии показали положительную корреляцию с возрастом, а высота рук, колебания туловища и коленно-коленное расстояние показали отрицательную корреляцию.

Множественный регрессионный анализ

Множественный регрессионный анализ был выполнен с использованием обучающего набора данных из 78 детей (80%) с целевой переменной в качестве возраста и объясняющей переменной в качестве пяти вышеуказанных параметров ходьбы. Модель II, которая имела наивысший коэффициент детерминации, улучшила точность множественной регрессии, используя четыре параметра ходьбы, кроме высоты рук (R2 = 0.683, скорректированный R2 = 0.665).

Из значения стандартизированного коэффициента частичной регрессии β наблюдалось, что параметр ходьбы, который больше всего способствовал повышению точности уравнения множественной регрессии, был коленно-коленное расстояние, за которым следовали высота талии, коэффициент ходьбы и колебания туловища.

Обсуждение результатов

Целью этого исследования была оценка возраста развития ходьбы по походке детей. Мы исследовали силу связи между развитием ходьбы у детей и пятью параметрами ходьбы, которые, как сообщалось в предыдущих исследованиях, связаны с развитием ходьбы. Затем была проверена точность модели оценки возраста развития ходьбы, созданной с использованием параметров ходьбы, которые были сильно связаны.

Ключевые параметры ходьбы

В этом исследовании коленно-коленное расстояние показало значительную отрицательную корреляцию с возрастом и было параметром ходьбы, который больше всего способствовал повышению точности уравнения множественной регрессии. Относительно коленно-коленного расстояния или раскрытия ног, которое было значительно связано с возрастом в этом исследовании, Сазерленд и др. показали, что дети на ранних стадиях освоения ходьбы ходили, сохраняя устойчивость за счет увеличения ширины шага, тем самым увеличивая свою опорную базу.

Кроме того, они заявили, что зрелость проявлялась увеличением длины конечностей и стабильности и хорошо устанавливалась у детей примерно 3 лет.

После коленно-коленного расстояния показатели, которые способствовали повышению точности уравнения множественной регрессии, были высота талии и коэффициент ходьбы, оба из которых были значительно положительно коррелированы с возрастом. Халлеманс и др. заявили, что дети не могут разгибать коленный сустав при ходьбе из-за недостаточного развития мышц и что угол сгибания коленного сустава больше как в фазе опоры, так и в фазе переноса по сравнению со взрослыми; однако положения сгибания бедра, колена и голеностопного сустава значительно уменьшались примерно через 5 месяцев после начала ходьбы с развитием способности балансировать.

Колебания туловища и высота рук

Колебания туловища показали значительную отрицательную корреляцию с возрастом и способствовали повышению точности уравнения множественной регрессии, после коленно-коленного расстояния, высоты талии и коэффициента ходьбы. Согласно Шерону и др., покачивание головы и туловища значительно улучшилось в первые несколько месяцев самостоятельной ходьбы.

Среди пяти параметров ходьбы высота рук показала умеренную корреляцию с возрастом (r = −0.50). Однако это не улучшило точность уравнений множественной регрессии. В предыдущих исследованиях дети на ранних стадиях освоения ходьбы принимали позу высокой охраны, при которой верхние конечности были подняты выше плеча при ходьбе, за которой следовало постепенное снижение положения верхних конечностей (позы средней и низкой охраны), и появлялось взаимное взмахивание руками, которое противодействует вращению туловища, как наблюдается у взрослых.

Практическое значение исследования

Это исследование предполагает, что может быть возможно с некоторой точностью оценить возраст индивидуального развития ходьбы по походке ребенка. Это указывает на важность оценки развития ходьбы у детей, и не только понимания тенденции развития каждого параметра ходьбы, но и оценки ходьбы в целом с учетом силы взаимосвязи между каждым параметром ходьбы и развитием ходьбы у детей.

Более того, комбинируя несколько параметров ходьбы, сильно связанных с развитием ходьбы, возраст развития ходьбы или уровень развития ходьбы с возрастом в качестве его показателя, можно было количественно оценить только по походке детей. Результаты этого исследования могут быть использованы в широком диапазоне областей в будущем, таких как предварительный скрининг и инструменты диагностической поддержки, не требующие наблюдения специалистов, и системы, которые отслеживают ежедневную походку детей, количественно оценивают статус развития и оценивают состояние здоровья.

Ограничения исследования

Что касается ограничений этого исследования, первым является влияние среды и метода измерения. Участвующим детям давали достаточно времени для адаптации к окружающей среде. Однако, поскольку измерительная комната является для них особой средой, их способность зафиксировать естественную походку могла быть ограничена. Кроме того, они не всегда шли прямо по дорожке для ходьбы, потому что они ходили, как хотели, не учась ходить.

• Влияние специальной измерительной среды
• Отсутствие стандартизированной методики ходьбы
• Ограниченная выборка участников
• Отсутствие продольных данных

Заключение и перспективы

Это исследование предполагает, что может быть возможно оценить возраст индивидуального развития ходьбы с некоторой точностью по походке ребенка. Это указывает на важность оценки развития ходьбы у детей, и не только понимания тенденции развития каждого параметра ходьбы, но и оценки ходьбы в целом с учетом силы взаимосвязи между каждым параметром ходьбы и развитием ходьбы у детей.

Результаты этого исследования могут быть использованы в широком диапазоне областей в будущем, таких как предварительный скрининг и инструменты диагностической поддержки, не требующие наблюдения специалистов, и системы, которые отслеживают ежедневную походку детей, количественно оценивают статус развития и оценивают состояние здоровья. Дальнейшие исследования должны быть направлены на расширение выборки, включение продольных данных и разработку практических инструментов для клинического применения.