单间室膝关节置换术后步态渐进性恢复的动力学特征与临床疗效：基于MediaPipe框架的前瞻性研究

膝关节单间室骨关节炎(OA)患者术后步态恢复缺乏量化评估标准。解放军总医院骨科团队创新性应用MediaPipe人体姿态估计框架，前瞻性分析34例单间室膝关节置换术(UKA)患者术前术后步态参数。研究发现术后WOMAC评分显著降低(P<0.001)，KSS评分显著提升(P<0.001)，患侧步速、步长及主动屈膝角度均明显改善(P<0.05)，证实UKA能有效促进从基础到高级功能活动的渐进性恢复。该研究为优化UKA术后康复方案提供了客观量化依据。

　　

膝关节作为人体最大最复杂的负重关节，其功能状态直接影响行走能力。随着人口老龄化加剧，膝关节骨关节炎(KOA)发病率逐年攀升，其中单间室病变约占30%。传统全膝关节置换术(TKA)虽然疗效确切，但存在创伤大、恢复慢等问题。相比之下，单间室膝关节置换术(UKA)以其保留交叉韧带、创伤小、恢复快等优势，逐渐成为治疗单间室KOA的主流选择。然而，目前关于UKA术后功能恢复的评估多依赖主观量表，缺乏客观定量的步态分析数据，这严重制约了精准康复方案的制定。

解放军总医院骨科团队敏锐地意识到这一临床痛点。在Wei Chai和Xiang Li教授的带领下，Ming Zhang等研究者开展了一项前瞻性队列研究，创新性地将计算机视觉技术引入骨科康复领域。他们采用智能手机结合MediaPipe人体姿态估计框架，建立了一套经济高效的步态分析系统，旨在定量评估UKA术后患者的运动功能恢复情况。这项突破性研究发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上，为临床实践提供了重要循证依据。

研究团队采用了多项关键技术方法：通过前瞻性队列设计，纳入34例单间室KOA患者（排除双侧手术者以保证数据纯净）；运用智能手机视频采集系统记录患者完成定时起立行走(TUG)、6米步行、仰卧屈膝和蹲起等标准化动作；基于MediaPipe框架开发视频分析流程，自动提取33个身体关键点轨迹；创新性地建立步态事件检测算法，精确计算步态周期、双支撑相等17项运动学参数；同时结合WOMAC和KSS评分进行多维评估。

研究结果部分呈现了丰富的数据发现。在临床评分方面，术后WOMAC评分从57.62±7.75显著降至39.12±6.06(P<0.001)，KSS评分从100.97±9.98提升至168.26±9.50(P<0.001)，证实手术显著改善了患者症状和功能。步态参数分析显示，术后患侧步速从0.79±0.24 m/s提升至0.90±0.22 m/s(P=0.002)，步长从45.65±11.56 cm增至50.44±11.01 cm(P=0.002)，步幅从90.73±20.22 cm扩大至100.18±18.88 cm(P<0.001)，这些改善具有统计学意义。特别值得注意的是，术后步态周期从1.18±0.15 s缩短至1.12±0.12 s(P=0.008)，双支撑时间从0.16±0.09 s减少到0.11±0.05 s(P=0.014)，表明患者步行效率显著提高。

在高级功能活动评估中，能够完成蹲起动作的患者从18例增加到25例。对17例术前术后均能完成该动作的患者分析显示，最大屈膝角度从96.41±20.65°提升至110.15±20.79°，最大屈髋角度从113.77±22.56°增至124.84±21.13°，证明UKA显著改善了膝关节在高屈曲负重状态下的功能。

这项研究得出了几个重要结论：首先，UKA能显著改善单间室KOA患者的步态参数，包括增加步速、步长和步幅，缩短步态周期和双支撑时间，这些变化反映了步行效率的提升。其次，术后膝关节活动度(ROM)和高级功能活动能力明显增强，特别是蹲起动作的最大屈曲角度改善显著。最重要的是，研究证实基于MediaPipe框架的步态分析方法具有临床可行性，为UKA术后康复评估提供了客观、经济的量化工具。

讨论部分深入剖析了研究发现的价值。与既往依赖昂贵三维运动捕捉系统的研究相比，该方案大幅降低了技术门槛和设备成本，使基层医院也能开展精准步态评估。研究还发现，尽管术后步态参数明显改善，但与健康老年人0.94-1.34 m/s的步速标准仍有差距，提示UKA术后康复可能需要更长时间。这些发现对临床实践具有重要指导意义：一方面证实了UKA在改善膝关节运动学方面的优势，另一方面为制定个体化康复计划提供了客观依据。未来研究可延长随访时间，进一步观察步态参数的长期变化规律。