单髁膝关节置换术（UKA）、全膝关节置换术（TKA）和胫骨高位截骨术（HTO）是治疗终末期膝关节骨关节炎（KOA）的主要手术选择。研究表明，与胫骨高位截骨术相比，单髁膝关节置换术的翻修手术率在统计学上显著更低。同时，在这些手术方式中，单髁膝关节置换术因其保留交叉韧带、关节内损伤小以及术后功能恢复快等优点，在治疗单髁膝关节骨关节炎方面更受青睐。随着单髁膝关节置换术手术量的增加、患者群体更加积极主动以及接受手术的患者年龄更年轻，人们对改善术后功能结局的需求日益增长。

术后步态模式是患者满意度的关键指标，也是衡量康复成功与否的重要标准。步态在单髁膝关节置换术的手术效果和康复过程中起着至关重要的作用。作为人类运动功能的综合体现，步态分析能够提供关于多种参数的有价值信息，包括步态周期、步行速度、步频、步幅、步长、支撑相、摆动相以及步行时的双支撑时间。这些参数对于评估膝关节的功能状态至关重要。在单髁膝关节置换术术前，步态评估有助于临床医生评估膝关节退变的程度和功能受限情况，为手术规划提供关键信息。术后，步态分析可指导康复治疗，根据步态数据制定个性化的康复计划，进而提高康复效果。术后步态训练能使单髁膝关节置换术患者改善膝关节活动范围（ROM）、增强肌肉力量和提高平衡能力，最终恢复正常的步态模式。此外，步态训练还能减少术后并发症，如深静脉血栓和关节僵硬，从而提高患者的整体生活质量。因此，重视单髁膝关节置换术手术前后的步态评估至关重要，优化评估过程以提高评估结果的准确性也极为关键。目前步态分析的研究主要集中在基于动态摄像头的检测和定位方面。

更精确的三维运动和步态分析通常依赖于专业的运动捕捉系统，其中光学运动捕捉系统被视为步态分析技术的金标准。然而，这种方法存在一些实际局限性，包括需要专门的步态实验室、昂贵的设备以及经过严格训练的专业人员，以确保数据收集和处理的准确性。值得注意的是，斯特努姆（Stenum）的研究强调了人体姿态估计框架在基于图像的定量步态分析方面的潜力，该框架几乎适用于任何环境。这项创新技术为临床步态分析提供了一种经济高效的替代方案，在显著降低设备和运营成本的同时，提高了步态评估的准确性和效率。 这些进展使得更多患者能够从及时、精确的步态评估中受益，克服了更广泛临床应用的障碍。 目前，关于单髁膝关节置换术后步态分析的研究仍然相对较少。本研究创新性地应用了基于人体姿态估计框架的图像分析技术，对单髁膝关节置换术患者手术前后的步行及特定动作视频进行定量分析。从运动学参数的角度，本研究系统地评估了患者的步态特征，探究了单髁膝关节置换术手术前后步态参数的变化。这为理解单髁膝关节置换术后的步态变化提供了重要的理论数据支持。

方法：在2022年12月至2023年11月期间，34名单侧内侧间室膝关节骨关节炎（KOA）患者接受了单髁膝关节置换术。使用智能手机拍摄患者术前和术后站立、步行（侧位）、下蹲和仰卧屈膝位的视频。利用MediaPipe人体姿态估计框架，分析了包括步态周期、摆动时间、摆动相、支撑时间、支撑相、双支撑时间、步行速度、步时、步频、步长、步幅、步宽、主动膝关节屈曲角度以及下蹲时髋关节和膝关节的最大屈曲角度等步态参数。

患者步态分析：A定时站立（TUG）测试，B 6米步行，C仰卧膝关节屈曲，D下蹲和站立

视频分析管道。左：输入四个运动任务的视频序列。中间：使用MediaPipe提取身体关键点。右：演示从某些关键点（左列）导出的原始轨迹以及用于参数计算的低通滤波器（右列）的相应降噪轨迹（y轴表示像素值中的关键点坐标）

时间参数表示。根据最大值（脚跟触地事件）和最小值（脚趾离地事件）之间的时间差计算时间参数

UKA患者的基本数据

UKA患者术前和术后膝关节评分和步态参数的比较

17名能够进行蹲立运动的患者术前和术后蹲位屈曲角度的比较