步态分析(1)

制 ▪ 个体差异：后天经学习而获得，并随年龄、性别、职业的
不同而有所差异
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步态分析
❖ 步态分析目的 ▪ 分析肢体功能 ▪ 制定治疗方案 ▪ 评价步态训练效果 ▪ 评定假肢或支具的可行性 ▪ 对穿戴假肢或支具前后的 步态进行评定，评定其作 用程度作出必要的调整
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❖ 上肢：交替前后摆动，与同侧下肢的摆动方向和骨 盆的旋转方向正好相反。
步态周期中的肌肉活动
首次触地至承重反应结束；足离地 至再次首次触地
支撑相中期至蹬离，首次触地
摆动相末期Leabharlann Baidu首次触地至支撑 相中期，足离地至摆动相早期
摆动相末期，首次触地至承 重反应结束
摆动相末期，首次触地至支 撑相中期
摆动相末期，首次触地至支 撑相中期
步态分析
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步态分析
❖ 概述 ❖ 步态及步态周期的概念 ❖ 步行时关节及肌肉活动 ❖ 正常步态特征及参数 ❖ 临床步态分析的目的及方法 ❖ 临床常见异常步态
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步态分析
❖ 步行：是通过双脚的交互 动作移动机体的人类特征 性活动。
❖ 正常步行不需要思考，步 行控制涉及中枢命令、身 体平衡、协调控制，下肢 各关节肌肉的协同运动， 也与上肢躯干和姿态有关 。
▪ 关节水平（第三级水平）：是所有主动肌与 拮抗肌力矩作用的结果
步态分析
❖ 步态（gait）：人类步行的行为特征。 ❖ 通过髋、膝、踝、足趾的一系列连续活动 ❖ 身体沿着一定方向移动的过程 ❖ 正常步态有赖于中枢神经系统、周围神经系统以及骨骼肌
肉系统的协调工作
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步态分析
❖ 发生在步行周期的0-10% ❖ 此阶段为第一个双支撑期。
阶段2负荷反应期Loading Response
❖ 指足跟着地后至足底与地面全面 接触瞬间的一段时间(足放平）， 即一侧足跟着地后至对侧下肢足 趾离地，为双支撑期，是重心由 足跟转移至足底的过程。
❖ 膝关节于站立相达到其最大屈曲 角度标志着支撑腿有效地承受了 体重，故又称为承重期。
❖ 此时人体重心处于行走时的最低 点
❖ 发生在步行周期的10%-15%
支撑相中期(mid stance)
❖ 指支撑相中间阶段的 时间。此时支撑足全 部着地，对侧足处于 摆动相，是唯一单足 支撑全部重力的时相 ，正常步速时发生在 步行周期的15%~40%。
❖ 此时重心位于支撑面 正上方
支撑相末期(terminal stance足跟离地 )
摆动相末期，首次触地至支撑 相中期；足离地至摆动相早期
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股四头肌
摆动相末期，首次触地 至支撑相中期，足离地
至摆动相早期
站立相
腘绳肌
摆动相
摆动相末期，首次触地至 承重反应结束
胫前肌
站立相
摆动相
首次触地至承重反应 结束；足离地至再次 首次触地
小腿三头肌 站立相支撑相摆中动期至相蹬
❖ 小腿向前摆动速度减慢并调整足的 位置，为进入下一个步行周期做准 备。
支撑相 摆动相
步行周期
阶段1首次触地 阶段2承重反应 阶段3支撑相中期 阶段4足跟离地 阶段5摆动前期 阶段6摆动相早期
阶段7摆动相中期
阶段8摆动相末期
支撑相早期 支撑相末期
行走中下肢运动
❖ 髋关节：屈曲角度于摆动相 中期达最大30°并保持到支 撑相开始；后伸角度在足跟 离地至足趾离地期达最大 10°-15°
足偏角(toe out angle)（ Ⅳ）
❖ 足偏角(toe out angle)：指贯穿一侧足底中心线 与同侧步行直线之间的夹角。左右足分别计算， 健全人约为6.75°。
跨步时间(stride time)
❖ 跨步时间(stride time)：即步行周期时间，以秒为 单位。
步频（cadence）
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步态分析
❖ 临床步态分析 ▪ 病史回顾 ▪ 体格检查 ▪ 步态观察
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步态分析
❖ 步态观察： ▪ 注意身体的某一节段或某一关节 ▪ 通过检查表或简要描述的方式 ▪ 记录步态周期中存在的问题 ▪ 按习惯的行走方式来回步行 ▪ 从不同方向(正、背、侧面)观察 • 全身姿势 • 下肢各关节的活动 • 各步态参数 • 上肢摆动
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步态分析
❖ 让病人作变速行走 ▪ 慢速、快速、随意放松步行，分别观察有无异常 ▪ 在步行中，可以让病人停下，转身行走 ▪ 上下楼梯或斜坡、绕过障碍物 ▪ 坐下和站起，原地踏步或原地站立，闭眼站立 ▪ 用助行器行走的病人 • 只要有可能，分别使用或不使用助行器行走
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❖ 人体结构与运动功能调节系统 ❖ 行为及心理活动在行走时的外在表现 ❖ 是人体运动功能的综合表现
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❖ 步行障碍是对残疾者日常 生活活动影响最大的功能 障碍之一，也是残疾者最 迫切需要恢复的功能障碍 。
❖ 步态周期（gait cycle）从足跟着 地到同侧足跟再 次着地所经历的 时间，分为二个 相，支撑相和摆 动相
步态分析
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以右足为例
❖ 右足趾离开地面的瞬间标志着站立相结束，迈步相开始， 站立相和迈步相的时间比例和步行的速度有一定关系，如 果速度加快，迈步相的时间延长，站立的时间缩短。
步态分析
❖ 支撑相（stanse phase)：同 侧足跟着地到足尖离地，即足 部接触地面和承受重力的时间 ，约占步态周期的60%（ Rancho Los Amigo分期，RLA ）
步态分析
❖ 步行障碍的影响因素 ▪ 神经系统
• 中枢性和周围性神经损伤
– 中风、头部外伤、脑性瘫痪、脑肿瘤、脊髓损伤、脊髓炎、尺、桡、胫、腓神经损 伤等
▪ 运动器官
• 骨骼、关节、韧带、肌肉、肌腱等障碍
– 各种脊椎疾病、关节疾病、肌营养不良、截肢等
▪ 神经系统和运动系统接合部障碍
• 重症肌无力等
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支撑相(Stance Phase)
❖ 支撑相大部分时间是单足支撑。但是步行与跑步的 关键差别在于步行有双足支撑在地面的时间，称为 双支撑相。
❖ 双支撑相的时间与步行速度成反比。步行障碍时往 往首先表现为双支撑相时间延长，以增加步行的稳 定性。
❖ 每个步行周期中包含两个双支撑期，第一个双支撑 期发生在步行周期的前10%， 相当于支撑足首次触 地及承重反应期，第二个双支撑期发生在步行周期 的50%-60%之间，相当于对侧足的减重反应和足离 地时期。
❖ 指下肢主动加速蹬离的时 间，开始于足跟抬起，结 束于足趾离地，约为步行 周期的40%~50%
摆动前期Toe-Off
❖ 指支撑腿足趾离地之前的一 段时间。
❖ 此阶段体重向对侧下肢转移 ，对侧下肢足跟着地，为第 二个双支撑期，约为步行周 期的50%-60% 。
步态分析
❖ 摆动相：从足尖离地到足跟着 地，足部离开支撑面的时间， 约占步态周期的40% 分为3个期 ▪ 摆动前期 (initial swing) ▪ 摆动中期 (mid-swing) ▪ 摆动末期 (terminal swing)
❖ 每个双支撑期约占10%
❖ 一侧下肢单支撑期所占时间完全等于对侧下肢的迈 步相时间
步行周期
支撑相早期(early stance)
❖ 指进入支撑相开始阶段的时间，包括首次触地和 承重反应，占步行周期的10%~12%
阶段1：首次着地Initial Contact
❖ 步行周期和站立相的起始，指足 跟或足底的其他部位第一次与地 面接触的瞬间。
步态分析
❖ 人体重心：位于第二骶骨前 缘，两髋关节中央，直线运 动时是身体摆动最小的部位
❖ 步行中，重心心沿一条正弦 曲线上下、左右移动，在单 腿支撑期达到最高点，双腿 支撑期达到最低点。
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步态分析
❖ 人体重心偏移主要包括：
▪ 骨盆前后倾斜 ▪ 骨盆左右倾斜 ▪ 骨盆侧移 ▪ 纵向摆动 ▪ 体重转移
❖ 步长与身高成正比，即身材愈短，步长愈短。 ❖ 左右步长不一致性是反映步态不对称的敏感指标
跨步长(stride length)（ Ⅱ）
❖ 又称步幅，指同一侧足跟前后连续两次着地点间的纵向直 线距离，相当于左右两个步长相加。
❖ 正常约为100-160cm
步宽（ Ⅲ）
❖ 步宽（stride width）：在行走中左、右两足间的距离称为 步宽，通常以足跟中点为测量参考点，通常用cm表示， 健康人约为8±3.5cm。步宽越窄，步行的稳定性越差
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行走生物力学与神经学和运动生理学的关系
❖ 行走及步态是CNS的终极目标在生物力学水 平上的体现
▪ 神经学水平（生物学信号的第一级水平的汇 聚）：运动单位的许多兴奋性和抑制性信号 汇聚
▪ 肌肉水平（生物学信号的第二级水平汇聚） ：肌肉力量的大小通过运动单位募集率的高 低而体现
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观察步态的要点
观察项目 1.节奏（Cadence） （１） 对称 （２） 节律 2.疼痛 （１） 部位 （２） 时间 3.步伐（Stride）
平稳、不稳
4.肩关节 （１） 下沉、上抬 （２） 前伸、回缩 5.躯干 （１） 屈曲 （２） 摇摆
观察项目 6.骨盆 （１） 前轻、后倾 （２） 上抬、水平 7.膝关节 （１） 屈、伸 （２） 稳定性 8.踝关节 （１） 背伸 （２） 外翻、内翻 9.足部 足跟触地
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摆动相早期(initial swing)
❖ 从支撑腿离地至该腿膝关节达到最 大屈曲，主要的动作为足廓清 (clearance)和屈髋带动屈膝，加速 肢体前向摆动，发生在步行周期的 60%~70%。
❖ 此阶段主要目的是使足底离开地面 以确保下肢向前摆动时足趾不为地 面所绊
离，首次触地
步态分析
❖ 正常步态特征 ▪ 身体平稳 ▪ 步长适当 ▪ 耗能最少
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步态分析
❖ 正常步态特征
▪ 稳定性：以最小的能量消耗来取得最大的身体重心稳定 ▪ 周期性和节律性：两侧下肢交替摆动，重复相同过程。 ▪ 方向性：使躯干沿着一定的方向移动。 ▪ 协调性：全身各关节、肌肉的参与，大脑对这些组织的控
❖ 膝关节：摆动相早期屈曲最 大达60°，支撑相中期和摆 动相末期伸展
❖ 踝关节：足跟着地时保持中 立位，支撑相为背伸，足跟 离地时跖屈达最大20°
行走中身体其他部位的运动
❖ 躯干：躯干沿脊柱纵轴旋转并与骨盆运动方向相反 ；躯干运动包括上下垂直运动和左右侧方运动。
❖ 骨盆：以脊柱为轴前后旋转，也有轻度前后倾和上 下运动。
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步态分析
❖ 廓清机制 ▪ 摆动相早期-中期髋关节屈曲 ▪ 摆动相早期膝关节屈曲 ▪ 摆动相中-末期踝关节背屈
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步态分析
❖ 时间-空间参数测定： ▪ 传统测定方法为足印法（用滑石粉或墨水使病人行走 时能在规定走道上或地面铺的白纸上留下足印），病 人在规定距离的道路（一般为4-6米）上行走，用秒表 计时，通过足迹测量步行空间。 ▪ 现代实验室：数字化三维分析或电子步态分析系统
摆动相中期(mid swing)
❖ 指足在迈步中期的活动，足廓清仍 然是主要任务，发生在步行周期的 70%-85%。
❖ 从膝关节最大屈曲摆动到小腿与地 面垂直
摆动相末期(terminal swing)
❖ 指迈步即将结束，足在落地之前的 活动，主要动作是下肢前向运动减 速，准备足着地的姿势，步行周期 的85%-100%。
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步态分析
❖ 时间-空间参数测定主要参数：
▪ 步长 ▪ 跨步长 ▪ 步宽 ▪ 跨步时间 ▪ 足偏角 ▪ 步频 ▪ 步速
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步长(step length)（ Ⅰ）
❖ 指左右足跟或足尖先后着地时两点间的纵向直线 距离称为步长，单位为cm，正常人约为50-80cm 。
10.支撑面 （１） 稳定、不稳 （２） 宽、窄
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❖ 三维步态分析： ▪ 运动学分析 ▪ 动力性分析 ▪ 动态肌电图
步态分析
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步态分析
❖ 运动学分析：
▪ 人体重心 ▪ 廓清机制 ▪ 时间-空间参数测定 ▪ 节段性运动测定
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