步态分析-推荐课件.ppt
- 【下载声明】
1. 本站全部试题类文档,若标题没写含答案,则无答案;标题注明含答案的文档,主观题也可能无答案。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
2. 本站全部PPT文档均不含视频和音频,PPT中出现的音频或视频标识(或文字)仅表示流程,实际无音频或视频文件。请谨慎下单,一旦售出,不予退换。
3. 本页资料《步态分析-推荐课件.ppt》由用户(晟晟文业)主动上传,其收益全归该用户。163文库仅提供信息存储空间,仅对该用户上传内容的表现方式做保护处理,对上传内容本身不做任何修改或编辑。 若此文所含内容侵犯了您的版权或隐私,请立即通知163文库(点击联系客服),我们立即给予删除!
4. 请根据预览情况,自愿下载本文。本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
5. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007及以上版本和PDF阅读器,压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 步态 分析 推荐 课件
- 资源描述:
-
1、第十二章 步态分析步态分析中医药大学第一附属医院 步 行步行(Walking)通过双脚的交互动作移行人体的活动从某一地方安全、有效地移动到另一地方步 态步态(Gait)人类步行的行为特征,是步行运动状态的统称正常步态:健康人用自我感觉最自然、最舒适的姿态行进时的步态是利用力学原理和人体解剖学、生理学知识对人类行走状态进行对比分析的一种研究方法,包括定性分析和定量分析。步态分析(GA)第一节 正常步态正常步态是通过骨盆、髋、膝、踝和足趾的一系列活动完成的,而躯干则基本保持在两足之间的支撑面上。正常步态应是平稳、协调、有节律的,两腿交替进行。步态是人出生后,伴随着发育过程不断实践而习得的一种能力;
2、因此,它具有个体特性。正常步态必须完成三个过程:支持体重,单腿支撑,摆动腿迈步。一、正常步态的基本构成(一)基本参数(一)基本参数(二)步行周期(二)步行周期步长、跨步长、步频、步速、步宽、足偏角,其中步长、步频和步速是步态分析中最常用的3大要素,应当熟练掌握。 行走过程中一侧足跟着地至该侧足跟再次着地时所经过的时间。一个步行周期可分为支撑相和摆动相。1.步长(step lengthstep length)行走时一侧足跟着地到紧接着的对侧足跟着地所行进的距离称为步长,又称单步长,通常用cm表示。健康人平地行走时,一般步长约为5080cm。个体步长的差异主要与腿长有关,腿长,步长也大。2.步幅(
3、stride length)同侧足跟(或足尖)前后两次着地点间的距离,也称跨步长以cm为单位表示。正常人跨步长是步长的两倍,约为100-160cm.3.步宽(stride width) 在行走中左、右两足间的横向距离称为步宽,通常以足跟中点为测量参考点,通常用cm表示。健康人约为83.5cm。步宽愈窄,步行的稳定性愈差。4.足角(foot angle) 在行走中前进的方向与足的长轴所形成的夹角称为足角或者步角,如下图示,通常用表示。健全人约为6.75。5.步频(cadence)行走时每分钟迈出的步数称为步频,通常用steps/min表示。健全人通常步频大约是95125 步/min男性的步频平均
4、约为112.28.9 步/min女性平均为123.48.0 步/min。双人并肩行走时,一般是短腿者步频大于长腿者。 步频反映步态节奏与稳定性。8.步行时相步行时相-行走中每个步态周期都包含着一系列典型姿位的转移。人们通常把这种典型姿位变化划分出一系列时段,称之为步态时相一个步行周期可分为支撑相和摆动相。支撑相又称站立相;为足底与地面接触的时期;占步行周期的60%摆动相又称迈步相:指支撑腿离开地面向前摆动的阶段。占步行周期的40%站立相和迈步相的时间比例与步速有关,随着步速的加快,迈步相时间相应延长而站立相时间缩短。 6.步行速度(walking velocity) 单位时间内行走的距离。正常
5、人平均自然步速约为1.2m/s( 6595m/min )。步速(m/s)= 跨步长 步频 120步行速度大0.27m/s,可进行室内活动步行速度大0.58m/s,可进行中等强度社区活动步行速度大1.2m/s才能够按交通信号灯通过商业街步行速度是步态分析最基本、最敏感的指标:7.步行周期(gait cycle) 一步行周期在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的过程被称为一个步行周期。通常用时间秒(s)表示。一般成人的步态周期约为11.32 s左右。8.步行时相步行时相-行走中每个步态周期都包含着一系列典型姿位的转移。人们通常把这种典型姿位变化划分出一系列时段,称之为步态时相。例如,把一个步行周
6、期分为支撑相和摆动相。支撑相和摆动相的时间比例与步速有关,随着步速的加快,摆动相时间相应延长而支撑相时间缩短。(二)步行周期(GC)步行周期支撑相(Stance phase)摆动相(Swing phase)(二)步行周期(GC)步行周期支撑相单支撑相(1)足跟着地(2)全足底着地(3)重心转移到同侧(4)足跟离地(5)膝关节屈曲增大(6)足尖离地双支撑相摆动相1足上提2膝关节最大屈3髋关节最大屈曲4足跟着地2.1单支撑相(Stance phase)通常指一侧下肢足跟着地到同侧足尖离地的过程,单位为s,一般占一个步行周期的40%。右下肢单支撑期时间=左下肢摆动相时间1.足跟着地(0%)u步行周期
7、和支撑相的起始点u足跟接触地面的瞬间,使下肢向前运动减速,落实足进入支撑相的位置u异常脑瘫:脚掌着地足后跟疼痛患者:足底外侧缘或内侧缘着地2.全足底着地(0-10%GC)u整个足底着地的瞬间u首次着地至支撑腿于站立相过程中,膝关节达到最大屈曲角度的时期u承重反应:首次触地之后重心由足跟向全足转移的过程u异常:伴有足内翻、足下垂的病人难以完成。3.重心转移到同侧(10-40%GC)支撑足全部着地,单足支撑全部重力,对侧足处于摆动相过程:从对侧下肢离地到躯干位于支撑腿正上方异常:偏瘫、关节疼痛、平衡能力低下的患者往往时间过短。4.足跟离地(40-50%GC)支撑相中期过后,支撑腿足跟离地的瞬间自步
8、行周期的41.5%开始,是向下蹬踏的起始动作异常: 偏瘫病人往往完成不充分。5.膝关节屈曲增大(50-60%GC)自步行周期的54.1%开始异常: 偏瘫病人由于下肢伸肌占优势,膝关节屈曲活动受限,完成困难。6.足趾离地(60%GC)u自步行周期的60%开始,身体的重心线移到踝关节前方, 足趾用力着地,通过下肢的蹬踏动作,产生向前的推进力。u标志着支撑相结束和摆动相开始u异常: 偏瘫患者由于下肢痉挛,足下垂、内翻,下肢分离运动不充分,所以不能较好地完成此动作,是步态异常的重要原因之一。2.2双支撑相双足支撑是步行的最大特点。在一个步行周期中,双足同时着地的阶段:当一侧下肢完成足跟抬起到足尖向下蹬
9、踏离开地面的时期内,另一侧下肢同时进行足跟着地和全足底着地动作,一般占一个步行周期的20%,此阶段的长短与步行速度有关,速度越快,双支撑相就越短,当从走变为跑时,双支撑相变为零。双支撑相的消失,是走和跑的转折点,故成为竞走比赛时判断是否犯规的唯一标准。2.3摆动相(Swing phase)通常指从一侧下肢的足尖离地,到同侧足跟着地的阶段,单位为s约占40%GC右下肢摆动相时间=左下肢单支撑期时间1.足上提 (63.7-67.9%GC)是足尖离地、下肢向前摆动的加速期。足离开地面早期的活动屈髋带动屈膝,加速肢体向前摆动2膝关节最大屈曲(67.9-84.6%GC)足在迈步中期的活动下肢向前摆动的动
10、作过程中,从膝关节最大屈曲摆动到小腿与地面垂直的时期主要动作足廓清地面3.髋关节最大屈曲 (84.6%GC)迈步即将结束,足在落地前的活动从与地面垂直的小腿向前摆动到该侧足跟再次着地之前主要动作小腿向前运动减速,准备足着地的姿势4.足跟着地 (100%GC)完成足跟着地,步行周期的100%。标志着摆动相结束,进入双支撑相二、正常步态的运动学变化(一)身体主要部位及关节的活动人在步行时为了减少能量的消耗,身体各部位要尽量维持正常活动范围的运动,减少身体的重心移动。正常人群,步行速度80米/分的正常舒适步行,能量消耗为基础代谢的4倍步行中,重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、
11、双腿支撑期达到最低点减少行走过程中身体重心的位移可降低能耗下肢各关节在步行周期中的变化步行步行周期周期支撑相支撑相摆动相摆动相足跟足跟着地着地足掌足掌着地着地支撑支撑中期中期足跟足跟离地离地足趾足趾离地离地摆动摆动早期早期摆动摆动中期中期摆动摆动末期末期骨盆骨盆旋转旋转旋前旋前5旋前旋前50旋后旋后5旋后旋后5旋后旋后50旋前旋前5髋关髋关节节屈屈30屈屈30屈屈300过伸过伸100过伸过伸100屈屈200屈屈3020屈屈30膝关膝关节节0屈屈150屈屈1500屈屈350屈屈6035屈屈6030屈屈300踝关踝关节节0跖屈跖屈150跖屈跖屈15背屈背屈10背屈背屈100跖屈跖屈200跖屈跖屈2
12、010跖屈跖屈1000步行周期中下肢关节运动轨迹1.骨盆的活动为减少重心的上下及侧向移动,使运动更平稳,降低能耗,骨盆也配合步行周期做左右旋转、左右倾斜及侧向移动最大前旋:同侧足跟着地时,幅度约4最大后旋:同侧支撑中期,幅度约4左右倾斜:右足及左足的摆动中期,幅度约5最大左右移动:同侧支撑中期,幅度约4.5cm骨盆向前旋转时,同侧股骨和胫骨也分别内旋8-9,使足跟着地时下肢内旋25,支撑期结束时恢复外旋足跟着地足跟着地(Heel strike,HS)站立的早期骨盆:旋前5髋关节:屈曲30膝关节:0(伸直位)踝关节:0(足跟着地)足掌着地足掌着地(Foot flat,FF)骨盆:旋前5髋关节:屈
13、曲30膝关节:屈曲15-0踝关节:跖屈15-0(足完全接触地面)从足跟接地到完全着地,足跖屈、足跟外翻,距舟、跟骰关节活动轴平行,足部活动度最大,但不稳定,以适应不平的地面,足部肌肉很少活动支撑中期支撑中期(Midstance,Mst)下肢承受最大的负重骨盆:中立位髋关节:屈曲30-0膝关节:屈曲15-0膝、髋关节均过渡到伸展位踝关节:跖屈15-背屈10(足完全接触地面)足跟离地足跟离地(Heel off,HO)为过渡到摆动期做准备骨盆:后旋5髋关节:过伸10-0膝关节:0 踝关节:背屈10-0(足跟离地)趾关节:过伸10-0从支撑中期到足趾离地,足部完全负重到身体重心前移,足背屈、足跟内翻,
14、距舟、跟骰关节活动轴不平行,足部活动度受限,稳定性增加,足弓得到加强,跖腱膜因跖趾关节过伸而被拉紧,足部形成坚强杠杆,小腿外旋。同时小腿后侧肌肉收紧,足跟迅速离地,此后由于胫骨后肌、跟腱、腓骨长短肌、趾屈肌的共同作用,足跖屈、内翻,体重负荷分布于跖骨上并朝前推移,背伸肌也起作用,足离开地面足趾离地足趾离地(Toe off,TO)骨盆 :后旋5髋关节:过伸10-0膝关节:屈曲35-0关键点:膝关节被动屈曲踝关节:跖屈20-0摆动相早期摆动相早期(Initial swing)骨盆 :后旋5髋关节:屈曲0- 20膝关节:屈曲 35- 60踝关节:跖屈20- 10摆动相中期摆动相中期(Mid swin
15、g)骨盆 :中立位髋关节:屈曲20- 30膝关节:屈曲 60- 30踝关节:跖屈10- 0摆动相末期摆动相末期(Terminal swing)骨盆 :旋前5髋关节:屈曲30膝关节:屈曲 30- 0 踝关节:0其它部位(1)头 头的上下移动与重心的上下移动几乎一致,上下振幅约56cm,左右移动振幅约56cm。上体 上体垂直,双肩平齐,速度加快时稍有前倾;行走时上体有与骨盆旋转方向相反的转动,这个动作可以减少整个身体的扭转。其他部位(2)上肢 正常行走时双上肢交替前后摆动,其方向与同侧下肢的摆动方向和骨盆的旋转方向正好相反,如当左下肢与左侧骨盆向前摆动和旋转时,左上肢向后摆动,右上肢向前摆动。此时
16、,上肢的关节运动主要发生在肩关节,足跟着地时为最大伸展,为21.1,足跟离地时为最大屈曲,为17.4,共约40范围。肘关节屈伸是在双足同时支撑时期改变运动方向,最大屈曲为38.9,最大伸展为-0.4,共约40范围。上肢与下肢 上肢摆动方向与下肢相反,才可以达到维持身体平衡,减少转动。肩关节 自由摆动约30 (屈曲约6,后伸约24)。(二)参与的主要肌肉步行的动力主要来源于下肢及躯干的肌肉作用,在一个步行周期中,肌肉活动具有保持平衡、吸收震荡、加速、减速和推动肢体运动的功能。1竖脊肌(又叫骶棘肌) 为背部深层肌,纵列于脊柱两侧,下起骶骨、髂骨,上止椎骨、肋骨、枕骨,由脊神经支配。作用为使脊柱后伸
17、、头后仰和维持人体于直立姿势。在步行周期站立相初期和末期,竖脊肌活动达到高峰,以确保行走时躯干正直。2臀大肌 为髋关节伸肌。由臀下神经支配。在摆动相后期臀大肌收缩,其目的在于使向前摆动的大腿减速,约在步行周期85%,大腿的运动方向改变为向后,成为下一个步行周期的准备。在支撑相,臀大肌起稳定骨盆、控制躯干向前维持髋关节于伸展位的作用3髂腰肌 为髋关节屈肌。对抗髋关节后伸,使髋关节屈曲,以保证下肢向前摆动。 4.股四头肌跨双关节肌,屈髋伸膝股四头肌有两处收缩活动摆动相末期,首次着地至支撑相中期:伸膝足跟离地至摆动相早期:屈髋、伸膝5.缝匠肌是全身最长的肌,起于髂前上棘,经大腿的前面,斜向下内,止于
18、胫骨上端的内侧面。在支撑相末期和摆动相初期,作用为屈膝、屈髋,在摆动相末期和支撑相初期,使膝关节旋内。6.腘绳肌腘绳肌:股二头肌(外侧),半腱肌、半膜肌(内侧)跨双关节肌群,伸髋屈膝摆动相末期:屈膝。腘绳肌离心性收缩,使向前摆动的小腿减速,为足跟着地做准备足跟着地后:伸髋。协助臀大肌伸髋站立中期后:伸髋。双下肢向前迈步,躯干前倾,为了防止过度前倾7.胫前肌踝关节背屈首次触地至承重反应结束:足跟着地时,胫前肌离心性收缩,以控制踝关节跖屈角度,防止在足放平时出现足前部拍击地面的情况足离地至再次触地:足趾离地时,胫前肌再次收缩,控制或减少踝关节的跖屈角度,使足廓清动作能够顺利完成 8.小腿三头肌 踝
19、关节跖屈踝关节负重并固定时,腓肠肌收缩可以牵拉股骨下端和胫骨上端向后,使膝关节被动伸直支撑相中期至蹬离人体在行走过程中承受着来自地面的地反应力和力矩。地反应力分为垂直分力、前后分力和侧向分力.静态站立时,地面反应力等于体重。走路时人的重心在不断地上下移动双支撑相时重心最低,相当于以双腿为边步长为底的等腰三角形的高。摆动相中期的重心最高,相当于腿长(实际上还要加一个常量)。走路时F = 1.11.25G。中长跑时最大蹬地力约4G,短跑是5G,跳远是6G,跳高是8G。二、正常步态的动力学变化1.运动学分析运动学(Kinematics)研究步行时肢体运动时间和空间变化规律的科学方法运动学分析(Kin
20、ematic analysis)廓清机制人体重心分析步行时间/空间参数测定肢体节段性运动测定1.1廓清机制廓清机制(Clearance)摆动相中,下肢适当离开地面,以保证肢体向前行进包括摆动相早期:膝关节屈曲摆动相早期-中期:髋关节屈曲摆动相中-后期:踝关节背屈1.2人体重心重心:所有重力集中于此的一个假设点正常人体重心S2前缘,两髋关节中央成年男性步行时,水平或垂直移动范围5cm降低能耗步行时减少重心摆动垂直位移比水平位移更影响能效1.3步行时重心偏移的主要影响因素骨盆前后倾斜即摆动侧髋关节向前速度高于支撑侧,造成骨盆前倾骨盆左右倾斜即摆动侧骨盆平面低于支撑侧骨盆侧移即支撑相骨盆向支撑腿的方
21、向侧移纵向摆动重力中心在单支撑相最高,双支撑相最低,上下摆动8-10cm2、动力学分析动力学(Kinetics)研究人作用于物体的力与物体运动的关系,也就是研究运动产生原因的一门学问研究步行时作用力、反作用力的强度、方向和时间的方法动力学分析(Kinetic analysis )地面反作用力、剪力、力矩方法足测力板、测力平台2.1地面反作用力地面反作用力The Ground Reaction Force,GRF人在站立、行走及奔跑中,足底触及地面,产生作用于地面的力量时,地面因此而产生的一个大小相等、方向相反的力包括前后分力:反应支撑腿的驱动与制动能力内外分力:反应侧方负重能力与稳定性垂直分力
22、:反应行走过程中支撑下肢的负重和离地能力前后分力前后分力内外分力内外分力垂直分力垂直分力驱动与制动驱动与制动侧方负重与稳定性侧方负重与稳定性负重和离地能力负重和离地能力2.2地面反作用力首次触地时的GRF一般相当于体重和加速度的综合,正常步速时为体重的120%-140%。步速越快,GRF越高下肢承重能力降低时,可减慢步速,减少GRF对活动的影响2.3地面反作用力正常步行:GRF呈双峰型足跟着地时:有一极大值足逐渐放平:受力面积增大,力值减小足完全放平:力值最小足跟离地足趾蹬地时:出现另一个极大值2.3剪力和力矩剪力前后剪力表现为反向尖峰图形左右剪力形态相似,但是幅度较小力矩力与力作用的垂直距离
23、的乘积使关节转动是肌肉、韧带和摩擦力作用的最终结果2.4关节角度与关节力矩曲线 分别表示髋、膝、踝关节在分别表示髋、膝、踝关节在行走过程中的关节运动轨迹行走过程中的关节运动轨迹分别表示髋、膝、踝分别表示髋、膝、踝关节的伸展力矩关节的伸展力矩1.影响步行的能量消耗因素步行过程中的能量消耗除与身体重心的转移幅度有关外,还与心肺功能、患者的心情和温度、气候等因素有关。2.步行的能量消耗评估Burdett等建议用生理能耗指数PCI为指标来估计能耗。生理能耗指数等于步行时心率减去静息时心率,然后除以步行速度。PCI越大,表明步行能耗越大。 四、步行中的能量消耗第二节 步态分析 方法步态分析步态分析(Ga
24、it analysis)利用生物力学、运动学、人体生理学、人体解剖学、生物工程学、计算机学、电子学、精密机械工程学、自动化控制学及数字图像处理技术等多种跨学科知识对人体行走时的肢体关节活动进行运动学观察和动力学分析,提供一系列时间、几何、力学等参数值和曲线对人体行走的功能状态进行对比分析,研究步行规律的一种检测方法步态分析的目的异常步态的诊断是否存在异常步态、步态异常的性质及程度分析异常步态的原因为矫正异常步态、制订康复治疗方案提供依据为康复疗效评估提供依据比较不同种类的辅助具(含假肢)、矫形器、下肢矫形手术的作用以及对于步态的影响步态分析的适应症和禁忌症适应症中枢神经系统损伤:脑卒中、脑外伤
25、后偏瘫、脑瘫、帕金森病、小脑及其传导通路病变周围神经损伤:脊髓灰质炎、股神经损伤、腓总神经损伤等骨关节、肌肉、韧带损伤:截肢、髋膝关节置换术后、关节炎、韧带损伤、踝扭伤、下肢不等长、关节松弛等其它:疼痛等禁忌症严重心肺疾患、下肢骨折未愈合、检查不配合者步态分析定性分析通过目测观察病人行走过程,按照一定的观察项目,逐项评价得出结果,做出步态分析的结论定量分析通过器械或专门的设备获得的客观数据,对步态进行分析的方法包括:运动学分析、动力学分析、表面肌电图等一、定性分析内容病史:判断步态障碍的前提既往手术、损伤、神经病变等有助于分析步态异常和改善步态的相关因素体检:判断步态障碍的基础肌力、肌张力、关
展开阅读全文