第十四章步态分析课件1.ppt

1、第十四章第十四章 步态分析步态分析开启时钟2学习的目的n什么是步态分析？n为什么要进行步态分析？n怎样进行步态分析？34本次课主要内容n步态分析的基本概念n步态分析基础：生物力学n步态分析基础：下肢解剖n步态分析基础：自然步态n步态分析基础：步态周期n步态分析基础：时空参数n步态分析的主要内容n临床步态分析系统n常见病理步态分析一、步态分析的基本概念步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析61、步行n步行是人类的基本功能，是人区别于其它动物的关键特征之一。n

2、任何神经、肌肉及骨关节疾患均可能导致步行功能障碍。7步行的基本功能n从某一地方安全、有效的移动到另一地方。8步行中枢？n正常步行并不需要思考n然而步行的控制十分复杂：n中枢命令：皮层？脊髓？步行中枢？n身体平衡和协调控制n足、踝、膝、髋、躯干、颈、肩、臂的肌肉和关节协同运动。n任何环节的失调都可能影响步态，而某些异常也有可能被代偿或掩盖。9n人类的步态步态（Gait）就是行走时的人体姿势（Posture）。n步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现。n步态分析步态分析（Gait Analysis）是利用力学的概念和已经掌握的解剖、生理学知识对人体的行走功能状态进行对

3、比分析的一种生物力学研究方法。103、步态分析的历史n公元前400300年，古希腊Aristotle就开始注意到步行运动。n人类最初对步态有资料的研究，约从十五世纪开始。n15世纪，意大利科学家列奥维尔德达芬奇对人体运动发生了浓厚的兴趣，他用人的尸体研究解剖学，并首次提出了人体运动服从于力学的观点。n17世纪，意大利医生阿尔芳泰鲍列里在最早的生物力学著作论动物运动一书中，进一步系统地结合力学与解剖学研究人和动物的运动协调性规律，发表了运用杠杆定律测定人体重心位置的实验资料。n19世纪，德国生理学家Webers兄弟发表了对人的基本位移形式走的研究。（肉眼观察、素描、绘画）11研究手段的发展史n研

4、究人及生物体运动规律的科学手段也有较长的历史发展进程。n1877年美国摄影师Muybridge用24架照像机拍摄了马奔跑动作的连续照片，奠定了影像测量与分析的方法基础。n20世纪初德国解剖学家Braune、Fischer解剖测量了人体环节惯性参数，并基于此建立了第1个人体质量分布模型，奠定了人体运动定量分析的基础。n20世纪30年代英国生理学家Hiil测量了肌肉收缩张力与速度的关系，并基于热力学原理建立了与实验结果相当一致的希尔方程。n这些经典性的工作，奠定了人体、和的理论基础。12影响步态分析发展的技术与事件n照相机的发明，对人体运动学起了巨大的推动作用。n19世纪末，Eadweard Mu

5、ybridge采用拍摄照片的方法记录步态。n这是客观的进行运动学步态分析的开始。n第二次世界大战n美国为了促进伤残军人回归社会，在科学研究机构中工作的医务人员和工程技术人员一起设计了改进假肢、支具的具体计划。n首次结合运动学和运动力学技术，从生物力学角度进行步态分析。n20世纪60年代，随着计算机的出现n出现了三维空间综合运动分析系统（测力台、肌电仪，电子计算机），使得人们对原来步行的简单定性描述发展到了一个新阶段。n不仅能定性描述人体三维运动及其变化过程，而且还能从运动力学以及生物运动学方面定量分析其运动状态。n导入了能量代谢的O2、CO2测量方法，包括生理学数据的分析方法。134、步态分析

6、的分类n定性分析（目测）n由医务人员通过目测观察，作大体的分析。n定量分析n足印法n电子角度计测定法n三维步态分析14当前国际上步态分析硬件水平n测量频率60Hz。n测量长度误差1mm。155、步态分析与康复医学n康复医学（Rehabilitation medicine）是一门有关促进残疾人及患者康复的医学学科。n康复始于步行。n行走是人类日常生活中重复最多的动作。16n有能力参加社会生活，这是人类健康的重要标志之一。n人们为了能参加社会生活和履行社会职责，必须具备以下六个方面的基本能力：n意识清楚，有辨人、辨时、辨向的能力。n个人生活能自理。n可以行动（步行或乘坐交通工具或利用轮椅）。n可进

7、行家务劳动或消遣性作业。n可进行社交活动。n有作业能力，以求经济上能自给。17n在欧、美、日本等发达国家的康复中心或骨科医院，大多建立了步态分析实验室。n我国80年代初，上海第九人民医院、中国康复研究中心、长春二零八医院、江苏省人民医院等先后开展了步态分析方面的研究工作。n改善和恢复行走异常患者的功能状态是康复医学的一项重要内容。18n步态分析在康复医疗机构中有以下几个方面的作用：n用步态分析的数据与曲线鉴别，评定肢体伤残的程度，为制定整体的康复计划提供客观的依据。n根据步态分析系统所提供的信息，对行走功能异常和致残的机制进行深入研究，从生物力学的角度提出针对性的治疗方案。n对比外科手术、康复

8、训练或治疗前后的步态信息，评价外科手术、康复训练或治疗的效果。n对患者安装假肢、支具或矫形器前后得步态进行对比，评定其作用程度。1920适应证n所有因疾病或外伤导致的行走功能障碍或步态异常。n神经系统损伤n中枢神经系统损伤n周围神经系统损伤n骨关节疾病与外伤n其它如疼痛等21禁忌证n严重心肺疾患n骨折（下肢）未愈n无自主步行能力n不能配合检查者n227、步态分析对象与步行状态n临床步态分析入门的第一步n明确分析、评价的对象。明确分析、评价的对象。237.1、步行障碍与异常步行n步行障碍n是由功能障碍引起的运动障碍，是关于步行运动能力的障碍。n异常步行n由各种疾病引起的运动障碍，意味着在步行观察

9、中所见的异常状态。247.2、步行状态n恒定步行n自由步行n规定步行n负荷步行n正常步行n裸足步行n支具步行25恒定步行n步行中包含着一系列的动作n从静止状态迈步（过渡状态），达到一定速度的步行（恒定状态），再停下来（过渡状态）。n恒定步行可以理解为，在至少10步以上的连续步行中，除掉前后过渡状态的中间部分为恒定步行。26自由步行与规定步行n“那么，请您迈步性走吧”n像这样对步行方法没有特殊指示的时候，称为自由步行。n为了消除测试对象的紧张心理，根据测量环境，先做12次预备步行。n在测试对象没有意识到自己是在被人观测时的步行，叫自由步行，如在马路上观察行人的步行。n“请您尽量快速行走”n像这样

10、对步行方法有具体指示的时候，成为规定步行。27负荷步行n“请按照节拍器的声音行走”n“请踩着地上的线行走”n像这样提出与测试对象原来的步行方法不同的具体动作目标时，成为负荷步行。28正常步行n特指没有神经系统、运动系统疾病的测试对象自然行走或是自由步行，也称为正常步行。n与障碍步行对应。29裸足步行n通常，只要测试对象不穿特别的鞋，在临床上做步态检查的时候，都可以在穿着鞋（芭蕾舞鞋）的状态下进行。n在注意足本来的活动需要测量足迹的时候，或者在研究鞋子的影响时，在不穿鞋的状态下进行步态测量称为裸足步行。n在明确是穿鞋状态下测试时称为穿鞋步行。30支具步行n穿带或装配某些下肢支具时的步行称为支具步

11、行。n使用拐杖的时候称为拐杖步行。n318、步态分析基础n要进行正确有效的步态分析，分析者必须具有以下基础知识。n临床医学n基础医学（解剖、生理等）n生物力学二、步态分析基础：生物力学步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析33步行中涉及的生物力学概念n力的作用：力作用于人体及其结果n杠杆原理：力矩n功的概念n运动链n活动轴和自由度341、力作用于人体及其结果n表现为平衡（equilibrium）和运动（movement），这种力属于生物力学（biomech

12、anics）范畴。n力分为：静力和动力。n静力（static force）：主要维持人体的平衡。n动力（dynamic force）：主要在运动，包括产生和制止人体或肢体移动的一种力。n内力与外力n动力可以产生于体内，叫做内力，例如肌肉收缩与肌肉、韧带等的相互协调运动所产生的力肢体运动n动力也可来自体外，称外力，包括重力、人为的力或机械的外力，如治疗人员的帮助、机械设备、负重、滑轮或支架等。n当某种力产生运动时，这种力就破坏了人体的平衡，制止运动时又恢复平衡。352、杠杆原理n人体很多关节肌肉活动均符合杠杆原理。n杠杆包括一个支点，一个重点和一个力点。n在支点和重点之间为重力臂。n支点和力点之

13、间为力臂。n“给我一个支点，我能撑起月球。”3637杠杆的分类n第一类杠杆（）：支点位于力点和重点之间。n人体中属于这类杠杆的有环枕关节（头在脊柱上保持平衡）、髋轴线（身体的躯干在髋轴线上保持平衡不致前倾后抑）。n保持平衡的力量主要靠肌肉，且力臂较短，由于重点也靠近中轴（重臂也不长），故无需费很大的力来维持。n第二类杠杆（）：重点在力点和支点之间。n由于力臂始终长于重臂，所以从力学角度看是非常有利于做功的。n人体中还很难找到这一类型的杠杆，有人认为，在做足尖站立时，趾关节可作为支点，小腿三头肌作为力点，人体重量（重点）即在趾关节和小腿三头肌之间。n第三类杠杆（）：力点在重点和支点之间。n重臂始

14、终大于力臂，有利于使轻物产生速度和移动较长距离。n人体中四肢关节均属于此类，譬如胫前肌对于踝关节的作用。38393、功的概念n功是肌肉收缩所完成的工作量。n它不能单纯用肌横切面的大小来衡量，主要根据：功=力 距离（W=F D）来计算。n肌肉收缩时并不都产生功，其化学能消耗主要用于保持肌张力。n肌肉有时候做负功，如人们上山时做正功，下山时做负功。404、运动链与力的分解与合成n指几个部位通过关节连接而组成的复合链。n分开链和闭链。闭链的运动范围较小。n开链（open kinematic chain）：是指运动链远端是自由的。人体的四肢和躯干都输入开链。n闭链（closed kinematic c

15、hain）：是指运动链的远端组合成环状。人体中只有少数运动链属于此类，入骨盆骶髂关节和耻骨联合组成的骨盆带。n力的合成与分解：由于人体是由各运动链组成，其产生的力可以是合力，也可以是分力。当两个或两个以上的力共同作用于同一物体时，可表现为单一的力。运动按合力的大小和方向进行。n合力的计算可通过平行四边形法则求得。n力的分解，是将一个力分解为两个或两个以上的力。F1F2F415、活动轴与自由度n自由度与关节活动轴有关，n个自由度是指该关节有n个活动轴。n凡具备两个以上自由度的关节均可以产生环绕的动作。n为统一记录人体运动的方向，常用三个相互垂直的、通过人体重心的面来表示。n矢状面（将人体分为左右

16、两部分）n额状面（将人体分成前后两部分）n水平面（将人体分成上下两部分）42三、步态分析基础：下肢解剖步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析441、下肢骨n下肢每侧有31块骨n髋骨1n股骨1n髌骨1n胫骨1n腓骨1n跗骨7n跖骨5n趾骨1445股骨解剖46髌骨、胫骨、腓骨解剖47跗骨跗骨趾骨趾骨跖骨跖骨跖趾关节跖趾关节跗跖关节跗跖关节距骨距骨482、下肢肌n下肢肌分为n髋肌n股肌n小腿肌n足肌 49正常步态周期中主要肌肉的作用肌肉步态周期的作用腓肠肌和比目

17、鱼肌支撑相中期至蹬离、首次触地臀大肌摆动相末期、首次触地至支撑相中期腘绳肌摆动相中期、首次触地至承重反应结束髂腰肌和股内收肌足离地至摆动相早期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胫前肌首次触地至承重反应结束足离地至再次首次触地502.1、髋肌n位于髋关节周围，作用于髋关节。n分前后两群n前群主要有n后群主要有和梨状肌51起始髂肌：髂窝上2/3、髂前下棘附近。腰大肌：腰椎锥体侧面和横突。抵止股骨小转子。作用屈曲、外旋髋关节。（下肢固定时，使躯干和骨盆前屈）神经髂肌：股神经肌支。腰大肌：腰丛分支（腰神经节L1L3纤维）。52起始髂后上嵴、骶尾骨背面、骶结节韧带。抵止股骨臀肌粗

18、隆、髂胫束。作用后伸髋关节部分纤维旋转、外展髋下部纤维紧张髂胫束神经臀下神经（L5S2）53（臀小肌）起始髂骨翼外面中部。抵止股骨大转子外上。作用外展髋关节神经臀上神经（L4L5）54梨状肌起始骶骨盆面抵止股骨大转子尖作用外旋、外展髋关节神经骶丛分支（梨状肌神经 L5S2）552.2、股肌n也称大腿肌，分三群：n前群n股四头肌，位于股前部，是膝关节强有力的伸肌。n缝匠肌，呈扁带状，屈髋、屈膝。n内侧群n为5块内收肌，即长收肌、短收肌、大收肌、耻骨肌、股薄肌。均可使髋关节内收。n后群n共三块：股二头肌、半腱肌、半膜肌，三肌均可屈膝、伸髋。56起始股 直 肌：髂前下嵴股中间肌：股骨上2/3的前外侧

19、面股内侧肌：股骨粗线外唇股外侧肌：股骨粗线内唇抵止经髌骨及髌韧带止于胫骨粗隆作用股 直 肌：伸膝、屈髋股中间肌：伸膝股内侧肌：伸膝股外侧肌：伸膝神经股神经（肌支L2L4）57缝匠肌起始髂前上嵴抵止胫骨上端内侧面作用屈曲、外旋髋关节，屈曲膝关节神经股神经（L2L3）58起始长收肌：耻骨体前部，耻骨联合外侧短收肌：耻骨下支前面大收肌：耻骨支下方、坐骨结节前下抵止长收肌：股骨粗线的中1/3短收肌：股骨粗线内唇上部大收肌：股骨臀肌粗隆、股骨粗线内唇作用内收、外旋髋关节神经闭孔神经59起始股二长：坐骨结节后部的内上股二短：股骨粗线外唇半腱肌：坐骨结节后部的内上半膜肌：坐骨结节外上抵止股二长：腓骨头股二短

20、：腓骨头半腱肌：胫骨干内侧面上方半膜肌：胫骨内侧髁后面作用股二长：屈膝、外旋胫骨、伸髋股二短：屈膝、外旋胫骨半腱肌：伸髋、屈膝、内旋胫骨半膜肌：伸髋、屈膝、内旋胫骨神经坐骨神经602.3、小腿肌n分为前群、外侧群和后群：n前群多为足的伸肌和内翻肌n包括拇长伸肌、趾长伸肌、胫骨前肌等。n外侧群足的外翻肌n包括腓骨长肌、腓骨短肌等。n后群多为足的屈肌和内翻肌n浅层为小腿三头肌，以跟腱止于跟骨。n深层有趾长屈肌、拇长屈肌和胫骨后肌。n内翻足的肌：胫骨前肌和胫骨后肌 n外翻足的肌：腓骨长肌和腓骨短肌 61起始胫骨外髁、胫骨干外侧面近1/22/3抵止第一楔骨和第一趾骨的内侧面和跖底面作用背屈踝关节、内翻

21、足神经腓深神经（L4S1）62起始 骨间膜后方、腓骨干后内侧上2/3、胫骨上段后内侧抵止足底跟舟韧带下方分成两束浅束：止于舟骨结节或楔状骨内侧深束：分成两束，止于24跖骨和第2楔状骨跖面作用 内翻、内收足，跖屈踝关节神经 胫神经（L4L5）63起始腓骨长肌：腓骨头、腓骨干外侧面的上1/22/3腓骨短肌：腓骨干外侧面的下2/3抵止腓骨长肌：第一楔骨跖底后外侧和第一跖骨外侧腓骨短肌：第五跖骨基底部跖骨粗隆作用腓骨长肌：外翻足、跖屈踝关节，帮助维持足横弓腓骨短肌：外翻足、跖屈踝关节神经腓浅神经（L5S2）64起始内侧头：股骨内侧髁的后面外侧头：股骨外侧髁的后面抵止与比目鱼肌一起会合成跟腱，止于跟骨后

22、缘的中1/3作用屈膝、足跖屈站立时固定膝踝关节，防止身体前倾神经胫神经（S1S2）65起始胫、腓骨近端后面抵止与肥肠肌一起会合成跟腱，止于跟骨后缘的中1/3作用强有力的踝跖屈神经胫神经（L4S2）66起始胫腓骨上端和骨间膜抵止踇长伸：踇趾远节趾骨底。趾长伸：第25趾骨腱膜，第5跖骨底。作用踇长伸：背屈，伸踇趾。趾长伸：背屈，伸第25趾，足外翻。神经腓深神经。67起始胫腓骨后面及骨间膜抵止踇长屈：踇趾远节趾骨底。趾长屈：第25趾远节趾骨底。作用踇长屈：跖屈，屈踇趾。趾长屈：跖屈，屈第25趾。神经胫神经。682.4、足肌n可分足背肌和足底肌。69足背、足底肌四、步态分析基础：自然步态自然步态步态分

23、析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析71自然步态的要点自然步态的要点n合理的步长、步宽、步频n上身姿势稳定n最佳能量消耗72自然步态的生物力学因素自然步态的生物力学因素n具备控制肢体前向运动的肌力或机械能。n可以在足触地时有效的吸收机械能，以减小撞击，并控制身体的前向进程。n支撑相有合理的肌力和髋、膝、踝角度（重力方向），以及充分的支撑面（足的位置）。n摆动相有足够的推进力、充分的下肢地面廓清和合理的足触地控制能力。73廓清机制廓清机制n廓清廓清n指步行时摆动

24、相下肢适当离开地面，以保证肢体向前行进，包括n摆动相早期：膝关节屈曲（60度左右）n摆动相早期中期：髋关节屈曲n摆动相中后期：踝关节背屈n支撑相对廓清机制的影响因素包括n支撑中期：踝跖屈控制(防止胫骨过分前向行进)n中期末期：膝关节伸展n末期：足跟抬起(踝跖屈)五、步态分析基础：步态周期步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析75步态周期（gait cycle）n步态周期n从一只脚某一动作（通常为着地）开始到同一只脚下一相同动作为止的时间间隔。n每一侧下肢有

25、其自身的步态周期。n步态周期的划分n支撑相：足与地面接触的时期。n摆动相：足离开地面向前摆动的时期。76步态周期的划分n支撑相n早期：包括首次触地和承重反应。n中期n晚期n摆动相n早期n中期n晚期771、支撑相（stance phase）n足接触地面和承受重力的时相。n正常步速时占步态周期的60%。78支撑相早期（early stance）n早期：足开始接触地面至对侧足开始离开地面之间的时期。n包括首次触地和承重反应。n正常步速时大约为步态周期的10-12%。79首次触地n定义n指足跟接触地面的瞬间，使下肢前向运动减速，落实足在支撑相的位置。n触地部位n首次触地的正常部位为足跟。n参与肌肉n胫

26、前肌、腘绳肌、臀大肌。n意义n首次触地异常是造成支撑相异常的最常见原因之一。80承重反应n定义n指首次触地后重心由足跟向全足转移的过程。n参与肌肉n股四头肌、腓肠肌、臀中肌。n意义n骨盆运动在此期间趋向稳定。81双支撑相n支撑足首次触地和承重反应期相当于对侧足的减重反应和足离地。n由于此时双足均接触地面，又称为双支撑相。n双支撑相时间与步行速度成反比。n跑步时双支撑相消失，表现为双足腾空（双摆动相）。82地板反力（GRF）n首次触地时GRF一般相当于体重和加速度之和。n正常步速时此值为体重的120-140%。nGRF=G+man速度越快，GRF越高。n下肢承重能力降低时可以通过减慢步速，减少肢

27、体首次触地负荷。n缓慢步态的GRF等于体重。83支撑相中期（mid stance）n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，正常步速时约占步态周期的38-40%。n主要功能n是保持膝关节稳定，控制胫骨前向惯性运动，为下肢向前推进做准备。n参与肌肉n腓肠肌和比目鱼肌。n意义n下肢承重能力小于体重或身体不稳定时此期缩短，以将重心迅速转移到另一只下肢，保持身体平衡。84支撑相末期（terminal stance）n定义：指下肢主动加速蹬离（push off）地面的阶段，开始于足跟抬起，结束于足离地。n对侧足处于支撑相早期，属于双支撑相，约为步态周期的10-12%。n身体重心向

28、对侧下肢转移，又称为摆动前期。n在缓慢步行时可以没有蹬离，而只是足趾离开地面，成为足趾离地（toe off）。n参与肌肉n腓肠肌和比目鱼肌（等长收缩）n股四头肌和髂腰肌（向心性收缩）852、摆动相（swing phase）n足在空中向前摆动的时相。n占步态周期的40%。86摆动相早期（initial swing）n主要功能n足廓清地面和屈髋带动屈膝，加速肢体前向摆动，占步态周期的13-15%。n参与肌肉n髂腰肌、胫前肌、股四头肌n意义n如果地面廓清能力障碍（如足下垂）或加速障碍（髂腰肌和股四头肌肌力不足），将影响下肢前向摆动，导致步态异常。87摆动相中期（mid swing）n主要功能n足廓清

29、，占步态周期的10%。n参与肌肉n胫前肌（保持踝关节背屈）88摆动相末期（terminal swing）n主要功能n使下肢前向运动减速，准备足着地，占步态周期的15%。n参与肌肉n腘绳肌、臀大肌、胫前肌、股四头肌89步态周期示意图右足右足支撑相支撑相摆动相摆动相早期中期末期早期中期末期双支撑双支撑左足左足支撑相支撑相摆动相摆动相支撑相支撑相末期早期中期末期早期中期双支撑双支撑步态周期 0 50%100%六、步态分析基础：时空参数步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病

30、理步态分析911、时间参数n步频（cadence）n单位时间内行走的步数。n步/分（steps/min）n正常值：95125steps/minn步速（velocity）n沿前进方向单位时间内步行的距离。n米/秒（m/s）n正常值：1.2m/s922、空间参数n步长n步幅n步宽n步向角93步长（step length）n步长：从一只脚触地点到另一只脚同样的触地点之间的距离。n右侧步长是当双足触地时从左足跟到右足跟的距离。n单位：m，常用单位：cmn正常值：5080cmn正常人左右侧下肢步长基本相等。94步幅（stride length）n步幅：从一只脚触地到同一只脚再次触地之间的距离。n有时是指

31、周期长度。n单位：m，常用单位：cmn正常值：100160cm 95步宽（stride width）n步宽：双脚之间侧向距离，通常以脚踝中心为测量点。n单位：m，常用单位：cmn步宽越窄，步行的稳定性越差。96步向角（toe out）n步向角：指一侧足的中轴线与前进方向之间的夹角。n也称足偏角。n左右侧步向角基本相等。nO型腿？X型腿？七、临床步态分析主要内容步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析98步态分析方法n目前步态分析系统包括目前步态分析系统包括运

32、动学、动力学以及动态肌电运动学、动力学以及动态肌电图图三部分。三部分。n运动学观测人体运动时的空间位置变化，动力学通过运动学观测人体运动时的空间位置变化，动力学通过受力板或压力感受器测量行走时地板应力变化，动态受力板或压力感受器测量行走时地板应力变化，动态肌电图测试分析肌电信号。肌电图测试分析肌电信号。99步态分析方法n通过对这三部分数据的收集及处理，结合运算公式可通过对这三部分数据的收集及处理，结合运算公式可以观测到人体在行走中的步态，关节角度以及肌肉的以观测到人体在行走中的步态，关节角度以及肌肉的收缩活动。收缩活动。n临床定性分析临床定性分析仍然是目前最常用的评定手段。仍然是目前最常用的评

33、定手段。100临床定性分析n步态的定性分析是由康复医师或治疗师用肉眼观察患者行走过程，然后根据所得印象或按照一定的观察项目逐项评定的结果对步态作出结论。101临床定性分析n（一）评定内容n步态分析是在详细了解患者病史和全面体格检查的基础上进行的。n1病史 了解与步态相关的症状，如行走时有无伴随疼痛、持续的时间；通过询问既往史，可以了解既往有无与影响步态的疾病，如骨折、肌肉或神经疾病、肿瘤等。n2体检 体检有助于诊断和鉴别诊断，分析步态异常的原因。n3观察 由康复医师或治疗师通过目测，观察患者的行走过程，然后根据所得的印象或逐项评定结果，作出步态分析的结果。102观察内容n（1）观察场地：测试场

34、地内光线要充足，面积至少6m8m，让被检查者尽可能少穿衣服，以便作清晰的观察。n（2）观察内容：运动对称性、协调性、步幅、步速、骨盆的运动、重心的转移、上下肢的摆动等，头、肩的位置、髋、膝、踝关节的稳定性，足跟着地、足尖离地时足的状况，疼痛，疲劳，患者的鞋等。n（3）观察程序：嘱患者以自然和习惯姿势和速度在测试场地来回步行数次，检查者从前方、后方和侧方反复观察，分别观察支撑相和摆动相，注意两侧对比观察。103（二）常用的方法n1四期分析法 在步态分析中最常用的是步行时相四期分析法，即两个双支撑相、一个单支撑相、一个摆动相。n健全人平地行走时理想状态是左右对称的，两个双支撑相大致相等，约各占步行

35、周期12%时间；支撑相约占步行周期60%62%（包括双支撑相）时间，摆动相约占步行周期38%40%时间。n各时相的长短与步行速度直接有关。行走快时，双支撑相减小，跑时，双支撑相消失，为“0”。当一腿有疾患时，由于患腿往往不能负重，倾向于健侧负重，故患侧支撑相所占时间相对减少，健侧支撑相所占的时间相对增加。104n2.RLA八分法 是由美国加州Rancho Los Amigos康复医院的步态分析实验室提出的。n它在传统步态时相分期的基础上，利用步态分析棍图处理技术全面、系统阐述了视觉观察分析技术，n如在一个步行周期中求出八个典型动作姿位点，即首次着地（initial contact）、承重反应（

36、loading response）、支撑中期（midstance）、支撑末期（terminal stance）、摆动前期（preswing）、摆动初期（initial swing）、摆动中期（midswing）、摆动末期（terminal），如图。与传统的步态分析方法相比，它具有以下特点。105106RLA八分法的特点n（1）观察内容：包括了47种常见的异常步态表现。检查者可以根据每一个关节或部位在步行周期中表现对照表中提示的内容逐一分析，发现患者在步行中存在何种表现以及出现异常的时相。n（2）观察顺序：由远端到近端，即从足、踝关节观察开始，依次评定膝关节、髋关节、骨盆及躯干；先观察矢状面，再

37、从冠状面观察患者的行走特征；在观察一个具体关节或部位时，应将首次着地作为评定的起点，按照步行周期发生的顺序进行仔细观察。107行走能力的评定n（1）功能性行走：有功能的行走应符合以下标准：n安全：独立行走时稳定，没有跌倒的忧虑，不需要他人的帮助；n质量：行走姿势基本正常，站立时双手能游离作其他活动，不用步行框架等笨重的助行器；n心血管功能：心脏有足够的能力，表现为步行效率即步行速度（m/min）/步行3min后的心率大于30%，即步行速度/步行3min后的心率100%30%；n速度和耐力：有一定的速度和耐力，即能连续走5分钟，并走过575 m左右。108功能性行走n根据患者行走的具体情况，功能

38、性行走又可以分为社区性行走和家庭性行走，前者主要表现为有能力在家庭周围地区采购、散步、上公园、到附近医疗机构就诊等。n具体标准为：终日穿戴支具并能耐受；能一口气走900 m左右；能上下楼梯；能独立进行日常生活活动。n除外均能达到者，可列为家庭功能性行走，即速度和耐力达不到要求，但可以在家中步行，并能完成一定的活动。109描述行走能力的概念n（2）治疗性行走：行走安全和质量均不符合功能性行走的要求，但有支具或辅助器具能作短暂步行者，称为治疗性行走。110描述行走能力的概念治疗性行走虽然没有实用性，但有明显的治疗价值。n给患者能站能走的感觉，形成巨大的心理支持；n减少对坐骨结节等处的压力，减少压疮

39、发生的机会；n肢体负重可以防止或减轻骨质疏松；n下肢活动改善血液淋巴循环；n减缓肌肉萎缩；n促进尿、便排出；n减少对他人的依赖。111功能独立性测量FIMn根据行走的距离和辅助量两个方面按照7分制的原则进行评分。n7分：完全独立，即不用辅助设备或用具，在合理的时间内至少能安全地步行50m。n6分：有条件的独立，即步行者可独立步行50m，但需要使用辅助器具，如下肢矫形器、假肢、特殊改制的鞋、手杖、步行器等，行走时需要比正常时间长并考虑安全因素。若不能步行，应能独立操作手动或电动轮椅前进50m，能转弯，能驱动轮椅到餐桌、床边或厕所；可上行30的斜坡，能在地毯上操作轮椅，能通过门槛。112FIMn5

40、分：监护或准备，即可以步行50m，但需要他人的监护、提示及做行走前的准备工作。患者不能独立步行50m，但在没有他人帮助的情况下，不管是否使用辅助器具，均能步行17m到达室内生活功能区。n4分：最小量帮助，即步行时需要他人轻轻地用手接触或偶尔帮助，患者至少独立完成行走距离37.5m。n3分：中等量帮助，即步行时需要他人轻轻地上提患者身体，患者至少独立完成行走距离应在2539 m之间。n2分：最大量帮助，即患者至少独立完成步行距离12.524.5m，仅需要1人帮助。n1分：完全帮助，即患者仅完成不足12.5m的步行距离，需要2人的帮助。113定量分析n步态的定量分析是通过器械或专门的设备获得的客观

41、数据对步态进行分析的方法。所用的器械或设备可以非常简单，如卷尺、秒表、量角器等测量工具以及能留下足印的设备；也可以是较为复杂，如利用电子角度计、肌电图、录像、高速摄影，甚至步态分析仪等设备，通过运动学参数、动力学参数、肌电活动参数及能量参数进行这项工作。114高速摄影机n红外摄像和反光标志的综合运动分析系统（VICON、假肢技校、清华大学）如下图所示。115超声波步态分析系统n超声波步态分析系统（Zebris Gait假肢所有），如图所示。116足底传感器n足底传感器的步态分析系统（德国INFOTRONIC深圳儿童医院），如图所示。117红外发射标志点n红外发射标志点的步态分析系统（英国COD

42、A）如图所示。118步态分析系统n通常由以下四部分组成：摄像系统：在同一空间、分布在不同位置的一组带有红外线发射源的红外摄像机，以及能粘贴在待测部位(一般为关节部位)的红外反光标记点；测力台：用以测量行走时地面支撑反应力；肌电遥测系统：用以观察动态肌电图；计算机处理系统：调控以上三组装置同步运行并对观察结果进行分析处理的计算机及其外围设备。这种三维步态分析系统可以提供多方面的参数和图形，可进行深入细致的分析，作出全面的结论，特别适用于科研工作，但因价格高昂，目前难以普及应用。119计算机技术的进步引起步态分析的革命计算机技术的进步引起步态分析的革命120121九、常见病理步态分析步态分析的基本

43、概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析123n下肢运动功能的核心是步行。n恢复步行是大多数患者最迫切的需求。1241、异常站立和支撑面n安静站立位平衡n是否使用拐杖或前臂拐杖？n是否使用矫形器和支具以弥补下肢变形或短缩？n是否有重度或轻度瘫痪？n包括以下三个方面n尖足和跟足n内翻足、外翻足、扁平足和凹足n拐杖、前臂拐杖、辅助站立支撑器125各种类型的尖足126凹足扁平足127异常站立的支撑面异常站立的支撑面1282、下肢短缩者步态n下肢短缩，按其短缩的程度可引起各种障碍

44、。n如果腿长差3cm以下，即使不穿特殊的鞋，也容易代偿；n如果是差3cm以上，就必须靠矫形鞋。129矫形鞋的选择标准n功能+美观n功能1：为使双足支撑时保持平衡，就必须补充短缩。n功能2：因为跖屈是蹬地的重要因素，因此要保持踝关节的活动性。n美观与功能对立。n男性：功能为主n女性：美观为主130131下肢短缩的代偿n下肢短缩时，患者用以下方法代偿：（矢状面）n最大限度的伸展短腿，踮着足尖走路，可以延长1015cm。n使长腿的膝及髋关节屈曲行走，甚至变成“坐位行走”（marche assise，sitting walk）。n把以上两种方法结合起来，长腿膝关节屈曲，短腿踮着足尖行走。132133高

45、度短缩的坐位步态n坐位步态：当肢体短缩比较明显时，患者往往将长腿侧的膝关节最大限度的屈曲，形成类似坐位的步行，即坐位步态。134坐位步态图示患者5岁，先天性股骨发育不全，短缩12cm。135坐位步态n因为短缩侧足的蹬地动作不够，所以在健侧支撑时，躯干向前倾斜。这是为补充不充分蹬地动作必然要出现的鞠躬姿势（salutation）。n步幅：健侧腿过度屈曲，后步的步幅非常小，而患侧增加；相反前步的步幅，健侧非常大，患侧变为零。n重心：交替轻度上升健侧足一支撑，重心上升极为显著，但由于躯干的前倾使重心上升不明显。同样，患侧支撑时，重心最大限度的下降，但也被掩盖。1363、足内翻+足下垂n足内翻是中枢神

46、经系统损伤患者最常见的下肢病理姿势，表现为足下垂和向内倾斜。n经常合并有足趾卷曲，并常有足外侧部疼痛，尤其是第5跖骨基底部。137n步行时足初触地部位由正常的足后跟改变为足前部，重力主要由足外侧缘承担。n足内翻常在步态的支撑相持续存在，导致踝关节不稳，并进而影响全身平衡。138139足内翻+足下垂n支撑相n早期和中期由于踝背伸障碍，导致胫骨前向移动受限，从而促使支撑相末期膝关节过伸，以代偿胫骨前移不足。n由于膝关节过伸，足前进推动力量降低，使关节做功显著下降。n摆动相n患侧地面廓清能力下降。140足内翻+足下垂n闭链运动体系的远端关节对整个体系的影响最大。n踝关节的改变将影响膝、髋、腰、头，甚

47、至肩的姿势。n因此对足内翻和下垂患者，纠正此问题是改善步态的第一要素。141足内翻+足下垂n相关肌肉n胫前肌、胫后肌、趾长屈肌、拇长屈肌、腓肠肌、比目鱼肌、腓骨长肌n腓肠肌、比目鱼肌和趾长屈肌活动时间延长与足下垂关系最为密切。n通常由于胫前肌、胫后肌，以及腓肠肌、比目鱼肌过分活跃所致。1424、单纯足下垂143单纯足下垂n病因n主要见于脊髓损伤、儿麻后遗症、外周神经损伤等。n常见相关肌肉n胫前肌无活动或活动时相异常。n表现n摆动相踝关节背屈不足，导致廓清障碍。n代偿机制n摆动相增加同侧屈髋、屈膝（跨门槛步态），或下肢划圈、躯干向对侧倾斜（划圈步态）。n主要治疗方法n踝足矫形器1445、足外翻n

48、表现n步行时足向外侧倾斜，支撑相足内侧触地。n可以导致足舟骨部位胼胝生成和内侧痛。n步行时重心主要落在踝内侧。n踝背伸往往受限，同样影响胫骨前向移动，增加外翻。n常见于骨骼发育尚未成熟的年轻患者。145146足外翻n相关肌肉n腓骨长肌、腓骨短肌、趾长屈肌、腓肠肌、比目鱼肌过度活跃或痉挛。n胫前肌、胫后肌活动降低或肌力下降也可能有关。1476、拇趾过伸148拇趾过伸n临床表现n患者步行时摆动相和支撑相均拇趾过伸。n常伴有足内翻和足下垂。n多见于中枢神经损伤患者，且多为双侧。n动态肌电图n腓肠肌群过度活跃，而胫前肌活动减弱。n摆动相拇趾长伸肌活动增强，相应的屈肌活动减弱。1497、膝关节僵直n定义

49、n指步行时支撑相晚期和摆动相初期膝关节屈曲角度40（正常为60），同时髋关节屈曲程度及时相延迟。n表现n摆动相膝关节屈曲是由髋关节屈曲带动，髋关节屈曲减少将减少膝关节屈曲度，从而减少其摆动相力矩，结果导致拖足。n患者往往在摆动相采用划圈步态、尽量抬髋或对侧下肢踮足（过早提踵）来代偿。150151膝关节僵直n动态肌电图n动态肌电图通常显示股直肌、股中间肌、股内肌和股外肌过分活跃，髂腰肌活动降低，有时臀大肌和腘绳肌活动增加。n其他n如果同时存在足内翻，将加重膝僵直。n膝僵直常见于上运动神经元病变患者，及踝关节跖屈或髋关节屈曲畸形患者。固定膝关节支具和假肢也导致同样的步态。1528、膝过伸n膝过伸很

50、常见，但一般是代偿性改变，多见于支撑相早期。n治疗关键在于纠正原发病因n跖屈肌痉挛或挛缩导致膝过伸。n膝塌陷步态时采用膝过伸代偿。n支撑相伸膝肌痉挛。n躯干前屈时重力线落在膝关节中心前方，促使膝关节后伸以保持平衡。n一侧膝关节无力导致对侧代偿膝过伸。1539、膝关节屈曲n临床表现n少见，一般为骨关节畸形和病变造成。n患者在支撑相和摆动相都保持屈膝姿态。n患者在支撑相时必须用代偿机制以稳定膝关节。n由于患者在摆动相末期不能伸膝，致使步长缩短。n肌电图n腘绳肌内侧头比外侧头活跃，腓肠肌通常过分活跃，特别是在摆动相。n动力学n伸膝受限伴髋关节屈曲增加。15415510、膝塌陷n小腿三头肌（比目鱼肌为