步态分析

步态分析北京积水潭医院康复科郭险峰第一节概述一、生物力学与神经学和运动生理学的关系行走及其步态是中枢神经系统的终极目标在生物力学水平上的体现。神经学水平肌肉水平关节水平生物学水平生物力学水平一、生物力学与神经学和运动生理学的关系正常步态有赖于中枢神经系统、周围神经系统以及肌肉骨骼系统的协调工作。二、步态分析的目的异常步态的障碍诊断。异常步态的程度。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。三、适应证和禁忌证（一）适应证中枢神经系统损伤如脑卒中、脑外伤后偏瘫、脑瘫、帕金森病、小脑及其传导路病变。骨关节疾病与外伤截肢、髋膝关节置换术后、关节炎、韧带损伤、踝扭伤、下肢不等长等。下肢肌力损伤脊髓灰质炎、股神经损伤、腓总神经损伤等其他疼痛禁忌证严重心肺疾患、下肢骨折未愈合、检查不配合者不宜进行步态分析。第二节正常步态步行周期站立相(stancephase)步行周期中从足跟着地到足趾离地的过程。约占60%GC。其中包含两个双支撑期和一个单支撑期。步行周期双支撑（doublesupport）行走中双脚与地面同时接触的时期。以秒为计时单位，或步行周期百分比表示（各占10%GC，共20%GC）。步行周期单支撑（singlesupport）行走中仅一侧下肢与地面接触的时期。以秒为计时单位，或以步行周期百分比表示。行走时，一侧下肢单支撑期所占时间实际上完全等于对侧下肢的迈步相时间。步行周期摆动相(swingphase)步行周期中从足趾离地到同侧足跟再次着地的过程。约占40%GC。一侧下肢迈步相时间等于对侧下肢单支撑期时间。步行周期站立相分期首次着地足放平（负荷反应期，预负荷）站立中期足跟离地（站立相末期）足趾离地（迈步相前期）首次着地（0%）步行周期和站立相的起始点，指足跟或足底的其它部位第一次接触地面的瞬间。足放平（0～10%GC）整个足底着地的瞬间。即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。站立中期（10～40%GC）从对侧下肢离地到躯干位于支撑腿正上方。足跟离地（40～50%GC）站立相中期过后，支撑腿足跟离地的瞬间。足趾离地（50～60%GC）支撑腿足趾离地的瞬间，标志着站立相结束和迈步相开始。迈步相分期初期中期末期迈步相初期（60～70%GC）从支撑腿离地到该腿膝关节达到最大屈曲时。迈步相中期（70～85%GC）指下肢向前摆动的动作过程中，从膝关节最大屈曲摆动到小腿与地面垂直的时期。迈步相末期（85～100%GC）从与地面垂直的小腿向前摆动到该侧足跟再次着地之前。此时小腿减速向前摆动。步态的时空参数（时间-距离参数）跨步时间（步行周期时间）行走两步所需要的时间，通常记录从一侧首次着地时开始至该侧下一个首次着地结束的时间。以秒为计时单位。单步时间（stepperiod）行走一步所需要的时间，通常记录从一侧首次着地时开始至对侧首次着地结束的时间。以秒为计时单位。步长（steplength）行走时左右足跟或足尖先后着地时两点间在前进方向上的直线距离。跨步长（stridelength）同侧足跟（或足尖）前后两次着地点间的距离。以cm为单位表示。正常人跨步长是步长的两倍，约为100-160cm.步宽（stridewidth）指左、右两足间的横向距离，通常以足跟中点为测量点。步宽愈窄，步行的稳定性愈差。步速单位时间内行走的距离。正常人平均自然步速约为1.2m/s。步速（m/s）=跨步长×步频120步频单位时间内行走的步数，以步/min表示。正常人平均自然步频约为95-125步/min左右。步行中关节运动轨迹腾空时间（flightperiod）奔跑时，双脚不与地面接触的时期。以秒为计时单位，或以步行周期百分比表示。步行周期中骨盆及下肢关节角度的运动轨迹足跟着地骨盆：5°旋前髋关节：30°屈曲膝关节：0°踝关节：0°承重反应期骨盆：5°旋前髋关节：30°屈曲膝关节：0°-15°屈曲踝关节：0°-15°跖屈站立中期骨盆：中立位髋关节：30°-0°膝关节：15°-0°踝关节：15°跖屈-10°背屈足跟离地（站立末期）骨盆：5°后旋髋关节：0°-10°过伸展膝关节：0°踝关节：10°背屈-0°趾关节：0°-10°过伸展足趾离地（迈步前期）骨盆：5°后旋髋关节：10°过伸展-0°膝关节：0°-35°踝关节：0°-20°跖屈（关键点：膝关节被动屈曲）迈步相初期骨盆：5°后旋髋关节：0°-20°屈曲膝关节：35°-60°屈曲踝关节：20°-10°跖屈迈步相末期骨盆：中立位髋关节：20°-30°屈曲膝关节：60°-30°屈曲踝关节：10°跖屈-0°迈步相末期骨盆：5°旋前髋关节：30°屈曲膝关节：30°屈曲-0°踝关节：0°五、步行中的肌群活动股四头肌站立相摆动相腘绳肌站立相摆动相胫前肌站立相摆动相小腿三头肌站立相摆动相我们为什么这样走路站立时的生物力学地面反应力从脚中间的地面开始延伸，穿过踝和膝关节的前面及髋关节的后面髋关节的后伸力矩被髂股韧带抵抗膝关节的前伸力矩被膝后的关节囊和韧带相抵抗站立时的生物力学踝关节的背屈力矩被踝跖屈肌力矩相对抗安静时需不停活动的下肢肌肉是踝跖屈肌双脚站立时，足底力的分布重心指所有重力集中于此的一个假设点正常人体处于解剖位时在S2前面重心的垂直位移比水平位移更影响能效步行是平滑、毫不费力的移动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通过最大程度地减少行走过程中身体重心(COM)的位移而达到步行中，中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。足部的骨骼和足弓趾骨跖骨跗骨前足：14块趾骨中足：5块跖骨后足：楔形骨舟状骨骰骨跟骨距骨足部的关节、韧带、肌腱、肌肉、筋膜、血管和神经•足是多关节部位，共包括30多个关节，增强足弓的弹性，有些关节属于微动关节•主要的运动关节包括：距下关节、距跟舟关节、跟骰关节、跗跖关节、跖趾关节、趾骨间关节足弓结构及功能纵弓外侧纵足弓足弓内侧纵足弓横弓•吸收部分震荡力•减轻足部关节及肌肉的负荷•减少肌肉在步行时所需能量距下关节运动轴LEFTRIGHTRFHSATG/STO%strideRFHSATG/STO%stride10002550751000255075肌肉活动状态分析步态周期步态周期站立期摆腿期负重单腿支撑足跟接地足掌接地站立中期足跟离地与足趾离地支撑期分期支撑期由5个环节构成足跟着地脚掌着地支撑中期足跟离地足趾离地足跟接地(heelcontact):此期为站立的早期。包括足跟着地，膝关节伸展，髋关节屈曲，骨盆向前旋转。脚掌着地(foolflat):此期足完全接触地面，膝关节稍屈曲，继续保持髋关节屈曲和骨盆向前旋转。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,骨盆、大腿、小腿内旋。支撑中期(midstance):为人体下肢承受最大的负重，足完全接触地面，膝、髋关节均过渡到伸展位，骨盆处于中间位。足跟离地(heeloff):是为过渡到摆动期做准备。足跟离地，膝、髓关节继续保持伸展，骨盆向后旋转。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，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足掌触地后足部的旋前反应足跟离地时足部出现旋后反应步行周期部位站立期摆动期足跟接地脚掌着地支撑中期足跟离地加速期摆动中期减速期骨盆旋转向前4º~5º向前4º~5º中间位向后4º~5º向后4º~5º中间位向前4º~5º髋关节屈30º屈30º屈30º~0º过伸10º屈20º屈20º~30º屈30º膝关节伸0º屈15º屈15º~0º伸0º屈35º~60º屈60º~30º屈30º~0º踝关节中间位跖屈15º背屈10º中间位跖屈20º~10º中间位中间位第三节步态的定性分析一、分析步骤了解病史体检——肌力、关节活动度、肌张力、本体感觉以及周围神经检查。观察步态二、观察内容与方法（一）观察内容1．步态的总体情况步行节奏、对称性、流畅性、身体重心的偏移、躯干在行走中的趋向性、上肢摆动、辅助器具（矫形器、助行器、假肢）的使用、行走中的神态表情2．识别步行周期的时相与分期特点3．观察身体各部位情况二、观察内容与方法（二）观察方法1.确定观察角度2.观察分析表的应用步态分析观察表该表由美国加利福尼亚RLA医学中心设计的系统分析方法。该表分析踝、膝、髋关节、骨盆及躯干在步行周期各个分期的表现该表包含47种临床常见异常表现主要问题：1.负重期2.单腿稳定性3.摆动腿向前迈首次着地承重反应站立中期站立末期迈步前期迈步初期迈步中期迈步末期前脚掌着地全足底着地足拍击地面过度跖屈过度背屈内翻外翻足跟离地无足跟离地足趾或前脚掌拖地对侧前脚掌踮起过度伸展（上翘）伸展不充分过度屈曲摆动腿向前迈进负重单腿支撑主要问题：1。负重期2。单腿稳定性3。摆动腿向前迈首次着地承重反应站立中期站立末期迈步前期迈步初期迈步中期迈步末期屈曲：受限消失过度伸展不充分不稳定过伸展膝反张内翻外翻对侧膝过度屈曲负重膝关节单腿支撑摆动腿向前迈进首次着地承重反应站立中期站立末期迈步前期迈步初期迈步中期迈步末期屈曲：受限消失过度伸展不充分后撤外旋内旋内收外展摆动腿向前迈进负重髋关节单腿支撑主要问题：1。负重期2。单腿稳定性3。摆动腿向前迈主要问题：1.负重期2.单腿稳定性3.摆动腿向前迈首次着地承重反应站立中期站立末期迈步前期迈步初期迈步中期迈步末期前屈后伸侧弯(左/右)过度旋转（向同侧）过度旋转（向对侧）一侧抬高后倾前倾旋前不足旋后不足过度旋前过度旋后同侧下降对侧下降骨盆负重单腿支撑摆动腿向前迈进躯干三、定性分析的优缺点优点：不需要价格昂贵的设备。缺点：—结果具有一定的主观性，结果的准确性或可靠性与观察者的观察技术水平和临床经验有直接关系。—患者的精力和体力都使其不可能耐受反复的行走直至检查者完成对步态的分析；—检查者也难以准确地在短时间内完成多部位、多环节的分析。四、检查注意事项观察场地面积至少6m×8m，测试场地内光线要充足。检查时，被检查者应尽量少穿衣服以便于观察患者的真实表现的观察。依次观察某一关节在站立相和迈步相各个环节中的表现，并按踝、膝、髋、骨盆、躯干等顺序逐一进行观察。四、检查注意事项鉴于患侧下肢运动异常可能对健侧下肢的运动产生影响，在矢状面观察被试者步态时，应分别从两侧（左侧和右侧）进行观察。如果行走时出现疼痛，则应注意观察疼痛出现的时间，即在步行周期中何时出现疼痛。五、结果分析表14--9踝足关节在步行周期中的常见异常表现表14-10步行周期中膝关节的常见异常表表14-11步行周期中髋关节的常见异常表现表14-12步行周期中躯干的常见异常表现步态的定量分析距离参数测量参数：步长、跨步长、步宽、足夹角测量工具：？测量方法：时间参数测量测量参数：步频、步速、步行周期时间、站立相和迈步相时间、站立相/迈步相、站立相各分期发生时间及所占时间比例等。测量工具：？测量方法：异常步态结构异常肌肉力量减弱或不平衡神经控制异常减痛步态结构异常所致步态异常短腿步态：两腿下肢长度相差2.5cm以上者，呈现健侧肩抬高，患侧肩下垂,患肢摆动时代偿性足下垂。如缩短超过4cm，患肢用足尖着地行走代偿。健侧下肢在支撑期可能有过度髋、膝关节弯曲以减少重心的过度活动。关节强直步态：下肢各关节挛缩强直时步态随之改变，关节挛缩于畸形姿位时改变更著。如髋关节屈曲挛缩时引起代偿性骨盆前倾，腰椎过伸，步幅缩短。膝关节屈曲挛缩强直者如挛缩小于30º，仅在快速行走时出现跛行，如挛缩超