康复医学----步态分析

步态分析连云港市第一人民医院灌南分院新区人民医院主讲人陈碧波内容：正常步态的基本构成测量正常步态的基本参数常见异常步态的种类及分析方法目的：掌握正常步态的基本构成及分析方法熟悉常见异常步态的种类及分析方法临床意义重要的日常生活活动能力之一评估患者是否存在异常步态以及步态异常的性质和程度为分析异常步态原因和矫正异常步态、制订治疗方案提供必要的依据评定康复治疗的效果怎样进行步态分析常用的基础知识常用的术语正常步行必须完成三个过程：支持体重，单腿支撑，摆动腿迈步。步态分析中常用的基本参数包括步长、步幅、步频、步速、步行周期、步行时相，其中步长、步频和步速是步态分析中最常用的3大要素，其内涵是有关行走的生物力学分析所涉及的最基本知识，进行步态分析者应当熟练掌握。步长（steplength）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，如下图示Ⅰ，通常用cm表示。健康人平地行走时，一般步长约为50～80cm。个体步长的差异主要与腿长有关，腿长，步长也大。步幅和步宽步幅（stridelength）行走时，由一侧足跟着地到该侧足跟再次着地所进行的距离称为步幅，又称复步长或跨步长，如上图示Ⅱ，用cm表示，通常是步长的两倍。步宽（stridewidth）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，如上图示Ⅲ，通常用cm表示，健康人约为8±3.5cm。足角和步频足角（footangle）在行走中前进的方向与足的长轴所形成的夹角称为足角，如上图示，通常用°表示，健全人约为6.75°。步频（cadence）行走中每分钟迈出的步数称为步频，又称步调，通常用steps/min表示。健全人通常步频大约是95～125steps/min，东方男性的步频平均约为112.2±8.9steps/min，女性平均为123.4±8.0steps/min。双人并肩行走时，一般是短腿者步频大于长腿者。步速、步行周期和时相步速（walkingvelocity）行走时单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离称为步速，即行走速度，通常用m/min表示。一般健全人通常行走的速度约为65～95m/min。也可以用步行10m所需的时间来计算。步行周期（gaitcycle）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1～1.32s左右。步行时相（gaitphase/period）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（gaitphase），一个步行周期可分为支撑相（stancephase）和摆动相（swingphase）。一般用该时相所占步态周期的百分数（cycle%）作为单位来表达，有时也用秒（s）表示。支撑相支撑相是在步行中足与地面始终有接触的阶段，支撑相包括单支撑相和双支撑相。单支撑相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%。为了进行步态矫正和训练的方便，提出以下动作要点：（1）足跟着地：下肢伸肌张力增高，伴有足下垂、内翻的患者难以完成。（2）全足底着地：自步行周期的7.6%开始，全足底在地面放平。伴有足内翻、足下垂的病人难以完成。（3）重心转移到同侧：由于单侧下肢支撑身体重量，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：自步行周期的41.5%开始，是向下蹬踏的起始动作，偏瘫病人往往完成不充分。（5）膝关节屈曲增大：自步行周期的54.1%开始，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）足尖离地：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。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。双支撑相双足支撑是步行的最大特点。在一个步行周期中，当一侧下肢完成足跟抬起到足尖向下蹬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，所以产生了双足同时着地的阶段。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，当由走变为跑时，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。摆动相摆动相是在步行中始终与地无接触的阶段，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，一般占一个步行周期的40%。此阶段的动作要点是：1．足上提从一个步行周期的63.6%开始，是足尖离地、下肢向前摆动的加速期。2．膝关节最大屈曲是从一个步行周期的67.9%开始的，摆出的下肢刚刚通过身体的正下方。3．髋关节最大屈曲自步行周期的84.6%开始。此阶段已完成下肢向前摆出的动作，开始减速，直至足跟着地。4．足跟着地完成步行周期的100%。正常步态中关节和肌肉的活动（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。1．骨盆骨盆移动可以被认为是重心的移动。正常成人在步行时身体重心的位置在骨盆的正中线上，从下方起男性约为身高的55%，女性约为50%的高度。步行时重心的上下移动为正弦曲线，在一个步行周期中出现两次，其振幅约4.5cm，最高点是支撑中期，最低点是足跟着地；骨盆的侧方移动也是正弦曲线，在一个步行周期内左、右各出现一次，其振幅约3cm，最大移动度是在左、右足处于支撑中期时出现的，在双足支撑期重心位于左右中间。骨盆在水平面内沿垂直轴旋转角度单侧为4°，双侧为8°。这种旋转可以减少骨盆的上下移动，最大内旋位发生在足跟着地后期，最大外旋位发生在摆动早期。骨盆在矢状面内沿冠状轴的倾斜运动范围约5°，双足支撑相骨盆几乎成水平，支撑中期时处于摆动相的骨盆倾斜角度最大，它可以减少重心的上下移动。在一个步行周期中左右各倾斜一次。2．髋关节正常步行时髋关节屈伸运动中最大屈曲约30°（摆动相中期），最大伸展约20°（足跟离地），共约50°范围，其运动为正弦曲线，如图12-2；内收、外展运动中最大外展约6°（足跟离地）、最大内收约4°（足底着地），共约10°范围，其运动几乎是直线性变化；内外旋运动中外旋4°（足趾离地到足跟着地的摆动相）、内旋4°（从足跟着地到足跟离地的摆动相），共约8°范围，其运动呈曲轴状，从支撑相到摆动相、摆动相到支撑相过渡时产生急剧变化。3.膝关节正常步行时膝关节屈伸运动中最大屈曲约为65°（摆动中期）、最大伸展为0°（足跟着地），共约65°范围。在屈伸运动中，可见轻度屈伸与大范围屈伸两次（双重膝作用）。支撑相中足跟着地与足跟离地时膝关节几乎是伸展状态，支撑相的中期可见约15°的屈伸。除屈伸运动外，膝关节还有旋转运动，足跟离地时为最大外旋，约4°，摆动中期为最大内旋，约12°，共16°范围，其顺序为从足跟着地（内旋）到足底着地（内旋），以后外旋直到足跟离地。4.踝关节正常步行时踝关节的跖屈、背伸运动中最大背伸发生在足跟离地，约15°，足跟离地时为最大跖屈，约20°，共35°。一个步行周期中有2次跖屈和背伸，尤其在支撑相的驱动期踝关节从跖屈位急剧变为背伸位。除屈伸运动外，踝关节还有旋转、内外翻运动。踝关节外旋8°、内旋2°，共约10°范围；外翻3°、内翻12°，共约15°范围。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5～6cm，左右移动振幅约5～6cm。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，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）参与的主要肌肉活动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（erectorspinae）2．臀大肌（gluteusmaximus）3．髂腰肌（iliopsoas）4．股四头肌（quadricepsfemoris）5．缝匠肌（sartorius）6．腘绳肌（hamstring7．胫前肌（tibialisanterior）8．小腿三头肌（tricepssurae）常见的异常步态平足平足的距下关节在一个步态周期的转动，虽然也是从足跟外侧着地时的距下关节处于略有内翻状态，且着地后先外翻到零，但持续重度外翻且前足迅速到着地，所以距下关节的外翻比正常足大很多，而且提前到15％时，即对侧足刚离地，距下关节就开始从外翻向内翻转动，到对侧足着地时已处于内翻并持续到70％后才外翻。尖足足跟不着地，有轻度、中度和重度，如图所示。偏瘫步态患侧无驱动力且支撑差，又由于足背屈肌麻痹，伴有足下垂，步行时身体向健侧倾斜并依赖于健侧，故步行有停滞现象且患侧为尖足步态并画圈。由于重心转移有困难，则转移很短促，又形成明显的跳跃步行。在矢状面上还可看到患者使头部交替向前方探出，称为鸡样步态或鸽样步态。偏瘫步态的分类提髋型膝过伸型瘸拐型划圈型膝内翻（O腿）和膝外翻（X腿）步态膝内翻（O腿）步态：内八字或肩向侧方倾斜代偿，步宽很小。膝外翻（X腿）步态：内八字或肩向侧方移动代偿，步向角闭锁，步宽15㎝。其他异常步态脑瘫步态（马蹄内翻足、蹲位步态、剪刀步态、舞蹈步态）截瘫步态臀大肌步态疼痛步态（骨科疾患）短腿步态步态分析方法目前步态分析系统包括运动学、动力学以及动态肌电图三部分。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，动态肌电图测试分析肌电信号。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收缩活动。尽管已有越来越多的单位应用表面肌电图和步态分析仪，但临床定性分析仍然是目前最常用的评定手段。临床定性分析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。（一）评定内容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。1．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。2．体检体检有助于诊断和鉴别诊断，分析步态异常的原因。3．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。观察内容（1）观察场地：测试场地内光线要充足，面积至少6m×8m，让被检查者尽可能少穿衣服，以便作清晰的观察。（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。（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。（二）常用的方法1．四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。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，约各占步行周期12%时间；支撑相约占步行周期60%～62%（包括双支撑相