步态分析

步态分析王秋纯广东省中医院康复科内容提要概述步态及步态周期的概念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的原因及表现3步行的价值步行是人类生存的基础，伴随着发育过程不断实践而习得的一种能力，是人类与其它动物区别的关键特征之一步行的基本功能：从某一地方安全、有效地移动到另一地方步态是步行的行为特征，体现行走的方式或模式步态（gait）人体在行走时的姿态通过髋、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5步态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正常步态特征身体平稳步长适当耗能最少从足跟着地到同侧足跟再次着地所经历的时间–分为二个相站立相（standphase）迈步相/摆动相（swingphase）步态周期（gaitcycle）步态周期：站立相同侧足跟着地到足尖离地，即足部支撑面接触的时间，约占步态周期的60%（RanchoLosAmigo分期，RLA）分为5个期–最初接触/足跟着地(initialcontact)–负重反应（loadingresponse）–站立中期(mid-stance)–站立末期(terminalstance)–摆动前期(pre-swing)步态周期：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(initialswing)–摆动中期(mid-swing)–摆动末期(terminalswing)步态周期3项功能（task）–承受体重–单腿站立–向前迈步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正常步态参数步宽（stridewidth）：两侧足中心线之间的距离，正常大约5～10cm步幅长(steplength)_：一侧足跟迈步后到对侧足跟之间的距离，正常大约50～80cm跨步长(stridelength)：一侧足跟到同侧足跟迈步后的距离，为步幅长的两倍，正常大约100～160cm步角/足角（footangle）:足的长轴和中心线之间的夹角正常步态参数步频（cadence）–每分数迈出的步数–步频＝步数/60（步/分）–正常：95～125步/min步速–步行速度–单位时间内行走的距离（米/秒）–让测试对象以平常的速度步行10米的距离，测量所需的时间–计算：步速（米／秒）＝距离／所需时间正常步态参数重心移动–行走时，身体重心随着骨盆的向前移动而上下移动大约5cm，侧方移动约5cm骨盆旋转当摆动腿向前迈步时，骨盆向前及向对侧发生一定的旋转，正常约4°16MuscleActivity肌肉活动步行周期中，多数下肢肌肉也会周期性产生肌电活动，持续大约100～400ms在活动状态同步测定多块肌肉电活动，提供病人行走时激发肌肉活动的同步数据，揭示肌肉的电生理活动与步态的关系步态周期中的肌肉活动18Hip髋关节髋伸肌：臀大肌、腘绳肌髋屈肌：髂肌、腰大肌（髂腰肌）髋外展肌：臀中、小肌髋内收肌群：髋内旋肌：阔筋膜、臀小肌、臀中肌前部髋外旋肌：臀中肌、臀大肌后部19HipExtensors髋伸肌臀大肌–摆动末期开始活动，协调屈髋和支持体重–足跟着地时，活动明显，进行伸髋，防止髋前屈、控制躯体前倾；–支撑初期和中期，活动明显，起伸髋、支持体重、协调伸膝作用腘绳肌：协助臀大肌伸髋、支持体重20HipFlezors髋屈肌足尖离地前，开始活动，抑制髋关节伸展摆动期，屈髋运动为主股直肌、缝匠肌也参与屈髋活动21HipAbductors髋外展肌主要在单腿支撑相活动起稳定骨盆的作用防止过度髋内收、足外翻协助伸髋、髋外旋或屈髋、髋内旋22HipAdductorsandHipRotators髋内收和旋转肌群髋内收肌群：–在足跟着地时，协助稳定伸髋和髋外展；–足尖离地时，协助屈髋髋内旋肌–支撑相活动，协助对侧骨盆向前移动髋外旋肌–支撑早期活动，协助骨盆旋转运动23Knee膝关节KneeExtensors伸膝肌群：股四头肌–支撑相，伸膝支撑体重–摆动相，协调屈膝活动KneeFlezors屈膝肌群：腘绳肌–支撑相，协调伸膝活动–摆动相，屈膝活动24Ankle踝关节踝伸肌群：胫骨前肌、趾长、踇长伸肌–在足跟着地后，使踝背屈，防止“脚掌拍地”–摆动期，保持踝背屈，防止“足下垂”–使趾背屈、协助踝背屈踝屈肌群：腓肠肌、比目鱼肌、胫骨后肌、踇长、趾长屈肌和腓侧肌–足跟离地时，使踝跖屈，产生有效推动力–使足旋后，防止“足内翻”25Trunk躯干竖脊肌：–两次足跟着地过程两次收缩活动：0～20％gait和45～70％gait–控制、协调身体的前移。腹直肌：–2次明显的收缩活动：20％gait和70％gait–维持躯体平衡步态周期中的关节活动步态分析（GaitAnalysis）步态分析定义–利用力学概念和已掌握的人体解剖、生理学知识–对人体行走功能状态进行客观的定性或定量分析内容–描述步态模式和步态参数–认识和描述步态的差异–分析出现差异的原因，研究产生异常步态的机理–确定步态异常者需要何种治疗或助行器步态分析目的总的目的–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步态分析目的步态分析系统–评定肢体伤残的程度–根据步态分析系统提供的信息对行走功能和致残的机制进行深入研究从生物力学的角度提供针对性的治疗方案步态分析对象有步行障碍的病人–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步态分析方法临床分析–观察法（observationalgaitanalysis）–测量法（measurement）步态分析实验室（gaitlaboratory）–步态分析仪（dynamicanalysis）观察步态：定性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–上肢摆动观察步态：定性让病人作变速行走–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观察步态的要点观察项目观察项目1.节奏（Cadence）（１）对称（２）节律6.骨盆（１）前轻、后倾（２）上抬、水平2.疼痛（１）部位（２）时间7.膝关节（１）屈、伸（２）稳定性3.步伐（Stride）平稳、不稳8.踝关节（１）背伸（２）外翻、内翻4.肩关节（１）下沉、上抬（２）前伸、回缩9.足部足跟触地5.躯干（１）屈曲（２）摇摆10.支撑面（１）稳定、不稳（２）宽、窄观察步态：定量测定时间参数–病人在规定距离的道路上行走，用秒表计时，实测行走距离不少于10米，两端应至少再加2—3米以便受试者起步加速和减速停下测定距离参数（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–测试距离至少6米，每侧足不少于3个连续足印，以便分析左右两侧各项数值实验室步态分析应用计算机技术获得病人在行走时关节运动的精确信息，同时可以获得行走时激发的肌肉活动和肌力参数。42步态中所涉及到的力–地面的反作用力、力矩、关节力肌肉收缩需要测力台、摄像设备及专业技术步态分析系统步态分析系统的信度同一测试对象2次测试结果足受力分析左足右足PressureLevel1=lowest23456=highestColorDarkGrayLightGrayCyanYellowMagentaRed参数输出Seethenexttwoslidesforparameterdefinitions临床应用：足托未穿戴足托穿戴足托未穿戴足托穿戴足托左足右足HighPressure/LessControlHighPressure/LessControlLowerPressure/MoreControlLowerPressure/MoreControlHeelToeHeelToeHeelToeHeelToe步态分析系统体表肌电图摄像机测力板（台）标记物（球）49步态实验室（GaitLab）步态实验室步态实验室52步态分析系统53步态周期中的关节活动54步态周期中的肌电活动55步态周期中的多项比较常见异常步态常见异常步态１、按病因分类⑴中枢性：失用性步态，失调性步态，偏瘫步态，脑瘫步态，帕金森病步态，截瘫步态。⑵末梢性：小儿麻痹步态，末梢性麻痹步态。⑶运动系统：假肢步态，关节疾病步态。２、按肌张力分类⑴肌张力增加：痉挛性步态，僵硬步态。⑵肌张力降低：驰缓性步态。３、按异常形态分类⑴中枢性：画圈步态、尖足步态、剪刀步态、慌张步态。⑵末梢性：垂足步态、跛行步态。临床常见异常步态肌痉挛步态肌无力步态关节强直步态蹒跚步态慌张步态肌痉挛步态:偏瘫步态原因–患足下垂内翻–下肢外旋或内旋–膝不能屈曲表现–摆动腿向前迈步时患腿常经外侧回旋向前，故又称回旋步或划圈步–上肢常出现屈曲内收，停止摆动肌痉挛步态：截瘫步态又称交叉步或剪刀步原因–下肢内收肌痉挛表现–步行时双侧髋内收–双膝互相摩擦–步态不稳肌无力步态：臀大肌无力原因–伸髋肌群无力表现–行走时躯干用力后仰–重力线通过髋关节后方以维持被动伸髋，并控制躯干的惯性向前–形成仰胸凸肚的姿态肌无力步态：臀中肌无力原因–髋外展肌群无力–不能维持髋的侧向稳定表现–上身向患侧弯曲，重力线通过髋关节的外侧–依靠内收肌来保持侧方稳定，并防止对侧髋下沉，带动对侧下肢摆动如果双侧臀中肌均无力，步行时上身左右摇摆，形如鸭子走步，又称鸭步肌无力步态：股四头肌无力原因–伸膝肌无力表现–患腿在支撑期不能保持伸膝稳定–上身前倾，重力线通过膝关节的前方，使膝被动伸直–有时，病人通过稍屈髋来加强臀肌及股后肌群的张力，使股骨下端后摆，帮助被动伸膝–如果同时合并伸髋肌无力，病人则需要俯身向前，用手按压大腿使膝伸直肌无力步态：胫前肌无力原因–踝背伸肌无力表现–足下垂–摆动期增加屈髋和屈膝以防止足尖拖地–又称跨门槛步或跨栏步关节强直步态原因–下肢各关节挛缩强直表现–髋关节屈曲挛缩时出现代偿性骨盆前倾，腰椎过伸，步长缩短–膝关节屈曲挛缩超过30°时可出现短腿步态–膝伸直挛缩时摆动期患腿外展或同侧骨盆上提，以防足趾拖地–踝跖屈挛缩时足跟不能着地，摆动期常增加屈髋，屈膝来代偿减痛步态一侧下肢出现疼痛时，常呈现出逃避疼痛的减痛步态，其特点为患侧站立相时间缩短，以尽量减少患肢负重，步幅变短。此外，患者常一手按住疼痛部位，另一上肢伸展。疼痛部位不同，表现可有些差异。髋关节疼痛者，患肢负重时同侧肩下降，躯干稍倾斜，患侧下肢外旋、屈曲位，尽量避免足跟击地。膝关节疼痛患者膝稍屈，以足趾着地行走。其它蹒跚步态–小脑共济失调，步行摇晃不稳，不能走直线，状如醉汉，又称酩酊步慌张步态–帕金森病或基底节病变时，步态短而快，并出现阵发性加速，不能随意停止或转向，上肢摆动缩小或停止，称慌张步态或前冲步态帕金森病其它短腿步态–如一侧下肢缩短超过3cm时，患腿支撑期可见同侧骨盆及肩下沉，摆动期则有患足下垂–疼痛步态当各种原因引起患腿负重时疼痛，病人尽量缩短患腿的支撑期，使对侧下肢跳跃式摆动前进，步长缩短，又称短促步课程小结步态–人体在行走时的姿态；是通过髋、膝、踝、足趾的一系列连续活动，使身体沿着一定方向移动的过程步态周期–从足跟着地到同侧足跟再次着地所经历的时间，分为站立相和摆动相；功能为承受体重