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步态生物力学,Email：cy-swallow163 办公室：假肢楼610,丛 燕,2019年6月4日,步态生物力学概述,什么是步态？ 步态分析的方法 步态周期 你可以从步态分析中得到什么？ 步态周期中的肌肉控制,什么是步态 脚移动的特定方式（美国字典）； 通过人类的肢体完成的移动（维基百科）； 描述的是行走的方式和方法 （Whittle，2019）。,步态生物力学概述,需要身体大多数主要关节，特别是下肢关节的协调和互动,什么是步态分析 病态步态可以帮助我们了解症状的起因。 通过步态分析医生可以做出诊断，是物理治疗和康复联系的一部分。 除了临床上的应用，步态分析被广泛应用于运动训练来优化和促进运动员的表现。,步态生物力学概述,临床应用,步态生物力学用途,了解人移动的特点,了解病因、诊断、干预、康复,步态生物力学用途,jandan/2019/10/01/robotic-leg-thought.html,义肢的设计,假肢的设计和评估,步态生物力学用途,研究,科学应用,运动训练 （高尔夫、篮球）,步态分析的方法 观察法没有科技的辅助，廉价 借助于仪器昂贵并且复杂,步态生物力学方法,观察法,步态生物力学方法,观察法,步态生物力学方法,脊柱：前后侧弯 髋关节：环行或跨阈步态 膝关节：过伸或过屈 足：触地，旋转，蹬地,仪器法：时间距离变量,步态生物力学方法,单步长：左右足跟或足尖先后着地点间的距离,复步长（跨步长）：同侧足跟（或足尖）前后两次着地点间的距离,步宽：两足心间的距离,足角：足底中心线与前进方向夹角,仪器法：时间距离变量 步频（cadence）：单位时间内行走的步数，90-140步/分钟 步速（velocity）：单位时间内行走的距离，1.2 m/s。,步态生物力学方法,步态生物力学方法,70岁女性患者在做了膝关节置换手术之前和之后步态参数和同龄同性别群体的正常值的比较（评估手术效果）,仪器法：时间距离变量,仪器法：角度计（连续测量角度）,步态生物力学方法,步态生物力学方法,仪器法：角度计,步态生物力学方法,仪器法：足底力 1. 压力传感器,walkway,鞋内压力传感器,步态生物力学方法,仪器法足底力 1. 压力传感器,正常足,裹脚,裹脚,仪器法足底力 2. 剪切力传感器,步态生物力学方法,仪器法足底力 2. 剪切力传感器,步态生物力学方法,步态生物力学,仪器法足底力 4. 力台,步态生物力学方法,仪器法足底力 4. 力台,仪器法三维运动分析系统,步态生物力学方法,被动发光,仪器法三维运动分析系统,步态生物力学方法,主动发光,仪器法三维运动分析系统,步态生物力学方法,我们可以得到： 身体各部位的位置和方向 关节角度 线性速度和加速度 角速度和加速度,步态生物力学,侵入性肌电电极,表面肌电电极,仪器法肌电,步态生物力学方法,尸体实验,无法在活体上做的实验，验证肌肉和力学模型,小结,步态生物力学,要想深入了解人体运动的特点需要结合各种测试手段。,步态生物力学步态周期,概述 1. 步态周期：一侧足跟着地开始到该足跟再次着地 2. 步态周期分段：2个相位（阶段），7个事件，7个分期 3. 每个阶段的特征和功能,步态生物力学概述,行走过程中，人体重心的轨迹,侧向位移： 4 cm,垂直位移： 35 cm,步态周期： 一侧足跟着地开始到该足跟再次着地,步态生物力学步态周期,站立期（支撑期）,摆动期,步态生物力学步态周期,一个步态周期中右脚的位置,步态生物力学步态事件,初始着地期,对侧趾离地,足跟离地,胫骨垂直,趾离地,膝关节最大屈曲,对侧初始着地期,步态事件,步态生物力学步态事件,速度快慢如何影响,初始着地期,步态生物力学步态事件,初始着地期（足着地期）,步态生物力学步态事件,正常步态：足跟着地期 特征： 1）减速，躯干前移，足旋后，中立位 2）足与地面间有一个明显的冲击,鞋子磨损的位置 减震装置通常设在哪里,初始着地期,步态生物力学步态事件,踝关节背屈肌（胫骨前肌） 缓慢放平脚，防止拍打地面（离心收缩） 髋关节伸肌群（臀大肌） 大腿减速，辅助伸膝关节 膝关节的伸肌和屈肌 稳定膝关节的位置（锁紧）,步态生物力学步态周期,支撑反应期,从初始着地期到对侧趾离地,步态生物力学步态周期,支撑反应期（足放平期，全足着地期，heel rocker）,特征： 1）重要的减震期： 足旋前，膝关节屈曲； 2）足旋前，活动度比较大， 适应不平地面； 3）重心在两腿间交替； 4）重心最低，向外侧移。,步态生物力学步态周期,支撑反应期,踝关节跖屈肌（离心收缩） 辅助膝关节伸肌，将下肢的压力中心前移，地面反作用力前移 腓肠肌外翻,支撑中期,步态生物力学步态周期,对侧趾离地到足跟离地,步态生物力学步态周期,支撑中期（ankle rocker）,特征： 1）下肢最大的负重期，足底筋 膜拉紧，维持足弓； 2）胫骨外旋，足开始旋后； 3）重心最高，最外侧。,如果身体不稳定时，此期缩短，将重心迅速转移到另外一足，保持身体平衡。,步态生物力学步态周期,支撑中期（ankle rocker）,踝关节跖屈肌（比目鱼肌，离心收缩） 保持前足压在地板上,支撑后期,步态生物力学步态周期,足跟离地到对侧初始着地期,步态生物力学步态周期,支撑后期,特征： 1）加速蹬离，足跖屈 2）足旋后（内翻）,踝关节跖屈肌（比目鱼肌，向心收缩） 加速身体前移,髋关节屈肌 (髂腰肌) 为摆动期做准备,步态生物力学步态周期,摆动前期,对侧的支撑反应期,对侧初始着地期到趾离地期,注意：属于支撑期,步态生物力学步态周期,摆动前期,髋关节屈肌 (髂腰肌，股直肌) 抬腿、向前摆腿（向心收缩） 踝关节跖屈肌 不活动,特征： 1）踝关节跖屈 2）髋关节主动屈曲,步态生物力学步态周期,蹬离期（propulsion phase）,Forefoot rocker,卷扬机制：足底筋膜拉紧，杠杆,步态生物力学步态周期,摆动初期,趾离地到膝关节最大屈曲,步态生物力学步态周期,摆动初期,踝关节背屈肌 （胫骨前肌） 使足顺利离地（向心收缩）,特征： 1）踝关节背屈 2）屈髋带动屈膝,足下垂或加速障碍（髂腰肌肌力不足）,髋关节屈肌（髂腰肌） 屈髋、抬腿、加速向前摆动,步态生物力学步态周期,摆动中期,膝关节最大屈曲到胫骨垂直于地面,特征： 1）踝关节背屈 （胫骨前肌） 2）使足顺利离地,步态生物力学步态周期,摆动末期,胫骨垂直于地面到初始着地期,步态生物力学步态周期,摆动末期,膝关节屈肌 （腘绳肌） 主动减速 (减缓伸膝和屈髋) 膝关节伸肌 （股四头肌） 重心转移，承重 踝关节背屈肌 （胫骨前肌） 使足缓慢触地,特征： 1）减速，准备着地,步态生物力学步态周期,加速期,小结,承重,使脚顺利离地,减速期,屈膝、屈髋、足背屈,足跖屈 卷扬机制,步态生物力学,小结,力线靠近关节中心，减小关节扭矩,体重,%步态周期,步态生物力学步态周期,小结,屈髋,伸髋,摆动期,髋关节 矢状面 运动,步态生物力学步态周期,小结,屈膝,减震,Foot clearance,膝关节矢状面运动,步态生物力学步态周期,小结,背屈,跖屈,踝关节矢状面运动,步态生物力学步态周期,小结,支撑期（站立期）肌肉活动,步态生物力学,躯干倾向假肢侧,患者原因：1）外展肌弱 2）残肢短 3）残肢外展 4）残肢敏感或疼痛 5）平衡不够 6）步态习惯,假肢原因：1）接受腔内缘太高，侧倾减少压痛 2）接受腔对线成外展姿势 3）假肢太短,步态生物力学,步态生物力学,小结 1）在步态周期的各个时相中，足在吸收震动的灵活平面和坚固推进的杠杆之间轮流变换。 2）步态时相与步速密切相关。,步态生物力学,对侧趾离地,步态生物力学步态事件,步态生物力学步态事件,对侧趾离地,足放平/前足接触,步态生物力学步态事件,对侧趾离地,步态生物力学步态事件,对侧趾离地,特征： 1）单支撑期 2）对侧摆动期,步态生物力学步态事件,对侧初始着地期,步态生物力学步态事件,对侧初始着地期,步态生物力学步态事件,对侧趾离地,步态生物力学步态事件,对侧初始着地期,特征： 1）双足支撑期,步态生物力学步态事件,足旋后，冲击，减速,步态事件小结,右侧单支撑期,双