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步态分析 彭俊峰河南省中医院康复科 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 包括定性分析和定量分析两种方法常用的基础知识 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 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 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 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10MWT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时间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 Stancephase 支撑相是在步行中足与地面始终有接触的阶段 占60 包括单支撑相和双支撑相 双支撑相 双足支撑是步行的最大特点 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 Swingphase 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 RLA 进行步态分析所必须的基础知识 基本坐标面水平面Horizontalplane额状面Frontalplane矢状面Sagittalplane基本坐标轴X方向 向前 矢状面内的矢状轴Y方向 向上 垂直于水平面的垂直轴Z方向 向右 水平面内的额状轴 正常步态中运动学特性 骨盆髋关节膝关节踝关节首次着地5 旋前30 屈曲0 0 承重反应5 旋前30 屈曲0 15 屈曲0 15 站立中期中立位30 屈曲 0 15 5 屈曲15 跖屈 10 背屈足跟离地5 旋后0 10 过度伸展5 屈曲10 背屈 0 足趾离地5 旋后10 过度伸展 0 5 35 屈曲0 20 跖屈摆动初期5 旋后0 20 屈曲35 60 屈曲20 10 跖屈摆动中期中立位20 30 屈曲60 30 屈曲0 跖屈 0 摆动末期5 旋前30 屈曲30 屈曲 0 0 正常步行周期中骨盆和下肢各关节角度的变化 正常步态的模式 重心上下移动 正常步态的模式 重心左右移动 正常步态的模式 骨盆旋转 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 参与的主要肌肉活动 竖脊肌 erectorspinae 时期 支撑期作用 确保行走时躯干直立 参与的主要肌肉活动 臀大肌 gluteusmaximus 时期 摆动期末期 首次触地至承重反应结束作用 使大腿减速稳定骨盆控制躯干前倾 参与的主要肌肉活动 髂腰肌 iliopsoas 时期 摆动期作用 屈髋以保证下肢向前摆动 参与的主要肌肉活动 股四头肌 quadricepsfemoris 时期 摆动末期至支撑中期作用 屈髋 提拉起下肢进入摆动相 伸膝 控制膝关节屈曲程度 控制小腿在摆动相初 中期向后的摆动 从而使下肢向前摆动成为可能 参与的主要肌肉活动 腘绳肌 hamstring 时期 摆动中期至足跟着地作用 伸髋 协助臀大肌伸髋 同时通过稳定骨盆 防止躯干前倾 屈膝 腘绳肌收缩使小腿向前的摆动减速 以配合臀大肌收缩活动 使大腿向前摆动减速 为足跟着地做准备 参与的主要肌肉活动 胫前肌 tibialisanterior 时期 支撑早期足跟着地时作用 控制踝关节跖屈以控制足放平速度 参与的主要肌肉活动 小腿三头肌 tricepssurae 时期 支撑中期至足蹬地期作用 向上 向前推动作用 分析方法 临床分析实验室分析 临床分析 包括观察法和测量法 观察法为定性分析 一般采用目测的方法获得第一手资料 然后根据经验进行分析 测量法是一种简单定量分析方法 常用足印法测定时间参数 距离参数 观察法 定义 是采用肉眼观察并分析步行中人体运动的形式与姿势情况 观察法 了解病史 病史是判断步态障碍的前提 步态分析前必须仔细询问现病史 既往史 手术史 康复治疗措施等基本情况 同时要弄清诱发步态异常和改善步态的相关因素 观察法 体格检查 体格检查是判断步态障碍的基础 体检的重点在生理反射和病理反射 肌力和肌张力 关节活动度 感觉 触觉 痛觉 本体感觉 压痛 肿胀 皮肤状况 溃疡 颜色 等 观察法 步态观察 一般采用自然步态 即最省力的步行姿态 观察包括前面观 侧面观和后面观 需要注意全身姿势和步态 包括步行节律 稳定性 流畅性 对称性 重心偏移 手臂摆动 诸关节姿态与角度 患者神态与表情 辅助装置 矫形器 助行器 的作用等 观察法 观察分析顺序 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 按步行周期的顺序观察 目测观察后归纳分析出原因后果 观察法 观察要点 观察法 注意事项 目测观察时 不仅要观察患侧下肢 亦要观察对侧下肢 行走时受试者衣着尽量要少 充分暴露下肢 以便准确观察步态特征 要注意疼痛对步态的影响 目测观察属定性分析 必要时进一步采用定量分析 目测观察分析步态 其结果的准确性 可靠性与观察者的观察技术水平和临床经验直接相关 测量法 足印法 即让受试者在足底涂上白色粉末 然后在步行通道上 一般为4 6m 行走 用秒表记录步行时间 通过足迹测量有关步行距离和时间参数 再进行运动学分析 并根据被检查者的步态特征 为治疗师制定治疗计划和评价治疗效果提供数据 临床观察的局限性 时间局限 单凭肉眼观察瞬间的变化情况 很难准确在短时间内完成多部位 多环节分析 空间局限 由于视觉的局限性 不可能对人的步态进行三维观察 记忆局限 人的记忆能力是有限的 不可能对所有长期进行步态训练的患者的变化情况进行客观和全面的对比分析 思维局限 检查者的个人水平 直接影响评估结果的客观性和准确性 患者的精力和体力也可能无法耐受反复的行走观察 直到检查者完成对步态的分析 实验室分析 定义 三维步态分析是现代实验室所采用的数字化的 高科技的步态分析系统 集运动学分析和动力学分析于一体 是现代步态评定的必备手段 组成 摄象机 反光标记点 测力台 表面肌电图 计算机分析系统 行走能力的评定 1 功能性行走 有功能的行走应符合以下标准 安全 独立行走时稳定 没有跌倒的忧虑 不需要他人的帮助 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 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 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575m左右 功能性行走 根据患者行走的具体情况 功能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 具体标准为 终日穿戴支具并能耐受 能一口气走900m左右 能上下楼梯 能独立进行日常生活活动 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 描述行走能力的概念 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 治疗性行走虽然没有实用性 但有明显的治疗价值 给患者能站能走的感觉 形成巨大的心理支持 减少对坐骨结节等处的压力 减少压疮发生的机会 肢体负重可以防止或减轻骨质疏松 下肢活动改善血液淋巴循环 减缓肌肉萎缩 促进尿 便排出 减少对他人的依赖 因此 我们对没有功能性行走能力的患者应尽可能创造条件 鼓励和帮助患者实现治疗性行走 评定行走能力的方法 1 Hoffer步行能力分级 它是一种客观的分级方法 通过分析可以了解患者是否可以步行以及确定是哪一种行走的形式 具体内容为 不能行走者 非功能性步行者 训练时用膝 踝 足矫形器 拐等能在治疗室内行走 能耗大 速度慢 距离短 无功能价值 但有预防压疮 血液循环障碍 骨质疏松的治疗意义 又称治疗性步行 家庭性步行者 用踝 足矫形器 手杖等可以在家行走自如 但不能在室外长久进行 社区性步行者 用踝 足矫形器 手杖或甚至不用 可以在室外和所在社区内行走 但时间不能长 否则仍需要轮椅 评定行走能力的方法 2 Nelson步行功能评定 它通过对患者静态负重能力 动态重量转移和基本的步行效率三个方面进行分析 判断患者的步行能力 是一种半定量性质的评定方法 适用于轻度至中度步行功能障碍的患者 1 静态负重能力 为安全起见 一般在平行杠内进行 双足站 先看在平行杠内能否正常地站立 再看能否维持30s 这是稳定所必需的时间 如有必要 可让患者扶杠 但扶杠只能用来保持稳定而不能用来负重 而且扶杠要在记录中注明 健足站 记录单足站立的时间 因为步行需要至少能站6s 时间更长对步行不一定必要 但表明下肢有等长收缩的耐力 患足站 与上面一样记录单足站立的时间 评定行走能力的方法 2 动态重量转移 检查患者能否迅速地将体重从一侧肢体转移到另一侧肢体 即重心转移 检查者先在平行杠内示范 如迅速地走8步 完成4个完整的双侧往返的体重转移 然后让患者尽可能快地照着做 用秒表测第一次提足到第八次提足的时间 为证明提足充分 提足时事先放于足下的纸应能自由地抽出 一般不能扶杠 如扶了要在记录中注明 3 基本的步行效率 先让患者在平行杠内尽快地行走6m 记录时间和步数 来回各一次 取平均值 如有必要 可扶杠 但要注明 然后让患者在杠外用或不用手杖走6m 来回各一次 记录两次总时间取平均值 步数也是这样 功能独立性测量 3 功能独立性测量 functionalindependencemeasurement FIM 以患者行走独立的程度 对辅助器具的需求以及他人给予帮助的量为依据 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 7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 6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 FIM 5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 4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 3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25 39m之间 2分 最大量帮助 即患者至少独立完成步行距离12 5 24 5m 仅需要1人帮助 1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 4 步行能力恢复的预测 屈髋 一般用美国加州RanchoLosAmigos康复医院的直立控制试验 uprightcontroltest UCT 来评定 它通过对患者屈髋 伸髋和伸踝能力的检查来预测 若三个项目均达不到强级 则将来难以有良好的步行能力 1 屈髋 助手站在患者健侧 在股骨大转子处扶住患者 检查者让患者站直 尽可能快地将患膝屈向胸部 越快越好 强 屈髋大于60 且10s内能完成3次 中 屈髋在30 60 之间 10s内能作3次 弱 屈髋在30 以下 10s内能作3次 4 步行能力恢复的预测 伸髋 2 伸髋 助手蹲在患者的患腿后方 一手握住患股前方 另一手握住患胫前方 使患膝保持在中立位 并稳定踝关节 检查者站在患者患侧 用手扶住患者上肢或手 先让患者用双腿站直 然后提起健腿 仅用患腿站立 强 能使躯干在髋上伸直或使躯干在髋的最大伸展范围上