步态分析.ppt

步态分析,主要内容：,步态分析,概述,步态参数,步态分析方法,常见异常步态的评定,一,概述,步态分析,步态分析,一、基本概念,步行指通过双脚的交互动作移动身体，是人类的基本功能，也是人类区别于其他动物的特征性活动之一。步行的基本功能是从某一地方安全、有效的移动到另一地方。步态是指人行走时的姿态，即步行的行为特征。步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现。,步态分析,一、基本概念,步态分析是利用力学原理和人体解剖学、生理学知识对人类行走状态进行对比分析的一种研究方法，包括定性分析和定量分析。步态分析旨在揭示步态异常的关键环节和影响因素，从而指导康复评估和治疗，也有助于临床诊断、疗效评估、机制研究等。,步态分析,二、步态分析的分类,步态分析方法可以分为定性分析和定量分析两大类。（一）定性分析指通过步态的目测观察进行分析的方法。此类方法受观察者主观经验的影响，一般仅作为大致的分析。（二）定量分析指对步态的各种参数变化进行量化分析的方法，包括足印法、电子角度计测定法和三维步态分析等。此类方法客观定量，可以分析许多人体肉眼难以察觉的细微变化。,步态分析,三、步态分析的作用,行走是人类日常生活中重复最多的动作，改善和恢复行走异常患者的功能状态是康复医学的一项重要内容。（一）用步态分析的数据评定肢体伤残的程度，为制定整体的康复计划提供客观的依据。（二）根据步态分析的信息，对行走功能异常和致残的机制进行深入研究，从生物力学的角度提出针对性的治疗方案。（三）对比外科手术、康复训练或治疗前后的步态信息，评价外科手术、康复训练或治疗的效果。（四）对患者安装假肢、支具或矫形器前后的步态进行对比，评价其作用。,步态分析,四、步态分析的适应证与禁忌证,（一）适应证所有因疾病或外伤导致的行走功能障碍或步态异常。神经系统损伤中枢神经系统损伤周围神经系统损伤骨关节疾病与外伤其它如疼痛等,步态分析,四、步态分析的适应证与禁忌证,（二）禁忌证,严重心肺疾患骨折（下肢）未愈无自主步行能力不能配合检查者,步态分析,五、自然步态及其生物力学因素,自然步态自然步态是指一个健康成人用自我感觉最自然、最舒坦的姿态行进时的步态。自然步态具有如下三个特点：,(1)合理的步长、步宽、步频；(2)上身姿势稳定；(3)最佳能量消耗。,二,步态参数,步态分析,一、步行周期,步态分析,步行周期指行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的时间，通常用时间单位秒（s）表示，一般成人的步行周期为1-1.32秒，每一侧下肢有其各自的步行周期，每一个步行周期分为支撑相和摆动相两个阶段。,一、步行周期,步态分析,支撑相又称站立相，是指在步行中足与地面始终有接触的阶段，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，一般占一个步行周期的40。双支撑相是指在一个步行周期中，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，产生了双足同时着地的阶段。一般占一个步行周期的20.步行障碍时往往表现为双支撑相时间延长，以增加步行稳定性。,步态分析,支撑相下肢各关节的变化,步态分析,支撑前期即足跟着地关节：髋关节：前屈30为了维持髋关节稳定，臀大肌、腘绳肌离心收缩防止身体过度前倾膝关节：完全伸直股四头肌踝关节：中立位胫骨前肌离心收缩,步态分析,支撑初期即承重反应关节：髋关节：维持屈30为了维持髋关节稳定，臀大肌、离心收缩防止身体过度前倾臀中肌离心收缩防止躯干摆动膝关节：伸直屈15股四头肌对抗重力离心收缩使膝关节有控制的屈曲踝关节：中立位先跖屈后背伸跖屈15胫骨前肌离心收缩（前）小腿三头肌离心收缩（后）维持踝关节稳定,步态分析,支撑中期即支撑足全部着地关节：髋关节：前屈30中间位臀大肌向心收缩以支撑体重并产生伸髋动作膝关节：屈150股四头肌向心性收缩以伸膝踝关节：背伸15背伸10（趾屈5）踝跖屈肌向心性收缩抑制踝背伸,步态分析,支撑末期即支撑足跟离地，对侧足跟未着地关节：髋关节：中间位过伸10躯干前倾导致被动伸髋，髂腰肌离心性收缩使伸髋减速膝关节：完全伸直随身体前倾为维持平衡可出现被动屈膝踝关节：背伸10中间位踝跖屈肌向心性收缩导致身体前冲,步态分析,一、步行周期,步态分析,摆动相亦称迈步相，是指在步行中足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。摆动相单位为秒，一般占一个步行周期的40%。,摆动相下肢个关节的变化,步态分析,摆动前期即对侧足跟着地，支撑侧足尖离地之前关节：髋关节：过伸10中间位髂腰肌、股直肌向心性收缩使髋关节屈曲带动下肢前移膝关节：完全伸直屈35股直肌离心性收缩使膝关节有控制地屈曲踝关节：中间位跖屈20踝跖屈肌向心性收缩导致身体前冲,步态分析,摆动初期即观察足尖离地至膝关节最大屈曲关节：髋关节：中间位屈20髂腰肌向心性收缩使髋关节屈曲角度加大膝关节：屈35屈60腘绳肌向心性收缩使膝关节屈曲踝关节：跖屈20跖屈10胫骨前肌向心性收缩使踝关节背伸,步态分析,摆动中期即观察足膝关节最大屈曲至小腿与地面垂直关节：髋关节：屈20屈30惯性力推动下肢向前摆动，使髋被动地屈曲膝关节：屈60屈30肢体的重力诱发膝关节被动地伸展踝关节：跖屈10中间位胫骨前肌向心性收缩使踝关节背伸,步态分析,摆动末期即观察足在落地之前的阶段关节：髋关节：维持屈30臀大肌离心性收缩使屈髋速度下降膝关节：屈300股四头肌离心性收缩控制屈髋速度并伸膝踝关节：维持中间位胫骨前肌离心性收缩保证踝关节处于中立位,步态分析,二、时空参数,步态分析,步长：行走时一侧足跟着地到对侧足跟着地所行走的距离称为步长，又称单步长。单位：m，常用单位：cm正常值：5080cm。,二、时空参数,步态分析,步幅：行走时，由一侧足跟着地到该侧足跟再次着地所行走的距离称为步幅，又称复步长或跨步长，相当于左右两个步长之和。正常值：100160cm,二、时空参数,步态分析,步宽：在行走中左、右两足间的横向距离称为步宽，通常以足跟中点为测量参考点，步宽愈窄，行走的稳定性愈差。,二、时空参数,步态分析,足偏角：在行走中人体前进的方向与足的长轴所形成的夹角称为足偏角。,二、时空参数,步态分析,步频：单位时间内行走的步数称为步频，又称步调，通常用stepsmin表示。双人并肩行走时，短腿者步频一般大于长腿者。正常值：95125steps/min。,二、时空参数,步态分析,步速：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，通常用mmin表示。正常值：1.2m/s。,三、力学参数,步态分析,人体重心：人体作为一个物质，就有其质心，在地球重力影响下的质心，也称为重心。一般直立时，人体重心位于第二骶骨前缘，两髋关节中央。步行时减少重心摆动是降低能耗的关键。人体重心通过韧带的张力和肌肉的等长收缩所产生的力矩达到平衡，并使压力适宜地分布在负重面上。如果外力施加于韧带和肌肉或异常的负重面上，将会影响重心线的位置，同时为了保持平衡而必须调整姿势。姿势可以有轻度偏移（站立时4cm偏移）。,三、力学参数,步态分析,地面反作用力（GRF）：是一个力向量，可分为垂直分力、前后分力、侧方分力。,三、力学参数,步态分析,足底压力中心（COP）：在支撑相的不同时期，足底压力中心处于不断地变化中。足底压力的变化将会显著影响步行的稳定性，且会导致步行持续能力的下降。,四、肌肉活动,步态分析,肌肉活动是步行动力的基础，步行时相关肌肉按一定的规律顺序活动，完成各项步行动作。,五、氧价,步态分析,指运动时人体单位体重、单位距离所消耗的氧气量，单位为ml/(kgm)。氧价是步态分析中常用的能量分析的指标，可以定量评估运动中的能量消耗。,三,步态分析方法,步态分析,步态分析,步态的定性分析是由康复医师或治疗师用肉眼观察患者的行走过程，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做出结论，因其不需要昂贵的设备、没有复杂的数据分析，所以是目前最常用的评定手段。,临床定性分析,步态分析,一、步态观察异常步态模式的评定应首先评定以下四个方面的内容：能量消耗：主要是重心的上下、左右的移动幅度；安全性：主要指行走过程中出现跌倒的风险，即在摆动相应付失代偿的能力；生物力学损伤：常见的有髋关节屈曲挛缩、股四头肌无力、马蹄足内翻等；外观：异常步态模式的评定应考虑美观，对美观的评价，患者自己的感觉远比临床专家的感觉重要。,二、观察内容与方法,步态分析,(一)观察内容1步态的总体情况：包括步行节奏、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、行走中的神态表情等。,步态分析,2识别步行周期的时相与分期特点如首次着地的方式、站立中期足跟是否着地、迈步相是否足拖地等。,步态分析,3观察身体各部位情况大致了解踝关节及足趾、膝关节、髋关节、躯干、骨盆、肩及头颈部在步行周期中不同时期的变化是否正常。,例：踝关节有否跖屈、背屈以及内、外翻情况；足蹬离动作是否充分；膝关节在步行周期的不同时期的伸、屈度及其稳定性；,步态分析,髋关节是否过度伸展、过度屈曲、旋转、外展并外旋(画圈)，或呈现出内收或外展体位；骨盆抬高、下降或固定；躯干是否前倾或后倾，或向左、向右侧弯；上肢摆动幅度正常、增加还是减小；肩部是否下掣、上抬、前突或回缩；头的位置。,步态分析,(二)观察方法,嘱患者以自然、习惯的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步态模式的特征，并注意进行两侧的对比。1确定观察角度不同的侧面反映特定的步态特征。因此，目测分析步态时需要从正、侧面加以观察。正面(冠状面)背面观侧面观(矢状面),步态分析,2四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。,步态分析,三、定性分析的优缺点,目测观察和分析步态不需要价格昂贵的设备，却可以获得有关步态的特征性资料。但是，目测观察的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技术水平和临床经验有直接关系。因此，掌握目测观察步态技术，需要通过学习和培训，并在临床实践中不断积累经验。此外，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。因此，可以利用摄像机将行走过程记录下来，以便日后反复观看，细致观察分析，从而提高分析的客观性、可靠性。,步态分析,四、检查注意事项,-场地面积：至少6m8m，光线充足。-被检查者少穿衣服。-避免在观察部位和观察步行周期时相上的跳跃，如：观察踝关节在行走周期中的表现，应从首次着地开始，依次观察踝关节在站立相和迈步相各个环节中的表现。然后按膝、髋、骨盆、躯干等顺序逐一进行。-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，排除对侧影响。-注意在步行周期中何时出现疼痛。,步态分析,步态的定量分析是通过器械或专门的设备获得的客观数据对步态进行分析的方法。所用的器械或设备可以非常简单，如卷尺、秒表、量角器等测量工具以及能留下足印的设备；也可以是较为复杂，如利用电子角度计、肌电图、录像、高速摄影，甚至步态分析仪等设备，通过获得的运动学参数、动力学参数、肌电活动参数和能量参数分析步态特征。,五、定量分析,一、足印分析法是一种简便、定量、客观而实用的临床研究方法。,步态分析,定量分析,二、吸水纸法,步态分析,该方法可以穿鞋测试，不会引起患者不愉快的触觉，依从性强。可以很容易地得到一个准确、永久的步行记录。具体操作方法为，在步道上铺三层纸，下层为具有防水能力的褐色，中层为含水的潮湿纸，如餐巾纸，上层为能吸水的纸巾。被检查者体重的压力使中层纸的水分被上层干纸吸收，形成清晰的湿足印，再用记号笔描出留在上层吸水纸上的足印，晾干后进行测量并记录。其测量参数与足印分析法相同。,定量分析,三、鞋跟绑缚标记笔法,步态分析,用尼龙搭扣将两支水性记号笔分别绑缚在鞋跟处，调整记号笔使足跟着地时能准确定位。测量方法与足印分析法相似，用此法可以获得患者的步幅、步长、步宽、步速及步频，从而记录治疗前后的行走能力。,定量分析,四、三维步态分析系统,步态分析,通常由以下四部分组成：运动捕捉系统：在同一空间、分布在不同位置的一组带有红外线发射源的红外摄像机，以及能粘贴在待测部位(一般为关节部位)的红外反光标记点；测力台：用以测量行走时地面支撑反应力；肌电遥测系统：用以观察动态肌电图；计算机处理系统：调控以上三组装置同步运行并对观察结果进行分析处理的计算机及其外围设备。三维步态分析系统可以提供多方面的参数和图形，进行深入细致的分析，做出全面的结论，特别适用于科研工作，但因价格高昂，目前难以普及应用。,定量分析,四,常见异常步态的评定,步态分析,步态分析,一、偏瘫步态,偏瘫步态是指脑卒中后所导致的偏瘫患者由于受下肢伸肌痉挛模式的影响，骨盆后缩、髋关节伸展内旋、膝关节伸展、足内翻、跖屈，行走时因患侧膝关节不能充分屈曲，患者为将偏瘫侧向前迈步而出现提髋、下肢外旋外展，使患侧下肢经外侧划一个半圆弧而将患侧下肢回旋向前迈出，故又称为“划圈步态”。同时，行走时因足背屈受限而缺乏足跟着地与蹬离动作，使用前足甚至足外缘着地，导致迈步相活动范围减小，患侧足下垂内翻。严重者在行走时上肢不能前后摆动，且肩内收屈曲，肘、腕、指骨关节屈曲，前臂旋前，表现为典型的偏瘫步态。,步态分析,二、脑瘫步态,（1）马蹄内翻足常见于脑瘫患者，其足部畸形特点是：马蹄样足下垂；足内翻；足前部内收、跖屈；学龄期后患者多伴有胫骨内旋；通常足下垂合并有跟腱挛缩，而足前部跖屈，且常合并有跖筋膜挛缩和高弓足畸形。随着年龄的增长，骨骼负重和长期在畸形位置，畸形会进一步加重。畸形越严重，治疗越困难。行走时比目鱼肌、腓肠肌或胫骨后肌的不协调运动，使摆动相出现踝过度跖屈；因为跟腱挛缩或踝背屈肌无力，表现为支撑相多用足尖或足外侧缘着地，甚至用足背外侧着地行走，负重处出现胼胝和滑囊，步态稳定性差，能量消耗高。,步态分析,二、脑瘫步态,（2）蹲位步态最常见于脑瘫患者。由于腘绳肌痉挛，或髋屈肌痉挛、跖屈肌无力、跟腱痉挛等原因，使得患者支撑相髋内收和内旋，膝关节过度屈曲，同时足呈马蹄形，足趾外展；在摆动相中期屈膝减少、末期缺乏伸膝。能量消耗明显加大，稳定性差。,步态分析,二、脑瘫步态,（3）剪刀步态脑瘫患者由于髋内收肌张力过高，双膝内侧常呈并拢状，行走时，双足尖(相对或分开)点地，交叉前行，呈剪刀状。摆动相缺乏屈膝、屈髋动作，支撑相足尖着地，支撑面小，行走时能量消耗大，稳定性差。,步态分析,二、脑瘫步态,（4）舞蹈步态为双下肢大关节的快速、无目的、不对称的运动，多见于四肢肌张力均增高的脑瘫患者，支撑相足内翻，踝缺乏背屈，足尖着地，身体不能保持平衡。摆动相双侧髋关节、膝关节屈曲困难。行走时，双上肢屈曲，不协调抖动，双下肢跳跃，呈舞蹈状。行走时能量消耗大，稳定性差。,步态分析,三、截瘫步态,脊髓损伤患者，因损伤节段不同，治疗及时与否，方法是否得当，其步行能力有很大差异。,步态分析,四、其他神经疾病步态,（1）共济失调步态多见于小脑或其传导路受损的患者，行走时两上肢外展以保持身体平衡，两足间距加宽，高抬腿，足落地沉重；不能走直线，而呈曲线或呈“z”形前进；因重心不易控制，故步行摇晃不稳，状如醉汉，故又称“酩酊步态”或“醉汉步态”，见图5-6。共济失调步态亦见于下肢感觉缺损患者，表现为步宽加大，步调急促，由于缺乏本体感觉反馈，患者行走时常常需要低头看着自己的脚，因此在晚间或黑暗中行走将感到特别困难。,步态分析,四、其他神经疾病步态,（2）慌张步态又称帕金森步态，主要见于帕金森病或其他基底节病变患者。患者由于基底节病变而表现为双侧性运动控制障碍和功能障碍，以面部、躯干、上下肢肌肉运动缺乏、僵硬为特征。步态表现为步行启动困难、双支撑期时间延长、行走时躯干前倾、髋膝关节轻度屈曲、关节活动范围减小，踝关节于迈步相时无跖屈，双下肢交替迈步动作消失呈足擦地而行，步长、跨步长缩短表现为步伐细小。由于躯干前倾，致使身体重心前移，为了保持平衡，患者以小步幅快速向前行走，患者虽启动行走困难，而一旦启动却又难于止步，不能随意骤停或转向，呈前冲或慌张步态。,步态分析,五、臀大肌步态,臀大肌是主要的伸髋肌、髋外旋肌和脊柱稳定肌，在足触地时控制重心向前。臀下神经损伤时，导致臀大肌无力，髋关节伸展和外旋受限。行走时，由于臀大肌无力，表现为挺胸、凸腹，躯干后仰，过度伸髋，膝绷直或微屈，重力线落在髋后，又称孕妇步态。整个行走过程重心在水平面前后方向的移位要大于在垂直面内的移位，行走速度和稳定性都受到影响。,步态分析,六、臀中肌步态,臀上神经损伤或髋关节骨性关节炎时，髋关节外展、内旋(前部肌束)和外旋(后部肌束)均受限，又称为Trendelenburg步态。行走时，由于臀中肌无力，使骨盆控制能力下降，支撑相受累侧的躯干和骨盆过度倾斜，摆动相身体向两侧摇摆。整个行走过程重心在水平面左右方向的移位要大于在垂直面内的移位，行走速度和稳定性都受到影响。,步态分析,七、股四头肌步态,股四头肌是稳定膝关节的主要肌肉。股神经损伤时，屈髋关节、伸膝关节受限。行走时，由于股四头肌无力，不能维持膝关节的稳定性，膝将倾向于“屈服”，支撑相膝后伸，躯干前倾，重力线落在膝前。为避免膝关节过度屈曲，患者足跟着地时可代偿性使髋关节伸展并将膝关节锁定在过伸展位，同时伴有髋关节伸肌无力时，患者常常在站立相时俯身用手按压大腿以使膝关节伸展。如果伸膝过度，有发生膝后关节囊和韧带损伤的危险。整个行走过程重心在垂直位移动的幅度较大。,步态分析,八、胫前肌步态,