步態(tài)分析的臨床應(yīng)用和進(jìn)展課件

1、1步態(tài)分析的臨床應(yīng)用進(jìn)展 勵(lì)建安南京醫(yī)科大學(xué)E-mail: 2步行的價(jià)值步行是人類生存的基礎(chǔ)，是人類與其它動(dòng)物區(qū)別的關(guān)鍵特征之一。 步行的基本功能：使用雙腳從某一地方安全、有效地移動(dòng)到另一地方。步態(tài)是步行的行為特征。3步行中樞？正常步行并不需要思考然而步行的控制十分復(fù)雜：中樞命令：皮層？脊髓？步行中樞？身體平衡和協(xié)調(diào)控制足、踝、膝、髖、軀干、頸、肩、臂的肌肉和關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)。任何環(huán)節(jié)的失調(diào)都可能影響步態(tài)，而某些異常也有可能被代償或掩蓋。 4自然步態(tài)的要點(diǎn) (1) 合理的步長、步寬、步頻。 (2) 上身姿勢(shì)穩(wěn)定。 (3) 最佳能量消耗。 5自然步態(tài)的生物力學(xué)因素具備控制肢體前向運(yùn)動(dòng)的肌力或機(jī)械能。

2、可以在足觸地時(shí)有效地吸收機(jī)械能，以減小撞擊，并控制身體的前向進(jìn)程。支撐相有合理的肌力及髖膝踝角度(重力方向)，以及充分的支撐面(足的位置)。擺動(dòng)相有足夠的推進(jìn)力、充分的下肢地面廓清和合理的足觸地姿勢(shì)控制。 7步行周期支撐相（Stance phase)早期中期末期擺動(dòng)相(Swing phase)早期中期末期8步行模式10肌肉的參與1112運(yùn)動(dòng)中的肌肉活動(dòng)14首次觸地指足跟接觸地面的瞬間，使下肢前向運(yùn)動(dòng)減速，落實(shí)足在支撐相的位置。首次觸地的部位為足跟。參與的肌肉主要包括脛前肌、臀大肌、腘繩肌。首次觸地異常是造成支撐相異常的最常見原因之一。15承重反應(yīng)指首次觸地之后重心由足跟向全足轉(zhuǎn)移的過程，骨盆運(yùn)

3、動(dòng)在此期間趨向穩(wěn)定。參與的肌肉包括股四頭肌、臀中肌、腓腸肌。支撐足首次觸地及承重反應(yīng)期相當(dāng)于對(duì)側(cè)足的減重反應(yīng)和足離地。由于此時(shí)雙足均在地面，又稱之為雙支撐相。17脛骨在支撐相的前傾趨向18小腿三頭肌對(duì)脛骨前傾的控制19雙支撐相雙支撐相的時(shí)間與步行速度成反比。跑步時(shí)雙支撐相消失，表現(xiàn)為雙足騰空。首次觸地時(shí)GRF一般相當(dāng)于體重和加速度的綜合，正常步速時(shí)為體重的120%140%。步速越快，GRF越高。下肢承重能力降低時(shí)可以通過減慢步速，減少肢體首次觸地負(fù)荷。緩慢步態(tài)的GRF等于體重。 20中期(mid stance)支撐足全部著地，對(duì)側(cè)足處于擺動(dòng)相，是唯一單足支撐全部重力的時(shí)相，正常步速時(shí)大約為步行

4、周期的38%40%。主要功能是保持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定，控制脛骨前向慣性運(yùn)動(dòng)，為下肢前進(jìn)做準(zhǔn)備。參與的肌肉主要為腓腸肌和比目魚肌。下肢承重力小于體重或身體不穩(wěn)定時(shí)此期縮短，以將重心迅速轉(zhuǎn)移到另一足，保持身體平衡。 2122末期(terminal stance)指下肢主動(dòng)加速蹬離(push off)的階段，開始于足跟抬起，結(jié)束于足離地。身體重心向?qū)?cè)下肢轉(zhuǎn)移，又稱為擺動(dòng)前期。在緩慢步行時(shí)可以沒有蹬離，而只是足趾離開地面，稱之為足趾離地 (toe off)。對(duì)側(cè)足處于支撐相早期，屬于雙支撐相，約為步行周期的10%12%。參與的肌肉主要為腓腸肌和比目魚肌(等長收縮)、股四頭肌和髂腰肌(向心性收縮)。 24擺動(dòng)

5、相足在空中向前擺動(dòng)的時(shí)相占步行周期的40% 25早期(initial swing)主要的動(dòng)作為足廓清地面和屈髖帶動(dòng)屈膝，加速肢體前向擺動(dòng)，占步行周期13%15%。參與的肌肉主要為脛前肌、髂腰肌、股四頭肌。如果廓清地面障礙(如足下垂)，或加速障礙(髂腰肌和股四頭肌肌力不足)，將影響下肢前向擺動(dòng)，導(dǎo)致步態(tài)異常。 27末期(terminal swing)主要任務(wù)是下肢前向運(yùn)動(dòng)減速，準(zhǔn)備足著地的姿勢(shì)，占步行周期的15%。參與的肌肉包括腘繩肌、臀大肌、脛前肌、股四頭肌。 28跖筋膜的作用29足趾的作用30關(guān)節(jié)攣縮對(duì)步行能量消耗的影響31踝關(guān)節(jié)屈曲踝關(guān)節(jié)跖屈首次觸地障礙能量消耗增加支撐末期屈髖屈膝增加32

6、膝關(guān)節(jié)屈曲33髖關(guān)節(jié)屈曲髖后伸受限運(yùn)動(dòng)能量消耗增加34下肢關(guān)節(jié)融合對(duì)步行效率的影響35Eadweard Muybridge 1830-190436Father of Gait Analysis (in US)187237First Motion Pictures 1870s38Falcon Analog CameraIntroduced in 1996SPECIFICATIONSFPSResolution60640 x 480120640 x 480240640 x 24039SPECIFICATIONSFPS Resolution1-200 Frames/secondPoE: Power o

7、ver EthernetPortable systemshawk-i Digital CameraIntroduced in 20054041 Simplify Gait Graphs: Color Normal Bars ?42江蘇省人民醫(yī)院臨床生物力學(xué)實(shí)驗(yàn)室4344454647運(yùn)動(dòng)學(xué)分析運(yùn)動(dòng)學(xué)(Kinematics)是步行時(shí)肢體運(yùn)動(dòng)時(shí)間和空間變化規(guī)律的研究方法，主要包括：步行時(shí)間與空間測(cè)定肢體節(jié)段性運(yùn)動(dòng)方向測(cè)定 48節(jié)段性運(yùn)動(dòng)測(cè)定節(jié)段性運(yùn)動(dòng)測(cè)定是指對(duì)步行時(shí)特定關(guān)節(jié)或運(yùn)動(dòng)中心的多維動(dòng)態(tài)分析，即步行時(shí)關(guān)節(jié)各方向活動(dòng)角度的動(dòng)態(tài)變化及其與步行時(shí)相之間的關(guān)系，從而可以剖析運(yùn)動(dòng)障礙的具體環(huán)節(jié)和部位，以

8、及各環(huán)節(jié)之間的關(guān)系。進(jìn)行節(jié)段性分析必須要能夠分解受試者的動(dòng)作，并同時(shí)從多維方向進(jìn)行觀察，因此必須使用必要的儀器。 49時(shí)間/空間參數(shù)測(cè)定足印法：是步態(tài)分析最早期和簡易的方法之一。在足底涂上墨汁，在步行通道（一般為46 m）鋪上白紙。受試者走過白紙，留下足跡，便可以測(cè)量距離。也可以在黑色通道上均勻撒上白色粉末，讓患者赤足通過通道，留下足跡。步行同時(shí)用秒表記錄時(shí)間。這種方式不需要復(fù)雜設(shè)備，但是十分耗時(shí)。5051電子步態(tài)測(cè)定裝置4-6米10萬個(gè)壓力傳感器瞬時(shí)測(cè)定所有步行時(shí)間/空間參數(shù)52主要參數(shù)步長：指一足著地至對(duì)側(cè)足著地的平均距離。步長時(shí)間步幅：一足著地至同一足再次著地的距離。步行周期：指平均步幅

9、時(shí)間(stride time)。步頻：指平均步數(shù)（步/min）。步速：指步行的平均速度(m/s) 。步寬：兩腳跟中心點(diǎn)或重力點(diǎn)之間的水平距離。足偏角：足中心線與同側(cè)步行直線之間的夾角。53運(yùn)動(dòng)學(xué)分析-Kinematics5455步動(dòng)力學(xué)數(shù)據(jù)5657 Simplify Gait Graphs: Color Normal Bars ?58動(dòng)力學(xué)分析動(dòng)力學(xué)(kenetics)分析是對(duì)步行時(shí)作用力、反作用力強(qiáng)度、方向和時(shí)間的研究方法。牛頓第三定律（作用力=反作用力）是動(dòng)力學(xué)分析的理論基礎(chǔ)。 59步行動(dòng)力學(xué)特征6061足底壓力62633-D運(yùn)動(dòng)分析和關(guān)節(jié)活動(dòng)模擬64動(dòng)態(tài)肌電圖動(dòng)態(tài)肌電圖指在活動(dòng)狀態(tài)同步測(cè)定多塊肌肉電活動(dòng)，揭示肌肉活動(dòng)與步態(tài)關(guān)系的肌肉電生理研究，是臨床步態(tài)分析必不可少的環(huán)節(jié)。 65動(dòng)態(tài)肌電圖66肘關(guān)節(jié)屈伸肌電比較（主縮肌/拮抗?。┲鲃?dòng)屈曲主動(dòng)伸展FlexorsExtensorsFlexorsExtensorsAgonistAgonistAntagonistAntagonist67診斷性阻滯利多卡因運(yùn)動(dòng)點(diǎn)或神經(jīng)干注射注射前后運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)分析6869Muscle length of gas and soleus70氣體代謝測(cè)量71Oxygen Cost氧價(jià)（Oxygen Cost，OC）是一種定量評(píng)估運(yùn)動(dòng)能量消耗的指標(biāo)，以運(yùn)動(dòng)時(shí)單位體重、單位距離消耗