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1、第十四章 步态分析,开启时钟,2,学习的目的,什么是步态分析？为什么要进行步态分析？怎样进行步态分析？,3,4,本次课主要内容,步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析,一、步态分析的基本概念,步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析,6,1、步行,步行是人类的基本功能，是人区别于其它动物的关键特征之一。任何神经、肌肉及骨
2、关节疾患均可能导致步行功能障碍。,7,步行的基本功能,从某一地方安全、有效的移动到另一地方。,8,步行中枢？,正常步行并不需要思考然而步行的控制十分复杂：中枢命令：皮层？脊髓？步行中枢？身体平衡和协调控制足、踝、膝、髋、躯干、颈、肩、臂的肌肉和关节协同运动。任何环节的失调都可能影响步态，而某些异常也有可能被代偿或掩盖。,9,2、步态与步态分析what,人类的步态（Gait）就是行走时的人体姿势（Posture）。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（Gait Analysis）是利用力学的概念和已经掌握的解剖、生理学知识对人体的行走功能状态进行对比分析
3、的一种生物力学研究方法。,10,3、步态分析的历史,公元前400300年，古希腊Aristotle就开始注意到步行运动。人类最初对步态有资料的研究，约从十五世纪开始。15世纪，意大利科学家列奥维尔德达芬奇对人体运动发生了浓厚的兴趣，他用人的尸体研究解剖学，并首次提出了人体运动服从于力学的观点。17世纪，意大利医生阿尔芳泰鲍列里在最早的生物力学著作论动物运动一书中，进一步系统地结合力学与解剖学研究人和动物的运动协调性规律，发表了运用杠杆定律测定人体重心位置的实验资料。19世纪，德国生理学家Webers兄弟发表了对人的基本位移形式走的研究。（肉眼观察、素描、绘画）,11,研究手段的发展史,研究人及
4、生物体运动规律的科学手段也有较长的历史发展进程。1877年美国摄影师Muybridge用24架照像机拍摄了马奔跑动作的连续照片，奠定了影像测量与分析的方法基础。20世纪初德国解剖学家Braune、Fischer解剖测量了人体环节惯性参数，并基于此建立了第1个人体质量分布模型，奠定了人体运动定量分析的基础。20世纪30年代英国生理学家Hiil测量了肌肉收缩张力与速度的关系，并基于热力学原理建立了与实验结果相当一致的希尔方程。这些经典性的工作，奠定了人体运动学、动力学和肌肉力学的理论基础。,12,影响步态分析发展的技术与事件,照相机的发明，对人体运动学起了巨大的推动作用。19世纪末，Eadwear
5、d Muybridge采用拍摄照片的方法记录步态。这是客观的进行运动学步态分析的开始。第二次世界大战美国为了促进伤残军人回归社会，在科学研究机构中工作的医务人员和工程技术人员一起设计了改进假肢、支具的具体计划。首次结合运动学和运动力学技术，从生物力学角度进行步态分析。20世纪60年代，随着计算机的出现出现了三维空间综合运动分析系统（测力台、肌电仪，电子计算机），使得人们对原来步行的简单定性描述发展到了一个新阶段。不仅能定性描述人体三维运动及其变化过程，而且还能从运动力学以及生物运动学方面定量分析其运动状态。导入了能量代谢的O2、CO2测量方法，包括生理学数据的分析方法。,13,4、步态分析的分
6、类,定性分析（目测）由医务人员通过目测观察，作大体的分析。定量分析足印法电子角度计测定法三维步态分析,14,当前国际上步态分析硬件水平,测量频率60Hz。测量长度误差1mm。,15,5、步态分析与康复医学,康复医学（Rehabilitation medicine）是一门有关促进残疾人及患者康复的医学学科。康复始于步行。行走是人类日常生活中重复最多的动作。,16,有能力参加社会生活，这是人类健康的重要标志之一。人们为了能参加社会生活和履行社会职责，必须具备以下六个方面的基本能力：意识清楚，有辨人、辨时、辨向的能力。个人生活能自理。可以行动（步行或乘坐交通工具或利用轮椅）。可进行家务劳动或消遣性作
7、业。可进行社交活动。有作业能力，以求经济上能自给。,17,在欧、美、日本等发达国家的康复中心或骨科医院，大多建立了步态分析实验室。我国80年代初，上海第九人民医院、中国康复研究中心、长春二零八医院、江苏省人民医院等先后开展了步态分析方面的研究工作。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。,18,6、步态分析的作用why,步态分析在康复医疗机构中有以下几个方面的作用：用步态分析的数据与曲线鉴别，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。根据步态分析系统所提供的信息，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。对比外科手术、康复训练
8、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。对患者安装假肢、支具或矫形器前后得步态进行对比，评定其作用程度。,19,20,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,21,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,22,7、步态分析对象与步行状态,临床步态分析入门的第一步明确分析、评价的对象。,23,7.1、步行障碍与异常步行,步行障碍是由功能障碍引起的运动障碍，是关于步行运动能力的障碍。异常步行由各种疾病引起的运动障碍，意味着在步行观察中所见的异常状态。,24,7.2、步
9、行状态,恒定步行自由步行规定步行负荷步行正常步行裸足步行支具步行,25,恒定步行,步行中包含着一系列的动作从静止状态迈步（过渡状态），达到一定速度的步行（恒定状态），再停下来（过渡状态）。恒定步行可以理解为，在至少10步以上的连续步行中，除掉前后过渡状态的中间部分为恒定步行。,26,自由步行与规定步行,“那么，请您迈步性走吧”像这样对步行方法没有特殊指示的时候，称为自由步行。为了消除测试对象的紧张心理，根据测量环境，先做12次预备步行。在测试对象没有意识到自己是在被人观测时的步行，叫自由步行，如在马路上观察行人的步行。“请您尽量快速行走”像这样对步行方法有具体指示的时候，成为规定步行。,27,
10、负荷步行,“请按照节拍器的声音行走”“请踩着地上的线行走”像这样提出与测试对象原来的步行方法不同的具体动作目标时，成为负荷步行。,28,正常步行,特指没有神经系统、运动系统疾病的测试对象自然行走或是自由步行，也称为正常步行。与障碍步行对应。,29,裸足步行,通常，只要测试对象不穿特别的鞋，在临床上做步态检查的时候，都可以在穿着鞋（芭蕾舞鞋）的状态下进行。在注意足本来的活动需要测量足迹的时候，或者在研究鞋子的影响时，在不穿鞋的状态下进行步态测量称为裸足步行。在明确是穿鞋状态下测试时称为穿鞋步行。,30,支具步行,穿带或装配某些下肢支具时的步行称为支具步行。使用拐杖的时候称为拐杖步行。,31,8、
11、步态分析基础,要进行正确有效的步态分析，分析者必须具有以下基础知识。临床医学基础医学（解剖、生理等）生物力学,二、步态分析基础：生物力学,步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析,33,步行中涉及的生物力学概念,力的作用：力作用于人体及其结果杠杆原理：力矩功的概念运动链活动轴和自由度,34,1、力作用于人体及其结果,表现为平衡（equilibrium）和运动（movement），这种力属于生物力学（biomechanics）范畴。力分为：静力和动力。静力（s
12、tatic force） ：主要维持人体的平衡。动力（dynamic force） ：主要在运动，包括产生和制止人体或肢体移动的一种力。内力与外力动力可以产生于体内，叫做内力，例如肌肉收缩与肌肉、韧带等的相互协调运动所产生的力肢体运动动力也可来自体外，称外力，包括重力、人为的力或机械的外力，如治疗人员的帮助、机械设备、负重、滑轮或支架等。当某种力产生运动时，这种力就破坏了人体的平衡，制止运动时又恢复平衡。,35,2、杠杆原理,人体很多关节肌肉活动均符合杠杆原理。杠杆包括一个支点，一个重点和一个力点。在支点和重点之间为重力臂。支点和力点之间为力臂。“给我一个支点，我能撑起月球。”,36,37,杠
13、杆的分类,第一类杠杆（平衡杠杆）：支点位于力点和重点之间。人体中属于这类杠杆的有环枕关节（头在脊柱上保持平衡）、髋轴线（身体的躯干在髋轴线上保持平衡不致前倾后抑）。保持平衡的力量主要靠肌肉，且力臂较短，由于重点也靠近中轴（重臂也不长），故无需费很大的力来维持。第二类杠杆（力量杠杆）：重点在力点和支点之间。由于力臂始终长于重臂，所以从力学角度看是非常有利于做功的。人体中还很难找到这一类型的杠杆，有人认为，在做足尖站立时，趾关节可作为支点，小腿三头肌作为力点，人体重量（重点）即在趾关节和小腿三头肌之间。第三类杠杆（速度杠杆）：力点在重点和支点之间。重臂始终大于力臂，有利于使轻物产生速度和移动较长距
14、离。人体中四肢关节均属于此类，譬如胫前肌对于踝关节的作用。,38,39,3、功的概念,功是肌肉收缩所完成的工作量。它不能单纯用肌横切面的大小来衡量，主要根据：功 = 力 距离 （W = F D）来计算。肌肉收缩时并不都产生功，其化学能消耗主要用于保持肌张力。肌肉有时候做负功，如人们上山时做正功，下山时做负功。,40,4、运动链与力的分解与合成,指几个部位通过关节连接而组成的复合链。分开链和闭链。闭链的运动范围较小。开链（open kinematic chain） ：是指运动链远端是自由的。人体的四肢和躯干都输入开链。闭链（closed kinematic chain）：是指运动链的远端组合成环
15、状。人体中只有少数运动链属于此类，入骨盆骶髂关节和耻骨联合组成的骨盆带。力的合成与分解：由于人体是由各运动链组成，其产生的力可以是合力，也可以是分力。当两个或两个以上的力共同作用于同一物体时，可表现为单一的力。运动按合力的大小和方向进行。合力的计算可通过平行四边形法则求得。力的分解，是将一个力分解为两个或两个以上的力。,41,5、活动轴与自由度,自由度与关节活动轴有关，n个自由度是指该关节有n个活动轴。凡具备两个以上自由度的关节均可以产生环绕的动作。为统一记录人体运动的方向，常用三个相互垂直的、通过人体重心的面来表示。矢状面（将人体分为左右两部分）额状面（将人体分成前后两部分）水平面（将人体分成上下两部分）,42,三、步态分析基础：下肢解剖,步态分析的基本概念步态分析基础：生物力学步态分析基础：下肢解剖步态分析基础：自然步态步态分析基础：步态周期步态分析基础：时空参数步态分析的主要内容临床步态分析系统常见病理步态分析,44,1、下肢骨,下肢每侧有31块骨髋骨1股骨1髌骨1胫骨1腓骨1跗骨7跖骨5趾骨14,下肢共有多少块骨头？,45,股骨解剖,46,髌骨、胫骨、腓骨解剖,47,48,2、下肢肌,下肢肌分为髋肌股肌小腿肌足肌,49,正常步态周期中主要肌肉的作用,50,2.1、髋肌,位于髋关节周围，作用于髋关节。分前后两群前群主要有髂腰肌后群主要有臀大肌和梨状肌,
