正常步态
一、基本概念
1、步行的基本功能
从某一地方安全、有效地移动到另一地方。
2、自然步态的要点
(1)
合理的步长、步宽、步频。
(2) 上身姿势稳定。
(3) 最佳能量消耗。
3、自然步态的生物力学因素
(1)
具备控制肢体前向运动的肌力或机械能。
(2)
可以在足触地时有效地吸收机械能,以减小撞击,并控制身体的前向进程。
(3)
支撑相有合理的肌力及髋膝踝角度(重力方向),以及充分的支撑面(足的位置)。
(4)
摆动相有足够的推进力、充分的下肢地面廓清和合理的足触地姿势控制。
二、步态周期
1、
支撑相
足接触地面和承受重力的时相,占步态周期的60%,包括:
(1) 早期(early
stance):包括首次触地和承重反应,正常步速时大约为步态周期的10%~12%。首次触地是指足跟接触地面的瞬间,使下肢前向运动减速,落实足在支撑相的位置。首次触地的正常部位为足跟,参与的肌肉主要包括胫前肌、臀大肌、腘绳肌。首次触地异常是造成支撑相异常的最常见原因之一。承重反应指首次触地之后重心由足跟向全足转移的过程,骨盆运动在此期间趋向稳定,参与的肌肉包括股四头肌、臀中肌、腓肠肌。支撑足首次触地及承重反应期相当于对侧足的减重反应和足离地。由于此时双足均在地面,又称之为双支撑相。双支撑相的时间与步行速度成反比。跑步时双支撑相消失,表现为双足腾空。首次触地时GRF一般相当于体重和加速度的综合,正常步速时为体重的120%~140%。步速越快,GRF越高。下肢承重能力降低时可以通过减慢步速,减少肢体首次触地负荷。缓慢步态的GRF等于体重。
(2) 中期(mid
stance):
支撑足全部着地,对侧足处于摆动相,是唯一单足支撑全部重力的时相,正常步速时大约为步态周期的38%~40%。主要功能是保持膝关节稳定,控制胫骨前向惯性运动,为下肢向前推进做准备。参与的肌肉主要为腓肠肌和比目鱼肌。下肢承重力小于体重或身体不稳定时此期缩短,以将重心迅速转移到另一足,保持身体平衡。
(3) 末期(terminal
stance):指下肢主动加速蹬离(push
off)的阶段,开始于足跟抬起,结束于足离地。此阶段身体重心向对侧下肢转移,又称为摆动前期。在缓慢步行时可以没有蹬离,而只是足趾离开地面,称之为足趾离地
(toe
off)。对侧足处于支撑相早期,属于双支撑相,约为步态周期的10%~12%。踝关节保持蹠屈,髖关节主动屈曲,参与的肌肉主要为腓肠肌和比目鱼肌(等长收缩)、股四头肌和髂腰肌(向心性收缩)。
2、摆动相
足在空中向前摆动的时相,占步态周期的40%,包括:
(1) 早期(initial
swing):主要的动作为足廓清地面和屈髋带动屈膝,加速肢体前向摆动,占步态周期的13%~15%。参与的肌肉主要为胫前肌、髂腰肌、股四头肌。如果廓清地面障碍(如足下垂),或加速障碍(髂腰肌和股四头肌肌力不足),将影响下肢前向摆动,导致步态异常。
(2) 中期(mid
swing):足廓清仍然是主要任务,占步态周期的10%。参与的肌肉主要为胫前肌,保持踝关节背屈。
(3) 末期(terminal
swing):主要任务是下肢前向运动减速,准备足着地的姿势,占步态周期的15%。参与的肌肉包括腘绳肌、臀大肌、胫前肌、股四头肌。
步态周期和时相与步行速度关系密切,在分析时必须加以考虑。
表1 正常步态周期中主要肌肉的作用
肌肉
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步态周期的作用
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腓肠肌和比目鱼肌
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支撑相中期至蹬离,首次触地
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臀大肌
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摆动相末期,首次触地至支撑相中期
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腘绳肌
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摆动相中期,首次触地至承重反应结束
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髂腰肌和股内收肌
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足离地至摆动相早期
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股四头肌
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摆动相末期,首次触地至支撑相中期 足离地至摆动相早期
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胫前肌
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首次触地至承重反应结束 足离地至再次首次触地
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