康复医学----步态分析课件.ppt

步步 态态 分分 析析连云港市第一人民医院灌南分院连云港市第一人民医院灌南分院新区人民医院新区人民医院主讲人主讲人 陈碧波陈碧波1v内容：正常步态的基本构成 测量正常步态的基本参数 常见异常步态的种类及分析方法v目的：掌握正常步态的基本构成及分析方法 熟悉常见异常步态的种类及分析方法 2临床意义v重要的日常生活活动能力之一v评估患者是否存在异常步态以及步态异常的性质和程度v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v评定康复治疗的效果 3怎样进行步态分析v常用的基础知识4常用的术语v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。v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。5步长（step length）v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5080cm。个体步长的差异主要与腿长有关，腿长，步长也大。6步幅和步宽v步幅（stride length）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。v步宽（stride width）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83.5cm。7足角和步频v足角（foot angle）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。v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95125 steps/min，东方男性的步频平均约为112.28.9 steps/min，女性平均为123.48.0 steps/min。双人并肩行走时，一般是短腿者步频大于长腿者。8步速、步行周期和时相v步速（walking velocity）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6595m/min。也可以用步行10m所需的时间来计算。v步行周期（gait cycle）在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的过程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11.32 s左右。v步行时相（gait phase/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（gait phase），一个步行周期可分为支撑相（stance phase）和摆动相（swing phase）。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。9支撑相v支撑相是在步行中足与地面始终有接触的阶段，支撑相包括单支撑相和双支撑相。v 10单支撑相v通常指一侧下肢足跟着地到同侧足尖离地的过程，单位为s，一般占一个步行周期的40%。为了进行步态矫正和训练的方便，提出以下动作要点：v（1）足跟着地：下肢伸肌张力增高，伴有足下垂、内翻的患者难以完成。v（2）全足底着地：自步行周期的7.6%开始，全足底在地面放平。伴有足内翻、足下垂的病人难以完成。v（3）重心转移到同侧：由于单侧下肢支撑身体重量，偏瘫、关节疼痛、平衡能力低下的患者往往时间过短。v（4）足跟离地：自步行周期的41.5%开始，是向下蹬踏的起始动作，偏瘫病人往往完成不充分。v（5）膝关节屈曲增大：自步行周期的54.1%开始，偏瘫病人由于下肢伸肌占优势，膝关节屈曲活动受限，完成困难。v（6）足尖离地：自步行周期的60%开始，身体的重心线移到踝关节前方，足趾用力着地，通过下肢的蹬踏动作，产生向前的推进力。偏瘫患者由于下肢痉挛，足下垂、内翻，下肢分离运动不充分，所以不能较好地完成此动作，是步态异常的重要原因之一。11双支撑相v双足支撑是步行的最大特点。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，所以产生了双足同时着地的阶段。一般占一个步行周期的20%，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。12摆动相v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%。此阶段的动作要点是：v1足上提 从一个步行周期的63.6%开始，是足尖离地、下肢向前摆动的加速期。v2膝关节最大屈曲 是从一个步行周期的67.9%开始的，摆出的下肢刚刚通过身体的正下方。v3髋关节最大屈曲 自步行周期的84.6%开始。此阶段已完成下肢向前摆出的动作，开始减速，直至足跟着地。v4足跟着地 完成步行周期的100%。13正常步态中关节和肌肉的活动v（一）身体主要部位及关节的活动v人在步行时为了减少能量的消耗，身体各部位要尽量维持正常活动范围的运动，减少身体的重心移动。v1骨盆 骨盆移动可以被认为是重心的移动。正常成人在步行时身体重心的位置在骨盆的正中线上，从下方起男性约为身高的55%，女性约为50%的高度。步行时重心的上下移动为正弦曲线，在一个步行周期中出现两次，其振幅约4.5cm，最高点是支撑中期，最低点是足跟着地；骨盆的侧方移动也是正弦曲线，在一个步行周期内左、右各出现一次，其振幅约3cm，最大移动度是在左、右足处于支撑中期时出现的，在双足支撑期重心位于左右中间。14v骨盆在水平面内沿垂直轴旋转角度单侧为4，双侧为8。这种旋转可以减少骨盆的上下移动，最大内旋位发生在足跟着地后期，最大外旋位发生在摆动早期。骨盆在矢状面内沿冠状轴的倾斜运动范围约5，双足支撑相骨盆几乎成水平，支撑中期时处于摆动相的骨盆倾斜角度最大，它可以减少重心的上下移动。在一个步行周期中左右各倾斜一次。15v2髋关节 正常步行时髋关节屈伸运动中最大屈曲约30（摆动相中期），最大伸展约20（足跟离地），共约50范围，其运动为正弦曲线，如图12-2；内收、外展运动中最大外展约6（足跟离地）、最大内收约4（足底着地），共约10范围，其运动几乎是直线性变化；内外旋运动中外旋4（足趾离地到足跟着地的摆动相）、内旋4（从足跟着地到足跟离地的摆动相），共约8范围，其运动呈曲轴状，从支撑相到摆动相、摆动相到支撑相过渡时产生急剧变化。16v3.膝关节 正常步行时膝关节屈伸运动中最大屈曲约为65（摆动中期）、最大伸展为0（足跟着地），共约65范围。在屈伸运动中，可见轻度屈伸与大范围屈伸两次（双重膝作用）。支撑相中足跟着地与足跟离地时膝关节几乎是伸展状态，支撑相的中期可见约15的屈伸。v除屈伸运动外，膝关节还有旋转运动，足跟离地时为最大外旋，约4，摆动中期为最大内旋，约12，共16范围，其顺序为从足跟着地（内旋）到足底着地（内旋），以后外旋直到足跟离地。17v4.踝关节 正常步行时踝关节的跖屈、背伸运动中最大背伸发生在足跟离地，约15，足跟离地时为最大跖屈，约20，共35。一个步行周期中有2次跖屈和背伸，尤其在支撑相的驱动期踝关节从跖屈位急剧变为背伸位。v除屈伸运动外，踝关节还有旋转、内外翻运动。踝关节外旋8、内旋2，共约10范围；外翻3、内翻12，共约15范围。18其它部位（1）v头 头的上下移动与重心的上下移动几乎一致，上下振幅约56cm，左右移动振幅约56cm。v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。19其他部位（2）v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。v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。v肩关节 自由摆动约30（屈曲约6,后伸约24）。20v（二）参与的主要肌肉活动v步行的动力主要来源于下肢及躯干的肌肉作用，在一个步行周期中，肌肉活动具有保持平衡、吸收震荡、加速、减速和推动肢体运动的功能。v1竖脊肌（erector spinae）v2臀大肌（gluteus maximus）v3髂腰肌（iliopsoas）v4股四头肌（quadriceps femoris）v5缝匠肌（sartorius）v6腘绳肌（hamstringv7胫前肌（tibialis anterior）v8小腿三头肌（triceps surae）21常见的异常步态22平足v平足的距下关节在一个步态周期的转动，虽然也是从足跟外侧着地时的距下关节处于略有内翻状态，且着地后先外翻到零，但持续重度外翻且前足迅速到着地，所以距下关节的外翻比正常足大很多，而且提前到15时，即对侧足刚离地，距下关节就开始从外翻向内翻转动，到对侧足着地时已处于内翻并持续到70后才外翻。23尖足v足跟不着地，有轻度、中度和重度，如图所示。24偏瘫步态v患侧无驱动力且支撑差，又由于足背屈肌麻痹，伴有足下垂，步行时身体向健侧倾斜并依赖于健侧，故步行有停滞现象且患侧为尖足步态并画圈。由于重心转移有困难，则转移很短促，又形成明显的跳跃步行。在矢状面上还可看到患者使头部交替向前方探出，称为鸡样步态或鸽样步态。25偏瘫步态的分类v提髋型v膝过伸型v瘸拐型v划圈型26膝内翻（O腿）和膝外翻（X腿）步态 v膝内翻（O腿）步态：内八字或肩向侧方倾斜代偿，步宽很小。v膝外翻（X腿）步态：内八字或肩向侧方移动代偿，步向角闭锁，步宽15。27其他异常步态v脑瘫步态（马蹄内翻足、蹲位步态、剪刀步态、舞蹈步态）v截瘫步态v臀大肌步态v疼痛步态（骨科疾患）v短腿步态28步态分析方法v目前步态分析系统包括运动学、动力学以及动态肌电图三部分。v运动学观测人体运动时的空间位置变化，动力学通过受力板或压力感受器测量行走时地板应力变化，动态肌电图测试分析肌电信号。v通过对这三部分数据的收集及处理，结合运算公式可以观测到人体在行走中的步态，关节角度以及肌肉的收缩活动。尽管已有越来越多的单位应用表面肌电图和步态分析仪，但临床定性分析仍然是目前最常用的评定手段。29临床定性分析v步态的定性分析是由康复医师或治疗师用肉眼观察患者行走过程，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作出结论。v（一）评定内容v步态分析是在详细了解患者病史和全面体格检查的基础上进行的。v1病史 了解与步态相关的症状，如行走时有无伴随疼痛、持续的时间；通过询问既往史，可以了解既往有无与影响步态的疾病，如骨折、肌肉或神经疾病、肿瘤等。v2体检 体检有助于诊断和鉴别诊断，分析步态异常的原因。v3观察 由康复医师或治疗师通过目测，观察患者的行走过程，然后根据所得的印象或逐项评定结果，作出步态分析的结果。30观察内容v（1）观察场地：测试场地内光线要充足，面积至少6m8m，让被检查者尽可能少穿衣服，以便作清晰的观察。v（2）观察内容：运动对称性、协调性、步幅、步速、骨盆的运动、重心的转移、上下肢的摆动等，头、肩的位置、髋、膝、踝关节的稳定性，足跟着地、足尖离地时足的状况，疼痛，疲劳，患者的鞋等。v（3）观察程序：嘱患者以自然和习惯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，注意两侧对比观察。31（二）常用的方法v1四期分析法 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。健全人平地行走时理想状态是左右对称的，两个双支撑相大致相等，约各占步行周期12%时间；支撑相约占步行周期60%62%（包括双支撑相）时间，摆动相约占步行周期38%40%时间。各时相的长短与步行速度直接有关。行走快时，双支撑相减小，跑时，双支撑相消失，为“0”。当一腿有疾患时，由于患腿往往不能负重，倾向于健侧负重，故患侧支撑相所占时间相对减少，健侧支撑相所占的时间相对增加。32v2.RLA八分法 是由美国加州Rancho Los Amigos康复医院的步态分析实验室提出的。它在传统步态时相分期的基础上，利用步态分析棍图处理技术全面、系统阐述了视觉观察分析技术，如在一个步行周期中求出八个典型动作姿位点，即支撑前期（initial contact）、支撑初期（loading response）、支撑中期（midstance）、支撑末期（terminal stance）、摆动前期（preswing）、摆动初期（initial swing）、摆动中期（midswing）、摆动末期（terminal），如图。与传统的步态分析方法相比，它具有以下特点。3334RLA八分法的特点v（1）观察内容：包括了47种常见的异常步态表现。检查者可以根据每一个关节或部位在步行周期中表现对照表中提示的内容逐一分析，发现患者在步行中存在何种表现以及出现异常的时相。v（2）观察顺序：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，按照步行周期发生的顺序进行仔细观察。35行走能力的评定v（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575 m左右。36功能性行走v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。v具体标准为：终日穿戴支具并能耐受；能一口气走900 m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。37描述行走能力的概念v（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。38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。39评定行走能力的方法v（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。v1）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。40评定行走能力的方法v2）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。v3）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。41功能独立性测量v（3）功能独立性测量（functional independence measurement,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。v7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。v6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。42FIMv5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。v4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。v3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2539 m之间。v2分：最大量帮助，即患者至少独立完成步行距离12.524.5m，仅需要1人帮助。v1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。43v（4）步行能力恢复的预测（屈髋）v一般用美国加州Rancho Los Amigos康复医院的直立控制试验（upright control test,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。v1）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3060之间，10s内能作3次；弱：屈髋在30以下，10s内能作3次。44v（4）步行能力恢复的预测（伸髋）v 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伸直；中：不能完全伸直，但能控制躯干不再前倾，或躯干虽前后摆动，但不倾倒，或在髋上过伸躯干；弱：躯干在髋上发生不受控制的屈曲或不能维持站立。45v（4）步行能力恢复的预测（伸踝）v3）伸踝：助手站在患者健侧，支持躯干伸直。检查者蹲在患腿后方，保持患膝于中立位，让患者用双腿站立。然后让他提起健腿，让患腿单足站立，进而让他足跟离地，用足前部支撑全身：强：患腿能单足站，并能按命令使足跟离地，用足前部支撑全身；弱：不能。46预测偏瘫患者步行能力的简单方法v偏瘫患者在发病初期，在仰卧位若能完成下列动作，则将来可以步行的可能性为90%：v空中屈伸膝：在屈患髋约45情况下能伸屈膝关节。v主动直腿抬高：在下肢直立情况下抬高下肢。v保持立膝：在屈髋45、屈膝90情况下不向左右偏倒。47定量分析v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，通过运动学参数、动力学参数、肌电活动参数及能量参数进行这项工作。48高速摄影机v红外摄像和反光标志的综合运动分析系统（VICON、假肢技校、清华大学）如下图所示。49超声波步态分析系统v超声波步态分析系统（Zebris Gait假肢所有），如图所示。50足底传感器v足底传感器的步态分析系统（德国INFOTRONIC深圳儿童医院），如图所示。51红外发射标志点v红外发射标志点的步态分析系统（英国CODA）如图所示。52步态分析系统v通常由以下四部分组成：摄像系统：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。这种三维步态分析系统可以提供多方面的参数和图形，可进行深入细致的分析，作出全面的结论，特别适用于科研工作，但因价格高昂，目前难以普及应用。53