正常步态分析
一、步态分析
二、正常步态的基本构成
三、步行周期
四、正常步态的运动学变化
五、正常行走状态的动力学区别
六、参与的主要肌肉活动
七、步行中的能量消耗
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1.定义:
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。
2.步态(gait):是指人体步行时的姿势。包括步行(walking)和跑(running)
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步长: 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
步频: 行走中每分钟迈出的步数
步速: 行走时单位时间内在行进的方向上整体移动的直线距离
步幅: 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
步行周期:在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的过程
步行时相:一个步行周期可分为支撑相和摆动相
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1.支撑相
支撑相是指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。
(1)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%。
(2)双支撑相: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。
2.摆动相
摆动相是指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,一般占一个步行周期的40%。
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人体在行走过程中承受着来自地面的地反应力和力矩。地反应力分为垂直分力、前后分力和侧向分力.

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静态站立时,地面反应力等于体重。走路时人的重心在不断地上下移动,双支撑相时重心最低,相当于以双腿为边步长为底的等腰三角形的高。而摆动相中期的重心最高,相当于腿长(实际上还要加一个常量)。
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1.竖脊肌: 在步行周期支撑相初期和末期,竖脊肌活动达到高峰,以确保行走时躯干保持正直。
2.臀大肌: 收缩活动始于摆动相末期,并于支撑相中期达到高峰。在摆动相后期臀大肌收缩,约在步行周期的85%.
3.髂腰肌: 髋关节于足跟离地至足趾离地期间伸展角度达到峰值(10°~15°)。
4.股四头肌: 股四头肌收缩活动始于摆动相末期,至支撑相负重期达最大值。
5.缝匠肌: 在支撑相末期和摆动相初期,作用为屈膝、屈髋,在摆动相末期和支撑相初期,使膝关节旋内。
6.腘绳肌: 主要收缩活动始于摆动相末期。
7.胫前肌: 足跟着地时,胫前肌离心性收缩以控制踝关节跖屈度,防止在足放平时出现足前部拍击地面的情况。足趾离地时,胫前肌收缩,再次控制或减少此时踝关节的跖屈度,保证足趾在摆动相能够离开地面,使足离地动作顺利完成。
8.小腿三头肌: 主要与站立时小腿与足之间的稳定有关。在支撑相,能固定踝关节和膝关节,以防止身体向前倾斜。
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(一)影响步行能量消耗的决定因素
正常人的身体重心位于解剖位的第二骶椎前面。随着步行进程的发展,重心沿着一条正弦曲线做规律性的上下、左右移动,重心上下移动所消耗的能量要大于克服水平移动所需要的能量,移动幅度越大,消耗的能量就越多。
(二)步行的能量消耗
步行过程中的能量消耗除与身体重心的转移幅度有关外,还与心肺功能、患者的心情和温度、气候等因素有关。
Burdett等建议用生理能耗指数为指标来估计能耗。生理能耗指数等于步行时心率减去静息时心率,然后除以步行速度。PCI越大,表明步行能耗越大。

