步行是人類生存的基礎,步態分析的發展和臨床應用

步態是步行的行為特徵。步行是人類生存的基礎,是人類與其它動物區別的關鍵特徵之一。

正常步行並不需要思考,然而步行的控制十分複雜,包括中樞命令、身體平衡和協調控制,涉及足、踝、膝、髖、軀幹、頸、肩、臂的肌肉和關節協同運動。任何環節的失調都可能影響步態,而某些異常也有可能被代償或掩蓋。

臨床步態分析旨在透過生物力學和運動學手段,揭示步態異常的關鍵環節和影響因素,從而協助康復評估和治療,也有助於協助臨床診斷、療效評估、機理研究等。近10年來計算機技術的發展促進了步態資料處理和分析能力,極大地推動了步態分析的發展和臨床應用。

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stance phase=支撐相;swing phase=擺動相

C支撐中期;D腳跟離地=支撐末期

E蹬離期;F擺動中期;G擺動末期

gait cycle 步行週期;

正常步態

基本概念

1、步行的基本功能

從某一地方安全、有效地移動到另一地方。

2、自然步態的要點

(1) 合理的步長、步寬、步頻。

(2) 上身姿勢穩定。

(3) 最佳能量消耗。

3、自然步態的生物力學因素

(1) 具備控制肢體前向運動的肌力或機械能。

(2) 可以在足觸地時有效地吸收機械能,以減小撞擊,並控制身體的前向程序。

(3) 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)。

(4) 擺動相有足夠的推進力、充分的下肢地面廓清和合理的足觸地姿勢控制。

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步態週期

1、 支撐相

足接觸地面和承受重力的時相,佔步態週期的60%,包括:

(1)早期(early stance):

包括首次觸地和承重反應,正常步速時大約為步態週期的10%~12%。首次觸地是指足跟接觸地面的瞬間,使下肢前向運動減速,落實足在支撐相的位置。

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下肢承重能力降低時可以透過減慢步速,減少肢體首次觸地負荷。緩慢步態的GRF等於體重。

(2)中期(mid stance):

支撐足全部著地,對側足處於擺動相,是唯一單足支撐全部重力的時相,正常步速時大約為步態週期的38%~40%。主要功能是保持膝關節穩定,控制脛骨前向慣性運動,為下肢向前推進做準備。參與的肌肉主要為腓腸肌和比目魚肌。下肢承重力小於體重或身體不穩定時此期縮短,以將重心迅速轉移到另一足,保持身體平衡。

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(3)末期(terminal stance):

指下肢主動加速蹬離(push off)的階段,開始於足跟抬起,結束於足離地。此階段身體重心向對側下肢轉移,又稱為擺動前期。

在緩慢步行時可以沒有蹬離,而只是足趾離開地面,稱之為足趾離地 (toe off)。

對側足處於支撐相早期,屬於雙支撐相,約為步態週期的10%~12%。踝關節保持蹠屈,髖關節主動屈曲,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)。

2、擺動相

足在空中向前擺動的時相,佔步態週期的40%,包括:

(1)早期(initial swing):

主要的動作為足廓清地面和屈髖帶動屈膝,加速肢體前向擺動,佔步態週期的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,導致步態異常。

(2)中期(mid swing):

足廓清仍然是主要任務,佔步態週期的10%。參與的肌肉主要為脛前肌,保持踝關節背屈。

(3)末期(terminal swing):

主要任務是下肢前向運動減速,準備足著地的姿勢,佔步態週期的15%。參與的肌肉包括膕繩肌、臀大肌、脛前肌、股四頭肌。

步態週期和時相與步行速度關係密切,在分析時必須加以考慮

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表1 正常步態週期中主要肌肉作用

運動學和動力學特徵

1、運動學特徵

(1) 人體重心:

人體重心位於第二骶骨前緣,兩髖關節中央。直線運動時該中心是身體上下和左右擺動度最小的部位。

從運動學角度,身體重心擺動包括:

①骨盆前後傾斜:擺動側的髖關節前向速度高於支撐側的髖關節,造成骨盆前傾。

②骨盆左右傾斜:擺動側骨盆平面低於支撐側骨盆。

③骨盆側移:支撐相骨盆向支撐腿的方向側移。

④重力中心縱向擺動:重力中心在單足支撐相時最高,在雙足支撐相時最低。上下襬動距離一般為8~10 cm。

⑤膝關節支撐相早期屈曲:支撐側膝關節屈曲15度。

⑥體重轉移:支撐側早期在蹠屈肌的作用下體重由足跟轉移到全足。

⑦膝關節支撐相晚期屈曲:支撐側膝關節屈曲30~40度。

步行時降低身體重心擺動是降低能耗的關鍵。

(2) 廓清機制:

廓清指步行擺動相下肢適當離開地面,以保證肢體向前行進,包括擺動相早期-中期髖關節屈曲,擺動相早期膝關節屈曲(60度左右),擺動相中-後期踝關節背屈。骨盆穩定性參與廓清機制。

支撐相對廓清機制的影響因素包括:支撐中期踝蹠屈控制 (防止脛骨過分前向行進),中期至末期膝關節伸展和末期足跟抬起(踝蹠屈)。

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2、動力學特徵

步態的動力學特徵與步行速度有關。臨床步態分析一般採用舒適步行速度,即受試者最舒服和能量使用效率最高的步行方式。其動力學特徵如下(圖2):

(1)垂直重力:

垂直重力呈雙峰型,即首次觸地時身體GRF超過體重,表現為第一次高峰;在身體重心越過重力線時,體重向對側下肢轉移,至對側下肢首次觸地並進入承重期時GRF降低到最低點;然後由於蹬離的反作用力,GRF增加,一般與承重期的應力相似;在足離地時壓力降低到零,進入擺動相。在下肢承重能力降低時,可以透過減慢步行速度,以減輕關節承重,此時GRF的雙高峰曲線消失,表現為與體重一致的單峰波形。

(2)剪力:

垂直剪力在首次觸地時向前,越過重心線時剪力向後。表現為前後反向的尖峰圖形。左右(內外)剪力形態相似,但是幅度較小。

(3)力矩:

力矩是機體外力與內力作用的綜合,是動力學與運動學的結合,受肌肉力量、關節穩定度和運動方向的影響。在康復治療機理研究方面有較大的價值。

步態分析方法

臨床分析

臨床分析是步態評估的基礎。步態實驗室的檢查結果最終都必須與臨床分析結合。

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1、臨床分析的內容

(1)病史回顧:

患者既往的手術、損傷、神經病變等病史對判斷步態異常有重要參考價值。例如小兒麻痺後遺症患者發病10~15年之後再度出現步態惡化,其原因既可以是兒麻後綜合症所造成的神經肌肉功能惡化,也可以是下肢骨關節退行性改變造成的疼痛性步態,脊柱退行性改變或腰椎間盤病變造成脊髓神經壓迫也是常見原因。

此外,老年性痴呆、下肢血管病變、帕金森氏綜合症、糖尿病足病、痛風等同樣可能是潛在的原因,心理功能障礙也可造成異常步態。假肢和矯形器的設計與製作決定了截肢或癱瘓患者的步態特徵。

(2)體格檢查:

體檢是研究步態的基礎,側重於神經反射(腱反射、病理反射)、肌力和肌張力、關節活動度、感覺(觸覺、痛覺、本體感覺)、壓痛、腫脹、面板狀況(潰瘍、顏色)等。

(3)步態觀察:

注意患者全身姿勢,包括動態(步行)和靜態(站立)姿勢;步態概況,包括步行節律、穩定性、流暢性、對稱性、身體重心偏移、手臂擺動、諸關節在步行週期的姿態與角度、患者神態與表情、輔助裝置(支具、助行器)的作用等(表2)。

觀察應該包括前面、側面和後面,注意對稱比較,注意疼痛對步態的影響。患者要充分暴露下肢,並可以顯示軀幹和上肢的基本活動。受試者一般採取自然步態,必要時可以使用助行器。在自然步態觀察的基礎上,可以要求患者加快步速,減少足接觸面(踮足或足跟步行)或步寬(兩足沿中線步行),以凸現異常;也可以透過增大接觸面或給予支撐(足矯形墊或支具),以改善異常,從而協助評估。

(4)診斷性治療:

診斷性神經阻滯(採用利多卡因等區域性麻醉劑),有助於鑑別肢體畸形的原因和指導康復治療。從肌肉動力學角度關節畸形可以分為動態畸形和靜態畸形。動態畸形指肌肉痙攣或張力過高導致肌肉控制失平衡,使關節活動受限,診斷性治療可明顯改善功能。靜態畸形指骨骼畸形以及關節或肌肉攣縮導致的關節活動受限,診斷性治療無變化。

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表2 步態臨床觀察要點

2、常見步態障礙的病因和病理基礎

步態障礙主要表現為活動障礙、安全性降低和疼痛。異常步態的代償導致步行能耗增加。障礙的主要原因為神經肌肉因素和骨關節因素。

(1)骨關節因素:

由於運動損傷、骨關節疾病、先天畸形、截肢、手術等造成的軀幹、骨盆、髖、膝、踝、足靜態畸形和兩下肢長度不一致。疼痛和關節鬆弛等也對步態產生明顯影響。

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3、臨床觀察的侷限性

(1)時間侷限:

由於步行速度較快,臨床肉眼很難同時觀察到瞬間變化的情況,例如足在擺動相的旋轉,足跟著地時的旋轉傾斜、髖、膝、踝關節角度變化等。

(2)空間侷限:

由於人的視覺侷限,因此難以對步行運動同時進行多維方向全面觀察。

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(3)記憶侷限:

人的記憶能力有限,難以對縱向變化進行客觀和全面的對比分析。

(4)思維侷限:

步態的臨床觀察主要依賴個人的觀察能力和經驗,缺乏客觀資料,難以進行定量評估,從而在一定程度上影響評估的客觀性和準確性。

由於臨床觀察的侷限性,現代步態分析才得以發展,成為步態障礙評估的重要工具。

運動學分析

1、定義

運動學(Kinematics)是步行時肢體運動時間和空間變化規律的研究方法,主要包括:步行整體時間與空間測定和肢體節段性運動方向測定。

2、時間/空間引數測定

(1)足印法:

是步態分析最早期和簡易的方法之一。在足底塗上墨汁,在步行通道(一般為4~6 m)鋪上白紙。受試者走過白紙,留下足跡,便可以測量距離。也可以在黑色通道上均勻撒上白色粉末,讓患者赤足透過通道,留下足跡。步行同時用秒錶記錄時間。這種方式不需要複雜裝置,但是十分耗時,所以實際臨床應用很少。

可以獲得的引數包括:

① 步長(Step length):指一足著地至對側足著地的平均距離。國內也有稱之為步幅。

②步長時間(step time): 指一足著地至對側足著地的平均時間,相當於支撐相早期和中期。

③ 步幅(Stride length):指一足著地至同一足再次著地的距離。國內也有稱之為跨步長。

④步行週期(cycle time):指平均步幅時間(stride time),相當於支撐相與擺動相之和。

⑤步頻 (cadence):指平均步數(步/min),等於:60(s) ÷步長平均時間(s)。由於步長時間兩足不同,所以一般取其均值。有人按左右步長單獨計算步頻,以表示兩側步長的差異。

⑥ 步速 (velocity):指步行的平均速度(m/s),等於:步幅÷步行週期。

⑦ 步寬(walking base):也稱之為支撐基礎(supporting base),指兩腳跟中心點或重力點之間的水平距離,也有采用兩足內側緣或外側緣之間的最短水平距離。左右足分別計算。

⑧足偏角(toe out angle):指足中心線與同側步行直線之間的夾角。左右足分別計算。

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(2)足開關:

足開關是一種微型的電子開關,裝置在類似於鞋墊形狀的測定板內,分別置放於前腳掌(掌開關)和腳跟(跟開關)。電子開關由足跟觸地首先觸發跟開關,前腳掌觸地時觸發掌開關,腳跟離地時關閉跟開關,腳尖離地時關閉掌開關。透過有線或遙控方式將資訊傳送給主機測定。

這種裝置十分簡單,有一定的臨床價值。同時也是其它運動學和動力學研究必不可少的時間定位標誌。

除了可以迅速獲得上述與時間相關的引數外,還可以獲得下列引數:

①第一雙足支撐相:跟開關觸發至掌開關觸發的時間。

②單足支撐相:跟開關與掌開關同時觸發的時間。

③第二雙支撐相:跟開關關閉和掌開關關閉之間的時間。

④擺動相:掌開關關閉至下次跟開關觸發的時間。

⑤各時相在步態週期的比例。

(3)電子步態墊:

電子步態墊是足印法和足開關的結合,其長度為3~4 m,有10,000個壓感電阻均勻分佈在墊下。受試者透過該墊時,足底的壓力直接被監測,並轉換為數字訊號,透過計算機分析,可以立即求出上述所有引數,在臨床上已經逐漸成為主導方式。電子步態可以製作為類似地毯式樣,以攜帶到現場。

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常用的方式有:

(1)同步攝像分析:

最基本的方式是在4~8米的步行通道的周圍設定2~4臺攝像機,同時記錄受試者正面、側面步行的圖象,並採用同步慢放的方式,將受試者較快的動作分解為較慢的動作,在同一螢幕顯示,從而使檢查者可以獲得兩維圖象,進行動作特徵分析。

(2)三維數字化分析:

透過2~6臺檢測儀(數字化檢測儀或高速攝像機)連續獲取受試者步行時關節標記物的訊號,透過計算機轉換為數字訊號,分析受試者的三維運動特徵(圖3)。同一標記物被兩臺檢測儀同時獲取時,計算機即可進行三維圖象重建和分析。

其輸出結果包括:數字化重建的三維步態、各記錄關節的屈/伸、內收/外展和內旋/外旋角度變化、速率和時相(圖4)。

關節標記物分為主動和被動兩種。主動標記物:標記物主動發射紅外線訊號。被動標記物:標記物反射檢測儀發出紅外線訊號。關節標記物一般置放於需要觀察的關節或重力中心。

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(3)關節角度計分析:

基本原理是閉鏈系統的關節角度動態變化可以反映運動特徵,並可以重建運動模式。具體方法是採用特製的關節角度計固定於被測關節,記錄關節活動時角度計的改變,轉換為數字訊號後可用計算機重建步態。優點是操作簡便,特別是上肢檢查十分方便;缺點是難以正確記錄旋轉和傾斜活動,對於髖關節的活動難以處理。

動力學分析

1、定義

動力學(kenetics)分析是對步行時作用力、反作用力強度、方向和時間的研究方法。牛頓第三定律(作用力=反作用力)是動力學分析的理論基礎。

2、測定方法

(1) 測力平臺:

步行時人體的重力和反作用力(GRF)可以透過測力平臺記錄,並分析力的強度、方向和時間。測力平臺一般平行設定在步行通道的中間,可以平行或前後放置,關鍵是保證連續記錄一個步行週期的壓力。

測力平臺測定身體運動時的垂直力和剪力。垂直力是體重施加給測力平臺的垂直應力,而剪力是肢體行進時產生的前後/左右方向的力。與運動學引數結合可以分析內力,即肌肉、肌腱、韌帶和關節所產生的控制外力的動力,一般以力矩表示。

(2) 足測力板:

採用特製超薄的測力墊直接插入到受試者鞋內,測定站立或步行時受試者足底受力分佈及重心移動的靜態或動態變化,從而有助於理解患者足的應力狀態,協助設計合適的矯形鞋和步態分析。

動態肌電圖

1、定義

動態肌電圖指在活動狀態同步測定多塊肌肉電活動,揭示肌肉活動與步態關係的肌肉電生理研究,是臨床步態分析必不可少的環節。

2、生理基礎

肌肉收縮是步行的基礎因素,涉及肌肉收縮的時相和力量。肌肉活動具有步行速度及環境依賴性。參與步行控制的肌肉數量和質量均有很大的冗餘或儲備力,從而使關節運動與肌肉活動之間出現複雜的關聯。步態異常既可以是原發性神經肌肉功能障礙的結果,也可能由於骨關節功能的障礙,導致繼發性肌肉活動異常。因此,動態肌電圖對於這些問題的鑑別起關鍵作用。

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3、方法

(1)電極:

對於表淺的肌肉一般採用表面電極。對於深部肌肉可以採用植入式線電極,其導線表面有絕緣物質覆蓋,導線的兩端裸露,一端與檢測的肌肉接觸,另一端與肌電圖儀連線。

(2)部位:

表面電極一般置放於接近肌腹,同時與相臨肌肉距離最遠的部位(減少干擾)。

(3)肌肉:

通常檢測的下肢肌肉包括:腓腸肌、比目魚肌、脛前肌、屈趾長肌、屈拇長肌、屈趾短肌、屈拇短肌、腓骨長肌、腓骨短肌、伸趾長肌、伸拇長肌、伸趾短肌、膕繩肌、闊筋膜張肌、縫匠肌, 股四頭肌、內收肌、臀大肌、臀中肌、髂腰肌、豎軀幹肌。

病理步態

分類

1、 支撐相障礙

下肢支撐相屬於閉鏈運動,足、踝、膝、髖、骨盆、軀幹、上肢、頸、頭均參與步行姿勢。閉鏈系統的任何改變都將引起整個運動系統的改變,例如足踝病變可以引起頭的姿勢異常,同樣頭頸姿勢的異常也可以導致整個步態的改變;相對而言,遠端承重軸(踝關節)對整體姿態的影響最大。

(1)支撐面異常:

足內翻、足外翻、單純踝內翻和踝內翻伴足內翻、單純踝外翻和踝外翻伴足外翻、足趾屈曲、拇趾背伸。

(2)肢體不穩:

由於肌力障礙或關節畸形導致支撐相踝過分背屈、膝關節屈曲或過伸、膝內翻或外翻、髖關節內收或屈曲,致使肢體不穩。支撐面異常也是肢體不穩的重要誘因。

(3)軀幹不穩:

一般為髖、膝、踝關節異常導致的代償性改變。

2、擺動相障礙

擺動相屬於開鏈運動,各關節或肢體可以有相對孤立的姿勢改變,但是往往引起對側處於支撐相的下肢姿態發生代償性改變;相對而言近端軸(髖關節)的影響最大。

(1)肢體廓清障礙:

垂足、膝僵硬、髖關節屈曲受限、髖關節內收受限。

(2)肢體行進障礙:

膝僵硬、髖關節屈曲受限或對側髖關節後伸受限、髖關節內收。

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常見異常步態

異常步態可以孤立存在,也可以組合存在,構成複雜的臨床現象。下述分類可以作為臨床判斷的參考。

1、足內翻

最常見的病理姿態,多見於上運動神經元病變患者,常合併足下垂和足趾卷屈。步行時足跟觸地部位由正常的足後跟改變為足前外側部,重力主要由足前外側緣,特別是第五蹠骨基底部承擔,常有承重部位疼痛。

足內翻通常在支撐相持續存在,導致踝關節不穩,進而影響全身平衡。支撐相早期和中期由於踝背屈障礙,導致脛骨前向移動受限,從而促使支撐相末期膝關節過伸,以代償脛骨前移不足。由於膝關節過伸,足蹬離力降低,使關節做功顯著下降。

此外髖關節也可發生代償性屈曲。足內翻常導致患肢擺動相地面廓清能力降低。步態障礙患者糾正足內翻往往是改善步態的第一要素。

與足內翻畸形相關的肌肉包括:脛前肌、脛後肌、趾長屈肌、腓腸肌、比目魚肌、拇長伸肌和腓骨長肌。其中脛前肌、脛後肌、腓腸肌和比目魚肌過分活躍較常見,拇長伸肌過度活動也有關聯。如果難以鑑別脛前肌和脛後肌與足內翻的關係,可以採用脛神經利多卡因診斷性封閉。

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2、足外翻

骨骼發育尚未成熟的兒童或年輕患者多見(例如腦癱),表現為步行時足向外側傾斜,支撐相足內側觸地,可有足趾屈曲畸形。可以導致舟骨部位胼胝生成和足內側(第一蹠骨)疼痛,明顯影響支撐相負重。步行時身體重心主要落在踝前內側。踝背屈往往受限,同樣影響脛骨前向移動,增加外翻。

嚴重畸形者可導致兩腿長度不等,跟距關節疼痛和踝關節不穩。早期支撐相可有膝關節過伸,足蹬離缺乏力量,擺動相踝關節蹠屈導致肢體廓清障礙 (膝關節和髖關節可產生代償性屈曲)。

動態肌電圖可見:腓骨長肌、腓骨短肌、趾長屈肌、腓腸肌、比目魚肌過度活躍或痙攣,脛前肌、脛後肌活動降低或肌力下降。中樞神經損傷患者有時難以鑑別腓骨長短肌的異常,可以做診斷性神經阻滯。

3、足下垂

足下垂指擺動相踝關節背屈不足,常與足內翻或外翻同時存在,可導致廓清障礙。代償機制包括:擺動相增加同側屈髖、屈膝,下肢劃圈行進,軀幹向對側傾斜。常見的病因是脛前肌無活動或活動時相異常。單純的足下垂主要見於脊髓損傷、兒麻和外周神經損傷。

4、足趾捲曲

支撐相足趾保持屈曲。常見於神經損傷、反射性交感神經營養障礙、長期制動和攣縮。常伴有足下垂和內翻。患者主訴穿鞋時足趾尖和蹠趾關節背面疼痛,伴有胼胝生成。患者常縮短患肢步長和支撐時間,導致足推進相力量減少。

相關的肌肉包括:趾長屈肌、拇長伸肌和屈肌。踝關節背屈時使該畸形加重。動態肌電圖常可見趾長屈肌、拇長屈肌活動時間明顯延長,腓腸肌和比目魚肌異常活躍,趾長伸肌活動減弱。

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5、拇趾背伸

多見於中樞神經損傷患者。患者步行時(支撐相和擺動相)拇趾均背屈,常伴有足下垂和足內翻。患者主訴支撐相拇趾和足底第一蹠趾關節處疼痛,在支撐相早期和中期負重困難,因此常縮短受累側支撐相,使擺動相時間超過支撐相,從而影響支撐相末期或擺動前期的足蹬離力。

動態肌電圖可顯示腓腸肌群過度活躍;擺動相拇長伸肌加強活動,以代償足下垂,相應地趾長屈肌活動減弱;脛前肌和脛後肌則有可能減弱,但也可以活躍。動態肌電圖檢查對選擇正確的治療方向有關鍵的作用。該異常多見於雙腿。

6、膝塌陷

小腿三頭肌(比目魚肌為主)無力時,脛骨在支撐相中期和後期前向行進過分,導致踝關節不穩或膝塌陷步態。患者出現膝關節過早屈曲,同時伴有對側步長縮短,同側足推進延遲,如果患者採用增加股四頭肌收縮的方式避免膝關節過早屈曲,並穩定膝關節,將導致同側膝關節在支撐相末期屈曲延遲,最終導致伸膝肌過用綜合症。

患者在不能維持膝關節穩定時,必須使用上肢支援膝關節,以進行代償。有關的肌肉包括:腓腸肌-比目魚肌和股四頭肌。股四頭肌肌電活動可延長和過度活躍。

7、膝僵直

指支撐相晚期和擺動初期的關節屈曲角度<40度(正常為60度),同時髖關節屈曲程度及時相均延遲。擺動相膝關節屈曲是由髖關節屈曲帶動,髖關節屈曲減少將減少膝關節屈曲度,從而減少其擺動相力矩,結果導致拖足。患者往往在擺動相採用劃圈步態、儘量抬髖或對側下肢踮足(過早提踵)來代償。

動態肌電圖通常顯示股直肌、股中間肌、股內肌和股外肌過分活躍,髂腰肌活動降低,有時臀大肌和膕繩肌活動增加。如果同時存在足內翻,將加重膝僵直。膝僵直常見於上運動神經元病變患者,及踝關節蹠屈或髖關節屈曲畸形患者。固定膝關節支具和假肢也導致同樣的步態。

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8、膝過伸

膝過伸很常見,但一般是代償性改變,多見於支撐相早期。常見的誘因包括:一側膝關節無力導致對側代償膝過伸;蹠屈肌痙攣或攣縮導致膝過伸;膝塌陷步態時採用膝過伸代償;支撐相伸膝肌痙攣;軀幹前屈時重力線落在膝關節中心前方,促使膝關節後伸以保持平衡。

9、膝屈曲

較少見,一般為骨關節畸形或病變造成。患者在支撐相和擺動相都保持屈膝姿勢。患者在支撐相時必須使用代償機制以穩定膝關節。由於患者在擺動相末期不能伸膝,致使步長縮短。

膕繩肌、股四頭肌、腓腸肌、比目魚肌的動態肌電圖常顯示膕繩肌內側頭比外側頭活躍,腓腸肌通常過分活躍,特別是在擺動相。動力學研究常可見伸膝受限伴髖關節屈曲增加。

10、髖過屈

主要表現為支撐相髖關節屈曲,特別在支撐相中後期。如果畸形為單側,對側下肢呈現功能性過長,步長縮短,同時採用抬髖行進或軀幹傾斜以代償擺動相廓清。動態肌電圖常見髂腰肌、股直肌、髖內收肌過度活躍,而伸髖肌和棘旁肌減弱。

伸髖肌無力可導致軀幹不穩,髖關節後伸困難;伸膝肌無力及踝關節蹠屈畸形可導致伸髖肌過用綜合症,導致伸髖肌無力;髖關節過屈時膝關節常發生繼發性屈曲畸形,加重步態障礙。

髖關節屈曲及其繼發性畸形不僅影響步態,嚴重時還影響護理、大小便、甚至坐輪椅。因此治療可以用於不能步行的患者,以改善其生活和護理質量。

11、髖內收過分

髖關節內收過分表現為剪刀步態,最常見於腦癱和腦外傷患者。患者在擺動相髖關節內收,與對側下肢交叉,步寬或足支撐面縮小,致使平衡困難,同時影響擺動相地面廓清和肢體前向運動。此外還干擾生活活動,如穿衣、衛生、入廁和性生活。

相關的肌肉包括:髖內收肌群,髖外展肌群、髂腰肌、恥骨肌、縫匠肌、內側膕繩肌和臀大肌。內收肌痙攣或過度活動即內收和外展肌群不平衡是主要的原因。

步行是人類生存的基礎,步態分析的發展和臨床應用

12、髖屈曲不足

屈髖肌無力或伸髖肌痙攣/攣縮可造成髖關節屈曲不足,使肢體在擺動相不能有效地抬高,引起廓清障礙。患者可透過髖關節外旋,採用內收肌收縮來代償。對側鞋抬高可以適當代償。

13、單純肌無力步態

單純的外周神經損傷可導致特殊肌肉障礙的步態,主要包括:

(1)臀大肌步態:

臀大肌是主要的伸髖及脊柱穩定肌。在足觸地時控制重力中心向前。肌力下降時其作用改由韌帶支援及棘旁肌代償,導致在支撐相早期臀部突然後退,中期腰部前凸,以保持重力線在髖關節之後。膕繩肌可以部分代償臀大肌,但是在外周神經損傷時,膕繩肌與臀大肌的神經支配往往同時損害。

(2)臀中肌步態:

患者在支撐相早期和中期骨盆向患側下移超過5度,髖關節向患側凸,患者肩和腰出現代償性側彎,以增加骨盆穩定度。患側下肢功能性相對過長,所以在擺動相膝關節和踝關節屈曲增加,以保證地面廓清。

(3)屈髖肌無力步態:

屈髖肌是擺動相主要的加速肌,其肌力降低造成擺動相肢體行進缺乏動力,只有透過軀幹在支撐相末期向後,擺動相早期突然向前擺動來進行代償,患側步長明顯縮短。

(4)股四頭肌無力步態:

股四頭肌是控制膝關節穩定的主要肌肉。在支撐相早期,股四頭肌無力使膝關節必須處於過伸位,用臀大肌保持股骨近端位置,用比目魚肌保持股骨遠端位置,從而保持膝關節穩定。膝關節過伸導致軀幹前屈,產生額外的膝關節後向力矩。長期處於此狀態將極大地增加膝關節韌帶和關節囊負荷,導致損傷和疼痛。

(5)踝背屈肌無力步態:

在足觸地後,由於踝關節不能控制蹠屈,所以支撐相早期縮短,迅速進入支撐相中期。嚴重時患者在擺動相出現足下垂,導致下肢功能性過長,往往以過分屈髖屈膝代償(上臺階步態),同時支撐相早期由全腳掌或前腳掌先接觸地面。

(6)腓腸肌/比目魚肌無力步態:

表現為踝關節背屈控制障礙,支撐相末期延長和下肢推進力降低,導致非受累側骨盆前向運動延遲,步長縮短,同時患側膝關節屈曲力矩增加,導致膝關節屈曲和膝塌陷步態。