康復(fù)醫(yī)學(xué)講義：步態(tài)分析方法

步態(tài)分析方法（一）臨床分析臨床分析是步態(tài)評估的基礎(chǔ)。實驗室的檢查結(jié)果最終都必須與臨床分析結(jié)合。1、內(nèi)容（1）病史回顧包括既往手術(shù)、損傷、神經(jīng)病變等病史。（2）體格檢查重點在腱反射和病理反射、肌力和肌張力、關(guān)節(jié)活動度、感覺（觸覺/痛覺/本體感覺）、壓痛、腫脹、皮膚狀況(潰瘍/顏色)等。（3）步態(tài)觀察注意全身姿勢和步態(tài)，包括步行節(jié)律、穩(wěn)定性、流暢性、對稱性、重心偏移、手臂擺動、諸關(guān)節(jié)姿態(tài)與角度、患者神態(tài)與表情、輔助裝置(矯形器、助行器)的作用等（表3-13）。在自然步態(tài)觀察的基礎(chǔ)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(xiàn)異常；也可以通過增大接觸面或給予支撐（足矯形墊或矯形器），以改善異常，從而協(xié)助評估。（4）診斷性治療診斷性神經(jīng)阻滯(局部麻醉劑注射)有助于鑒別肢體畸形的原因和指導(dǎo)康復(fù)治療。關(guān)節(jié)畸形可以分為動態(tài)畸形和靜態(tài)畸形。動態(tài)畸形指肌肉痙攣或張力過高導(dǎo)致肌肉控制失平衡，使關(guān)節(jié)活動受限，診斷性治療可明顯改善功能。靜態(tài)畸形指骨骼畸形以及關(guān)節(jié)或肌肉攣縮導(dǎo)致的關(guān)節(jié)活動受限，診斷性治療無變化。表3-13步態(tài)臨床觀察要點步態(tài)內(nèi)容觀察要點步行周期時相是否合理左右是否對稱行進(jìn)是否穩(wěn)定和流暢步行節(jié)律節(jié)奏是否勻稱速率是否合理疼痛是否干擾步行部位、性質(zhì)與程度與步行障礙的關(guān)系發(fā)作時間與步行障礙的關(guān)系肩、臂塌陷或抬高前后退縮肩活動度降低軀干前屈或側(cè)屈扭轉(zhuǎn)擺動過度或不足骨盆前、后傾斜左、右抬高旋轉(zhuǎn)或扭轉(zhuǎn)膝關(guān)節(jié)擺動相是否可屈曲支撐相是否可伸直關(guān)節(jié)是否穩(wěn)定踝關(guān)節(jié)是否可背屈和蹠屈是否下垂/內(nèi)翻/外翻關(guān)節(jié)是否穩(wěn)定足是否為足著地跟是否為足趾離地是否穩(wěn)定足接觸面足是否全部著地兩足間距是否合理是否穩(wěn)定2、步態(tài)障礙的病因和病理基礎(chǔ)步態(tài)障礙主要表現(xiàn)為活動障礙、安全性降低和疼痛。異常步態(tài)的代償導(dǎo)致步行能耗增加。障礙的主要原因為神經(jīng)肌肉因素和骨關(guān)節(jié)因素。骨關(guān)節(jié)因素由于運動損傷、骨關(guān)節(jié)疾病、先天畸形、截肢、手術(shù)等造成的軀干、骨盆、髖、膝、踝、足靜態(tài)畸形和兩下肢長度不一致。疼痛和關(guān)節(jié)松弛等也對步態(tài)產(chǎn)生明顯影響。神經(jīng)肌肉因素中樞神經(jīng)損傷，包括中風(fēng)、腦外傷、脊髓損傷和疾病、腦癱、帕金森氏綜合癥等造成的痙攣步態(tài)、偏癱步態(tài)、剪刀步態(tài)、共濟(jì)失調(diào)步態(tài)、蹣跚步態(tài)等。原發(fā)性原因主要是肌肉張力失衡和肌肉痙攣；繼發(fā)性因素包括關(guān)節(jié)和肌腱攣縮畸形、代償性步態(tài)改變等。外周神經(jīng)損傷，包括神經(jīng)叢損傷、神經(jīng)干損傷、外周神經(jīng)病變等導(dǎo)致的特定肌肉無力性步態(tài)，例如臀大肌步態(tài)、臀中肌步態(tài)、股四頭肌步態(tài)等。原發(fā)因素為肌肉失神經(jīng)支配，肌肉無力或癱瘓；繼發(fā)因素包括肌肉萎縮、關(guān)節(jié)和肌腱攣縮畸形、代償性步態(tài)改變；兒童患者可伴有繼發(fā)性骨骼發(fā)育異常，導(dǎo)致步態(tài)異常。3、臨床觀察的局限性時間局限由于步行速度較快，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(zhuǎn)，足跟著地時的旋轉(zhuǎn)傾斜、髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度變化等?？臻g局限由于人的視覺局限，因此難以進(jìn)行三維方向觀察。記憶局限人的記憶能力難以對長期縱向變化進(jìn)行客觀和全面對比分析。思維局限步態(tài)的臨床觀察主要依賴個人的觀察能力和經(jīng)驗，缺乏客觀數(shù)據(jù)，難以進(jìn)行定量評估，從而在一定程度上影響評估的客觀性和準(zhǔn)確性。（二）運動學(xué)分析1、定義運動學(xué)(Kinematics)是研究步行時肢體運動時間和空間變化規(guī)律的科學(xué)方法，主要包括：步行整體時間與空間測定和肢體節(jié)段性運動方向測定。2、時間/空間參數(shù)測定（1）足印法是步態(tài)分析最早期和簡易的方法之一。在足底涂上墨汁，在步行通道（一般為4~6m）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，讓患者赤足通過通道，留下足跡。獲得的參數(shù)包括：①步長(Steplength)指一足著地至對側(cè)足著地的平均距離。國內(nèi)也有稱之為步幅。②步長時間(steptime)指一足著地至對側(cè)足著地的平均時間。③步幅(Stridelength)指一足著地至同一足再次著地的距離，也有稱為跨步長。④步行周期(cycletime)指平均步幅時間(stridetime)，相當(dāng)于支撐相與擺動相之和。⑤步頻(cadence)指平均步數(shù)（步/min），步頻=60(s)÷步長平均時間(s)。由于步長時間兩足不同，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(cè)步長的差異。⑥步速(velocity)指步行的平均速度(m/s)，步速=步幅÷步行周期。⑦步寬(walkingbase)：也稱之為支撐基礎(chǔ)(supportingbase)，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(nèi)側(cè)緣或外側(cè)緣之間的最短水平距離。左右足分別計算。⑧足偏角(toeoutangle)指足中心線與同側(cè)步行直線之間的夾角。左右足分別計算。（2）足開關(guān)足開關(guān)是一種微型的電子開關(guān)，裝置在類似于鞋墊形狀的測定板內(nèi)，分別置放于前腳掌（掌開關(guān)）和腳跟（跟開關(guān)）。電子開關(guān)由足跟觸地首先觸發(fā)跟開關(guān)，前腳掌觸地時觸發(fā)掌開關(guān)，腳跟離地時關(guān)閉跟開關(guān)，腳尖離地時關(guān)閉掌開關(guān)。這是最常用的時間定位標(biāo)志。除了可以迅速獲得上述參數(shù)外，還可以獲得下列資料：①第一雙支撐相，跟開關(guān)觸發(fā)至掌開關(guān)觸發(fā)的時間。②單足支撐相，跟開關(guān)與掌開關(guān)同時觸發(fā)的時間。③第二雙支撐相，跟開關(guān)關(guān)閉和掌開關(guān)關(guān)閉之間的時間。④擺動相，掌開關(guān)關(guān)閉至下次跟開關(guān)觸發(fā)的時間。⑤各時相在步行周期的比例。（3）電子步態(tài)墊電子步態(tài)墊是足印法和足開關(guān)的結(jié)合，其長度為3~4m，有10,000個壓感電阻均勻分布在墊下。受試者通過該墊時，足底的壓力直接被監(jiān)測，并轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，通過計算機(jī)立即求出上述所有參數(shù)。3、節(jié)段性運動測定節(jié)段性運動測定是指步行時特定關(guān)節(jié)或運動中心的三維動態(tài)分析，即步行時關(guān)節(jié)各方向活動角度的動態(tài)變化及其與步行時相之間的關(guān)系。常用的分析方式有：（1）同步攝像分析在4~8米的步行通道的周圍設(shè)置2~6臺攝像機(jī)，同時記錄受試者步行圖象，并采用同步慢放的方式，將受試者的動作分解觀察和分析。（2）三維數(shù)字化分析通過2~6臺檢測儀(數(shù)字化檢測儀或特殊攝像機(jī))連續(xù)獲取受試者步行時關(guān)節(jié)標(biāo)記物的信號，通過計算機(jī)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號，分析受試者的三維運動特征（圖3-14）。同一標(biāo)記物被兩臺以上的檢測儀同時獲取時，即可進(jìn)行三維圖象重建和分析。輸出結(jié)果包括：數(shù)字化重建的三維步態(tài)、各關(guān)節(jié)三維角度變化、速率和時相。關(guān)節(jié)標(biāo)記物一般置放于需要觀察的關(guān)節(jié)或重力中心。（3）關(guān)節(jié)角度計分析采用特制的關(guān)節(jié)角度計固定于被測關(guān)節(jié)，記錄關(guān)節(jié)活動的角度改變，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號并用計算機(jī)重建步態(tài)。優(yōu)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(zhuǎn)和傾斜活動。C4C4步行通道步態(tài)墊壓力板C5C2步行通道步態(tài)墊壓力板C5C2C1C1EMGC6C3EMGC6C3中心處理計算機(jī)中心處理計算機(jī)圖3-14、三維數(shù)字化步態(tài)分析系統(tǒng)示意圖C1-C6指攝象機(jī)或數(shù)字化記錄儀膝關(guān)節(jié)膝關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)踝關(guān)節(jié)踝關(guān)節(jié)步行周期圖7-4、正常人步行時側(cè)面髖、膝、踝關(guān)節(jié)角度變化趨勢（三）動力學(xué)分析1、定義動力學(xué)(kenetics)分析是對步行時作用力、反作用力強(qiáng)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(xué)分析的理論基礎(chǔ)。2、測定方法(1)測力平臺步行時人體GRF可以通過測力平臺記錄，以分析力的強(qiáng)度、方向和時間。測力平臺一般平行設(shè)置在步行通道的中間，可以平行或前后放置，關(guān)鍵是保證連續(xù)記錄一個步行周期的壓力。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(yīng)力，而剪力是肢體行進(jìn)時產(chǎn)生的前后/左右方向的力。與運動學(xué)參數(shù)結(jié)合可以分析內(nèi)力，即肌肉、肌腱、韌帶和關(guān)節(jié)所產(chǎn)生的控制外力的動力，一般以力矩表示。(2)足測力板采用特制超薄的測力墊直接插入到受試者鞋內(nèi)，測定站立或步行時足底受力分布及重心移動的靜態(tài)或動態(tài)變化，協(xié)助設(shè)計合適的矯形鞋和步態(tài)分析。（四）動態(tài)肌電圖1、定義動態(tài)肌電圖指在活動狀態(tài)同步檢測多塊肌肉電活動的測定方法，揭示肌肉活動與步態(tài)關(guān)系的肌肉電生理研究，是臨床步態(tài)分析必不可少的環(huán)節(jié)。2、生理基礎(chǔ)肌肉收縮是步行的基礎(chǔ)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(huán)境依賴性。參與步行控制的肌肉數(shù)量和質(zhì)量均有很大的冗余或儲備力，從而使關(guān)節(jié)運動與肌肉