第八章康复生物力学;目
录;第一节步态分析方法;步行是人类最基本的运动行为，是人类区别于其他动物的关键特征之一。
正常行走不需要经过思考，然而步行的控制十分复杂，包括中枢命令、身体平衡和协调控制，涉及足、踝、膝、髋、躯干、颈、肩、臂的肌肉和关节协同运动。;一、行走的生物力学
从生物力学角度来看，行走其动作规律可以通过运动学和动力学参数来描述。
运动学参数：
时间参数：支撑时相（五个阶段）、摆动时相（三个阶段）；
空间参数：步长、步宽、步频；
时空参数：髋、膝、踝关节的角度角度-时间关系曲线。
动力学参数：
足-地面接触力：垂直反力、剪力；
剪力。;时间参数
支撑时相占整个步态周期的60%，由五个阶段组成：
①初始着地期，从足跟着地到足趾着地前；
②支撑反应期，从足趾着地到重心移至支撑脚中心前，足底平行；
③中点支撑期，从中点支撑到足跟离地前；
④支撑后期，从足跟离地到足趾离地前；
⑤摆动前期（推离期），足趾离地阶段。;摆动时相：由三个阶段组成：
①摆动早期，腿加速摆动阶段。从足趾离地开始到摆动中期，即摆动腿位于身体正下方，两足相邻最近时结束；
②摆动中期，从两足相邻继续向前摆动到胫骨与地面垂直时结束；
③摆动后期，腿减速摆动阶段（足下落），从摆动中期开始到足跟着地结束。;空间参数
步长：是指行走时左右足跟（或趾尖）间的纵向距离称为步长，正常为75～83cm；
步宽：是指行走时两侧足内侧弓之间的横向距离，正常为5～10cm；
步频：是指行走时每分钟迈出的步数，正常一般为95～125步/min。;时空参数
行走时最显著的运动是髋、膝、踝关节的屈伸；
通常以步态周期中下肢髋、膝、踝关节的角度变化作为时空参数，并用角度-时间关系曲线来反映。;足-地面接触力：典型步态的双峰曲线
;二、步态分析的方法
步态分析是用运动生物力学的概念和处理方法，以及已经掌握的人体解剖学、生理学知识对人体行走的功能状态进行分析的过程；
由先进的传感器、高速摄像机、微型计算机等组成的综合步态分析系统，使步态分析方法得以在康复医学领域广泛应用；
??走时人体重心的空间位移、速度、加速度、支撑反作用力、肌肉及关节活动情况、关节力矩的变化等多个信息，一个人的步态就像体温、血压那样，从侧面反映出人体的健康状况和病态特征。;影响步态的因素
正常的步态具有稳定性、周期性、节律性、方向性、协调性及个体差异性。当人体存在某些疾患时，以上的步态特征将发生明显改变。主要有六大影响因素：
髋部旋转；
髋部侧面下降；
支撑阶段的膝关节屈曲；
踝关节的滚动；
下肢在平面中的转动；
膝内收。;步态的运动学分析
步态的运动学分析是研究步行时肢体运动时间和空间变化规律的方法。围绕影响步态的六大因素，通过时间-空间参数的测定来进行运动学分析。
常用的方法：
足印法；
摄像分析；
三维数字化分析；
关节角度分析。;步态的动力学分析
研究步行时作用力、反作用力的大小、方向和时间等问题。
（1）测定方法：测力台；
足底压力分布测力。
（2）计算机模拟。;正常步态
（1）正常步态特征，目测方法判断：
合理的步长、步宽、步频；
上身姿势稳定；
最佳能量消耗或最省力的步行姿态。
（2）从运动生物力学的观点来考察步态，应具有以下特征：
具备控制肢体向前运动的肌力或机械能；
可以在足触地时有效的利用机械能，以减小撞击，并控制身体向前的运动；
支撑相有合理的肌力及髋、膝、踝角度，以及充分的支撑面；
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。;正常步态各时相肌群的工作
一个正常步态周期的各个不同时期，参与的肌肉群及工作方式不尽相同，表现出的生物力学特征和内在机制也有很大差异。
支撑相：下肢接触地面和承受重力的时相，占步态周期的60%。
摆动相：下肢在控制向前摆动的时相，占步行周期的40%。;异常步态
（1）支撑时相障碍：
支撑面异常；
肢体不稳；
躯干不稳。
（2）摆动时相障碍：
肢体廓清障碍；
肢体行进障碍。
（3）下肢骨折后出现的异常步态：
急促步态；
倾斜步态；
回旋步态；
硬膝步态。;三、步态分析的临床应用
功能评定：客观评定患者的步态功能。
指导治疗：制订个性化的康复治疗方案。
疗效评定：评价脑瘫、截瘫、偏瘫和截肢患者的步行康复治疗效果；术前、术后评定骨关节患者疾患程度、手术疗效评定的手段等。
行走辅助装置：假肢、支具、矫形器使用。;知识拓展：
步态分析系统的起源：步态分析的研究和应用从19世纪末摄影技术刚兴起的时候就开始发展，迄今已经有100多年的历史，但是真正进入临床实用阶段仅30年左右。
目前主流的红外摄像技术主导的人体运动分析系统主要有：美国MotionAnalysis，英国Vicon，意大利BTS，德国ZebrisFDM，瑞典Qualysis，以及电子测角器也