Foot clearance
步态生物力学——步态周期
• 小结
踝关节 矢状面 运动
背屈
跖屈
足放平期 支撑反应期
蹬离期
使足顺利离地
步态生物力学——步态周期
• 小结
肌肉活动
支撑期（站立期）肌肉活动
步态生物力学
躯干倾向假肢侧
假肢原因：1）接受腔内缘太高，侧倾减少压痛 2）接受腔对线成外展姿势 3）假肢太短
步态生物力学
丛 燕
2015年6月4日 Email：cy-swallow@ 办公室：假肢楼610
步态生物力学——概述
• 什么是步态？
• 步态分析的方法
• 步态周期
• 你可以从步态分析中得到什么？ • 步态周期中的肌肉控制
步态生物力学——概述
• 什么是步态
脚移动的特定方式（美国字典）； 通过人类的肢体完成的移动（维基百科）； 描述的是行走的方式和方法 （Whittle，1996）。 需要身体大多数主要关节，特别是下肢关节的协调和互动
• 腓肠肌——外翻
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期
对侧趾离地到足跟离地
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期（ankle rocker）
• 特征： 1）下肢最大的负重期，足底筋 膜拉紧，维持足弓； 2）胫骨外旋，足开始旋后； 3）重心最高，最外侧。
如果身体不稳定时，此期缩短，将重心
迅速转移到另外一足，保持身体平衡。
足跟内外翻
胫骨的内外旋
膝关节屈伸
髋关节的内外旋
步态生物力学——步态周期
• 支撑相早期
支撑相 早期 足部问题多多
步态生物力学——步态周期
• 小结
摆动期
支撑中期
肌肉的活动主要在摆动期的开始和结束 在支撑中期，肌肉活动较少，负重
肌肉的主要作用是加速或减速
步态生物力学——步态周期
• 小结
支撑（站立）期 摆动期
步态生物力学——步态周期
• 小结
减速期 承重
屈膝、 屈髋、 足背屈
使脚顺 利离地
加速期
足跖屈 卷扬机制
步态生物力学
• 小结
体重
%步态周期
力线靠近关节中心，减小关节扭矩
步态生物力学——步态周期
• 小结
髋关节 矢状面 运动
屈髋
伸髋
摆动期
步态生物力学——步态周期
• 小结
膝关节 矢状面 运动
屈膝 减震
步态生物力学——步态周期
• 概述
1. 步态周期：一侧足跟着地开始到该足跟再次着地
2. 步态周期分段：2个相位（阶段），7个事件，7个分期
3. 每个阶段的特征和功能
步态生物力学——概述
• 行走过程中，人体重心的轨迹
垂直位移： 3~5 cm
侧向位移： 4 cm
步态生物力学——步态周期
• 步态周期：
• 对侧趾离地
足放平/前足接触
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
左脚趾离地 左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑 双足 支撑
左侧支撑期 左侧单支撑 右侧摆动期 双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
• 特征： 1）单支撑期 2）对侧摆动期
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间—距离变量
步频（cadence）：单位时间内行走的步数，90-140步/分钟
步速（velocity）：单位时间内行走的距离，1.2 m/s。
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间——距离变量
70岁女性患者在做了膝关节置换手术之前和之后步态参 数和同龄同性别群体的正常值的比较（评估手术效果）
鞋子磨损的位置 减震装置通常设在哪里
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期
• 踝关节背屈肌（胫骨前肌） 缓慢放平脚，防止拍打地面（离心收缩） • 髋关节伸肌群（臀大肌） 大腿减速，辅助伸膝关节
• 膝关节的伸肌和屈肌 稳定膝关节的位置（锁紧）
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
从初始着地期到对侧趾离地
步态生物力学——方法
• 仪器法：角度计（连续测量角度）
步态生物力学——方法
• 仪器法：角度计
髋关节
膝关节
踝关节
矢状面
步态生物力学——方法
• 仪器法：足底力
1. 压力传感器
walkway
鞋内压力传感器
步态生物力学——方法
• 仪器法——足底力
1. 压力传感器
裹脚
正常足
裹脚
步态生物力学——方法
• 仪器法——足底力
臀大肌
髂腰肌 腘绳肌
股四头肌 小腿三头肌
胫骨前肌
对侧趾离地 跟离地 对侧初始 着地期 膝关节最 胫骨垂直 大屈曲
初始着地期
趾离地
初始着地期
左侧支撑期
双足 支撑
左侧单支撑 右侧摆动期
双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
速度快慢如何影响
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期（足着地期）
• 正常步态：足跟着地期 • 特征： 1）减速，躯干前移，足旋后，中立位 2）足与地面间有一个明显的冲击
步态生物力学——概述
• 什么是步态分析
病态步态可以帮助我们了解症状的起因。 通过步态分析医生可以做出诊断，是物理治疗和康复联系 的一部分。 除了临床上的应用，步态分析被广泛应用于运动训练来优
化和促进运动员的表现。
步态生物力学——用途
• 临床应用
了解人移动的特点
了解病因、诊断、干预、康复
步态生物力学——用途
患者原因：1）外展肌弱
2）残肢短 3）残肢外展 4）残肢敏感或疼痛
5）平衡不够
6）步态习惯
步态生物力学
步态生物力学
• 小结
1）在步态周期的各个时相中，足在吸收震动的灵活平面 和坚固推进的杠杆之间轮流变换。 2）步态时相与步速密切相关。
步态生物力学
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
步态生物力学——步态事件
步态生物力学——步态周期
• 摆动前期
对侧初始着地期到 趾离地期 对侧的支撑反应期
注意：属于支撑期
步态生物力学——步态周期
• 摆动前期
• 特征： 1）踝关节跖屈 2）髋关节主动屈曲
• 髋关节屈肌 (髂腰肌，股直肌) 抬腿、向前摆腿（向心收缩） • 踝关节跖屈肌 不活动
步态生物力学——步态周期
• 蹬离期（propulsion phase）
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期（ankle rocker）
• 踝关节跖屈肌（比目鱼肌，离心收缩） 保持前足压在地板上
步态生物力学——步态周期
• 支撑后期
足跟离地到对侧初 始着地期
步态生物力学——步态周期
• 支撑后期
• 特征： 1）加速蹬离，足跖屈 2）足旋后（内翻） • 踝关节跖屈肌（比目鱼肌，向心收缩） 加速身体前移 • 髋关节屈肌 (髂腰肌) 为摆动期做准备
步态生物力学——方法
• 观察法
步态生物力学——方法
• 观察法
脊柱：前后侧弯 髋关节：环行或跨阈步态 膝关节：过伸或过屈 足：触地，旋转，蹬地
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间——距离变量
单步长：左右足跟或足尖先后着地点间的距离
步宽：两足心间的距离
足角：足底中心线与前进方向夹角
复步长（跨步长）：同侧足跟（或足尖）前后两次着地点间的距离
一侧足跟着地开始到该足跟再次着地
站立期（支撑期） 摆动期
步态生物力学——步态周期
• 一个步态周期中右脚的位置
步态生物力学——步态事件
• 步态事件
初始着地期
胫骨垂直
对侧趾离地
膝关节最大屈曲
足跟离地
趾离地
对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
左脚趾离地
左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑
• 仪器法——三维运动分析系统
我们可以得到： • 身体各部位的位置和方向 • 关节角度 • 线性速度和加速度 • 角速度和加速度
步态生物力学
• 仪器法——肌电
侵入性肌电电极 表面肌电电极
步态生物力学——方法
• 尸体实验
无法在活体上做的实验，验证肌肉和力学模型
步态生物力学
• 小结
要想深入了解人体 运动的特点需要结 合各种测试手段。
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
• 特征： 1）双足支撑期
步态生物力学——步态事件
• 步态事件小结
足旋后，冲击，减速
右侧单支撑期
双足支撑期
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期（最易受伤）
最易跌倒
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
膝关节痛
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
左脚趾离地 左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑 双足 支撑
左侧支撑期 左侧单支撑 右侧摆动期 双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
步态生物力学——步态周期