步態分析

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更新時間: 2013-08-31

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項目七    步態分析
                    第一節  概 述
一、步態分析的目的
1. 確定異常步態的障礙學診斷。
2. 確定異常步態的程度。
3. 比較不同種類的輔助具(假肢、矯形器)對步態的影響。
二、適應症和禁忌症
(一)適應症
   1.中樞神經系統損傷:腦外傷,腦血管意外,腦癱,帕金森病。
   2.骨關節疾病與外傷:截肢,髖關節或膝關節置換術后,關節炎,軟組織損傷。
   3.下肢肌力損傷:股神經損傷,腓總神經損傷,脊髓灰質炎。
   4.其他  如疼痛。
(二)禁忌症
   1.嚴重的心肺疾患。
   2.下肢骨折未癒合。

第二節  正常步態
一、 步行周期
步行周期指行走過程中一側足跟著地至該側足跟再次著地時所經過的時間。
分為:
1. 站立相(stance phase 62%):又稱支持相,為足底與地面接觸的時期。
2. 邁步相(swing phase 38%):又稱擺動相,指支持腿離開地面想起擺動的階段。
二、 正常步行周期的基本組成
(一) 雙支撐期和單支撐期
雙支撐期(12%):一側足跟著地至對側足趾離地前雙腿與地面接觸的時期。
每一個步行周期中,有兩個雙支撐相,即負荷反應期和站立末期。
(二)步行周期分期
 
   1.首次著地  
指足跟或足底的其他部位第一次與地面接觸的瞬間,此時骨盆旋前5度,髖關節屈曲30度,膝和踝關節中立位。
正常人首次著地方式為足跟著地,病理步態時表現各異:腦癱患兒可出現腳掌著地,腳後跟疼痛患者可見足底外側緣或內側緣著地。
   2.負荷反應期(承重期)――雙支撐期
      指足跟著地后至足底與地面全面接觸的一段時間,即一側足跟著地后至對側足趾離地。此時,膝關節屈曲達到站立相的最大值。
3. 站立中期
指從對側下肢離地至軀幹位於支撐腿正上方時。      
   4.站立末期
      指從支撐腿足跟離地到對側下肢足跟著地。
   5.邁步前期――雙支撐期
      指從對側下肢足跟著地到支撐腿足趾離地之前的一段時間。
   6.邁步初期
      從支撐腿離地至該側膝關節達到最大屈曲時。
   7.邁步中期
      從膝關節最大屈曲擺動到小退與地面垂直時。
   8.邁步末期
      指與地面垂直的小腿向前擺動至該側足跟再次著地之前。
三、時空參數
(一)步頻與步速
   1.步頻cadence(步數/min)
      單位時間內行走的步數。
正常人平均自然步頻約為95-125步/min。
   2.步行速度velocity (m/s)
      單位時間內行走的距離。
正常人平均自然步速約為1.5m/s。
      步速(m/s)=跨步長(m)×步頻(步/min)
                             120
(二)步長與跨步長
   1.步長 step length (cm)
      行走時左右足跟或足見先後著地時兩點間的縱向距離。
      正常人約為75cm。
      偏癱患者:健側步長縮短,患側步長延長。
   2.跨步長 stride length
      指同一側足跟前後連續兩次著地點間的縱向直線距離,相當於左右兩個步長相加,約為150cm。
(三)步寬與足偏角
   1.步寬 stride width
      指左右兩足間的橫向距離,通常以足跟中點為測量點。
   2.足偏角
      指貫穿一側足底的中心線與前進方向所成的夾角。      
四、行走運動學
正常步行周期中骨盆和下肢各關節的角度變化及參與的肌群
步行周期 關節運動角度 參與肌群
骨盆 髖關節 膝關節 踝關節
首次著地
(足跟著地) 5°旋前 30°屈曲 0 脛前肌、臀大肌、腘繩肌
承重反應
(足放平) 5°旋前 30°屈曲 0~15°跖屈 股四頭肌、臀中肌、腓腸肌
站立中期 中立位 30°屈曲~0° 背屈3° 腓腸肌、比目魚肌
站立末期
(足跟離地) 5°旋后 0~10°過伸 背屈15° 腓腸肌、比目魚肌、股四頭肌、髂腰肌
邁步前期
(足趾離地) 5°旋后 10°過伸~0° 跖屈20°
邁步初期
(加速期) 5°旋后 0~20°屈曲 20~10°跖屈 脛前肌、髂腰肌、股四頭肌
邁步中期 中立位 20~30°屈曲 10°跖屈~0° 脛前肌
邁步末期
(減速期) 5°旋前 30°屈曲 0° 腘繩肌、臀大肌、脛前肌、股四頭肌

第三節  定性分析法
一、分析步驟
(一)了解病史
       包括既往手術、損傷、神經病變等病史,有無疼痛,肌無力,關節不穩。
(二)體檢
      重點在腱反射和病理反射、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、皮膚狀況(潰瘍/顏色)等。
(三)步態觀察
二、觀察內容與方法
(一)觀察內容
   1.步態的總體情況  
注意全身姿勢和步態,包括步行節律、穩定性、流暢性、對稱性、重心偏移、軀幹在行走中的趨向性,上肢擺動、患者的神態表情、輔助裝置(矯形器、助行器)的作用等。
2.識別步行周期的時相與分期特點
3.觀察身體各部位的情況
   骨盆、髖、膝、踝關節的活動情況。
步態臨床觀察要點
步態內容              觀 察 要 點
步行周期  時相是否合理,左右是否對稱,行進是否穩定和流暢
步行節律  節奏是否勻稱,速率是否合理    
疼痛    是否干擾步行,部位、性質與程度與步行障礙的關係,發作時間與步行障礙的關係
肩、臂 塌陷或抬高,前後退縮,肩活動度降低
軀幹  前屈或側屈,扭轉,擺動過度或不足
骨盆  前、后傾斜,左、右抬高,旋轉或扭轉
 膝關節  擺動相是否可屈曲,支撐相是否可伸直,關節是否穩定
踝關節  是否可背屈和蹠屈,是否下垂/內翻/外翻,關節是否穩定
 足 是否為足著地跟,是否為足趾離地,是否穩定
足接觸面  足是否全部著地,兩足間距是否合理,是否穩定

 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,從而協助評估。

第四節    定量分析法 
定量分析是藉助於專用設備對步態進行分析,為評定治療效果提供客觀數據。
一、運動學分析
(一) 時空參數
1. 步態的距離參數測量
 距離參數包括:步長、跨步長、步基、足夾角。
 方法:足印法(傳統),步態墊(足底開關、視頻系統,壓力感測器)。
 結果記錄與分析:
 左右步長不等:提示對稱性破壞
 步基和(或)足夾角減小:提示穩定性下降
 在進行分析前,需將跨步長/下肢長,步長/身高進行統一歸一化處理,使不同的患者之間的結果具有可比性。
2. 步態的時間參數測量
 時間參數包括:步頻、步速、步行周期時間、同側站立相和邁步相的時間及其比例、左右側站立相或邁步相之比,站立相各分期發生時間及所佔時間百分比。。
 結果記錄與分析:
 步頻:反映步態的節奏性和穩定性
 站立相與邁步相時間之比:評定步態的對稱性
 左右邁步相時間之比:評定步態的對稱性
(二) 關節運動角度
 測量技術包括:直接測量(電子角度計)和成像測量技術(多次曝光照片、數字視頻技術)
 方法:在關節處取相應的標誌點,光點軌跡採樣,系統處理。
 作用:客觀地評定步行中關節功能障礙的部位,出現的時間和程度, 
   進而指導康復治療。
二、動力學分析
    測量內容包括:地反力、關節力矩、人體重心、肌肉活動等。
    因價格昂貴,臨床上較少使用。
三、行走能力的評定
    功能獨立性測量(functional independence measurement, FIM)
    評分採用7分制,最高分為7分,最低分為1分。得分的高低以患者獨立的程度、對於輔助具或輔助設備的需求以及他人給與幫助的量為依據。評分根據行走的距離和輔助量兩方面。
    7 分:完全獨立――不用輔助設備或用具,在合理的時間內至少能安全地步行50m。
    6 分:有條件的獨立――可獨立行走50m,但需要使用輔助具(下肢矯形器、假肢等),行走時需要比正常長的時間並考慮安全因素。
    5 分:可以步行50m,但需要他人監護、提示及做行走前的準備工作。患者不能獨立步行50m時,在沒有他人幫助的情況下,不論有否使用輔助設備或輔助具,能步行17m達到室內生活的功能水平。
    4 分:最小量幫助――步行時需要他人輕輕地用手接觸或偶爾幫助。患者至少能獨立完成≥75%的50m行走動作。
    3 分:中等量幫助――步行時需要他人輕輕地上提患者身體。患者至少能獨立完成50%-74%的50m行走動作。
2 分:最大量幫助――患者至少能獨立完成25%-49%的50m行走動作。僅需一人的幫助。
1 分:完全幫助――患者僅完成不足25%的50m行走動作。需要2人的幫助,不能行走17m。

                    
第五節    常見病理步態的原因及表現
一、疼痛
    特徵:患側下肢站立相時間縮短,跨步長縮短,步速下降。
1. 髖關節疼痛:患側肩關節下降、對側肩關節抬高、軀幹向對側過度傾斜等代償動作使身體重心越過疼痛關節以減少對關節面的的機械性壓力以減輕疼痛。
2. 膝關節疼痛:膝關節輕度屈曲,可降低關節囊的張力,足尖著地代替足跟著地。
3. 足前部疼痛:踝關節跖屈減少,足趾離地動作消失。
4. 踝關節或足後部疼痛:首次著地時,足跟著地消失,以足尖或足的內、外側代替。
二、肌無力
(一) 臀大肌無力
1. 臀大肌作用:伸髖及脊柱穩定肌(在足觸地時防止身體重心過分向前而摔倒。)
2. 肌力下降時表現:軀幹在整個站立相始終保持后傾,雙側肩關節後撤,從而形成挺胸凸腹的臀大肌步態。
3. 機理:臀大肌肌力減弱時,其作用改由棘旁肌代償,導致在足跟著地后,為了防止摔倒,棘旁肌收縮將髖關節向後拽,使身體的重力線落在髖關節的後方而將髖關節鎖定於伸展位。
4. 代償:單純的臀大肌肌力減弱可由腘繩肌收縮代償而使步態接近於正常。臨床上,如果S1神經根受損,則腘繩肌和臀大肌同時受損。
(二) 臀中肌無力
1. 臀中肌作用:髖關節外展,起到穩定、支持骨盆的作用。
2. 肌力下降時表現:
一側:Trendelenberg步態,即患側處於站立相時,健側骨盆下降,患側骨盆向側方突出,軀幹向患側代償性傾斜,患側肩關節下掣,髖、膝屈曲增加,踝關節背屈增加。
雙側:上下左右搖擺,故稱鴨步。
(三) 髖關節屈肌無力
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,只有通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。
(四) 股四頭肌麻痹
1.股四頭肌參與的三個時期:邁步相末期――伸展小腿
站立相――離心性收縮,控制膝關節屈曲度
足趾離地后――啟動下肢向前邁步
2.股四頭肌麻痹,主要表現為對足跟著地期的影響。
此時,臀大肌收縮保持股骨近端位置,小腿三頭肌收縮保持股骨遠端位置,從而將膝關節鎖定在過伸位。
3.如同時伴有髖關節伸肌無力,有些患者在足跟首次著地期和站立相時,
俯身用手按壓大腿以助膝關節伸展。
4.膝關節反覆過伸將極大地增加膝關節韌帶和關節囊負荷,導致損傷和疼
痛。
(五)脛前肌無力
    1.脛前肌作用:踝關節背屈。
    2.表現
① 脛前肌無力時,在足觸地后,由於踝關節不能控制跖屈,所以支撐相早期縮短,迅速進入支撐相中期。脛前肌麻痹時,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(跨閾步態),同時支撐相早期由全腳掌或足尖先接觸地面,多見於腓總神經麻痹患者。
② 同時和合併有屈髖肌無力或下肢痙攣則表現為足趾拖地行走,同時伴有髖關節的外展、外旋。
(六)腓腸肌無力
1. 腓腸肌作用:站立相末期產生蹬離動作,促使腿向前擺動。
2. 腓腸肌無力時表現:蹬離動作的爆發性減弱,身體前移力量減小、運動減慢,減慢了下肢向前邁進,從而導致步幅縮短,步行速度下降。    
三、畸形
  1.髖關節屈曲畸形
     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,採用抬髖
行進或軀幹傾斜以代償擺動相的廓清功能,步長縮短。
  2.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。
  3.膝僵直  
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,結果導致拖足。患者往往在擺動相採用划圈步態、盡量抬髖或對側下肢踮足來代償。
  4.如果踝關節跖屈畸形,則行走時足尖或前腳掌著地,軀幹前傾,身體重心
前移,邁步相時屈髖屈膝增加。
四、感覺障礙 
    本體感覺在關節活動中提供關節的位置和運動信息,並在肌張力調節、肌肉控制方面具有重要作用;同時,本體感覺的反饋機制對維持關節功能穩定也
五、中樞神經系統損傷
(一)偏癱步態 
典型的偏癱步態表現:
1. 上肢擺動時:肩、肘、腕及手指關節屈曲、內收。
2. 下肢伸肌協同模式:髖關節伸展、內收及內旋,膝關節伸展,踝關節跖屈、內翻。
3. 步行速度減慢,健側步幅縮短,首次著地時足跟著地消失、膝反張。
4. 患側站立相時間縮短,擺動相時由於股四頭肌痙攣而使膝關節屈曲角度顯著減小或消失,邁步相時患側肩關節下降,骨盆代償性抬高,髖關節外展、外旋,偏癱下肢經外側畫一個半圓弧,故又稱划圈步態。
(三) 剪刀步態 (scissor gait )
原因:髖內收肌群痙攣,常見於痙攣型腦癱或腦外傷患者。
表現:邁步相時,下肢向前內側邁出,同時伴有腘繩肌痙攣而出現膝關節屈曲;踝關節跖屈肌痙攣出現足前部著地,下肢向前擺動時足趾拖地;髖膝過分屈曲,站立相時間延長,邁步相時間縮短,步基(支撐面)減小,步幅減小,步速減慢。
(四) 帕金森病步態(Parkinson』s gait)
病變部位:基底節。
表現特徵:雙側性運動控制障礙和功能障礙,以面部、軀幹、上下肢肌肉運動缺乏、僵硬為特徵。
步態表現:步行啟動困難,雙支撐相時間延長,行走時軀幹前傾,髖膝關節輕度屈曲,關節活動範圍減小,踝關節邁步相時無跖屈,步長、跨步長縮短,步伐細小,上肢擺動幾乎消失,易跌倒。
慌張步態:患者以小步幅快速向前行走,患者雖啟動行走困難,而一旦啟動又難以止步,不能隨意驟停或轉向,呈現出前沖或慌張步態。
(五) 共濟失調步態 (ataxic gait)
原因:小腦或其傳導路受損;下肢感覺受損。
典型特徵:行走時兩上肢外展以保持身體平衡,步基增寬,高抬腿,足落地沉重;不能走直線,而呈曲線或呈「Z」形前進;因步行不易控制,故步行搖晃不穩,狀如醉漢,故又稱酩酊步態或醉漢步態。
      下肢感覺受損者:
      表現為步基增寬,步頻急促(跌跌撞撞);同時,由於缺乏本體感覺反饋,患者行走時常常需要低頭看自己的腳,因而在黑暗中行走感到困難。

小結
    步態分析是制定步態矯正訓練計劃的基礎,因此,治療師必須熟練掌握有關正常步態的概念和正常參考值,掌握定性和定量分析的方法,確定障礙診斷,分析障礙發生的原因,為制定治療計劃提供可靠的依據。       
      

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