步行周期中下肢各关节生物力学讲解课件.ppt

1、v(一一)步行动作的一般生物力学原理步行动作的一般生物力学原理v(二二)步行周期中髋膝踝部肌所起的作用步行周期中髋膝踝部肌所起的作用v(三三)步态周期中的运动学参数步态周期中的运动学参数内容提要内容提要教学基本要求教学基本要求v1 1掌握掌握步行周期中髋膝踝部肌所起的作用步行周期中髋膝踝部肌所起的作用v2 2熟悉熟悉步态周期中的运动学参数步态周期中的运动学参数v3 3了解了解步行动作的一般生物力学原理步行动作的一般生物力学原理重点和难点重点和难点v重点：步行周期中髋膝踝部肌所起的作重点：步行周期中髋膝踝部肌所起的作用、步态周期中的运动学参数用、步态周期中的运动学参数(一一)步行动作的一般生物力

2、学原理步行动作的一般生物力学原理行走过程中，从一侧脚跟着地开始到该脚跟再次着地行走过程中，从一侧脚跟着地开始到该脚跟再次着地构成一个步态周期。步行有全身肌参与，包括人体重构成一个步态周期。步行有全身肌参与，包括人体重心移位，骨盆倾斜旋转，髋、膝、踝关节伸屈及内外心移位，骨盆倾斜旋转，髋、膝、踝关节伸屈及内外旋展等，使人体位移的一种复杂的随意运动。旋展等，使人体位移的一种复杂的随意运动。对指定的下肢而言，一个步态周期的活动可分为支对指定的下肢而言，一个步态周期的活动可分为支撑期和摆动期。支撑期包括五个环节。撑期和摆动期。支撑期包括五个环节。四为支撑后期四为支撑后期（足跟离地），（足跟离地），五为

3、摆动前期五为摆动前期(足指离地足指离地)。一为初始着地期（足跟着地），二为支撑反应期一为初始着地期（足跟着地），二为支撑反应期（足掌着地），三为中点支撑期（支撑中期）（足掌着地），三为中点支撑期（支撑中期）摆动期则包括摆动早期、经加速至摆动中期，此时下摆动期则包括摆动早期、经加速至摆动中期，此时下肢处于垂直位；再经减速，到达摆动后期，终止于足肢处于垂直位；再经减速，到达摆动后期，终止于足跟着地。步行周期中两足的支撑期长于摆动期，自一跟着地。步行周期中两足的支撑期长于摆动期，自一侧足跟着地至对侧足趾离地，约有侧足跟着地至对侧足趾离地，约有15%15%的时间两足都的时间两足都处于支撑期，称为双侧支

4、撑期。处于支撑期，称为双侧支撑期。v常速行走时，支撑时相约占整个步态周期的常速行走时，支撑时相约占整个步态周期的60%60%65%65%，因此，当一侧下肢进入支撑时相时，另侧下，因此，当一侧下肢进入支撑时相时，另侧下肢尚未离地，两下肢同时负重称为双肢负重期。双肢尚未离地，两下肢同时负重称为双肢负重期。双肢负重期约占全周期的肢负重期约占全周期的28.8%28.8%，占支撑时相的，占支撑时相的44.8%44.8%。v支撑期的其它时间为单肢负重期。随着年龄的增长，支撑期的其它时间为单肢负重期。随着年龄的增长，单、双支撑时相占步态周期的比例也随之增加。不单、双支撑时相占步态周期的比例也随之增加。不同性

5、别和身高的人，其支撑期和摆动期所占的比例同性别和身高的人，其支撑期和摆动期所占的比例无明显差异。无明显差异。(二二)步行周期中髋膝踝部肌所起的作用步行周期中髋膝踝部肌所起的作用 v肌活动是步行动力的基础因素，涉及肌收缩的时肌活动是步行动力的基础因素，涉及肌收缩的时相和力量。参与步行控制的肌数量和质量均有很相和力量。参与步行控制的肌数量和质量均有很大的冗余或储备力，从而使关节运动与肌活动之大的冗余或储备力，从而使关节运动与肌活动之间出现复杂的关联。间出现复杂的关联。v步行周期中多组肌的协调收缩，起到平衡身体、步行周期中多组肌的协调收缩，起到平衡身体、加速、减速及吸收震动的作用。加速、减速及吸收震

6、动的作用。v1 1支撑期：支撑期：这个时期一侧髋膝关节承重最大时，这个时期一侧髋膝关节承重最大时，臀中肌、臀小肌、阔筋膜张肌、臀大肌和股四臀中肌、臀小肌、阔筋膜张肌、臀大肌和股四头肌起到重要作用。提示在髋膝关节损伤后，头肌起到重要作用。提示在髋膝关节损伤后，应着重训练这些肌，以增强其肌力，在关节周应着重训练这些肌，以增强其肌力，在关节周围形成强大的肌屏障，对于关节脱位的预防有围形成强大的肌屏障，对于关节脱位的预防有重要的意义。重要的意义。（1 1）支撑相早期：指进入支撑期开始阶段的时间，包）支撑相早期：指进入支撑期开始阶段的时间，包括首次触地和承重反应，即：自足跟着地至足完全括首次触地和承重反

7、应，即：自足跟着地至足完全负重，占步行周期的负重，占步行周期的10%10%2020%。此期足跖屈，吸收撞此期足跖屈，吸收撞击力，骨盆及大小腿击力，骨盆及大小腿内旋，足跟外翻，距内旋，足跟外翻，距舟关节、跟骰关节活舟关节、跟骰关节活动轴平行，足活动度动轴平行，足活动度最大，但不稳定，以最大，但不稳定，以适用不平地面，足肌适用不平地面，足肌少活动。少活动。（2 2）支撑相中期：指支撑相中间阶段的时间。此时）支撑相中期：指支撑相中间阶段的时间。此时支撑足全部着地，对侧足处于摆动相，是唯一单足支撑足全部着地，对侧足处于摆动相，是唯一单足支撑全部重力的时相，正常步速时大约为步行周期支撑全部重力的时相，正

8、常步速时大约为步行周期的的38%38%40%40%。此期小腿外旋及背伸，跟内翻，距舟。此期小腿外旋及背伸，跟内翻，距舟跟骰活动轴不同。跟骰活动轴不同。足活动范围受足活动范围受阻，但稳定性增阻，但稳定性增加。足弓加强，加。足弓加强，跖筋膜因跖趾过跖筋膜因跖趾过伸而拉紧，足形伸而拉紧，足形成强杠杆。成强杠杆。（3 3）支撑相末期：指下肢主动加速蹬离的时间，开）支撑相末期：指下肢主动加速蹬离的时间，开始于足跟抬起，结束于足离地，约为步行周期的始于足跟抬起，结束于足离地，约为步行周期的10%-12%10%-12%。此期小腿后此期小腿后肌收缩。足肌收缩。足跟离地，足跟离地，足跖屈内翻，跖屈内翻，小腿外旋

9、，小腿外旋，体重分布在体重分布在跖骨上，身跖骨上，身体前进。体前进。2 2摆动期：指足离摆动期：指足离开地面向前迈步开地面向前迈步到再次落地之间到再次落地之间的时间，占步行的时间，占步行周期的周期的40%40%。屈髋。屈髋是主动性动作，是主动性动作，内收、外旋则是内收、外旋则是被动性的。被动性的。（1 1）摆动相早期：指足）摆动相早期：指足离开地面早期的活动，离开地面早期的活动，主要动作为足离地，屈主要动作为足离地，屈髋带动屈膝，加速肢体髋带动屈膝，加速肢体向前摆动，占步行周期向前摆动，占步行周期的的13%-15%13%-15%。参与的肌为。参与的肌为胫前肌、髂腰肌、股四胫前肌、髂腰肌、股四头

10、肌。如果离地障碍头肌。如果离地障碍(如如足下垂足下垂)，或加速障碍，或加速障碍 (髂腰肌和股四头肌肌力髂腰肌和股四头肌肌力不足不足)，将影响下肢前向，将影响下肢前向摆动，导致步态异常。摆动，导致步态异常。（2 2）摆动相中期：）摆动相中期：指足在迈步中期的指足在迈步中期的活动，足离地仍然活动，足离地仍然是主要任务，占步是主要任务，占步行周期的行周期的10%10%。参与。参与的肌主要为胫前的肌主要为胫前肌，保持踝关节背肌，保持踝关节背屈。屈。（3 3）摆动相末期：）摆动相末期：指迈步即将结束，指迈步即将结束，足在落地之前的活足在落地之前的活动，主要动作是下动，主要动作是下肢前向运动减速，肢前向运

11、动减速，准备足着地的姿势，准备足着地的姿势，占步行周期的占步行周期的1515。参与的肌包括腘绳参与的肌包括腘绳肌、臀大肌、胫前肌、臀大肌、胫前肌和股四头肌。肌和股四头肌。(三三)步行周期中的运动学参数步行周期中的运动学参数 人体步行过程的运动学参数主要有六个，已经成为国人体步行过程的运动学参数主要有六个，已经成为国际步态研究领域进行步态分析时比较公认的六大因素。际步态研究领域进行步态分析时比较公认的六大因素。1 1髋部旋转：正常步行过程中，髋部左右两个髋关髋部旋转：正常步行过程中，髋部左右两个髋关节连线，相对于人体纵轴有一个前后自然转动过节连线，相对于人体纵轴有一个前后自然转动过程，通过脚跟着

12、地时髋部前旋，脚趾离地时髋部后程，通过脚跟着地时髋部前旋，脚趾离地时髋部后旋，来增加腿的长度，这种运动能够有效加大步幅。旋，来增加腿的长度，这种运动能够有效加大步幅。2 2髋部侧面下降：在步态周期中，一侧髋关节也有一髋部侧面下降：在步态周期中，一侧髋关节也有一个上下起伏的过程。在足趾离地和足跟着地时，摆个上下起伏的过程。在足趾离地和足跟着地时，摆动腿一侧骨盆下降，可以增加腿的长度，而在摆动动腿一侧骨盆下降，可以增加腿的长度，而在摆动过程中，髋关节稍提起，形成骨盆绕矢状轴的转动。过程中，髋关节稍提起，形成骨盆绕矢状轴的转动。3 3支撑阶段的膝关节弯曲：脚跟着地和脚趾离地时膝支撑阶段的膝关节弯曲：

13、脚跟着地和脚趾离地时膝关节处于伸直状态，而在单腿支撑阶段膝关节轻微关节处于伸直状态，而在单腿支撑阶段膝关节轻微弯曲，有利于蹬伸阶段大腿肌群用力，又可降低重弯曲，有利于蹬伸阶段大腿肌群用力，又可降低重心波动。心波动。4 4踝关节的滚动运动：脚跟着地时脚背屈，脚趾离地踝关节的滚动运动：脚跟着地时脚背屈，脚趾离地时脚趾屈，增加腿长，利于缓冲着地时的阻力，增时脚趾屈，增加腿长，利于缓冲着地时的阻力，增加离地时蹬地力量。加离地时蹬地力量。5 5下肢在平面中的转动：膝关节在伸直最后下肢在平面中的转动：膝关节在伸直最后1010-20-20 时，外侧半月板向后滑动，内侧半月板不动，导致时，外侧半月板向后滑动，内侧半月板不动，导致胫骨绕其纵轴外旋胫骨绕其纵轴外旋4 4-15-15。因此，脚趾离地时膝关。因此，脚趾离地时膝关节蹬伸，小腿旋外，并伴脚外展。而脚跟着地时，节蹬伸，小腿旋外，并伴脚外展。而脚跟着地时，小腿旋内、脚内收。再到脚趾离地时旋外，形成下小腿旋内、脚内收。再到脚趾离地时旋外，形成下肢在平面中的转动，下肢通过旋外伸长，旋内缩短。肢在平面中的转动，下肢通过旋外伸长，旋内缩短。6 6膝内收：膝关节在解剖上的外翻，允许步行有一个膝内收：膝关节在解剖上的外翻，允许步行有一个狭窄的宽度，如果没有膝内收，很容易照成宽幅步狭窄的宽度，如果没有膝内收，很容易照成宽幅步态。态。