步行周期中下肢各关节生物力学讲解.pptxVIP

四、步行周期中下肢各关节的生物力学内容提要(一)步行动作的一般生物力学原理(二)步行周期中髋膝踝部肌所起的作用(三)步态周期中的运动学参数教学基本要求1．掌握步行周期中髋膝踝部肌所起的作用2．熟悉步态周期中的运动学参数3．了解步行动作的一般生物力学原理重点和难点重点：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(一)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撑期和摆动期。支撑期包括五个环节。 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）四为支撑后期（足跟离地），五为摆动前期(足指离地)。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15%的时间两足都处于支撑期，称为双侧支撑期。常速行走时，支撑时相约占整个步态周期的60%～65%，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。双肢负重期约占全周期的28.8%，占支撑时相的44.8%。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。(二)步行周期中髋膝踝部肌所起的作用 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。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。 1．支撑期：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，在关节周围形成强大的肌屏障，对于关节脱位的预防有重要的意义。（1）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负重，占步行周期的10%～20%。此期足跖屈，吸收撞击力，骨盆及大小腿内旋，足跟外翻，距舟关节、跟骰关节活动轴平行，足活动度最大，但不稳定，以适用不平地面，足肌少活动。 （2）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，是唯一单足支撑全部重力的时相，正常步速时大约为步行周期的38%～40%。此期小腿外旋及背伸，跟内翻，距舟跟骰活动轴不同。足活动范围受阻，但稳定性增加。足弓加强，跖筋膜因跖趾过伸而拉紧，足形成强杠杆。 （3）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10%-12%。此期小腿后肌收缩。足跟离地，足跖屈内翻，小腿外旋，体重分布在跖骨上，身体前进。 2．摆动期：指足离开地面向前迈步到再次落地之间的时间，占步行周期的40%。屈髋是主动性动作，内收、外旋则是被动性的。（1）摆动相早期：指足离开地面早期的活动，主要动作为足离地，屈髋带动屈膝，加速肢体向前摆动，占步行周期的13%-15%。参与的肌为胫前肌、髂腰肌、股四头肌。如果离地障碍(如足下垂)，或加速障碍 (髂腰肌和股四头肌肌力不足)，将影响下肢前向摆动，导致步态异常。（2）摆动相中期：指足在迈步中期的活动，足离地仍然是主要任务，占步行周期的10%。参与的肌主要为胫前肌，保持踝关节背屈。（3）摆动相末期：指迈步即将结束，足在落地之前的活动，主要动作是下肢前向运动减速，准备足着地的姿势，占步行周期的15％。参与的肌包括腘绳肌、臀大肌、胫前肌和股四头肌。 (三)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，已经成为国际步态研究领域进行步态分析时比较公认的六大因素。 1．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。2．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。3．支撑阶段的膝关节弯曲：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弯曲，有利于蹬伸阶段大腿肌群用力，又可降低重心波动。4．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，增加离地时蹬地力量。5．下肢在平面中的转动：膝关节在伸直最后10°-20°时，外侧半月板向后滑动，内侧半月板不动，导致胫骨绕