常见的异常步态分析及矫治方法

作者:管理员 本网 2015-02-26

步态是一个人行走时的表现形式,正常的步态有赖于中枢神经系统以及骨骼肌肉系统的正常、协调工作,当中枢神经系统受到损害如脑卒中,儿童脑性瘫痪,神经骨骼肌肉系统损伤或病变如外周神经损伤、截肢,以及退行性病变等出现时,就可能影响其行走功能。步行训练是患者和家属最关心的项目之一,患者也常因疾病的影响或急切期待提高步行能力,而忽视了基础训练,诱发并强化了反向负荷动作,形成了各种异常步态。中枢性控制障碍患者的康复治疗目标之一就是在现有功能障碍基础上帮助患者实现较高水平的功能独立,步行是功能独立的基本要素之一。作为一名治疗师,通过步态分析来评估患者是否行走功能异常,在制定训练方案之前应实施步态分析,针对患者的步行姿态、步行效率、关节及肌肉活动、平衡协调控制等多方面因素进行检查,以确定异常步态的特征及原因,以帮助确定治疗方案及选择辅助具。

  常用的步态分析方法

  最常用的步态分析方法为临床观察法、录像观察、足印法和三维运动分析法。前三种经济实用,在临床上使用较为普遍;三维运动分析法是最为精确的步态分析方法,包括时间/空间参数测定、压力测定、表面肌电、气体代谢等方式,能够反映步态的运动学、动力学,相关肌肉活动及能量消耗的情况,需要运动捕捉系统、测力平台等器械,国际上已广泛使用。

  一、步态参数

  1、步行周期在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地所用的时间被称为一个步行周期在一个步行周期中,每一侧下肢都要经历一个与地面接触并负重的站立相,及离地腾空向前挪动的迈步相,步行周期可分为站立相和迈步相两个相。

  (1)站立相下肢接触地面和承受重力的时相,占步行周期的60%,包括:首次触地 承重反应 站立中期 站立末期 迈步前期

  (2)迈步相下肢在空中向前摆动的时相,占步行周期的40%,包括:①初期主要的动作为足廓清地面和屈髋带动屈膝,加速肢体前向摆动,占步行周期的13%~15%。②中期足廓清仍然是主要任务,占步行周期的10%。③末期主要任务是下肢前向运动减速,准备足着地的姿势,占步行周期的15%。

  2、时间距离参数(1)步长也称步幅,行走时左右足跟或足尖先后着地时两点间的纵向直线距离,步长与身高成正比。

  (2)跨步长由左侧步长和右侧步长组成,相当于一个步行周期的距离。

  (3)步速指步行的平均速度(m/s),步速=步幅÷步行周期。

  (4)步频指平均步数(步/min),步频=60(s) ÷步长平均时间(s)正常人每分钟平均自然步频约为95至125步

  (5)步宽也称之为支撑基础,指两脚跟中心点或重力点之间的水平距离,也有采用两足内侧缘或外侧缘之间的最短水平距离。步宽愈窄,稳定性愈差

  (6)足夹角 指足中心线与同侧步行直线之间的夹角。左右足分别计算。

  二、参与的主要肌肉活动

  步行的动力主要来源于下肢及躯干的肌肉作用,在一个步行周期中,肌肉活动具有保持平衡、吸收震荡、加速、减速和推动肢体运动的功能。

  1.竖脊肌 为背部深层肌,纵列于脊柱两侧,下起骶骨、髂骨,上止椎骨、肋骨、枕骨,作用为使脊柱后伸、头后仰和维持人体于直立姿势。在步行周期站立相初期和末期,竖脊肌活动达到高峰,以确保行走时躯干正直。

  2.髂腰肌 为髋关节屈肌,髋关节于足跟离地至足趾离地期间伸展角度达到峰值(10°~15°)。为对抗髋关节伸展,从支持相中期开始至足趾离地前,髂腰肌呈离心性收缩,最终使髋关节从支撑相末期由伸展转为屈曲。髂腰肌第二次收缩活动始于摆动相初期,使髋关节屈曲,以保证下肢向前摆动。

  3.股四头肌 为全身最大的肌,其中股直肌起于髂前下棘,股内侧肌、外侧肌分别起自股骨粗线内、外侧唇,股中间肌起自股骨体的前面;四个头向下形成一腱,包绕髌骨的前面和两侧,往下续为髌韧带,止于胫骨粗隆。为膝关节强有力的伸肌,股直肌还可屈髋关节。股四头肌收缩活动始于摆动相末期,至支撑相负重期达最大值。此时作为膝关节伸肌,产生离心性收缩以控制膝关节屈曲度,从而使支撑中期免于出现因膝关节过度屈曲而跪倒的情况。步行周期中,股四头肌的第二个较小的收缩活动见于足跟离地后,足趾离地后达峰值。此时具有双重作用:其一,作为髋关节屈肌,提拉起下肢进入摆动相;其二,作为膝关节伸肌,通过离心性收缩来限制和控制小腿在摆动相初、中期向后的摆动,从而使下肢向前摆动成为可能。

  4.缝匠肌 是全身最长的肌,起于髂前上棘,经大腿的前面,斜向下内,止于胫骨上端的内侧面,作用为屈髋和屈膝关节,并使已屈的膝关节旋内。在支撑相末期和摆动相初期,作用为屈膝、屈髋,在摆动相末期和支撑相初期,使膝关节旋内。

  5.臀大肌 为髋关节伸肌,收缩活动始于摆动相末期,并于支撑相,即足底全面与地面接触时达到高峰。在摆动相后期臀大肌收缩,其目的在于使向前摆动的大腿减速,约在步行周期85%,大腿的运动方向改变为向后,成为下一个步行周期的准备。在支撑相,臀大肌起稳定骨盆、控制躯干向前维持髋关节于伸展位的作用。

  6.腘绳肌包括股二头肌、半腱肌、半膜肌,均起于坐骨结节,跨越髋、膝两个关节,分别止于腓骨头和胫骨粗隆内下方、胫骨内侧髁,作用为伸髋屈膝。主要收缩活动始于摆动相末期,足跟着地时达到活动高峰并持续到支撑相。在摆动相末期,作为屈膝肌,腘绳肌离心性收缩使小腿向前的摆动减速,以配合臀大肌收缩活动(使大腿向前摆动减速),为足跟着地做准备。足跟着地时及着地后,腘绳肌又作为伸髋肌,协助臀大肌伸髋,同时通过稳定骨盆,防止躯干前倾。

  7.胫前肌 起自胫骨外侧面,止于内侧楔骨内侧面和第1跖骨底,作用为伸踝关节(背屈)、使足内翻。足跟着地时,胫前肌离心性收缩以控制踝关节跖屈度,防止在足放平时出现足前部拍击地面的情况。足趾离地时,胫前肌收缩,再次控制或减少此时踝关节的跖屈度,保证足趾在摆动相能够离开地面,使足离地动作顺利完成。

  8.小腿三头肌 包括腓肠肌和比目鱼肌,起于股骨的内、外侧髁,以跟腱止于跟结节,作用为屈踝关节和屈膝关节。腓肠肌在行走、跑、跳中提供推动力,而比目鱼肌富含慢性、抗疲劳的红肌纤维,主要与站立时小腿与足之间的稳定有关。在站立相,能固定踝关节和膝关节,以防止身体向前倾斜。

  三、常见异常步态

  步行周期中任何环节的改变,都可能导致步态异常,甚至引起病理步态,从而影响人们正常的工作、学习和生活。

  (一)异常步态分类

  (1)支撑相障碍下肢支撑相的活动属于闭链运动,足、踝、膝、髋、骨盆、躯干、上肢、颈、头均参与步行姿势。闭链系统的任何改变都将引起整个运动链的改变,远端承重轴(踝关节)对整体姿态的影响最大。①支撑面异常:足内翻、足外翻、单纯踝内翻和踝内翻伴足内翻、单纯踝外翻和踝外翻伴足外翻、足趾屈曲、拇趾背伸。②肢体不稳:由于肌力障碍或关节畸形导致支撑相踝过分背屈、膝关节屈曲或过伸、膝内翻或外翻、髋关节内收或屈曲,致使肢体不稳。③躯干不稳:一般为髋、膝、踝关节异常导致的代偿性改变。

  (2)摆动相障碍摆动相属于开链运动,各关节可以有孤立的姿势改变,但是往往引起对侧下肢姿态发生代偿性改变;近端轴(髋关节)的影响最大。①肢体廓清障碍 垂足、膝僵硬、髋关节屈曲受限、髋关节内收受限。②肢体行进障碍 膝僵硬、髋关节屈曲受限或对侧髋关节后伸受限、髋关节内收。

  四、临床常见异常步态及常用矫治训练方法

  异常步态的矫治是一个较为复杂而困难的问题,所以训练前,首先要进行全面的步态分析,找出步态异常的原因和机理,采取有针对性的措施,来帮助改善步态。

  1.足下垂步态足下垂指摆动相踝关节背屈不足,常与足内翻或外翻同时存在,可导致廓清障碍。代偿机制包括:摆动相增加同侧屈髖、屈膝,下肢划圈行进,躯干向对侧倾斜。常见病因是胫前肌无活动或活动时相异常。单纯的足下垂主要见于脊髓损伤、儿麻和外周神经损伤。

  矫治方法:①胫前肌肌力训练;坐位、站位勾脚尖练习,根据患者情况,脚背上可放置沙袋以抗阻训练。②对足下垂严重的患者有条件的可给以踝足矫形器(AFO)。③对中枢性损伤所致的足下垂及合并有足内翻的患者,除上述训练外,可配合站斜板牵伸小腿三头肌及胫后肌、功能性电刺激(FES)或肌电触发功能性电刺激等,以抑制小腿三头肌张力,提高胫前肌的肌力和运动控制能力。对因局部小腿三头肌张力过高的患者,有条件的可行局部肌肉神经阻滞,以帮助缓解痉挛。

  2.膝塌陷 小腿三头肌(比目鱼肌为主)无力时,胫骨在支撑相中期和后期向前行进过分,导致踝关节不稳或膝塌陷步态,即支撑相膝关节过早屈曲,同时伴有对侧步长缩短,同侧足推进延迟,如果患者采用增加股四头肌收缩的方式避免膝关节过早屈曲,并稳定膝关节,将导致同侧膝关节在支撑相末期屈曲延迟,最终导致伸膝肌过用综合症。在不能维持膝关节稳定时往往使用上肢支持膝关节,以进行代偿。相关肌肉包括:腓肠肌-比目鱼肌和股四头肌。股四头肌肌电活动可延长和过度活跃。

  矫治方法:①对腘绳肌痉挛导致的伸膝障碍,首先可行站斜板和手法牵伸训练、功能性电刺激(FES)或肌电触发功能性电刺激等,以抑制腘绳肌肌张力,同时强化小腿三头肌肌力训练如踮脚步行、前脚掌踏楼梯上下训练等。②对痉挛严重的,有条件的可行局部肌肉神经阻滞,必要时有条件的可给以伸膝矫形器以辅助治疗。③加强拮抗肌股四头肌肌力训练如靠墙马步蹲、功率自行车训练、登山器踏踩训练、直腿抬高训练、上下楼梯训练等。

  3.膝过伸 膝过伸很常见,一般是代偿性改变,多见于支撑相早期。一侧膝关节无力可导致对侧代偿膝过伸;小腿三头肌痉挛或挛缩导致膝过伸;膝塌陷步态时采用膝过伸代偿;股四头肌肌力不足或支撑相伸膝肌痉挛;躯干前屈时重力线落在膝关节中心前方,促使膝关节后伸以保持平衡等。

  矫治方法:①股四头肌牵伸训练。②股四头肌肌力训练,方法同上。③膝关节控制训练。④臀大肌肌力训练。⑤步行分解训练。

  4.臀中肌步态 一侧臀中肌无力时,不能有效的维持髋关节的侧向稳定性,髋关节向患侧凸,患者肩和腰出现代偿性侧弯,使重力线通过髋关节的外侧,依靠内收肌来保持侧方稳定。患者在支撑相早期和中期骨盆向患侧下移超过5°,造成患侧下肢相对过长,所以在摆动相膝关节和踝关节屈曲增加,以保证地面廓清。典型双侧臀中肌无力的步态特征:步行时上身左右交替摇摆,形如鸭子走路,故又称为鸭步。

  矫治方法:加强臀中肌肌力训练如侧踢腿、抗阻侧踢腿等;侧方上下楼梯训练,如为一侧肌无力,训练时采用患侧腿先上楼梯,健侧腿先下楼梯的方法;提降骨盆训练等;站立位姿势调整训练,应在矫正镜前训练调整姿势,包括单腿站立时,躯干保持稳定不许动;侧方迈步(横行)步行训练,开始横行训练时,可让患者背靠墙走,以增加安全性,随患者能力的提高,可上活动平板上训练横行,并可逐步增加坡度和速度。

  5.臀大肌(髋伸肌)步态(gluteus maximus gait):臀大肌无力者,而关节后伸无力,足跟着地时常用力将胸部后仰,使重力线落在髋关节后方,以维持够关节被动伸展,站立中期时膝关节绷直,形成仰胸挺腰腹的臀大肌步态。

  6.股四头肌步态(quadriceps gait):股四头肌麻痹者,行走中患侧腿站立相伸膝的稳定性将受到影响,表现为足跟着地后,臀大肌为代偿股四头肌的功能而使髋关节伸展,膝关节被动伸直,造成膝反张。如同时有伸髋肌无力,则患者俯身用手按压大腿,使膝伸直。

  7.减痛步态(antalgic gait):一侧下肢出现疼痛时,常呈现出减痛步态,其特点为患侧站立相时间缩短,以尽量减少患肢负重,步幅变短。此外,患者常一手按住疼痛部位,另一上肢伸展。疼痛部位不同,表现可有些差异。髋关节疼痛者,患肢负重时同侧肩下降,躯干稍倾斜,患侧下肢外旋、屈曲位,尽量避免足跟击地。膝关节疼痛患者膝稍屈,以足趾着地行走。

  8.帕金森步态(Parkinson gait):是一种极为刻板的步态,表现为步行启动困难,行走时双上肢僵硬而缺乏伴随的运动,躯干前倾,髋膝关节轻度屈曲,踝关节于迈步相时无跖屈,拖步,步幅缩短。由于帕金森病患者常表现为屈曲姿势,致使重心前移。为了保持平衡,患者小步幅快速向前行走,不能随意骤停或转向,呈现出前冲或慌张步态。

  9.偏瘫步态(hemiplegic galt):指一侧肢体正常,而另一侧肢体因各种疾病造成瘫痪所形成的步态。其典型特征为患侧膝关节因僵硬而于迈步相时活动范围减小,患侧足下垂内翻,为了将瘫痪侧下肢向前迈步,迈步相患侧代偿性骨盆上提、髋关节外展、外旋,使患侧下肢经外侧划一个半圆弧,而将患侧下肢回旋向前迈出,故又称为划圈步态。

  10.剪刀步态(scissors’gait):是痉挛型脑性瘫痪的典型步态。由于髋关节内收肌痉挛,行走时迈步相下肢向前内侧迈出,双膝内侧常相互摩擦碰撞,足尖着地,呈剪刀步或交叉步,交叉严重时步行困难。

  11.痉挛性截瘫步态 (spastic paraplegic gait):脊髓损伤所致截瘫患者,如脊髓损伤部位稍高且损害程度较重但能拄双拐行走时,双下肢可因肌张力高而始终保持伸直,行走时出现剪刀步,在足底着地时伴有踝阵挛,呈痉挛性截瘫步态,使行走更加困难。如脊髓损伤部位较低且能用或不用双拐行走时,步态可呈现为臀大肌步态、垂足步态或仅有轻微异常。

  12.小脑共济失调步态(cerebellar ataxic gait):为小脑功能障碍所致。患者行走时不能走直线,呈曲线或“Z” 形前进,两上肢外展以保持身体平衡。因步行摇晃不稳,状如醉汉,故又称酩酊或醉汉步态。

  13.短腿步态(short leg gait):患肢缩短达62.5px以上者,该侧着地时同侧骨盆下降导致同侧肩下降,对侧迈步腿髋膝关节过度屈曲、踝关节过度背屈。如果缩短超过100px,则缩短侧下肢以足尖着地行走,其步态统称短腿步态。