步行周期中下肢各關節(jié)的生物力學

1、第四章　關節(jié)運動學第二節(jié) 下肢運動學　四、步行周期中下肢各關節(jié)的生物力學,(一)步行動作的一般生物力學原理(二)步行周期中髖膝踝部肌所起的作用(三)步態(tài)周期中的運動學參數(shù),內容提要,教學基本要求,1．掌握步行周期中髖膝踝部肌所起的作用2．熟悉步態(tài)周期中的運動學參數(shù)3．了解步行動作的一般生物力學原理,重點和難點,重點：步行周期中髖膝踝部肌所起的作用、步態(tài)周期中的運動學參數(shù),(一)步行動作的一般生物力學原理,步行是全身肌參與，

2、包括人體重心移位，骨盆傾斜旋轉，髖、膝、踝關節(jié)伸屈及內外旋展等，使人體位移的一種復雜的隨意運動。行走過程中，從一側腳跟著地開始到該腳跟再次著地構成一個步態(tài)周期。,步行的周期,對指定的下肢而言，一個步態(tài)周期的活動可分為支撐期和擺動期。支撐期包括五個環(huán)節(jié)。,步行的階段劃分,其一為初始著地期（足跟著地），其二為支撐反應期（足掌著地），其三為中點支撐期（支撐中期），其四為支撐后期（足跟離地），其五為擺動前期(足指離地)。擺動期則包括擺動早期、

3、經加速至擺動中期，此時下肢處于垂直位；再經減速，到達擺動后期，終止于足跟著地。步行周期中兩足的支撐期長于擺動期，自一側足跟著地至對側足趾離地，約有15%的時間兩足都處于支撐期，稱為雙側支撐期。常速行走時，支撐時相約占整個步態(tài)周期的60%～65%，因此，當一側下肢進入支撐時相時，另側下肢尚未離地，兩下肢同時負重稱為雙肢負重期。雙肢負重期約占全周期的28.8%，占支撐時相的44.8%。支撐期的其它時間為單肢負重期。隨著年齡的增長，單、雙

4、支撐時相占步態(tài)周期的比例也隨之增加。不同性別和身高的人，其支撐期和擺動期所占的比例無明顯差異。,(二)步行周期中髖膝踝部肌所起的作用,肌活動是步行動力的基礎因素，涉及肌收縮的時相和力量。參與步行控制的肌數(shù)量和質量均有很大的冗余或儲備力，從而使關節(jié)運動與肌活動之間出現(xiàn)復雜的關聯(lián)。步行周期中多組肌的協(xié)調收縮，起到平衡身體、加速、減速及吸收震動的作用。,1．支撐期（stance phase）這個時期一側髖膝關節(jié)承重最大時，臀中肌、臀小肌、闊

5、筋膜張肌、臀大肌和股四頭肌起到重要作用。提示在髖膝關節(jié)損傷后，應著重訓練這些肌，以增強其肌力，在關節(jié)周圍形成強大的肌屏障，對于關節(jié)脫位的預防有重要的意義。,（1）支撐相早期（early stance）：指進入支撐期開始階段的時間，包括首次觸地和承重反應，即：自足跟著地至足完全負重，占步行周期的10%～20%。此期足跖屈，吸收撞擊力，骨盆及大小腿內旋，足跟外翻，距舟關節(jié)、跟骰關節(jié)活動軸平行，足活動度最大，但不穩(wěn)定，以適用不平地面，足肌少活

6、動。,（2）支撐相中期（mid stance）：指支撐相中間階段的時間。此時支撐足全部著地，對側足處于擺動相，是唯一單足支撐全部重力的時相，正常步速時大約為步行周期的38%～40%。此期小腿外旋及背伸，跟內翻，距舟跟骰活動軸不同。足活動范圍受阻，但穩(wěn)定性增加。足弓加強，跖筋膜因跖趾過伸而拉緊，足形成強杠桿。,（3）支撐相末期（terminal stance）：指下肢主動加速蹬離的時間，開始于足跟抬起，結束于足離地，約為步行周期的10%～

7、12%。此期小腿后肌收縮．足跟離地，足跖屈內翻，小腿外旋，體重分布在跖骨上，身體前進。,2．擺動期（swing phase） 指足離開地面向前邁步到再次落地之間的時間，占步行周期的40%。屈髖是主動性動作，內收、外旋則是被動性的。,（1）擺動相早期（initial swing）：指足離開地面早期的活動，主要動作為足廓清（clearance）地面和屈髖帶動屈膝，加速肢體向前擺動，占步行周期的13%～15%。參與的肌為脛前肌、髂腰肌、股四

8、頭肌。如果廓清地面障礙(如足下垂)，或加速障礙(髂腰肌和股四頭肌肌力不足)，將影響下肢前向擺動，導致步態(tài)異常。（2）擺動相中期（mid swing）：指足在邁步中期的活動，足廓清仍然是主要任務，占步行周期的10%。參與的肌主要為脛前肌，保持踝關節(jié)背屈。（3）擺動相末期（terminal swing）：指邁步即將結束，足在落地之前的活動，主要動作是下肢前向運動減速，準備足著地的姿勢，占步行周期的15％。參與的肌包括腘繩肌、臀大肌、脛前