0%

步态分析 2 - 常用术语 Terminology

相比于行走(Walking),步态(Gait)一词更侧重于强调行走的方式和风格(manner and style),而非行走过程本身。在步态分析一书中,作者是用如下语句来描述正常步态运动:

Normal human walking and running can be defined as ‘a method of locomotion involving the use of legs, alternately, to provide both support and propulsion.’

本小节主要介绍正常行走步态的基本特征。

步态周期/步态循环 - Gait Cycle

步态周期定义为连续发生两次重复的步态事件之间的时间间隔。一般采用脚与地面开始接触时刻(initial contact)作为步态周期的开始,经历脚的落下与抬起,直到下一次脚与地面接触。

一个完整的步态周期包含着若干个阶段,每个阶段都有一个或多个典步态事件

  1. 脚跟初始着地(Initial contact)
  2. 对侧趾尖离地(Opposite toe off)
  3. 脚跟抬升(Heel rise)
  4. 对侧脚跟着地(Opposite initial contact)
  5. 趾尖离地(Toe off)
  6. 双脚贴近(Feet adjacent)
  7. 胫骨竖直(Tibia vertical)

七个步态事件将一个完整的步态周期划分为七个阶段,其中四个阶段中脚与地面相接触,称之为支撑相(support/contact/stance phase)

  1. 支撑初期/承重反应期(Loading response)
  2. 支撑中期(Mid-stance)
  3. 支撑末期(Terminal stance)
  4. 预摆动阶段/摆动前期(Pre-swing)

摆动相(swing phase)从趾尖离地开始到脚跟着地结束,包含三个阶段:

  1. 摆动初期(Initial swing)
  2. 摆动中期(Mid-swing)
  3. 摆动末期(Terminal swing)

步态周期的时序 - Gait Cycle Timing

上图展示了在一个完整的步态周期内,左右两侧腿步态周期的时序关系。当右侧腿刚足跟着地时,左侧腿依然处于支撑阶段,存在一段两条腿同时处于支撑相的时间,被称为双支撑阶段(double support/double limb stance)。在一侧腿处于摆动相时,只有另一侧腿处于支撑相,也称为单支撑阶段(single support/single limb stance)

在每个双支撑阶段,前侧脚刚刚落地,后侧脚即将离开地面,一般用前腿(leading leg)后腿(trailing leg)加以区分。前腿处于支撑初期(loading response),或者也被称为braking double support, initial double support, weight acceptance。后腿处于预摆动阶段(pre-swing),亦或second/terminal/thrusting double supportweight release

因此在每个步态周期中,存在两个双支撑阶段。一般情况下,支撑相约占步态周期的60%,摆动相占40%,每个双支撑阶段占10%。随着速度的增加,摆动相的步态周期占比逐渐增加,支撑相和双支撑阶段占比逐渐减少。当双支撑阶段完全消失时,步态由行走(walking)转变为奔跑(running)。在奔跑时,存在两条腿均处于摆动相的情况,称为腾空阶段(flight phase)

足部的落点 - Foot Placement

一个完整的步长(stride length)包含连续的左右两步步长(step length)。在病理步态中,不相等的左右两侧步长(step length)是十分常见的,甚至会出现单侧的步长(step length)为负数的情况。当病理对一侧腿的影响大于另一侧时,人倾向于更多的使用”好“腿,增加”好“腿的支撑阶段,并缩短”坏“腿的支撑相,“好”腿侧的摆动相和步长(step length)都会随之缩短。因此,一侧较短的步长(step length)往往暗示着另一侧腿在单支撑阶段存在一定问题。

行走间距(walking base / stride width / base of support)指步态过程两脚之间的距离,通常以脚后跟的中点作为测量点。踵趾步态(tandem gait)就是一种行走间距接近于零的步态,这种步态模式往往需要较好的运动平衡能力。外展角(Toe out angle)指足部中线和前进方向之间夹角。足外展(外八字脚,toe out)在正常步态中较为常见,而足内收(内八,toe in)相对较少一些。

步频、步速与步态周期时间 - Cadence, speed and cycle time

步频(Cadence)通常指每分钟经历的步数,这里的步是steps而非strides。因此步频(Cadence)的计算是半周期的,而更常用的是步态周期时间(cycle time)

行走步速(speed of walking)指在一定时间内全身所移动过的距离:

在这里的定义是一个标量,需要区别于矢量的速度(velocity)。由于步速同时依赖于步频和步幅,因此步速的改变可以通过改变任意一个变量来实现,但人体通常同时改变两者。在不同个体之间,尤其是与儿童,进行步态参数的比较时,往往需要进行归一化处理(normalization)。通常的做法是除以步长因子(step fator),如身高或腿长。