什么是步态分析?

2020-02-28 15:10


前言:《碟中谍5》中,黑客班吉起初并没把三重保险的门禁放在眼中,但当他得知要穿越一套“步态分析系统”时,他彻底绝望了,最后只能靠伊森·亨特屏息3分钟,通过自由式潜水强行入侵后台数据才得以攻破步态分析系统。为什么班吉会绝望?因为每个人的步态都不一样,都是独一无二的。



杨达也在《肌肉失衡的评估与治疗》一书中提到:步态模式是自动化水平最高的运动模式,且具有高度的个性化。


那么步态分析到底是什么呢?首先我们得了解步态分析相关的基础概念。步态是人体结构与功能、运动调节系统、行为及心理活动在行走时的外在表现。


01
步态分析gait analysis,GA


是指人体步行时的姿势,包括步行和跑两种状态;

每个人每天重复最多的动作就是步行

透过步态分析来评估患者运动模式的障碍是康复评估的常用手段之一;

包括定性分析和定量分析。


02
正常步态的构成要素


步长(50-80cm

步幅(步长*2

步宽(8+-3.5cm

足角(6.75度)

步频(95-125steps/min

步速(65-95m/min



03
步行周期(gait cycle)


在行走时一侧足跟着地到该侧足跟再次着地的过程被称为一个步行周期,时间单位秒(s)表示。一般成人的步行周期约为1-1.32s


04
步行时相(gait phase/period)


行走中每个步行周期都 包含着一系列典型姿位的转移。人们通常把这种典型姿位变化划分出一系列时段,称之为步态时相(gait phase/period)。

分为支撑相(stancephase)和摆动相(swing phase)。一般用该时相步行周期的百分数(cycle%)作为单位来表达,有时也用秒(s)表示。



05
正常步态的运动学变化



  • 支撑相下肢各关节的变化



  • 迈步相下肢各关节的变化



06
参与步行的主要肌肉


竖脊肌:在支撑的的初期和末期达到活动达到高峰,确保躯干直立;

臀大肌:在足底全面与地面接触时达到高峰,在支撑相,稳定骨盆,控制躯干向前维持髋关节于伸展位;

髂腰肌、股四头肌、缝匠肌、腘绳肌、胫前肌、小腿三头肌等。


07
步行中的能量消耗

生理能耗指数(physiologicalcost index,PCI),成人0.2-0.55b/m;

PCI=(步行时心率-静息心率)/步行速度(m/min);

(步行时的心率?平均值?最大值?)

PCI越大表示能耗越大;(具体消耗了多少能量?计算不到)

正常步行效率=3.347J/(m*kg)(高于此值步行效率低)。


  • PCI的具体方法


先让患者取坐位休息10分钟,测出基础心率,然后让患者沿每圈长25cm的8字形路线走10圈,测定完成每圈所需的时间(min)和每圈之末时的心率(beat,b),走完后坐下休息,测心率直至返回至基础心率,如不能返回则测在10min时的心率,并取两者中的较低者为静息时心率;


将每圈距离除以走完每圈所需时间即得出每圈的速度,求出10圈的平均速度即为步行速度;求出10圈末心率的平均值即为步行时心率,这样就可计算出PCI了。正常成人PCI平均为0.35b/m,范围为0.2-0.55b/m;青少年为0.35(0.15-0.65b/m)。


08
步态定量分析系统的构成


运动学:观察运动时空间位置变化; (红外摄像、超声)

动力学:受压力板或压力感应器测量行走时地板应力变化;

动态肌电图:分析肌电信号。


来源:康复极客

声明:本信息未对外公开发布,仅供大艾机器人员工培训学习使用。



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