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行走的重要
对于大部分的个案而言,走路是他们最大的目标。有效率的走路需能转换走路的方向,包含后退、侧向移动及往前。要能更进一步增进步行功能,需能往上走、往下走及越过路上的突起物,不但能爬上楼梯及小山丘,也要能起身开关门。为了达到功能性目标,此人必须要能自行坐到地面上 ,并再站起来。
走路应成为一项技巧:必须以自动化的方式,使此人开始将注意力专注在环境的需要,像是走路要注意交通状况。这了走路时保持安全,当遇见干扰时,此人必须能保持平衡,不管是使用走路本身的动作或透过外在的力量来维持。要能走上不只一步需要的是有效率的能量使用。在合理的时间内,于家里走路所消耗的能量会比在超级市场内逛街来的少。要能走出一定的距离并以实际可行的速度,就会需要足够的耐力和技巧。
了解正常走路所需的要素有哪些可以助我们分析病态的步态,并且规划治疗性运动计划。
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正常步态的基本介绍
步态周期
要了解一个正常的步态,我们必须了解基本步态分析常使用的词。步态是一连贯连续动作组成,在文献中,我们发现经典的步态定义了七个时期,但现在使用最广的步态分析是依Jacquelin Perry在Rancho Los Amigos所使用的八个步态分期,此系统提供了针对正常和病理相关的步态模式的良好整体观察。一个完整的步态循环起始于一只脚的足跟接触到地面,到同一只脚的足跟下一次再碰到地面才结束。整个循环可分成两大类:站立期及摆荡期。
站立期:指脚接触地面的时间,占了60% 的步态时间。
摆荡期:指当脚离开地面来到身体前方的时间,则占了剩下的40%。
另一种步态时期的分类方式是,两脚同时支撑地面时的双脚支撑时期,以及单脚支撑地面时的单脚支撑时期。步态中共有两个双脚站立的階段,第一个发生在脚跟着地之后,第二个则发生在另一脚的脚跟着地之後。
站立期
可细分成五个时期,包含接触初期或称为脚跟着地期,都是指脚跟开始接触到地面的时间,再来为负重反应期、站立中期、站立末期及前期。站立期由脚跟一接触到地面开始,负重反应期紧接在脚跟接触后,身体重量开始由后往前转移,同时准备另一脚能开始摆荡,在这期间,脚不单只承受身体的重量,还需维持身体向前的动量。
下一階段的站立期发生在单脚支撑的时候。站立中期指当支撑的另外一脚离开地面,并持续到身体重心超过前面的站立脚的这段期间。而站立末期是指当承重脚的脚跟开始抬起并持续到另一脚接触地面的这段时间身体重心都在支撑脚前面。
站立期的最后一階段称为摆荡前期,这段期间髋关节和膝关节持续弯曲,脚踝跖屈、脚趾依然接触地面,此时对侧脚已开始接触地面,并逐渐将重心转移到另一脚上。
摆荡期
包含摆荡初期、摆荡中期及摆荡未期。摆荡初期是指脚离开地面,且同时配合膝关节和髋关节的弯曲动作,脚开始由身体的后方摆动到和另一脚相同的位置;摆荡中期则是摆荡的脚开始在另一脚的前方,在此階段的后期膝盖开始伸直,胫骨和地面处于垂直关系,脚踝的关节则由背屈到正中位置。摆荡末期指摆荡的脚透过膝盖伸直完成脚往前的动作,当脚跟碰到地面时此时期结束。
图:步态流程(右脚,外侧观)。a-e站立期,f-h摆荡期。a脚跟着地或接触初期;b负重反应期以及足部贴平;c站立中期;d站立末期;e摆荡初期;f摆荡前期;g摆荡中期;h摆荡末期。
正常步态下躯干及下肢关节动作
走路的重心是落在骨盆区域,在走路时重心会有上下左右的移动。身体的重心最高的时候是发生在单脚站立階段,而重心最低的时候则是在双脚支撑期。重心往外侧移动会往支撑脚方向移动。中间的能量耗损往往取决于重心转移是否能控制的好,最有效率的动作是重心在上下或左右的转移小于10公分。
躯干和骨盆的动作对于有效率的步态是很重要的,在摆荡期中,单侧骨盆会往前旋转4 度,并且在摆荡脚快要接触到地面时,骨盆往下掉。在站立期的后期,单侧骨盆也有相同幅度的4度向后旋转。肩膀和手臂摆荡的旋转方向则是和骨盆旋转的方向相反。若是没有相反的动作,则会造成能量的耗损并且无法增加速度。
图:a-h步态流程(右脚,前侧观)。a-e站立期,f-h摆荡期。a脚跟着地或接触初期;b负重反应期及足部贴平;c站立中期;d站立末期;e摆荡前期;f摆荡初期;g摆荡中期;h摆荡末期。
站立期
当脚跟着地时,单侧的骨盆会往前旋转,髋关节大约在25~30度的屈曲角度,膝盖伸直且脚踝在一固正中的位置。为了能让脚跟着地时有良好的吸震能力,脚踝的背屈肌群会执行离心收缩,让前脚接触地面,此时膝盖呈现15~20 度的弯曲。
到了站立中期,髋关节、膝盖和脚踝移动到正中位置(0 度),当身体开始往前移动时,此时骨盆产生向后旋转,髋关节相对产生15~20 度的伸直。到了站立末期以及摆荡前期,髋关节和膝盖为了预备摆荡而产生弯曲。同时脚踝会由脚跟离地时的15度背屈转变成脚趾离地时的20度跖屈。
摆荡期
摇荡中期时膝盖呈现最大的屈曲角度65度,髋关节呈现20度的屈曲,而脚踝呈现正中位置。在摆荡末期中,当脚在减速时,骨盆会往前旋转并且下降,此时髋关节到达25 度屈曲,膝盖完全伸直,脚踝则在正中位置。
正常步态中的肌肉活动
当身体往前移动时,肌肉活化大部分是为了要稳定或减速,而身体向前移动时产生的动量是维持动作的主要动力。
躯干的屈肌和伸肌 在步态中帮忙维持稳定,同时提供髋关节活动相关肌肉稳定的基础。腹部肌肉和背部的伸肌维持躯干在三个不同平面上的稳定,背部伸肌主要在脚跟触碰到地面后活化,帮助躯干在支撑身体重量时维持稳定,竖脊肌的活化在脚要往前推进时特别明显,腹肌则帮助开始摆荡期
髋伸直肌群 最明显的活化是在摆荡未期,协助移动的下肢减速。髋伸直肌的收缩也持续到脚跟着地期和负重反应期,以协助身体吸震和缓冲。到了站立中期,髋伸直肌群则无明显收缩,因此时身体本身的动能会将髋关节带到伸直位置·脚跟着地期中,臀大肌有最明显的收缩,同控制髋关节和膝关节的伸直,以及膝盖外转达到吸震作用。在站立末期时,髋伸直肌再度收缩协助步态推进。
髋外展肌群 主要协助骨盆在冠状平面的稳定(避免与摆荡脚同侧的骨盆有过多掉落)。髋外展肌群主要在脚跟着地期及站立初期收缩,阔筋膜张肌则在站立后期。
股四头肌和腿后肌 产生明显的收缩则是在摆荡未期到站立初期之间。腘绳肌在站立未期收缩来协助膝盖弯曲,并在摆荡末期时控制胫骨(小腿)弯曲协助减速,腿后肌也协助臀大肌执行髋伸直动作。股四头肌的收缩在摆荡未期到负重反应期之间,主要负责吸震,并在负重反应期防止膝盖弯曲。在站立中期时,不论是股四头肌或腿后肌都不会活化,因为此时膝盖的控制主要由小腿肌群协助。股直肌在站立末期则与髂腰肌协同收缩来产生脚的摆荡。
胫骨前方的肌群(背屈肌群) 需要在脚摆荡期收缩,使足部回到正中位置(0度),并且在脚跟着地期时换成离心收缩,使前脚能慢慢接触到地面。紧接着,在脚掌平贴地面后,跖屈肌开始收缩。首先,比目鱼肌开始进行离心收缩,来避免胫骨过多的往前,同时这个动作也会让膝盖被动伸直,同时也协助了髋关节的伸直。当身体持续向前,而脚底是固定在地面时,比目鱼肌和腓肠肌同时收缩。在站立未期,所有的跖屈肌群开始收缩以稳定脚踝,让脚跟能够抬起。因为脚踝这样的稳定控制,同是帮助了膝盖和髋关节的弯曲动作,在推进时,这些肌群产生向心收缩来帮助身体向前推进。
图:步态当中的肌肉收缩。a-e站立期,f-h摆荡期。a脚跟着地或接触初期;b足部贴平;c站立中期;d站立末期;e摆荡前期,脚趾头还没离开地面;f摆荡初期;g摆荡中期;h摆荡末期直到脚跟接触地在前。
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步态分析:观察及徒手评估
足够的髋、膝、踝关节活动度对于走路或站立是必要的。若有关节角度受限,或是因为辅具而导致关节活动度受限,会干扰正常的摆荡或站立,同时也会降低走路的效率。
每人都需要足够的髋、膝、踝和躯干的肌力来维持独立的站立和走路的能力。这些肌肉能够适时的收缩和放松,对于实际走路的平衡是必要的。在治闻床或垫上运动就是用来帮助肌肉达到这样的功能。
观察步态分析需要从三个不同平面开始。在站姿下观察头、颈、肩膀、躯干上方、腰椎、骨盆、髋、膝、踝的排列。观察步态时,不只要注意下肢动作,也要注意到脚和骨盆,以及上半身和手臂摆动的对称性。留意步态时的辅助器材,像四脚拐、单脚拐或辅具等,并注意鞋子是否有不正常的磨损或破损,也同时观察走路时的耐力及速度,以及此个案是否能独立行走。
观察个案的步态可从前面、后面及侧边,若是可以,请个案往后走、侧走或前走帮助步态的观察。
图:a-c站立时静态观察。a,b冠状面;c矢状面
在矢状面上我们要观察
01
是否有过多或过少的髋、膝、踝屈、伸直角度。
左右脚的步伐长度或是时间是否相同。
在冠状面上我们要观察
02
左右两侧是否有不对称。
躯干侧向的动作,骨盆歪斜或掉落。
上半身和下半身交替的旋转,以及手臂摆动。
走路时的两脚距离。
髓关节的外展、内收或环形动作。
膝盖脚踝的内外稳定度。
若是要使用徒手方式评估步态,可将你的手放在个案的骨盆上方,感受在未受阻力下行走时的骨盆勤作,你的手放在髂脊上,像是要防止它往上抬一样。评估时,不需要给予阻力或压力,只需要去感觉,或是必要时给予一点协助。步态分析也需要包含姿势控制的评估,例如,平衡反应及跌倒反应。我们需要持续去确认个案的步态表现是否牌技巧纯熟的階段,是否能够自动化的行走,同时又可以把注意力放在环境中去执行其他任务。在步态训练时,常常会同时执行其他任务来协助增进步态的自动化进程。
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