步态是步行的行为特征。步行是人类生存的基础，是人类与其它动物区别的关键特征之一。

   步态分析旨在通过生物力学和运动学手段揭示步态异常的关键环节和影响因素，协助康复评估、治疗和临床诊断、疗效评估、机理研究等。

自然步态的生物力学因素是什么？

1、具备可控制肢体前向运动的肌力或机械能 

2、可以在足触底时有效吸收机械能，以减小撞击，并控制身体的前向进程。

3、支撑相有合理的的肌力及髋膝踝角度，以及充分的支撑面

4、摆动相有足够的推进力、充分的下肢地面廓清和合理的足触地姿势控制。

步态的周期又分为支撑相和摆动相，具体的理解如下所述

1、首次触地和承重反应，正常步速时大约为步态周期的10%~12%。首次触地是指足跟接触地面的瞬间，使下肢前向运动减速，落实足在支撑相的位置。

2、首次触地的正常部位为足跟，参与的肌肉主要包括胫前肌、警大肌润绳肌。首次触地异常是造成支撑相异常的最常见原因之一。承重反应指首次触地之后重心由足跟向全足转移的过程，骨盘运动在此期间趋向稳定，参与的肌肉包括股四头肌、警中肌、腓肠肌。

3、支撑足首次触地及承重反应期相当于对侧足的减重反应和足离地。由于此时双足均在地面，又称之为双支撑相。双支撑相的时间与步行速度成反比。跑步时双支撑相消失，表现为双足腾空。首次触地时GRF般相当于体重和加速度的综合，正常步速时为体重的120%~140%。步速越快，GRF越高

    

2、中期(mid stance): 

     支撑足着地，对侧足摆动，单足支撑全部重力，约占步态周期的38%~40%。主要功能是稳定膝关节，控制胫骨向前运动，为下肢推进做准备。参与的肌肉主要为腓肠肌和比目鱼肌。当下肢承重力小于体重或身体不稳定时，此阶段缩短，以转移重心并保持身体平衡。

(3)末期(terminal stance)：

     在步行时的足趾离地是指足趾离开地面，而对侧足处于支撑相早期，属于双支撑相，约在步态周期的10%~12%。踝关节保持蹠屈，髖关节主动屈曲，参与的肌肉主要为腓肠肌和比目鱼肌（等长收缩）、股四头肌和髂腰肌（向心性收缩）。

"摆动相"也分为三个阶段，具体如下：

(1)早期(initial swing)：

     "足廓清地面和屈髋带动屈膝，加速肢体前向摆动，参与肌肉为胫前肌、髂腰肌、股四头肌，若障碍将影响步态。"

(2)中期(mid swing)：

     足廓清仍然是主要任务，占步态周期的10%。参与的肌肉主要为胫前肌，保持踝关节背屈。

(3)末期(terminal swing)：

    主要任务：下肢前向运动减速，准备足着地的姿势，占步态周期的15%。参与的肌肉包括腘绳肌、臀大肌、胫前肌、股四头肌。

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临床上关于步态的问题是什么呢 ？

        步态障碍主要表现为活动障碍、安全性降低和疼痛。异常步态的代偿导致步行能耗增加。障碍的主要原因为神经肌肉因素和骨关节因素。

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1.骨关节因素：躯干、骨盆、髋、膝、踝、足的静态畸形和两下肢长度不一致，可由运动损伤、骨关节疾病、先天畸形、截肢、手术等原因导致。疼痛和关节松弛也会显著影响步态。

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2.神经肌肉因素：中枢神经损伤，包括中风、脑外伤、脊髓损伤和疾病、脑瘫、帕金森氏综合症等造成的痉挛步态、偏瘫步态、剪刀步态、共济失调步态蹒跚步态等

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3.原发性原因：主要是中枢神经对肢体运动调节失控导致肌肉张力失衡和肌肉疼挛，继发性因素包括关节和肌健挛缩畸形、代偿性步态改变等。外周神经损伤，包括神经从损伤、神经千损伤、外周神经病变等导致的特定肌肉无力性步态，例如警大肌步态、警中肌步态、股四头肌步态等。原发因素为肌肉失神经支配，肌肉无力或瘫癌，继发因素包括肌肉萎缩、关节和肌健挛缩畸形、代偿性步态改变:儿童患者可伴有继发性骨骼发育异常，导致步态异常

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为什么说现代步态分析成为步态障碍的重要工具 ？

  

1）时间局限：

由于步行速度较快，临床肉眼很难同时观察到瞬间变化的情况，例如足在摆动相的旋转，足跟着地时的旋转倾斜、髋、膝、踝关节角度变化等。

（2）空间局限：

由于人的视觉局限，因此难以对步行运动同时进行多维方向全面观察。

（3）记忆局限：

人的记忆能力有限，难以对纵向变化进行客观和全面的对比分析。

（4）思维局限：

步态的临床观察主要依赖个人的观察能力和经验，缺乏客观数据，难以进行定量评估，从而在一定程度上影响评估的客观性和准确性。

3、运动学分析

       运动学(Kinematics)是步行时肢体运动时间和空间变化规律的研究方法，主要包括：步行整体时间与空间测定和肢体节段性运动方向测定。

1、足印法： "步态分析的一种早期和简单的方法，需在足底涂墨后在步行通道铺白纸或撒白色粉末让受试者留下足迹，同时记录时间，但此方法耗时且少用于实际临床。"

2、足开关是微型电子开关，装置于鞋垫形状的测定板内，分别位于前脚掌（掌开关）和脚跟（跟开关）。触发顺序为先跟开关后掌开关，离地时关闭相应开关。信息通过有线或遥控方式发送给主机测定。这种装置简单，有临床价值，也是其他运动学和动力学研究的时间定位标志。

3、电子步态垫是足印法和足开关的结合，长3~4m，下布10000个压感电阻。受试者踩垫时，足底压力被监测并转换为数字信号，计算机分析后可立即得出所有参数，已成为临床主导方式。电子步态可制作成便携式地毯样式。

动态肌电图分析

     在活动状态同步测定多块肌肉电活动，揭示肌肉活动与步态关系的肌肉电生理研究，是临床步态分析必不可少的环节。

生理基础    

  肌肉收缩是步行的基础因素，涉及肌肉收缩的时相和力量。肌肉活动具有步行速度及环境依赖性。参与步行控制的肌肉数量和质量均有很大的冗余或储备力，从而使关节运动与肌肉活动之间出现复杂的关联。步态异常既可以是原发性神经肌肉功能障碍的结果，也可能由于骨关节功能的障碍，导致继发性肌肉活动异常。因此，动态肌电图对于这些问题的鉴别起关键作用。

常见病理步态举例和分析

1、 支撑相障碍

下肢支撑相属于闭链运动，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系统的改变，例如足踝病变可以引起头的姿势异常，同样头颈姿势的异常也可以导致整个步态的改变；相对而言，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。支撑面异常也是肢体不稳的重要诱因。

(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，各关节或肢体可以有相对孤立的姿势改变，但是往往引起对侧处于支撑相的下肢姿态发生代偿性改变；相对而言近端轴（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。

 

      步态能反映相关病症或症状的因果关系，可用于诊断和干预，康复工程。无线传感步态分析系统除临床应用外，还用于体育训练，评估步态障碍和矫正手术效果，训练神经和骨科疾病患者。治疗脑瘫的相泽方法包括使用肉毒杆菌毒素、人工瘫痪或延长痉挛肌肉、截骨术等。步态研究在医疗、体育、康复、人类学、宇航、工业等领域有重要应用价值。