干货分享!步态分析之膝关节功能详解~

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步行是人体最重要的运动方式之一，是由身体各个部分运动协调来完成的。而步态分析是研究步行规律的检查方法，旨在通过运动学和动力学手段，揭示步态异常的关键环节及影响因素，从而提供诊疗和康复的评估数据，有助于临床诊断、疗效评估及机理研究等。

采用步态分析技术来进行膝关节功能评价可以为膝关节疾病（如膝骨性关节炎、韧带损伤等）的治疗提供有价值的信息，因此正逐渐被接受和重视。

步态分析之膝关节功能

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在自由步行时膝关节三维运动及运动弧度：矢状面屈曲（60°），水平面旋转（4°-8°），冠状面运动（外展4°，内收2°）。

初始着地（0-2%）

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体位：膝关节近似完全伸直

功能：承重稳定性

初始着地的膝关节控制：股四头肌和腘绳肌维持膝关节前后的稳定。位于膝关节前方的向量提供屈肌力矩。

承重反应期（2%-12%）

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体位：膝屈曲（20°）

功能：震荡吸收

第一个震荡吸收机制

体重快速转移到下肢破坏了膝关节稳定的伸展体位并启动膝关节屈曲。足跟轴使胫骨以比股骨前移更快的速度转动向前。导致膝关节位于身体向量前方，需要力矩以稳定膝关节。股肌迅速反应限制膝关节屈曲至约20°。股肌的离心功能是抑制（减速），而不是完全组织膝关节屈曲。

该动作不仅吸收震荡，同时也维持稳定，避免膝关节坍塌下落。通过股四头肌肌腱单元的活动使足跟轴部分地改变力的方向，从而保护了膝关节以避免受到撞击力所造成的伤害。其结果是垂直力的峰值只有体重的110%-120%。

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第二个震荡吸收机制也挑战了膝关节稳定性。出现在支撑相早期的后足外翻引起胫骨相对股骨内旋。在承重反应期足跟支撑的阶段，膝关节过度旋转可能会受到股二头肌的外旋拉力的抗阻。

在冠状面，发生在膝关节的外展力矩是为了应对对侧肢体的快速卸载及下落。髂胫束的张力提供了一个侧向对抗力以稳定膝关节。

支撑相中期（12%-31%）

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体位：膝关节伸展

功能：承重稳定期

冠状面外展力矩在整个支撑中期一直处于减低水平，侧方的稳定来源是通过髋关节外展肌活动产生的髂胫束张力。

支撑相末期（31%-50%）

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体位：最大幅度伸展

功能：承重稳定期，最大步长

到达支撑相膝关节最大伸展体位后，几乎立即就反转向膝关节屈曲。该情形由多种因素造成。当身体向量前移越过跖趾关节并且膝关节向前移动到向量前方时，胫骨的稳定性丧失。当足跟抬起使膝关节移向身体向量时，最初防止膝过伸的后方肌群，如腘肌、腓肠肌、股二头肌短头，也会引起膝关节屈曲。

此外，在支撑相末期的后半段胫骨相对于股骨内旋约1°，这可能会进一步放松膝关节。到支撑相末期结束时，膝关节屈曲10°。

摆动前期（50%-62%）

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运动：膝关节被动屈曲

功能：准备进入摆动相

当跟腱的弹性反冲使胫骨转动向前时，膝关节开始被动屈曲，结果是屈曲40°，为下肢在摆动相中可以轻易的完成足趾廓清做准备。

摆动相早期（62%-75%）

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运动：膝关节屈曲

功能：足廓清使下肢前移

为了抬起足下肢前进，膝关节屈曲时必要的运动。在摆动前期结束时，后面的下肢伸展姿势联合膝关节屈曲引起足趾下垂。对于髋关节和足趾之间的距离来说，这增加了足长的部分。因此，后面伸展下肢的功能长度比对侧下肢站立时髋关节和地面之间的距离要长。仅有踝关节背屈，不足以抬起足趾使下肢无障碍地向前移动。必要的额外上抬力量必须通过屈曲膝关节达到60°来实现。当下肢从后面伸展的姿势摆动前移时，这是确保地面足廓清的一个关键动作。运动的时相和幅度及其重要。摆动前期膝关节屈曲（40°）更是必不可少的。股二头肌短头、缝匠肌及股薄肌提供的直接屈曲运动，可同时屈曲膝达到峰值。此外髋关节快性则导致膝关节屈曲。

摆动相中期（75°-87°）

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运动：膝关节被动伸展

功能：下肢前移

腘绳肌的离心活动调节膝关节伸展速率，而股四头肌活动确保膝关节充分伸展并未体重接收做准备。

摆动相末期（87%-100%）

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运动：膝关节伸展

功能：下肢前移，准备进入支撑相。

正常步态是髋、膝、踝及其他部位的灵活运动

一旦这些部位出现问题都会在步态上反应出来

想要了解步态分析的更多详细内容