步行周期的时相

一、步行周期的时相

步行周期指一侧下肢完成从足跟着地到该侧足跟再次着地所用的时间,根据下肢在步行过程的空间位置可分为支撑相和摆动相。正常情况下,支撑相约占步行周期的60%,摆动相约占步行周期的40%(图1—1)。

图示

图1—1 步行周期示意图

1.支撑相 指下肢接触地面和承受重力的时间,支撑相大部分是由单足支撑的。但在一个完整的步行周期中,当一侧下肢完成足跟抬起到足尖蹬离地面时,与此同时对侧下肢完成了从足跟触地到全足着地的过程,在此过程中产生了双足同时着地的时期。双支撑相是步行最重要的特征,双支撑相是否存在成为走和跑的关键点,也是影响步行速度的重要因素。步行障碍的患者往往表现为通过延长双支撑相时间以提高步行稳定性(图1—2)。

图示

图1—2 步行周期时相示意图

(1)支撑相早期:指支撑相的开始阶段,包括首次着地和预承重期,占步行周期的10%~12%,包含于双支撑相。

首次着地:指步行中一侧足跟触及地面的瞬间,是支撑相异常的高发时期,参与的肌肉包括胫前肌、臀大肌、腘绳肌。正常情况下,首次着地时骨盆会出现5°左右的旋前,同时髋关节出现约30°的屈曲,膝、踝关节保持中立位,下肢的向前运动减速。(https://www.daowen.com)

预承重期:该阶段包含首次着地后人体的重心由足跟向全足转移的过程,并持续到对侧下肢抬起准备进入摆动相;参与的关键肌肉包括臀中肌、股四头肌、胫前肌,在维持承重稳定性的同时保持前进。此时,除了骨盆与髋关节保持旋前与屈曲,膝关节屈曲以吸收震荡,踝关节也出现短暂的跖屈以吸收震荡,维持足跟轴的作用。

(2)支撑相中期:此时单下肢支撑,对侧下肢处于摆动相,是唯一单足支撑全身重量的时相,占整个步行周期的15%~30%。参与的肌肉主要为臀大肌、臀中肌、髂腰肌、腓肠肌和比目鱼肌、胫前肌、股四头肌等,可以维持膝关节的稳定性,保持下肢及躯干的稳定性,并为向前推进做准备。在此相中,骨盆则由轻度的旋前状态逐渐回归至中立位,髋、膝关节也从屈曲变为中立,而踝关节则由跖屈15%转为背屈。如果在该时相内出现下肢承重力下降或关节活动受限等情况,则此期时长将会缩短,重心会迅速转移到对侧以保持身体平衡。因此,支撑中期相缩短在减轻该下肢负重压力的同时会增加对侧下肢的负重。

(3)支撑相末期:指下肢主动加速蹬离,整个过程开始于足跟上抬,结束于对侧足着地、同侧前足离地,也称为摆动相前期。在支撑相末期的最后阶段会出现完整步态周期中的第二次双支撑相。支撑相末期所参与的所有肌肉收缩都与推进有关,参与的关键肌肉主要为臀大肌、髂腰肌(离心)、臀中肌、胫前肌(离心)、腘绳肌、腓肠肌与比目鱼肌以及股四头肌,它们继续保持身体的稳定性并推进重心的前移。该时相中,膝关节保持轻度的屈曲,踝关节由背屈转至中立位,而髋关节与骨盆则由支撑中期的中立位活动至轻度的后伸(约10°)与旋后(约5°)。

2.摆动相 指足全部离开地面向前迈进到再次着地之间的阶段,占步行周期的40%。值得注意的是,为了满足下肢前进的高动力需求,其准备姿势开始于支撑相末期。该功能期包括摆动相早期、摆动相中期和摆动相末期。

(1)摆动相早期:该时相为摆动相的第一个阶段,占整个摆动周期的1/3,包括全足抬离地面到摆动足位于支撑足正对面的过程。在这个过程中,膝关节屈曲达到最大,骨盆由5°的旋后位摆至中立位,髋关节轻度屈曲,踝关节进一步跖屈。参与的肌肉主要通过屈髋带动屈膝,实现足廓清并加速下肢的向前摆动;参与的关键肌肉有髂腰肌、胫前肌及腘绳肌。

(2)摆动相中期:当摆动下肢从支撑下肢的正对面摆动至其前方,胫骨与地面垂直,此时髋关节与膝关节的屈曲角度基本相等(约30°),摆动相中期结束。该阶段足廓清仍是主要任务,参与的关键肌肉与摆动早期基本一致。

(3)摆动相末期:这是摆动相的最后阶段,与地面垂直的小腿继续向前摆动到该侧足跟着地,该时期占步行周期的15%。在该阶段中,摆动期下肢的向前运动逐渐减速,准备进入支撑相。此时骨盆再次呈现轻度旋前,髋关节屈曲,膝关节与踝关节活动至中立位。臀大肌也称为参与运动的关键肌。