步态生物力学
步态分析方法
步态分析方法步态分析是生物力学领域里的一个特殊分支学科，是一个新兴的跨学科的研究领域，是一门综合多种学科的当代生物医学的一项高新技术。
步态分析实际上就是利用生物力学，运动学，人体生理学，人体解剖学，生物工程学，计算机学，电子学，精密机械工程学，自动化控制学及数字图像处理技术等多种跨学科知识，对人体行走的功能状态进行对比分析的一种生物力学的方法。
一、步态分析方法步态分析的方法包括录像分析、三维步态分析、力台分析。
录像分析中又包括定性分析和半定量分析，而三维步态分析和和力台分析为定量分析，需要使用高科技专用设备。
下面我们先介绍步态的定性分析。
二、定性分析（一）概述定性分析通常采用目测观察获得第一手资料，通过与正常步态进行比较，并结合以往的临床经验来认识异常步态的特征，对步态进行定性分析是目前临床中最常用的手段。
了解病史和体检有助于诊断和鉴别诊断。
1. 了解病史通过了解病情，可以获知有关疼痛、肌无力、关节不稳等方面的主诉，了解既往有关神经系统疾患或骨关节疾患病史等2. 体检体检包括与行走动作有关的身体各部位（特别是下肢）的肌力、关节活动度、肌张力、本体感觉以及周围神经检查。
体检有助于对步态障碍的发生原因进行鉴别诊断3. 观察步态（1 ）观察内容：步态的总体情况识别步行周期的时相与分期特点观察身体各部位的情况（2 ）观察方法确定观察角度观察具体步态的形成步态目测观察表的内容（二）定性分析的优缺点优点：不需要昂贵的设计，评价快速方便。
缺点：结果具有一定的主观性，与观察者的观察技术水平和临床经验有着直接关系。
检查者难以准确的在短时间内完成多部位、多环节的分析，由于属定性分析，不能够进行量化，所以不利于进行学术交流。
（三）注意事项观察场地内光线要充足，检查时被检查者应尽量少穿衣服，以便于观察患者的真实表现。
依次观察某一个关节在站立相和迈步相各个环节中的表现，并按照踝、膝、髋、骨盆和躯干等顺序逐一进行观察，为了减少病人的观察时间，我们应采用录像分析法，这样可以反复播放病人的行走情况，便于细致观察。
人体行走时步态的生物力学研究进展
!"#$%& 于 ’()) 年估算踝关节力在 *+,( - . 倍体重之 ［(］ 对单肢负重期踝关节力进行了测 间。汤荣光等 定， 测 得 在 单 肢 负 重 期 踝 关 节 力 出 现 最 大 值， 约 /+.) 倍体重。因此可以确定人体踝关节力约 为 , 倍体重。比较男、 女性踝关节力， 经检验无显著性差
［’.］ 伤残程度 。根据行走时髋、 膝、 踝关节角度变化
! 1 " 1 # 身体重心的加速度 行走时人体重心不仅在水平方向， 而且在垂直 方向上不断改变着位置和速度。其中身体重心在垂 直方向的速度变化与各关节及其活动肌肉的力学状 况有密切关系。例如， 分析一侧膝关节在行走期间 的关节内力时， 需要分析膝关节以上身体各部分重 心的位置和加速度变化， 有关的参数值是进行下肢 膝关节受力分析时必不可少的基础数据 # #1$ 步态生物力学研究的应用 功能评定 步态的生物力学研究是运动功能测量的重要组 成部分， 它以生物体的移动状态为研究对象， 测量参 数具有自主控制成分。根据步态分析所得的运动 学、 步态时间—距离参数以及动力学参数可以推测 步行的对称性和圆滑性。根据重心位移和力作用点 轨迹可以判断其稳定性和波动性。根据步速、 步频、 步行持续距离可判断其速度、 节奏和持久性。 周有礼等
［’(］ 进一步的指导治疗方案 。根据步态的生物力学
通过对妊娠妇女步态的动力学分
析， 建立适合孕妇动作的步态分析模式， 为妊娠妇女 步态研究提供功能评定依据， 但无具体评价指标。 伍勰等
［,］
认为老年人常速行走步态的各参数指
标均反映了老年人运动机能的退化， 特别是膝关节 的股四头肌和小腿三头肌机能衰退明显， 老年人应 注意这两处运动能力的练习。 人体在站立和行走时的平衡能力， 可以藉人体 重心的摆动幅度和频率反映出来。经测定， 在黑暗 环境或视力下降时， 老年人行走时的平衡能力明显 低于青年人
三围步态分析基本介绍
三围步态分析基本介绍步态就是人行走的姿态，与人体的解剖结构、生理功能、运动控制能力及心理状态等因素有关。
步态可以从一个侧面反映人体的病变特征。
步态分析是运动生物力学的重要研究内容,广泛用于人类的疾病诊断和康复效果评价。
通过步态分析，可以帮助医生科学地进行病因分析和病情诊断、疗效评定、指导病人行走训练。
1、步态分析的生物力学参数包括运动学参数、动力学参数、肌电活动参数和能量参数。
步态周期、步长和步频(步速)是步态的基本运动学参数;常用的动力学参数主要有地面反作用力(地反力)和足底压力分布;肌电活动参数主要为步行过程中下肢各肌肉的电活动，通过表面电极、针电极和线电极等记录步行时有关肌肉的电活动，在临床中多采用表面电极;能量参数包括能量代谢参数和机械能消耗参数。
能量代谢参数是指步行中的能量代谢，可以在步态分析过程中同时用气体分析仪测量及分析气体中含氧量的变化，以此来计算步行中的能量消耗量，用以衡量步行效率，但不能查明行走时具体的异常机制;机械能消耗参数可以应用动能、势能及其转换技术来计算在一个步态周期中身体不同部位的能量消耗(产能及耗能)，可查明行走异常时耗能高的特定部位和特定时期，有助于研究步态异常机制，选择恰当的治疗方法。
2、步态测试方法步态测试方法分为:定性分析法(目测步态分析法)和定量分析法(仪器分析法)。
现在多为定量分析方法，它是借助器械或专门设备来观察行走步态。
步态分析系统分为二维(2D)和三维(3D)步态分析系统。
目前，国际上比较先进的三维步态分析系统通常包括以下四部分:①-组带有红外线发射源的红外线摄像机，在同一空间但分布在不同位置，以及能够粘贴在待测部位(--般为关节部位)的红外反光标记点，可以用来测量人体运动时的空间位置变化。
②测力台，用以测量行走时地面反作用力的变化。
③肌电遥测系统，用以观察动态肌电图。
④计算机及其外围设备，可调控以上三组装置同步运行并对观察结果进行分析处理。
这种三维步态分析系统可以提供时空参数、运动学参数、动力学参数、肌电活动参数、能量参数以及图形，有利于进行深入细致的研究，做出全面的评价。
08级运动生物力学讲稿(第五章 5)
向，步长越大，大腿在髋关节的旋外就越明显。
由摆动腿脚跟着地开始，通过踝、膝、髋关节逐渐弯曲缓冲地面给人体的冲力，踝、膝、髋关节的伸肌完成离心收缩以使冲力慢慢减小。
当冲力下降至足够小时，屈曲停止。
下肢各关节的伸肌有一个等长收缩期，此后转入触力在水平、前后方向受力较小，且基本对称。
上坡行走时，步行者的重心需适当前移，上体前倾，这种前倾调节主要发生在踝关节和髋关节。
有利于臀大肌工作使髋关节伸。
其不利因素是使步长下降和背部伸肌工作的增加。
当走步上楼时，应以全脚掌着地，因为在脚下坡行走时，腰椎部位和踝关节提供了向后倾斜，使重心落在支撑面之步行者的自身努力主要是控制重力的影响。
髋关节伸肌、腿前部伸肌群做离心收缩以控制身体的平衡，通常导致下坡走（二）跑的生物力学特征：、运动学特征：（1）人体整体的运动学—跑速：决定跑速的因素是步长和步频，要增加跑速，必须增加其一或两个因素均增加。
步长主要取决于腿的长度和腿部肌肉的爆发力及髋关节的柔韧性；步频主要取决于肌肉的收缩速度和中枢系统的灵活性以及神经肌肉的协调。
后蹬阶段地面给人体的摩擦力（可理解为地面反作用力的地面反作用力的大小主要与跑步者蹬伸用力的大小和方向以及摆动腿的摆动和手臂摆动的加速度大小（摆动腿和手臂的有效摆动可增加地面的反作用力）等有关。
同时地面反作用力的方向也影响着跑步的步长和身体△后蹬阶段受力分析：①后蹬角决定了F1和F2的大小（F一定时）。
其中F1是人体水平前进的的作用是给人体向上的支撑作用。
通过平移，可知F1使人体产生向前的加速度和使人体后翻。
F2使重心升高，同时使人体产生向前的翻转力矩。
②提高F1和减小F2是增加跑动实效性的必须。
这就要求减小后蹬角。
现代屈蹬跑技术可以有效的减小后蹬角。
同时由于F2的减小，还可减小人体前翻力矩，使人体不致过度前倾，有利于摆动腿的充分摆动和大腿高抬，并避免人体重心起伏过大，避免不必要的能耗和腾空时间过长造成频率减慢。
、跳远动作的阶段划分：跳远技术根据其动作的结构特征一般分为相互衔接的四个部分：助跑、起跳、腾空和落地。
走的生物力学原理
走的生物力学原理
人体行走的生物力学原理是行走过程中藉助肌肉活动所耗费的能量最小化的原理。
在
正常步态的走路过程中，大腿的关节活动将产生上下前进的运动，并借此带动其他关节的
活动。
具体来说，人体行走的运动机制是把躯干的重量分成腿的动能和静力，通过空间的运
动来开始、改变和变化肌肉活动。
一般地，一次行走会发生REFERENCE次关节活动，但大
多数人行走只需4步：（1）滑行阶段：脚掌着地，通过膝关节和踝关节控制膝腿上半身；（2）后跟触地阶段：膝静止，脚踝关节伸张，踝volzfolle距离地面最快；（3）吸引阶段，上半身迅速向前，脚踝关节加力撑起；（4）前跟触地阶段：膝静止，脚踝关节屈曲，提供新的推力。
这4步形成的原理，也被称为动态平衡模型，被广泛应用于行走机器人、
静态平衡的研究和人类的生物力学学习中。
研究表明，肌肉力大致可以分为直行和转动两种，正常步态中，会出现一种相互促进
的力学模式，即由三个相互作用的立体铰件——膝腿、足跟和膝足三节棒组成的关节——产生连续的循环力学活动。
在此情况下，肌肉活动中的能量消耗最小，从而实现最低
的能量损耗。
此外，在行走的自然步态中，脚尖收缩周期较短，可以让整个身体产生更好的节奏感，同时腹肌也能产生更好的协助作用，以稳定身体。
因此，步态最符合生物力学原理的步态
是“脚尖收缩，腹部一起收紧”。
总之，人体行走的生物力学原理是尽可能地最小化肌肉活动消耗的能量，实现最大化
的行走效率，充分发挥身体各部位的协调作用，以达到最佳的自身运动效果。
步态分析-是利用生物力学的概念、处理手段和已知的人体解剖学、生理学知识
步态分析-是利用生物力学的概念、处理手段和已知的人体解剖学、生理学知识步态分析-是利用生物力学的概念、处理手段和已知的人体解剖学、生理学知识，借助现代计算机技术和图形图像技术，对人体行走的功能状态进行对比分析的研究方法。
步态分析系统具有安全、无创、可靠、精度高等优点。
学术术语来源---便携步态分析量化评价脊髓型颈椎病患者的步态特征文章亮点：文章的特点在于介绍了一种新的便携式临床步态分析方法，实现了便携、准确、长期的监测患者步态。
创新性的提出了5个新的步态参数：拔腿强度、摆腿强度、地面冲击、足落地控制和摆动前期角度，其中后4个步态参数在伴有步态异常的脊髓型颈椎病患者中出现明显异常。
关键词：组织构建；组织工程；脊髓型颈椎病；便携式步态分析仪；步态异常；步态；下肢神经功能；日本骨科学会评分；北京市自然科学基金主题词：颈椎；步态；下肢；压术, 外科摘要背景：步态改变是脊髓型颈椎病重要的诊断依据和手术指征；传统的三维步态实验室因操作复杂和耗时费力等原因，无法真正应用于临床前沿。
近些年，基于微型传感器的便携式步态分析设备逐渐兴起和发展，部分经过了临床应用验证，使患者在病房里进行步态分析成为现实。
目的：以便携式步态分析仪量化评估脊髓型颈椎病的步态特点。
方法：选择2013年3至11月连续住院治疗的15例伴有步态异常的脊髓型颈椎病患者纳入患者组，同期30例健康受试者纳入对照组。
受试者佩戴便携式步态分析仪在30 m的平地上来回自由行走120 m进行检测，共12个步态参数纳入研究，包括7个常用步态参数：单腿站立时间、双腿站立时间、步态周期时间、速度、步频、步长、跨步长及5个新定义的步态参数：拔腿强度、摆腿强度、地面反冲、足落地控制和摆动前期角度。
3例患者接受常规颈椎减压，治疗后1周佩戴颈托下地后再次进行步态测试。
结果与结论：与对照组相比，患者组患者的双腿站立时间和步态周期明显延长(P < 0.05)，速度、步频、步长、跨步长、摆腿强度、地面反冲、足落地控制和摆动前期角度明显减小(P < 0.05)，而单腿站立时间和拔腿强度差异无显著性意义(P > 0.05)。
生物力学实验报告
生物力学实验报告生物力学是研究生物体力学性质和运动特征的学科，它在医学、运动科学、机器人技术等领域都有广泛的应用。
本次实验旨在探究人体步态运动中的力学特征，并对步态运动进行分析和研究。
实验过程本次实验采用了三个步态周期的数据，包括了步行、慢跑和快跑三种情况。
采集数据的设备是一台光学运动捕捉系统，它可以通过对人体关节运动的跟踪，实现对步态运动的精准测量。
在实验前，我们先对实验被试进行了身体素质测试和运动能力评估，以确保实验的准确性和安全性。
实验结果通过对采集的数据进行分析，我们得到了步态运动中的一些重要参数。
首先，我们测量了步态周期和步长，发现步行、慢跑和快跑的步态周期分别是1.35秒、1.05秒和0.85秒，步长分别是0.6米、1.0米和1.2米。
这些数据表明，随着运动强度的增加，步态周期和步长都会发生变化。
我们测量了步态运动中的力学特征。
在步态运动中，身体的质心会不断地移动，因此我们测量了身体质心的水平移动距离和垂直移动距离。
实验结果表明，在步行、慢跑和快跑中，身体质心的水平移动距离分别是0.05米、0.2米和0.3米，垂直移动距离分别是0.02米、0.06米和0.1米。
这些数据表明，随着运动强度的增加，身体质心的移动距离也会增加。
我们分析了步态运动中的力学功率和能量消耗。
实验结果表明，在步行、慢跑和快跑中，身体的能量消耗分别是1.2焦耳、2.4焦耳和4.0焦耳，力学功率分别是0.08瓦、0.4瓦和1.0瓦。
这些数据表明，随着运动强度的增加，身体的能量消耗和力学功率都会增加。
结论通过本次实验，我们对步态运动的力学特征有了更深入的了解。
步态运动中的各项参数和特征都受到运动强度的影响，这为运动科学和医学研究提供了重要的参考。
同时，本次实验也验证了生物力学在研究人体运动特征中的重要作用，它可以帮助我们更好地理解和掌握人体运动的本质规律。
走路背后的生物动力学知识
走路背后的生物动力学知识从进化史上看，先祖开始直立行走是至关重要的一个环节。
如果从早期的猿人开始计算，人类直立行走的历史已经超过150万年。
这导致了人类与猿类的骨骼结构的差异，人体的结构是适应这种直立行走的。
语言，研究推测是在10万年前出现的，其中骨骼结构的分析是主要的依据之一。
图1：人类骨骼与猿人骨骼的比较新出生的婴儿，语言是需要学习的，但是直立行走是天生就会的，无需学习。
祖先的上百万年的经验，已经存储在人类的中枢神经系统中。
行走是一系列肌肉和骨骼的运动的组合，是由人体脊髓内的中枢模式发生器控制的，而不是大脑。
大脑只是给出出发的指令，行走本身是属于中枢神经系统的中枢模式发生器指挥的。
运动是动物维系个体生存和种族繁衍的基本功能之一。
运动一般可分为三大类:反射运动、随意运动和节律性运动。
反射运动是最简单、最基本的运动，它产生的运动有定型的轨迹;随意运动通常是为了达到某种目的而指向一定目标的运动；节律性运动介于这两类运动之间，如呼吸、咀嚼、行走等，这类运动可以随意开始或者停止，一旦开始，就能自动重复进行而不再需要意识的参与。
一般而言，产生节律运动活动的神经环路被称为中枢模式发生器。
对于人类，这个中枢模式发生器是在人体的脊髓中。
行走是指通过双脚的交互移动来安全、有效的转移人体的一种活动，是躯干、骨盆、下肢各关节及肌群的一种规律、协调的周期性运动。
步态是行走的行为特征，是一个人行走时的表现形式。
人在正常自然的条件下移动身体，交替迈出脚步的定型的姿态称为自然步态。
行走的控制是十分复杂的，包括中枢命令、身体平衡和协调控制，涉及下肢各关节和肌肉的协同运动，也与上肢和躯干的姿态有关，任何环节的失调都可能影响步态。
行走周期是指完成一个完整行走过程所需要的时间，即指自一侧腿向前迈步该足跟着地时起,至该足跟再次着地时止所用的时间。
在每个行走周期中,每一侧下肢都要经历一个与地面由接触到负重,再离地腾空向前挪动的过程；根据下肢在步行时的位置，可分为支撑相和摆动相）。
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Foot clearance
步态生物力学——步态周期
• 小结
踝关节 矢状面 运动
背屈
跖屈
足放平期 支撑反应期
蹬离期
使足顺利离地
步态生物力学——步态周期
• 小结
肌肉活动
支撑期（站立期）肌肉活动
步态生物力学
躯干倾向假肢侧
假肢原因：1）接受腔内缘太高，侧倾减少压痛 2）接受腔对线成外展姿势 3）假肢太短
步态生物力学
丛 燕
2015年6月4日 Email：cy-swallow@ 办公室：假肢楼610
步态生物力学——概述
• 什么是步态？
• 步态分析的方法
• 步态周期
• 你可以从步态分析中得到什么？ • 步态周期中的肌肉控制
步态生物力学——概述
• 什么是步态
脚移动的特定方式（美国字典）； 通过人类的肢体完成的移动（维基百科）； 描述的是行走的方式和方法 （Whittle，1996）。 需要身体大多数主要关节，特别是下肢关节的协调和互动
• 腓肠肌——外翻
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期
对侧趾离地到足跟离地
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期（ankle rocker）
• 特征： 1）下肢最大的负重期，足底筋 膜拉紧，维持足弓； 2）胫骨外旋，足开始旋后； 3）重心最高，最外侧。
如果身体不稳定时，此期缩短，将重心
迅速转移到另外一足，保持身体平衡。
足跟内外翻
胫骨的内外旋
膝关节屈伸
髋关节的内外旋
步态生物力学——步态周期
• 支撑相早期
支撑相 早期 足部问题多多
步态生物力学——步态周期
• 小结
摆动期
支撑中期
肌肉的活动主要在摆动期的开始和结束 在支撑中期，肌肉活动较少，负重
肌肉的主要作用是加速或减速
步态生物力学——步态周期
• 小结
支撑（站立）期 摆动期
步态生物力学——步态周期
• 小结
减速期 承重
屈膝、 屈髋、 足背屈
使脚顺 利离地
加速期
足跖屈 卷扬机制
步态生物力学
• 小结
体重
%步态周期
力线靠近关节中心，减小关节扭矩
步态生物力学——步态周期
• 小结
髋关节 矢状面 运动
屈髋
伸髋
摆动期
步态生物力学——步态周期
• 小结
膝关节 矢状面 运动
屈膝 减震
步态生物力学——步态周期
• 概述
1. 步态周期：一侧足跟着地开始到该足跟再次着地
2. 步态周期分段：2个相位（阶段），7个事件，7个分期
3. 每个阶段的特征和功能
步态生物力学——概述
• 行走过程中，人体重心的轨迹
垂直位移： 3~5 cm
侧向位移： 4 cm
步态生物力学——步态周期
• 步态周期：
• 对侧趾离地
足放平/前足接触
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
左脚趾离地 左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑 双足 支撑
左侧支撑期 左侧单支撑 右侧摆动期 双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
• 特征： 1）单支撑期 2）对侧摆动期
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间—距离变量
步频（cadence）：单位时间内行走的步数，90-140步/分钟
步速（velocity）：单位时间内行走的距离，1.2 m/s。
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间——距离变量
70岁女性患者在做了膝关节置换手术之前和之后步态参 数和同龄同性别群体的正常值的比较（评估手术效果）
鞋子磨损的位置 减震装置通常设在哪里
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期
• 踝关节背屈肌（胫骨前肌） 缓慢放平脚，防止拍打地面（离心收缩） • 髋关节伸肌群（臀大肌） 大腿减速，辅助伸膝关节
• 膝关节的伸肌和屈肌 稳定膝关节的位置（锁紧）
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
从初始着地期到对侧趾离地
步态生物力学——方法
• 仪器法：角度计（连续测量角度）
步态生物力学——方法
• 仪器法：角度计
髋关节
膝关节
踝关节
矢状面
步态生物力学——方法
• 仪器法：足底力
1. 压力传感器
walkway
鞋内压力传感器
步态生物力学——方法
• 仪器法——足底力
1. 压力传感器
裹脚
正常足
裹脚
步态生物力学——方法
• 仪器法——足底力
臀大肌
髂腰肌 腘绳肌
股四头肌 小腿三头肌
胫骨前肌
对侧趾离地 跟离地 对侧初始 着地期 膝关节最 胫骨垂直 大屈曲
初始着地期
趾离地
初始着地期
左侧支撑期
双足 支撑
左侧单支撑 右侧摆动期
双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
速度快慢如何影响
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 初始着地期（足着地期）
• 正常步态：足跟着地期 • 特征： 1）减速，躯干前移，足旋后，中立位 2）足与地面间有一个明显的冲击
步态生物力学——概述
• 什么是步态分析
病态步态可以帮助我们了解症状的起因。 通过步态分析医生可以做出诊断，是物理治疗和康复联系 的一部分。 除了临床上的应用，步态分析被广泛应用于运动训练来优
化和促进运动员的表现。
步态生物力学——用途
• 临床应用
了解人移动的特点
了解病因、诊断、干预、康复
步态生物力学——用途
患者原因：1）外展肌弱
2）残肢短 3）残肢外展 4）残肢敏感或疼痛
5）平衡不够
6）步态习惯
步态生物力学
步态生物力学
• 小结
1）在步态周期的各个时相中，足在吸收震动的灵活平面 和坚固推进的杠杆之间轮流变换。 2）步态时相与步速密切相关。
步态生物力学
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
步态生物力学——步态事件
步态生物力学——步态周期
• 摆动前期
对侧初始着地期到 趾离地期 对侧的支撑反应期
注意：属于支撑期
步态生物力学——步态周期
• 摆动前期
• 特征： 1）踝关节跖屈 2）髋关节主动屈曲
• 髋关节屈肌 (髂腰肌，股直肌) 抬腿、向前摆腿（向心收缩） • 踝关节跖屈肌 不活动
步态生物力学——步态周期
• 蹬离期（propulsion phase）
步态生物力学——步态周期
• 支撑中期（ankle rocker）
• 踝关节跖屈肌（比目鱼肌，离心收缩） 保持前足压在地板上
步态生物力学——步态周期
• 支撑后期
足跟离地到对侧初 始着地期
步态生物力学——步态周期
• 支撑后期
• 特征： 1）加速蹬离，足跖屈 2）足旋后（内翻） • 踝关节跖屈肌（比目鱼肌，向心收缩） 加速身体前移 • 髋关节屈肌 (髂腰肌) 为摆动期做准备
步态生物力学——方法
• 观察法
步态生物力学——方法
• 观察法
脊柱：前后侧弯 髋关节：环行或跨阈步态 膝关节：过伸或过屈 足：触地，旋转，蹬地
步态生物力学——方法
• 仪器法：时间——距离变量
单步长：左右足跟或足尖先后着地点间的距离
步宽：两足心间的距离
足角：足底中心线与前进方向夹角
复步长（跨步长）：同侧足跟（或足尖）前后两次着地点间的距离
一侧足跟着地开始到该足跟再次着地
站立期（支撑期） 摆动期
步态生物力学——步态周期
• 一个步态周期中右脚的位置
步态生物力学——步态事件
• 步态事件
初始着地期
胫骨垂直
对侧趾离地
膝关节最大屈曲
足跟离地
趾离地
对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
左脚趾离地
左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑
• 仪器法——三维运动分析系统
我们可以得到： • 身体各部位的位置和方向 • 关节角度 • 线性速度和加速度 • 角速度和加速度
步态生物力学
• 仪器法——肌电
侵入性肌电电极 表面肌电电极
步态生物力学——方法
• 尸体实验
无法在活体上做的实验，验证肌肉和力学模型
步态生物力学
• 小结
要想深入了解人体 运动的特点需要结 合各种测试手段。
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
• 特征： 1）双足支撑期
步态生物力学——步态事件
• 步态事件小结
足旋后，冲击，减速
右侧单支撑期
双足支撑期
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期（最易受伤）
最易跌倒
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
膝关节痛
步态生物力学——步态周期
• 支撑反应期
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧初始着地期
步态生物力学——步态事件
• 对侧趾离地
左脚趾离地 左脚初始着地期 左脚趾离地
左脚
双足 支撑
左侧摆动期 右侧单支撑 双足 支撑
左侧支撑期 左侧单支撑 右侧摆动期 双足 支撑
右脚
右侧支撑期
右脚初始着地期
右脚趾离地
右脚初始着地期
步态生物力学——步态周期