臀大肌和步态周期
步行是一种高度自动化的行为,但只顾着走却不了解到底发生了什么,直到在身体的某一部位出现疼痛,后续这种简单行走的动作就会让人感到非常痛苦。那么当我们行走的时候到底发生了什么?
步态周期
定义:一个步态周期是指在步行或跑步时发生的一系列事件,从一侧足接触地面开始,到同一侧足再次接触地面时结束。步态周期分为两个主要时相:支撑相和摆动相。
每一个周期从引导腿接触地面开始(也被称为“足跟触地”),经过一个摆动相,然后以同一侧足与地面的下一次触地而结束。支撑相被细分为足跟触地、支撑中期、和推进期三个阶段。
步态周期的支撑相和摆动相
人体步态是一系列非常复杂、协调的动作。另一种考虑步态周期的方法是,站立期是每个步态周期的负重部分,它是由足跟触地开始,并以同侧足的足尖离地结束。摆动相是由足尖离地开始,并以足跟触地结束。据估计,支撑相约占一个步态周期的60%而摆动相约占40%。
足跟触地
试想你的身体在支撑相右足跟触地前的姿势,右侧髖部是屈曲的状态,膝处伸展状态,足踝处于足背屈状态并伴随足旋后。胫骨前肌,借助于胫骨后肌,保持踝关节/足处于背屈和外翻姿势(外翻是被称为旋后的动作的一部分)。
脚在足跟触地前的位置
在正常的步态下,足以大约2度的旋外状态通过足跟触地来进行足接触地面的过程。然后,正常情况下足会从距下关节(STJ)5度~6度旋内位置,移到3度~4度的旋内位置,这将使足具备动态调整的适配功能。
肌筋膜连接
由于足的背屈和外翻,胫骨前肌(这是保持解剖学姿势的主要肌肉,连接于楔状骨内侧和第一跖骨)现在成了一个连接系统的一部分,我们将称之为肌筋膜吊索。
这个吊索,始于胫骨前肌的起始端,并继续与腓骨长肌(于第一跖骨和楔状骨内侧,与胫骨前肌一样)连接至它于腓骨头外上端的肌肉起始位。这个骨性标志也是股二头肌连接的地方。
吊索继续连接股二头肌和位于坐骨结节的起始臀大肌和步态周期位,在此处肌肉附着在结节状的骶结节韧带上。
通常,股二头肌直接连接到这个韧带而不是坐骨结节,可能30%的股二头肌直接连接到骶骨的下外侧角(ILA)然后,吊索作为骶结节韧带继续附着在骶骨下外侧角的下端,并通过筋膜连接到对侧的多裂肌和竖脊肌以及枕骨底侧。这种肌筋膜吊索被称为后纵吊索(PLS)。
人在步行中,被突出显示的后纵吊索肌群
因此,即使足接触地面之前,后纵韧带吊索也被筋膜拉紧;通过对股二头肌的附着,增加的张力集中于骶结节韧带。
这一连接将有助于骶骼关节的力封闭机制的进行;简单来说,这为需承重的步态周期的起始创造了一个稳定的骨盆。你也可能注意到,右侧髂骨在摆动期进行后旋,因为骶结节韧带的张力增加,这将有助于骶髂关节的锁定关闭。
后旋的右侧髂骨—拉紧的骶结节韧带
足跟触地前髖部将屈曲,膝伸展踝背屈,足旋后。胫骨前肌和胫骨后肌保持了踝关节和足部的位置,当你触地时,这两块肌肉通过离心收缩从而控制距下关节旋内的速率。
当右腿从足跟触地向足尖离地移动时,体重开始移动到右腿上,导致骨盆向右侧水平移动。继续运动至足尖离地时,右髋骨开始旋前,而左髋骨开始旋后。
步态的支撑中期,这时骨盆的自然旋前和骶结节韧带松弛来力。正是在支撑中期,臀大肌应该起伸展的作用。
臀大肌的收缩出现在支撑中期:与臀大肌回时收对侧的背阔肌,正是这块肌肉,通过所谓的反向旋转来伸展手臂,以协助步态当中的推进动作。
胸腰筋膜是一层结缔组织,位于臀大肌和对侧的背阔肌之间,由于臀大肌和背阔肌的收缩,该筋膜结构张力增加。此张力的增加将有助于通过力封闭来稳定站立腿的骶髂关节。
在足跟触地之前,当背阔肌因对手臂向前摆面被延展拉长时臀大肌将达到该运动状态下最大的伸展幅度。足跟触地意味着向步态推进期过渡,此时臀大肌的收缩与腘绳肌的收缩进行叠加。
臀大肌的激活与对侧背阔肌的收缩是同时发生的,它在推动腿部的回时伸展手臂,臀大肌和背阔肌的协同收缩产生胸腰筋膜的张力,这有助于释放巨大的能量以帮助肌肉运动,以减少步态周期的整体能量消耗。臀大肌的肌力和激活不足以被认为会降低步态效率。
一个人在跑步时,注意突出显示的后斜肌群
当我们从支撑中期进行到足跟抬起和推进时,足通过一个足底中间位置并开始旋后;足趾继续旋后运动。作为足在站立推进过程中旋后的结果,以及足跗骨关节受锁定在旋后的姿势的影响,足从一个移动的适配器(只在触地期间是这样)转换为一个刚性杠杆。
足掌起着刚性杠杆的作用(由于足跗骨关节间锁定的因素),在足趾离地之前的时刻,身体的重量更有效地被推进。
骨盆的运动
骶骨旋转和腰椎反向旋转
前斜肌群也与站立腿侧的髋内收肌、同侧腹内斜肌和对侧腹外斜肌协同工作。这些整合的肌肉收缩有助于站立腿保持整个身体的稳定,并协助骨盆前旋以达到理想的推进效果,从而为随后的足跟触地做准备。
一个跑步的人。突出显示前斜肌群
步态的摆动相利用了侧向吊索系统,因为我们已经进入了单腿站立的姿态。这个吊索将站立腿的臀中肌和臀小肌,以及同侧髋内收肌与对侧腰方肌(QL)相连接。左侧臀中肌和髋内收肌的收缩稳定了骨盆,而对侧腰方肌的激活将有助于骨盆的抬升;这将允许骨盆充分抬起,以允许腿部完成步态的摆动期。
以单次台阶迈步为例来说明步态的摆动期,突出显示侧向吊索肌群
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