analysis__of__normal__gait

Report
Namyangju Reha. Hospital
Dept. of Physical Therapy
Lee Dong-Jin, PT
Gait Cycle
 Walking uses a repetitious
sequence of limb motion
move the body forward while
simultaneously maintaining
stance stability.
Cycle Divisions
Floor Contact Periods
 Stance
Initial Double Stance
Single Limb Support
Terminal Double Stance
 Swing
60%
10%
40%
10%
40%
Stride & Step
Stride & Step
Divisions of the Gait Cycle
1단계 : Initial Contact
(heel strike)
• 보행주기 중 0~2%에 해당
- 체중부하 패턴을 결정
- Heel Rocker가 작용한다.
• 주요사건 : Heel Strike
• 작용근육 : Gluteus maximus, hamstring,
tibialis anterior, qudriceps(eccentric)
• Hip : 30도 Flex
-Vector : 전방
• knee : Ext(2도 Flex)
- Vector : 전방
• Ankle : neutral
- Vextor : 후방
2단계 : Loading Response
(foot flat)
• 보행주기 중 0 ~ 10%에 해당
- Initial Double Limb Stance.
- 반대측이 IS 될 때까지 지속.
- 충격흡수, 체중부하 안정성, 전진기능
• 주요사건 : Knee,Ankle Flex 제한, Hip jt
안정화
• 작용근육 : gluteus maximus, quadriceps,
biceps femoris, tensor fascia latae
• Hip : 30° Flex, Add, I/R
- Vector : 전방
• Knee : 18°Flex, Valgus, Tibia I/R
- Vector : 후방
• Ankle : 10°plantarflexion, Pronation
- Vector : 후방
- 충격흡수, Tibia Advance
3단계 : Mid Stance
• 보행주기 중 10~30%에 해당
- 반대측 :MSw~TSw 직전까지
- 하지와 체간을 안정하고, Stance 쪽 발을
지나도록 진행시킨다.
- 안정성이 Knee jt에서 Ankle jt로 이동.
• 중요사건 : Ankle dorsiflexion제한, Knee jt
신전, Hip jt의 안정화
• 작용근육 : quadriceps M, Calf M(eccentric)
• Hip : 30°Flex → 5°Ext으로
- Vector : 후방
• Knee : 18°Flex → 5°Ext으로
- Vector : 전방
• Ankle : 7° P/F → 4°D/F으로
- Vector : 전방
4단계 : Terminal stance
(heel off)
•
보행주기
- 반대측
- 체중이
체간을
중 30~50%에 해당
: IC직전까지
발의 전반부 이동하는 단계이며,
앞으로 이동시킨다.
• 주요사건 : Heel Push off
• 작용근육 : soleus, gastrocnemius(eccentric)
T.F.L(Hip Flex, Abd역할)
• Hip : hyper Ext, Add, I/R
- Vector : 후방
• Knee : 0~5°Flex, Tibia E/R
- Vector : 전방
• Ankle : 10°D/F, Supination
- vector : 전방
5단계 : Pre Swing
(toe off)
• 보행주기 중 50~60%에 해당
- 반대측 : IC부터 시작
- 체중 전이가 일어나는 단계
(Terminal Double support)
- 체중은 MP관절에서 반대측 다리로 이동
• 주요사건 : Knee Flex
• 작용근육 : Calf M 작용은 점차 소실되며
Adductor Magnus, Rectus Femoris
가 작용한다.
• Hip : hyper Ext. 에서 Gracillis, Sartorius
의 작용으로 점차 Flex, Abd, I/R
- Vector : 후방
• Knee : 수동적으로 Flex
- Vector : 후방
• Ankle : 20°plantar flexion
- Vector : 전방 (MP)
6단계 : Initial Swing
(acceleration)
• 보행주기 중 60~73%에 해당
- Toe off에서 시작.
- 하지를 전방으로 이동하는 단계.
• 중요사건 : Knee, Hip Flex
• 작용근육 : biceps femoris, sartorius,
gracillis, tibialis anterior,
iliacus
• Hip : gracillis에 의해 20°Flex
• Knee : biceps femoris 에 의해 60°까지
Flex
• Ankle : 20°P/F에서 tibialis anterior의 작
으로 인해 Neutral 상태로.
7단계 : Mid Swing
• 보행주기 중 70~85%에 해당
- 하지가 전방으로 나가며, Knee jt 직각 될
때까지.
- 하지를 전방으로 이동하는 단계
(근육 활동 최저시기)
• 주요사건 : Ankle dorsiflexion, Hip Flex
• 작용근육 : Hip Flexor, Pretibial m
• Hip : 30°Flex 유지
• Knee : 대퇴의 전진으로 인한 수동적 Ext
• Ankle : Neutral 상태유지,
Tibialis anterior 의 isometric C
8단계 : Terminal Swing
(deceleration)
• 보행주기 중 85~100%에 해당
- Tibia 직각에서 발이 닿을 때까지.
- 하지를 전방으로 이동하는 단계
• 주요사건 : Hip, Knee의 감속, Knee Ext,
Ankle D/F
• 작용근육 : Hamstring, Quadriceps, Pretialis
m.
• Hip : Hastring 작용으로 인해 Flex 제한
• Knee : Hastring 작용으로 인해 MSw시에 Ext되는
Knee jt를 제한, Quadriceps작용하여
Knee Ext유지
• Ankle : Tibialis anterior의 작용으로 netutal
이나 5°P/F
Head, Trunk, Pelvic 운동양상
<Head and Trunk>
<Pelvic>
1. 수직 변위
- 2.5 ~ 4.5 cm
- 최대하방 변위 : LR , PSw (DS 단계)
- 최대상방 변위 : TSt, MSw (SS 단계)
• 지지하는 Hip jt에서 운동 발생
2. 측 변위
- 평균 4.5cm
- stance 쪽으로 일어난다.
2. Coronal plane
- anterior tilt 4°
3. 전방 변위
- 천골 : 23cm/sec
- 흉부 : 14cm/sec
- 두부 : 2cm/sec
1. Sagjital plane
- pelvic drop 4°
3. Transverse plane
- rotation 10°
vertical displacement of trunk during
a stride indicated by head height
Lateral displacement of
trunk during a stride
Motion of the pelvis during walking
Head, Trunk, Pelvic 근육활동
<체간의 근육>

Erect spine
- 반대측 하지의 IC때 작용
- 동측 하지 TSt후기에 최대 작용

Multifidus, Rotatores, QL m.
- IC시 양측모두 작용

External obliques
- MSw후기, TSt의 초기에 작용

Rectus abdominis
<골반>

Gluteus maximus, Gluteus medius
- TSw후기에서 시작 MSt중간까지 작용
- LR시에 최대 작용을 보인다.
Arm 의 운동양상과 근육활동
팔은 보행시 몸의 나머지 부분과는 반대로 움직이며, 하지의 이동역학에 의한 몸의 회전을 최소
한으로 줄이기 위한 반력(Counter force)을 제공한다.
<운동 양상>
<근육 활동>
1. Shoulder jt
- IC에서 최대 Ext 8°
- TSt에서 최대 Flex 24°
1. supraspinatus, upper trapezius 가 가장
활동 적이다.
- IC부터 시작 TSw후기까지 작용
2. Elbow jt
- 반대측 하지 IC시 최대 Flex 44°
- 동측하지 IC시 shoulder jt와 함께 최대
Ext 20 °
2. middle, posterior deltoid
- 팔의 Flex이 끝나는 순간부터 계속
3. Latissimus dorsi, Teres major
- shoulder jt Ext말기(LR)
- shoulder jt Ext초기(PS)
Arm swing during normal free walk
입각기의 근육 조절 형태
1. Terminal Swing(Initial Contact, heel strike)
1. Hamstring
- Hamstring은 MSt말기에서 활성화 되어 TSw 초기에 활동
- Hip Flex 억제
- Knee Hyper-Ext을 방지한다.
- TSw 후반부터는 Hamstring의 작용이 감소한다.
2. Hip Extensor ( Adductor Magnus, Gluteus Maximus)
- Hamstring의 작용이 감소하면서 이들 근육이 활성화된다.
- Quadriceps 가 Knee Ext을 유지하기 위해 Hamstring과 반대로 작용.
- Tibialis anterior가 재활성화 되어 Ankle Dorsiflexion을 유지한다.
입각기의 근육 조절 형태
2. Loading Response(foot flat)
1. Hip joint
- Hip Extensor( Adductor Magnus, Gluteus Maximus inferior)가 Femur에 붙어
Hip,Knee, Ext을 담당
- Hip Abductor ( Gluteus Matimus superior, Gluteus medius)는 Femur 안정성을
강화.
2. Knee Joint
- Quadriceps가 Heel Rocker에 의해 시작되는 Knee jt 의 Flex을 제한하여 weight
bearing에 안정성을 제공한다.
3. Ankle Joint
- Tibialis anterior가 LR초기에 eccentric으로 최대활동하며, weight bearing동
안 충격흡수를 위하여 Knee Flex 초기에 heel rocker를 제공한다.
입각기의 근육 조절 형태
3. Mid Stance & Terminal Stance(heel off)
1. Soleus
- 가장 먼저 활성화 되는 근육이며, Forefoot이 접촉 되었을 때 Plantarflexion시
킨다.
- Tibia가 Femur보다 늦게 나가게 하여 Knee를 Ext 시켜 결과적으로 Hip jt Ext시
킨다.
- TSt후반에 최대 작용
2. Gastrocnimius
- Soleus 작용 후 작용하며, 이는 Knee Flex과 연관이 있다. (2 jt 근육)
3. Flexor Digitorum
- Forefoot으로 체중지지 시, 지지하는 면적을 크게하며, PS시기에 작용이 끝남.
유각기의 근육 조절 형태
1. Pre Swing
1. Hip adductor ( Adductor longus)
- Addutor longus 는 Hip abduction 제한하기위해 활성화되며, Hip Flex시킨다.
2. Rectus femoris
- PS말기에 활성화되어 Knee hyper Flex을 제한하며, Hip jt 를 Flex시켜 하지가
전진 되는 것을 돕는다.
3. Tibialis anterior
- PS ½후에 활동적이 되며 Plantarflexion을 제한한다.
유각기의 근육 조절 형태
2. Initial Swing
1. Sartorius, Iliacus, Gracilis
- 이들 근육이 수축하여 Femur를 전방으로 전진시킨다.
2. Biceps femoris(short head)
- Knee Flex시킨다. – foot lift를 위해.
3. Tibialis anterior
- PS에서 시작하여 IS까지 지속하며, Pantarflexion상태의 발을 들어올리는 역할
은 한다.
What is Loading Response
Why is Loading response ?

전체 주기 중 10%에 해당하는 단계이며,

가장 강력한 근육 작용이 일어나는 단계이다.

다른 단계와는 달리 근육이 Eccentric work을 한다.

1/10초 정도로 빠르게 일어난다. 이 속도는 기능적으로 매우 중요하다.

Motor Control 능력이 Poor인 사람은 이 기능을 수행할 수 없다.

Motor Control이 정상일지라도 기능적 LR능력을 잃을 수 있다.

이렇듯 LR는 높은 수준의 motor control 능력을 필요로 한다.

기능적으로는 충격흡수, 체중부하 안정성, 전방 전진 유지 등의 기능이 나타나는 단계이다.

근육 활동 시 행동을 조절하려면(Motor control)Eccentric work을 해야한다.
Why is Loading response ?
 Mobility : 움직임을 시작하거나, 특정한 목적을 위해 신체의 자세를 갖추는 능력,
관절유착, 근육약화, 통증, 협응력 상실, 심부감각 소실, 인지능력 상실
Agnosia, Apraxia 등의 요인에 의해 Mobility 가 제한된다.
 Stability : 특정한 환경적 상태에서 과제를 수행할 때 요구되는 능력.
- 주동근과 길항근의 협력수축이 필수적이며, 이러한 자세 조절은 무의식적으로
발생한다.
- eccentric contraction에 능력에 의해 Stability가 발생한다.
 Conntrolled Mobility : 한쪽이 움직일 때 다른 한쪽은 안정성을 갖추는 능력.
- Mst 시 Knee jt 안정되어 있을 때 Foot 과 Hip이 움직이는 경우.
What is Loading response ?
Gait cycle
Stance
Swing
Weight Acceptance
Initial Contact
Loading Response
Single Limb Support
Mid Stance
Terminal Stance
Pre Swing
What is Loading response ?
 LR 의 시작 시기
- TSw 마지막 부분(바닥 1cm위)부터…
 LR의 기능적인 목적
- 다른 다리로 체중이 옮겨 가는 것을 조절한다.
 LR시기의 수행과제
- shock absorption
- preservation of progression
- weight-bearing stability
What Happens During
Loading Response ? (leg)
 Hip jt : 30°Flex
- Transverse : E/R 에서 I/R 된다.
- Coronal : slight adduction 된다.
 Knee jt : 0 ~ 10°Flex
- LR 시작시에는 HyperExtension 에서 10°Flexion된다.
 Ankle jt : Neutral ~ 10°도 P/F ~ Neutral
 Subtalar jt : Eversion (Pronation)
 Talar jt : Extension
What Happens During
Loading Response ? (arm&trunk)
 Contralateral leg : Pre Swing
 Ipsilateral leg : Ext 에서 Felx 으로 swing
 Contralateral arm : Ext쪽으로 움직인다.
 Trunk : Elect
What Happens During
Loading Response ? (Vector&Torque)
 Hip jt : Torque into Flexion, Adduction, I/R
 Knee jt : Torque into Flexion
 Ankle jt : Torque into P/F
→ Torque into D/F
Loading Response 의
Neutral Vector line
Posterior
Elevation

Force Vector : Hip (앞), Knee , Ankle(뒤)

LR 시의 Vector line은 cranial-dorsal에서
caudal-ventral 쪽을 지나는 대각선에 위치
한다.

이때의 선은 Pelvic이나 Scapular의 Post.
Elev , Ant. depr groove 방향과 거의 평행
하다.

따라서 이 두개 패턴의 groove는 LR와 관련
된 근육을 촉진하는데 매우 유용한 패턴이
다.
Anterior
Depression
Proposal for Facilitation
of Loading Response (1)
 촉진을 위한 하지 관절의 위치
- 동측 ~ Hip : 30°Flex, Knee : 15°Flex, Ankle : Neutral
- 반대측 ~ Leg : Ext , Trunk & Head : Neutral
 Approximation for Knee & Ankle
- Heel이 닿아 있는 Kinematic chain 에서 실시한다.
- 이는 동작에 필요한 적당한 근육 작용을 촉진할 수 있다.
Proposal for Facilitation
of Loading Response (2)
 Weight Shift(LR)를 위한 전통적 촉진
방법
- 전통적인 방법은 체중부하를 촉진하
기 위해, 저항과 압력을 ventral쪽에
서 작용한다.
- 체간의 정력 상태가 불량하고 고관
절 신전 능력이 저하된 경우에는 유용
한 촉진 방법이다.
Proposal for Facilitation
of Loading Response (3)

Weight shift(LR)를 위한 방법적 제안
- 뒷 걸음이나 계단을 내려 올 때 적용하는
것처럼 저항과 압력을 dorsal쪽에서 적용한
다.
- Eccentric perfomance를 결합하여 적용한
다.
- 구두지시 : “내가 천천히 앞쪽을 밀테니,
힘에 대항하며 천천히 내려놓으세요.”
- Knee & Ankle 의 Shock absorption 기능을
촉진한다.
- Wedge등을 사용하여 eccentric Knee
extensor의 활동을 촉진한다.
Standing에서 LR 촉진하기

Contact 과 촉진
1. Right hand
- starting : Iliac crest
Approximation 적용 위해
- end : Greater trochanter fossa
Hip Ext. Rotator 촉진 위해
2. Left hand
- starting : Tibia Inner part
tibia를 앞쪽으로 당긴다.
- end : Tibia Int. Rotator를 촉진한다.
Sidelying에서 LR 촉진하기

Contact과 촉진
1. Starting
- 치료사는 Vector 방향으로 Approximation
- 환자는 forefoot를 떼고 있다.
2. End
- 환자는 forefoot을 벽에 댄다.
- 치료사는 Pelvic을 Ant. depr시킨다.

Quadriceps, Ext. Rotator, Abductor를 촉
진하기 위해 한 손을 Thigh로 옮길 수 있
다.
Normal Gait
Reference



Jacquelin Perry . GAIT ANALYSIS Normal and Pathological Function, 1992
Adler SS, Beckers D, Buck M. PNF in practice. 2nded , Springer, 2000
David J. Magee . Orthopedic Physical Assessment. 3rded . W. B. Saunders. 1998
Thank You!

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