下肢肌力失衡造成姿势和步态异常

　　01.髋伸展肌无力

　　

　　参与髋关节伸展的肌肉：

　　1.臀大肌

　　2.半腱肌

　　3.半膜肌

　　4臀中肌和臀小肌

　　5.大收肌

　　6.股二头肌

　　在人体站立位水平面上，伸髋肌和屈髋肌维持骨盆于一个不稳定的平衡状态。身体上部重力线与髋关节屈-伸轴准确相交，两组肌肉都通过最小程度的做功来维持人体直立位平衡。

　　

　　重力线正常路径

　　若伸肌无力，相对强大的屈肌张力会向前牵拉骨盆。骨盆前倾导致重心转移至屈-伸轴前方。

　　鉴于患者无法主动代偿这一重心转移，其必须用一些被动的措施来抵消屈肌的牵拉力。

　　上身后倾将使骨盆被动回位，反过来会导致髋关节过伸。此时，上身重力线位于髋关节屈-伸轴的后方。此时躯干前部肌肉过度激活。

　　

　　上身后倾缓解伸髋肌无力

　　髂股韧带可防止髋关节过伸，也可限制骨盆过度后倾，从而为患者提供被动稳定，允许其在伸肌无力时仍然可维持站立。

　　02.髋屈曲肌短缩

　　

　　参与髋关节屈曲的肌肉：

　　1.髂腰肌

　　2.股直肌

　　3.阔筋膜张肌

　　4.缝匠肌

　　根据关节的哪一部分作为固定臂，哪一部分作为移动臂，屈髋可通过如下两种不同的方式完成：

　　如果骨盆固定，则通过抬高下肢完成屈髋，如行走时摆动下肢。如果下肢固定，患者则通过倾斜骨盆完成屈髋，如站立时上身前倾。

　　如果大腿固定，屈髋肌挛缩会导致骨盆前倾，身体重力线前移。为抵消这一偏移，身体会有几种自发的代偿性机制：腰椎过度前凸、轻度屈膝和踝关节过伸。

　　

　　双侧屈髋肌短缩

　　如果单侧屈髋肌短缩或一侧短缩更明显，则受累侧骨盆前倾更加明显。在下肢，屈膝可用于代偿患侧挛缩。骨盆倾斜和屈膝会导致下肢功能性短缩，从而使受累侧骨盆下垂。

　　

　　单侧屈髋肌短缩及其对骨盆和脊柱的影响

　　a，侧面观 b，正面观

　　此外，骨盆倾斜还会导致脊柱侧弯。如果存在单侧髋关节挛缩，步行时受累侧下肢支撑相末期会出现上身前倾。正常步行时此期应出现的髋关节伸展被短缩的肌肉所阻碍。当负重转移至未受累侧时，上身可恢复直立位。特征性的步行模式是上身前后摆动（摇摆木马步态）。

　　03.髋外展肌和内收肌短缩

　　

　　参与髋关节外展的肌肉：

　　1.臀中肌和臀小肌

　　2.阔筋膜张肌

　　3.臀大肌

　　

　　参与髋关节内收的肌肉：

　　1，短收肌、长收肌和大收肌

　　2，臀大肌

　　3a，半腱肌

　　3b，半膜肌

　　4，股二头肌

　　5，股薄肌

　　6，耻骨肌

　　髋外展肌或内收肌挛缩一般会导致额面上骨盆的移位。这意味着双下肢负重轴与理论上穿过双髋关节的水平线之间夹角发生变化。

　　即使是轻微短缩，其所造成的移位也会导致双腿负重不对称，继而导致两侧骶髂关节压力不同。如短缩进一步加剧，腿部长度差异所引起的功能变化会变得十分明显。可让患者站立在两个不同的秤上以确定双腿负重的不对称情况。

　　髋外展肌挛缩会导致患腿功能性延长，而髋内收肌挛缩会导致患腿功能性短缩。患者会通过屈膝或外展功能性长度增加侧的髋关节来代偿下肢长度差异造成的影响。因骨盆倾斜，脊柱整体表现为侧弯。

　　

　　双腿长度相等时重力线轨迹和下肢负重轴

　　

　　髋外展或髋内收肌短缩时重力线轨迹和下肢负重轴

　　04.髋外展肌无力

　　髋外展肌可在额面上维持骨盆的稳定性，在患者单腿站立或步态支撑相时此功能表现得更加明显，在这些情况下，髋外展肌单独可负责骨盆在额面上的稳定性。

　　在支撑相，因支撑腿髋关节旋转中心周围部分体重(部分体重等于体重减去支撑腿重量)的负荷，骨盆存在下沉倾向。

　　如果将骨盆视为以髋关节为旋转中心的双臂杠杆，部分体重(P)和髋外展肌力(M)分别作用于骨盆，这意味着外展肌力在单足站立位时足以维持骨盆在水平位。

　　

　　单下肢站立时髋外展肌维持骨盆稳定

　　功能性部分瘫痪，如髋关节术后，可引起髋外展肌无力

　　如髋外展肌肌力减弱，可出现以下代偿表现:

　　·Trendelenburg 征:患肢支撑相时，患者无法在额面上维持部分体重平衡，骨盆向非受累侧倾斜。如双侧外展肌无力，可观察到“猫步。

　　

　　Trendelenburg 征

　　·Duchenne 征：支撑相时，患者试图将上身向患侧倾斜越过髋关节轴心以代偿外展肌力下降。身体重心越过髋关节轴心改变了外展肌的力臂，从而使其产生的肌力最小(鸭步)。单下肢站立时髋外展肌维持骨盆。

　　

　　Duchenne 征

　　05.股四头肌无力

　　股四头肌是跨双关节的肌肉。股直肌是股四头肌的一部分，可屈曲髋关节；所有四个部分都可伸展膝关节。因股四头肌是唯一的伸膝肌，其无力主表现为伸膝无力。因为其他屈髋肌可以代偿股四头肌的无力，故屈髋时股四头肌无力临床表现不明显。

　　因此，下文将主要描述伸膝功能障碍。

　　为更好地理解膝关节稳定机制，首先必须描述身体重力线轨迹与膝关节屈/伸轴之间的关系。膝关节一开始屈曲，身体重力线即转移至关节运动轴的后方，股四头肌主动收缩以提供膝关节稳定性。

　　

　　股四头肌肌力正常时负重轴的轨迹

　　如果膝关节过伸，身体重力线将转移至运动轴前方，关节后方关节囊韧带结构会替代股四头肌以维持膝关节稳定。

　　

　　股四头肌无力时负重轴的轨迹

　　患者可通过倾斜骨盆带动上身前倾从而使重力线转移至运动轴前方。如果股四头肌无力，患者可通过这一代偿性机制被动固定膝关节于伸膝位。在步行周期中，因为此期单腿承担了全部重量，负重相膝过伸增加。股四头肌功能性部分瘫痪可见于膝关节术后，是手术的一种并发症。

　　患者难以完成或需要帮助才能完成爬楼梯、从坐位和下蹲位站起等日常活动。

　　06.腘绳肌无力

　　除股二头肌短头外，腘绳肌也为跨双关节肌，可屈膝和伸髋。若腘绳肌无力，屈膝和伸髋功能都会受损。

　　

　　在患者直立和正常步态情况下，腘绳肌可伸髋，而几乎不需臀大肌的辅助。此外，作为最有力的屈膝肌，腘绳肌是膝关节后方的主动稳定结构。患者站立时，若腘绳肌无力，会因伸髋肌力不足而表现为骨盆前前倾；同时，因关节后方肌肉稳定性不足，膝关节出现过伸。

　　患者站立时，腘绳肌无力的临床表现类似于股四头肌无力。如果股四头肌无力，可通过主动屈髋将重心移至负重轴，使膝关节过伸。步行周期中、若腘绳肌无力，会导致单腿负重增加，可观察到支撑相膝过伸增加。

　　07.小腿三头肌短缩

　　小腿三头肌，顾名思义由三个头组成：腓肠肌内、外侧头和比目鱼肌。三者肌腱共同合成跟腱并止于跟骨结节，功能为跖屈踝关节并使距下关节旋后。除小腿三头肌外，跖肌也有相似功能的，也可能发生短缩。

　　腓肠肌起自股骨内外侧髁，因此也可屈膝。

　　小腿三头肌的功能对屈膝肌力的重要性略低，但腓肠肌可在踝背伸时限制膝关节过伸。其对踝关节的作用还取决于膝关节屈曲的程度。伸膝时，腓肠肌已被牵伸，因而可充分收缩产生力量。当膝关节屈曲，腓肠肌松弛，不能实现踝关节跖屈。

　　小腿三头肌短缩会导致踝跖屈和距下关节旋后增加，称为足下垂。站立时，患者可通过屈膝以抵消功能性下肢长度增加。

　　

　　小腿三头肌短缩伴足下垂（白色图示）。

　　患者可通过屈膝相对延长肌肉长度以实现踝关节充分伸展。

　　步行时，患肢支撑相始于前足触地。足跟并不着地，支撑相缩短且始终保持屈膝状态。摆动相屈髋和屈膝程度必须增加以利于功能性延长的患肢完成足廓清。小腿三头肌短缩常见于跟腱断裂后。

　　08.踝背屈肌无力

　　正常步行摆动下肢足趾离地后，前足离地。这一抬离过程始于足趾伸展和踝关节背屈。

　　如踝背屈肌无力或瘫痪，患者可通过增加髋关节和膝关节的屈曲来代偿踝背屈丧失。这意味着在摆动相时患者必须将腿抬得更高以使前足离地。在随后的支撑相，首先着地的是下垂的足尖而不是通常先着地的足跟。此种步态称“跨阀步态”或“高阶步态”，以踝背屈肌功能缺失为特征。

　　踝背屈肌无力通常由椎间盘突出或小腿前筋膜室综合征所引起。

　　

　　正常步态

　　

　　踝背屈肌无力导致屈髋、屈膝增加

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