GAIT
Ⅰ. Normal Gait
1. Definition of Gait
⑴ Gait란 walking 모양이나 태도를 나타내는 말.
⑵ 인체의 보행은 하지의 여러 관절에서 잘 조화된 역학운동이 동시에 일어나 몸의 중심을 완만하게 전환시키는 복잡한 과정.
⑶ Swing phase와 stance를 교대로 하는 양하지의 율동적인 운동으로 신체를 한 지점에서 다른 지점으로 옮겨가는 행위.
2. Phase of gait cycle.
° 한쪽 발 뒤꿈치가 땅에 닿는 시기부터 동측발 뒤꿈치가 땅에 닿는 시기.
° 두 stance phase와 두 swing phase로 구성.
1) Stance phase(support phase)
⑴ 한쪽 발 뒤꿈치가 땅에 닿는 시기부터 동측 발가락이 지면을 떠나는 시기까지.
⑵ 보행주기의 60%
가. Heel strike(initial contact)
나. Foot flat(loading response)
다. Midstance
라. Heel off(terminal stance)
마. Toe off(pre-swing)
2) Swing phase
⑴ 발끝밀기가 끝난 직후부터 다시 발 뒤꿈치가 땋에 닿기 직전까지.
⑵ 보행주기의 40%
가. Acceleration(initial swing)
나. Midswing
다. Deceleration(terminal swing)
3) Double support period
가. 양하지가 동시에 땅에 닿게 되는 시기.
나. 한쪽발의 heel stride와 반대 발의 toe off 상태에서 일어난다.
다. 보행주기의 25%
4) 거리와 시간의 변수들
⑴ Stride length
가. 한쪽발의 heel strike에서 동측발의 heel strike 사이의 거리
나. Hip joint의 위치가 낮을수록 길다.
⑵ Step length
가. 한쪽발 heel strike에서 반대측발 heel strike 사이의 거리.
⑶ Stride width
가. 좌우 발사이의 폭, 2~3 inch.
⑷ Walking velocity
가. 보폭을 소요시간으로 나눈 것.
⑸ Cadence(walking rate)
가. 단위 시간당 보행수.
⑹ 발목각도
가. 보행의 진행 방향선과 발의 장축(발뒤꿈치와 2번째 발가락을 연결한 선)과 이루는 각도.
나. 정상의 경우 7°
3. 보행주기의 생체역학적 분석.
1) 정상보행의 특징
⑴ COG(Center of graity)의 이동
° 신장의 55% 높이인 S2 전방에 위치, 개인차는 ±1.25%
° 보행시 vertical & lateral displacement
가. Vertical displacement
① 보행주기 중 2회 발생.
② 이동진폭 - 5㎝
나. Lateral displacement
① 좌우 각각 1회.
② 이동진폭 - 5㎝
⑵ Pelvic rotation
가. 수평면에서 전후로 4°씩 총 8°회전.
⑶ Pelvic tilt.
가. Swing 하는 쪽의 골반이 수평면에서 약 5°정도 post. tilt.
나. Supporting leg의 내전 상태를 hip abductor muscle이 조절.
⑷ Knee motion during the stance phase
가. Heel strike - extension
나. Foot flat - flexion.
다. Midstance - extension.
라. Heel off - flexion
마. Toe off - extension
⑸ Ankle joint와 knee joint의 관계
가. Knee joint flexion - ankle joint plantar flexion
나. Knee joint extension - ankle joint dorsiflexion
다. COG의 위치가 수직방향에서의 차이를 적게하려는 역할
⑹ Pelvic displacement(lateral motion of pelvis)
가. Supporting leg측으로 측방 이동 - 5㎝
나. Supporting leg측의 hip joint의 상대적인 adduction으로 성취.
2) Summarise.
⑴ 각 관절의 운동과 gravity line의 위치.
⑵ 보행시 근육의 활동,
가. Heel strike - foot flat.
① Gluteus maximus & hamstring concentric contraction
② Quadriceps muscle eccentric contraction
③ Dorsiflexor or eccentric contraction
④ Hip abductor muscle lateral stability 제공.
나. Foot flat - midstance
① Gluteus maximus concentric contraction
② Quadriceps concentric contraction
③ Plantar flexor - tibia의 전방 움직임을 제한하기 위해 eccentric contraction
다. Midstance - heel off
① Hip flexor eccentric contraction
② Plantar flexor eccentric contraction
라. Heel off - toe off
① Iliopsoas muscle, adductor muscle concentric contraction.
② Quadriceps eccentric contraction
③ Calf muscle concentric contraction
마. Acceleration
① Hip flexor concentric contraction
② Knee flexor concentric contraction
③ Dorsiflexor ankle mid-position 유지위해 concentric contraction
바. Midswing
① Hip flexor concentric contraction
② Knee muscle action 없음
③ Dorsiflexor active
Ⅱ. Abnormal Gait
1. 평가
1) 일반적인 소견
⑴ 보행운동의 대칭성
⑵ Strike length.
⑶ 운동의 원활성(비틀거림, unbalance, spasticity)
⑷ 팔의 움직임(흔드는 정도의 크기와 범위)
⑸ 체간의 운동(전후․좌우 경사, 동작의 경직성)
⑹ 몸의 상하 움직임(과도한 움직임과 원활성 유무)
2) 특수한 소견
⑴ 머리의 위치
⑵ 어깨의 높이
⑶ 골반의 전후방 경사도
⑷ Hip joint의 ROM
⑸ Knee joint의 stability와 굴곡 신전의 정도
⑹ Ankle joint motion
⑺ 발바닥 상태
2. 원인
1) 구조상의 결함
2) Pain
3) CNS, PNS, 근육계 손상
3. 종류 및 특징
1) 신체 구조상의 결함
⑴ 하지 길이의 차이
가. 3㎝ 미만
① 어깨와 골반이 하강
② 건쪽 하지 swing phase시 hip, knee, ankle 과도하게 굴곡
⑵ Hip joint contracture
° Swing phase시 하지를 흔들어 내딛기 때문에 대상작용으로 요추의 후만 작용
⑶ Knee joint flexion contracture
° 하지 길이 차이와 같은 결과
가. 30°이하 - 빠른 걸음을 제외하고는 정상보행
나. 30°이상 - 항상 limping gait
⑷ Knee joint extension contracture
가. Hip joint의 심한 circumduction
나. Heel strike시 심한 충격
⑸ Ankle joint contracture
가. 첨족기형(equinus deformity)
① 한쪽 하지가 길어진 경우와 같은 결과
② Swing phase시 knee joint의 과도 굴곡
③ Heel strike시 heel보다 toe가 먼저 닿는다
나. 종족기형(calcaneus deformity)
① 발끝이 지면에 닿을 때와 heel off, toe off시 힘이 부족
2) Pain에 의한 이상보행
⑴ 일반적 pain
° 환측 하지의 weight bearing을 피하고 stance phase가 짧아진다
⑵ 요통(천장골통, sacroiliac pain)
가. 양측 pain
① 보행의 속도가 느려지고 보폭이 짧아진다
나. 편측 pain
① 건측으로 몸이 기울어지고 약간 전방으로 굴곡
⑶ Painful-hip gait, coxalgia gait
가. Osteoarthritis와 같은 병변시
나. Swing phase시 hip flexion decrease
① Stance phase 말기시 hip hyperextension decrease
→ 한 step이 짧아지고 swing phase시 명확한 swing을 하지 못하므로 supporting leg는 발끝 부분에서 체중지지
다. 환측의 stance phase는 짧아지고 swing phase는 길어진다
라. 보행시 환측의 어깨는 하강
마. 환측 hip은 pain을 감소하기 위해 abduction, ext. rotation, flexion
⑷ Painful knee gait
가. 노인이나 osteoarthritis시
나. Knee joint의 ext. rotation, pelvic rotation
다. 환측의 step과 stance phase 짧아짐
3) CNS injury
⑴ Hemiplegia
가. 환측 상완의 swing 상실
나. 환측 어깨 하강, elbow flexion → 균형유지에 지장 초래
다. Knee extension → swing phase시 flexion limit
라. Ankle dorsiflexion 기능 상실 → swing phase시 정확하게 발을 지면에서 뗄 수 없다.
마. Circumduction → hip abduction, 골반거상, 체간 측방굴곡 → flexion, ankle dorsiflexion 대상
⑵ Parkinson's disease(basal ganglia lesion)
가. Standing position시 knee, hip flexion, trunk 전방굴곡 형태, 지속적인 tremor
나. Base of support가 넓어진다
다. 보폭이 좁고 총총걸음
라. 상완의 swing 상실
⑶ Cerebral palsy
가. Ataxia gait
① 술에 취한 사람과 비슷한 보행
② Base of support가 넓다
③ Knee joint motin이 약화
나. Hemiplegia
① Hemplegic gait
다. Scissor gait
① Hip adductor muscle spasticity
② Swing phase시 supporting leg 앞에 발이 놓인다
4) PNS of muscle injury
⑴ Hip extensor(gluteus maximus)
가. Heel strike 직후 체간과 골반을 후방으로 당기며 hip joint가 전방으로 돌출
나. Midstance시 환측 hip joint가 건측보다 약간 올라간다
⑵ Gluteus medius gait(trendelenberg's gait)
가. 환측하지 heel strike → 건측 pelvis 하강
→ 환측 hip joint 측방돌출
나. compensate gait → 환측 hip joint의 측방 돌출대신 약화된 하지의 hip joint 위에서 몸을 측면으로 기울임
⑶ Iliopsoas muscle 약화시
가. Hip flexion 약화
나. Toe-off시 체간을 후방을 기울인다
⑷ Quadriceps muscle 약화시
가. Muscle dystropy, poliomyelitis에서 많이 볼 수 있다
나. Knee flexion 방지 → 대퇴 전면을 손으로 누르고 걷는다 → back knee
다. 하지 전체를 외회전 하면서 발을 내딛음 → genu valus
⑸ Hamstring 약화시
가. 보행주기 전체에 걸쳐 knee extension → knee joint 강직보행
⑹ Tibialis anterior 약화시
가. Deep peroneal nerve palsy
나. Swing phase시 equinous gait
다. Toe-off시 hip, knee의 과도굴곡, heel strike시 발끝이 땅에 닿게됨
→ steppage gait
⑺ Calf muscle 약화시
가. Push-off 약화 → calcaneous gait
나. Compensate → peroneus longus, peroneus brevis의 비대 → eversion 경향
⑻ Peroneus muscle 약화시
가. Swing phase시 길항근(tibialis anterior, posterior)의 작용으로 inversion
나. Ankle joint의 안정성이 나빠짐
5) Gait deviation
⑴ Antalgic gait
가. Painful gait
나. Affected leg에 weight bearing avoidance → shortening of stance phase
다. One hand support → painful region
라. Other arm → overstretch
마. Caused by hip, knee, ankle, foot injury
⑵ Arthrogenic gait
가. Pelvis elevation
나. Opposite ankle → plantar flexion ↑
다. Hip, knee에 stiffness, laxity, deformity, joint fusion
⑶ Ataxia gait
가. Spinal ataxia
① Walking → broad base, throwing out the feet
② Eye open → near normal
③ Eye closed → Stagger, unsteady, unable to walk
④ CNS sensory pathway disruption(tabes dorsalis, multiple sclerosis)
나. Cerebellar ataxia
① Cerebellar lesion
② Wide based
③ Stagger, unsteady, unable to walk
⑷ Dystrophic(penguin gait)
가. Waddling
나. Hip roll from side to side
다. Lumbar lordosis ↑
라. Difficulty in running, climbing stair
마. Muscular dystrophy
⑸ Foot drop(dorsiflexor, steppage) gait
⑹ Gastrocnemius-soleus(calcaneus) gait
⑺ Gluteus maximus(hip extensor) gait
⑻ Gluteus medius(trendelenburg) gait
⑼ Himplegic, hemiparetic(flaccid, circumduction) gait
⑽ Parkinson's gait
가. Festinating gait
나. Shuffling gait
다. Loss of reciprocal arm swing