Полный цикл ходьбы — период двойного шага — слагается для каждой ноги из фазы опоры и фазы переноса конечности. Следующая фаза ходьбы — опора на всю стопу. Вес тела распределяется на передний и задний отдел опорной стопы. Другая, в данном случае — левая нога, сохраняет контакт с опорой.

Разворот стопы — это угол, образованный линией перемещения и линией, проходящей через середину стопы: через центр опоры пятки и точку между 1 и 2 пальцем. Ходьбу рассматривают с позиции единства биомеханических и нейрофизиологических процессов, которые определяют функционирование локомоторной системычеловека.

Биомеханика ходьбы и бега

Ихнометрия позволяет регистрировать в пространстве точки соприкосновения стопы с опорой. На этом основании определяют пространственную структуру ходьбы. Временная структура ходьбы, обычно основана на анализе результатов подографии. Все остальные параметры ходьбы (кинематические, динамические и электрофизиологические) привязывают к подограмме — основному методу оценки временной характеристики ходьбы.

Регистрация движений сегментов тела проводится как контактным, так и бесконтактным методом. Основные методы исследования: циклография, гониометрия и оценка движения сегмента тела при помощи гироскопа. Метод циклографии позволяет регистрировать изменение координат светящихся точек тела в системе координат. Гониометрия — изменение угла ноги прямым методом с применением угловых датчиков и неконтактным по данным анализа циклограммы.

Динамика ходьбы не может быть изучена методом прямого измерения силы, которая продуцируется работающими мышцами. Хотя следует отметить, что прямой метод, метод имплантации датчиков силы и давления непосредственно в мышцу или сухожилие применяется в специальных лабораториях. Прямой метод исследования вращающего момента осуществляется также при использовании датчиков в протезах нижних конечностей и в эндопротезах суставов.

Для исследования силы реакции опоры обычно применяют динамографическую (силовую) платформу, которая вмонтирована в биомеханическую дорожку. Вектор опорной реакции в проекции на основные плоскости разлагается на три составляющие: вертикальную, продольную и поперечную.

График вертикальной составляющей опорной реакции при ходьбе в норме имеет вид плавной симметричной двугорбой кривой. Таким образом, общая тенденция при увеличении темпа ходьбы состоит в росте значений переднего и заднего толчков и снижении минимума вертикальной составляющей опорной реакции.

Поперечная (медиолатеральная) составляющая вектора опорной реакции, так же как и продольная, порождена силой трения. Таким образом, чем выше темп ходьбы, тем больше сила и соответственно энергия, которая расходуется на преодоление силы трения. Как и все сила такого рода их можно изобразить в виде результирующего вектора, который имеет величину и точку приложения.

Иначе эту фазу ходьбы называют передний толчок — результат взаимодействия силы тяжести движущегося человека с опорой

Траектория силы реакции опоры в процессе ходьбы изображается в виде графика: «зависимость величины силы реакции опоры от времени опорного периода». Графики электрической активности некоторых мышц в течение цикла ходьбы здорового человека.

Эти данные соотносят с временной и силовой характеристикой каждой фазы шага и получают достаточно полное представление о работе основного двигателя человека и об управлении этим процессом. Многоканальная миография с компьютерной обработкой полученного сигнала является традиционным объективным методом изучения иннервационой и биомеханической структуры ходьбы.

Паттерн реакции опоры во многом определяется функциональным состоянием мышц нижней конечности и иннервационной структурой ходьбы. Движения сегментов тела соотносят с фазами временной характеристики ходьбы. Реальные силы при ходьбе, которые можно измерить — это силы реакции опоры. Сопоставление силы реакции опоры и кинематики шага позволяют оценить величину вращающего момента сустава.

Читайте также: