研究者將會在髖關(guān)節(jié)置換術(shù)之前和之后測試出患者的走路模式，從而比較四種不同手術(shù)技術(shù)之后患者的恢復(fù)進(jìn)程。1.標(biāo)準(zhǔn)髖關(guān)節(jié)置換（微創(chuàng)后路入路）2.前路入路髖關(guān)節(jié)置換3.機(jī)器人輔助后路入路4.機(jī)器人輔助前路入路。研究者希望能在這四種手術(shù)方式中，尋找出一種在疼痛緩解和走路方式方面，恢復(fù)快的一種手術(shù)方式。

對于醫(yī)生來說，在進(jìn)行全髖關(guān)節(jié)置換術(shù)時，有多種手術(shù)方式。在這些手術(shù)方式中，已經(jīng)有大量的研究來比較直接前路入路置換術(shù)和傳統(tǒng)的后路入路置換術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)，但是對于機(jī)器人輔助髖關(guān)節(jié)置換術(shù)則沒有相關(guān)研究。

步態(tài)是步行的行為特征。步行是人類生存的基礎(chǔ)，是人類與其它動物區(qū)別的關(guān)鍵特征之一。正常步行并不需要思考，然而步行的控制十分復(fù)雜，包括中樞命令，身體平衡和協(xié)調(diào)控制，涉及足、踝、膝、髖、軀干、頸、肩、臂的肌肉和關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動。任何環(huán)節(jié)的失調(diào)都可能影響步態(tài)，而某些異常也有可能被代償或掩蓋。臨床步態(tài)分析旨在通過生物力學(xué)和運(yùn)動學(xué)手段，揭示步態(tài)異常的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和影響因素，從而協(xié)助康復(fù)評估和治療，也有助于協(xié)助臨床診斷、療效評估、機(jī)理研究等。近10年來計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展促進(jìn)了步態(tài)數(shù)據(jù)處理和分析能力，極大地推動了步態(tài)分析的發(fā)展和臨床應(yīng)用。

第一節(jié) 正常步態(tài)

一、基本概念
1、步行的基本功能
從某一地方安全、有效地移動到另一地方。
2、自然步態(tài)的要點(diǎn)
(1) 合理的步長、步寬、步頻。
(2) 上身姿勢穩(wěn)定。 
(3) 佳能量消耗。 
3、自然步態(tài)的生物力學(xué)因素
(1) 具備控制肢體前向運(yùn)動的肌力或機(jī)械能。
(2) 可以在足觸地時有效地吸收機(jī)械能，以減小撞擊，并控制身體的前向進(jìn)程。
(3) 支撐相有合理的肌力及髖膝踝角度(重力方向)，以及充分的支撐面(足的位置)。
(4) 擺動相有足夠的推進(jìn)力、充分的下肢地面廓清和合理的足觸地姿勢控制。

二、步態(tài)周期
1、 支撐相
足接觸地面和承受重力的時相，占步態(tài)周期的60%，包括：
(1) 早期(early stance)：包括首次觸地和承重反應(yīng)，正常步速時大約為步態(tài)周期的10%~12%。首次觸地是指足跟接觸地面的瞬間，使下肢前向運(yùn)動減速，落實(shí)足在支撐相的位置。首次觸地的正常部位為足跟，參與的肌肉主要包括脛前肌、臀大肌、腘繩肌。首次觸地異常是造成支撐相異常的常見原因之一。承重反應(yīng)指首次觸地之后重心由足跟向全足轉(zhuǎn)移的過程，骨盆運(yùn)動在此期間趨向穩(wěn)定，參與的肌肉包括股四頭肌、臀中肌、腓腸肌。支撐足首次觸地及承重反應(yīng)期相當(dāng)于對側(cè)足的減重反應(yīng)和足離地。由于此時雙足均在地面，又稱之為雙支撐相。雙支撐相的時間與步行速度成反比。跑步時雙支撐相消失，表現(xiàn)為雙足騰空。首次觸地時GRF一般相當(dāng)于體重和加速度的綜合，正常步速時為體重的120%~140%。步速越快，GRF越高。下肢承重能力降低時可以通過減慢步速，減少肢體首次觸地負(fù)荷。緩慢步態(tài)的GRF等于體重。
(2) 中期(mid stance): 支撐足全部著地，對側(cè)足處于擺動相，是單足支撐全部重力的時相，正常步速時大約為步態(tài)周期的38%~40%。主要功能是保持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定，控制脛骨前向慣性運(yùn)動，為下肢向前推進(jìn)做準(zhǔn)備。參與的肌肉主要為腓腸肌和比目魚肌。下肢承重力小于體重或身體不穩(wěn)定時此期縮短，以將重心迅速轉(zhuǎn)移到另一足，保持身體平衡。
(3) 末期(terminal stance)：指下肢主動加速蹬離(push off)的階段，開始于足跟抬起，結(jié)束于足離地。此階段身體重心向?qū)?cè)下肢轉(zhuǎn)移，又稱為擺動前期。在緩慢步行時可以沒有蹬離，而只是足趾離開地面，稱之為足趾離地 (toe off)。對側(cè)足處于支撐相早期，屬于雙支撐相，約為步態(tài)周期的10%~12%。踝關(guān)節(jié)保持蹠屈，髖關(guān)節(jié)主動屈曲，參與的肌肉主要為腓腸肌和比目魚肌(等長收縮)、股四頭肌和髂腰肌(向心性收縮)。
2、擺動相
足在空中向前擺動的時相，占步態(tài)周期的40%，包括：
(1) 早期(initial swing)：主要的動作為足廓清地面和屈髖帶動屈膝，加速肢體前向擺動，占步態(tài)周期的13%~15%。參與的肌肉主要為脛前肌、髂腰肌、股四頭肌。如果廓清地面障礙(如足下垂)，或加速障礙(髂腰肌和股四頭肌肌力不足)，將影響下肢前向擺動，導(dǎo)致步態(tài)異常。
(2) 中期(mid swing)：足廓清仍然是主要任務(wù)，占步態(tài)周期的10%。參與的肌肉主要為脛前肌，保持踝關(guān)節(jié)背屈。
(3) 末期(terminal swing)：主要任務(wù)是下肢前向運(yùn)動減速，準(zhǔn)備足著地的姿勢，占步態(tài)周期的15%。參與的肌肉包括腘繩肌、臀大肌、脛前肌、股四頭肌。
步態(tài)周期和時相與步行速度關(guān)系密切，在分析時必須加以考慮

表1 正常步態(tài)周期中主要肌肉作用