آنالیز راه رفتن (Gait Analysis) که زیرمجموعه تحلیل حرکت (motion analysis) است، شامل اندازه‌گیری عوامل مکانیکی بارگذاری مفصل، جهت گیری و عملکرد عصبی عضلانی هنگام راه رفتن است. فناوری اصلی آنالیز راه رفتن، سیستم ضبط حرکت است. با ردیابی نشانگرها در هر قسمت اندام تحتانی، می‌توان زاویه مفصل ران و مچ پا را اندازه گرفت. این نوع حرکت شناسی هم در فاز خطی و هم در فاز زاویه ای به ما کمک می‌کند که آسیب‌ها یا عوامل آسیب رسان به ساختار اسکلتی و عضلانی مفصل را یافته و بتوانیم راه حل‌های مناسبی برای مقابله با این آسیب‌ها طراحی کنیم. به عنوان مثال ساخت کفش‌های طبی در ابتدا به صورت بالینی برای کمک به درمان بیماری‌هایی مانند ورم کف پا، دیابت ملیتوس و بهبود آسیب‌های مفصل مچ پا مورد استفاده قرار می‌گرفت. با این حال این کفش‌های طبی در حال حاضر به طور فزاینده ای در بین مصرف کنندگان محبوب هستند که آن‌ها را خریداری می‌کنند با این اعتقاد که فشار را بر روی مفاصل پایین بدن کاهش می‌دهند و باعث فعال شدن عضلات اندام تحتانی می‌شوند.
تعاریف ابتدایی آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت
Gait recycle: چرخه راه رفتن که یک الگوی تکراری بوده و شامل مراحل مختلف است.
Step time: فاصله زمانی از جایی که یک پا به زمین می‌خورد تا جایی که پای دیگر به زمین اصابت می‌کند.
Step width: عرض گام بوده که فاصله عرضی بین دو پا در هنگام راه رفتن می‌باشد. در حالت عادی بین ۵ تا ۱۰ سانتی‌متر می‌باشد.
مراحل کامل شکل گیری حرکت در آنالیز راه رفتن
به طور کل فعالیت‌های مختلف بدن که به هنگام راه رفتن انجام می‌شود عبارت است از:
۱- ثبت و فعال‌سازی دستور راه رفتن در سیستم عصبی مرکزی
۲- انتقال پیام‌های راه رفتن به سیستم عصبی محیطی
۳- انقباض عضلات
۴- تولید چندین نیرو
۵- تنظیم نیروها و لحظه‌های مفصلی در سراسر مفاصل سینوویال و بخش‌های اسکلتی
۶- تولید نیروهای واکنش زمینی
مراحل اصلی در آنالیز راه رفتن
در آنالیز راه رفتن و تحلیل حرکت عادی به طور کلی دو بخش روبرو را برای گیت در نظر می‌گیریم: فاز stance و فاز swing
در مورد یک پا به عنوان مثال پای راست فاز stance زمانی است که پا روی زمین قرار دارد ولی در مقابل فاز swing زمانی است پا بر بروی زمین قرار ندارد. تداخل فاز stance دو پا double support نامیده می‌شود. در زمان double support دو پا بر روی زمین قرار دارد.
به طور کلی درصد هریک از سه مرحله فوق به این شکل است:
۱- ۴۰ درصد فاز stance
۲- ۴۰ درصد فاز swing
۳- ۲۰ درصد فاز double support
مراحل جزئی‌تر در تحلیل حرکت
حال اگر در تحلیل راه رفتن به صورت جزیی دقت کنیم می‌بینیم که آنالیز راه رفتن به طور دقیق‌تر شامل هشت مرحله است:
- Initial Contact
- Loading Response
- Midstance
- Terminal Stance
- Pre swing
- Initial Swing
- Mid Swing
- Late Swing
۱- initial contact: در این مرحله پا از پاشنه شروع به اتصال با زمین می‌کند که در واقع شروع فاز swing می باشد.
۲- loading response: در این مرحله همزمان با حرکت ضربه وارد بر پا مهار می‌شود.
۳- midstance: در این هنگام پا تقریبا در وضعیتی عمود نسبت به زمین قرار دارد و وزن بدن توسط این پا مهار می‌شود.
۴- terminal stance: در این قسمت پاشنه پا از زمین جدا شده و وزن بدن بر روی انگشتان پا قرار می‌گیرد.
۵- preswing: در این مرحله انگشتان پا هم از زمین شروع به جدا شدن می‌کنند.
۶- initial swing: در این مرحله پا در حال شتاب گیری است و به طور کامل از زمین جدا می‌شود.
۷- mid swing: در این مرحله کل وزن بدن بر روی پای دیگر قرار داشته و پای متحرک در میانه مسیر کمانی شکل خود قرار دارد.
۸- late swing: پایان مرحله گیت بوده و پا در حال کاهش شتاب و توقف می‌باشد.
تفاوت بین دویدن و راه رفتن در تحلیل حرکت
دویدن هم مانند راه رفتن است ولی با این تفاوت که سرعت حرکت در دویدن بیش‌تر بوده و به جای فاز double support، فاز double swing خواهیم داشت یعنی زمانی که هر دو پا رو زمین نبوده و معلق هستند.
حدود انحراف مفاصل لگن و زانو و مچ پا در مراحل آنالیز راه رفتن
در آنالیز راه رفتن می‌بینیم که مفاصل زانو و لگن و مچ پا دارای انحراف‌های متفاوتی در بخش‌های مختلف گیت راه رفتن هستند:
- در زمان initial contct مفصل لگن ۲۰ درجه منحرف می‌شود و مفصل زانو ۵ درجه و مفصل مچ پا بدون انحراف باقی می‌ماند.
- در زمان loading response مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۱۵ درجه و مفصل مچ پا ۵ درجه منحرف می‌شود .
- در زمان midstance مفصل لگن انحرافی ندارد ولی مفصل زانو و مچ پا ۵ درجه انحراف دارند.
- در زمان terminal stance مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۵ درجه و مفصل لگن ۱۰ درجه انحراف دارند.
- در زمان preswing مفصل لگن ۱۰ درجه و مفصل زانو ۴۰ درجه و مفصل مچ پا ۱۵ درجه انحراف دارد.
- در زمان initial swing مفصل لگن ۱۵ درجه و مفصل زانو ۶۰ درجه و مفصل مچ پا ۵ درجه منحرف می‌شود.
- در زمان midswing مفصل زانو ۲۵ درجه و مفصل لگن ۲۵ درجه و مفصل مچ پا ۰ درجه انحراف دارد.
- در زمان terminal swing مفصل لگن ۲۰ درجه و مفصل زانو ۵ درجه انحراف دارد ولی مفصل مچ پا انحرافی ندارد.
مسیر حرکت مرکز جرم بدن در تحلیل حرکت
اگر در تحلیل حرکت، بتوانیم به طریقی حرکت مرکز جرم بدن را ثبت کنیم می‌بینیم که در هر صفحه از مختصات سه بعدی مسیر حرکت خاص خود را دارد و این به ما در محاسبات این تحلیل کمک زیادی خواهد کرد.
- در صفحه xy: در صفحهxy مسیر حرکت به شکل یک نمودار سینوسی است .
- در صفحه yz: در صفحه yz هم مسیر حرکت به شکل یک نمودار سینوسی است.
- در صفحه xz: اگر تصویر حرکت مرکز جرم بدن را در هنگام راه رفتن بر روی صفحه xz بگیریم می‌بینیم که مسیر حرکت به شکل یک علامت بی نهایت است.
- مسیر حرکت کلی: اگر از مسیر حرکت مرکز جرم بدن روی هر صفحه برایند بگیریم، می‌بینیم مسیر حرکت کلی مرکز جرم بدن در یک سیکل راه رفتن به شکل یک دمبل است.
اصلاح راه رفتن نادرست
در تحلیل حرکت می‌بینیم حرکت لازمه تعامل انسان‌ها با دنیای اطراف بوده که در نتیجه اعمال دستورات و پیام‌های عصبی بر گروه‌های مختلف عضلات بدن ایجاد می‌شود. هر حرکت فیزیکی به دلیل پیشروی در محیط و ارتباط با مولفه‌های گوناگون، نوعی چالش برای مغز محسوب شده، که برای مدیریت بهینه آن، کاملا وابسته به اطلاعات حسی دریافتی از دنیای اطراف می‌باشد. کلیه حرکات ارادی از جمله راه رفتن در نتیجه یک فرایند پیچیده بین مغز، نخاع، اعصاب محیطی، عضلات، استخوان‌ها و مفاصل می‌باشد. با این حال، توانایی فرد در نگهداری الگوی صحیح راه رفتن در برخی شرایط نظیر قطع عضو، همی‌پلژی، ام‌اس، پارکینسون، سال‌خوردگی، کمر دردهای پوسچرال، دردهای مزمن و … دچار اختلال می‌گردد.
