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115年:物治基礎(1)

走路時最大膝伸直主要發生在步態那一期？

A接觸末期
B載重反應期
C擺盪初期
D擺盪中期

詳細解析

本題觀念：

本題考查的是步態週期（Gait Cycle）中膝關節的運動學（Kinematics）變化，特別是膝關節在各個分期中的屈曲與伸直角度。步態週期主要分為站立期（Stance Phase，約佔60%）與擺盪期（Swing Phase，約佔40%）。膝關節在整個週期中會經歷「伸直-屈曲-伸直-屈曲」的波浪狀變化。

選項分析

  • A. 接觸末期 (Terminal Stance)：正確。
    • 術語對應：「接觸末期」在台灣醫學慣用翻譯中對應 Rancho Los Amigos 步態分期系統的 Terminal Stance（站立末期 / 推進期）。此時期定義為從「腳跟離地（Heel Rise）」到「對側腳跟著地（Initial Contact of opposite foot）」。
    • 膝關節動作：在站立末期（約步態週期的 30-50%），為了提供穩定的力臂以進行推進（Push-off），膝關節會處於**最大伸直（Maximum Extension）**的狀態，角度約為 0 度（完全伸直）甚至可能有輕微的過度伸直（Hyperextension, ~5度）。這是步態週期中膝關節最伸直的時刻之一。
  • B. 載重反應期 (Loading Response)：錯誤。
    • 定義：從足跟接觸到對側腳離地，約佔步態週期的 0-10%。
    • 膝關節動作：此時膝關節會從接觸時的接近伸直狀態迅速**屈曲（Flexion）**至約 15-20 度，目的是為了吸收著地時的衝擊力（Shock Absorption）。
  • C. 擺盪初期 (Initial Swing)：錯誤。
    • 定義：從足趾離地到兩膝相鄰，約佔步態週期的 60-73%。
    • 膝關節動作：此時期膝關節會迅速屈曲，並達到整個步態週期中的最大屈曲角度（Maximum Flexion），約為 60 度，以利於足部廓清地面（Foot Clearance）。
  • D. 擺盪中期 (Mid Swing)：錯誤。
    • 定義：從擺盪初期結束到脛骨垂直地面，約佔步態週期的 73-87%。
    • 膝關節動作：此時期膝關節開始從最大屈曲位置（60度）逐漸伸直，但在擺盪中期結束時，膝關節仍處於約 25 度的屈曲狀態，並未達到最大伸直。

答案解析

步態週期中，膝關節的伸直主要發生在兩個階段：

  1. 擺盪末期（Terminal Swing）至初始接觸（Initial Contact）：膝關節伸直準備著地（約 0-5 度屈曲）。
  2. 站立中期（Mid Stance）至站立末期（Terminal Stance，即選項A的接觸末期）：膝關節再次伸直以支撐體重並進行推進。

研究與教科書（如 Perry's Gait Analysis）指出，在站立末期（Terminal Stance），膝關節通常會達到最大伸直（Peak Extension），角度接近 0 度或輕微過度伸直，這是為了鎖定關節（Screw-home mechanism），使下肢成為剛性槓桿，有效率地將小腿三頭肌的收縮力轉換為向前的推進力。相比之下，擺盪末期雖然也伸直，但通常是為了準備承重，且隨後立即進入緩衝屈曲。因此，選項中「接觸末期」是描述最大膝伸直最準確的階段。

核心知識點

考生應熟記 Rancho Los Amigos 步態分期系統中膝關節的關鍵角度變化：

  1. Initial Contact (0%)：膝伸直 (0-5° flexion)。
  2. Loading Response (0-10%)：膝屈曲 (15-20°) → 吸震 (Shock Absorption)。
  3. Mid Stance (10-30%)：膝逐漸伸直。
  4. Terminal Stance (30-50%)：膝最大伸直 (Maximum Extension, ~0°) → 穩定槓桿、推進。
  5. Pre-Swing (50-60%)：膝快速屈曲 (至 40°)。
  6. Initial Swing (60-73%)：膝最大屈曲 (Maximum Flexion, ~60°) → 足部廓清 (Clearance)。
  7. Terminal Swing (87-100%)：膝再次伸直 (至 0°) → 準備著地。

參考資料

  1. Perry's Gait Analysis: Normal and Pathological Function. (膝關節動力學章節：Terminal Stance 對應最大伸直).
  2. Rancho Los Amigos National Rehabilitation Center: Observational Gait Analysis guidelines.
  3. PubMed/NCBI: Gait knee kinematic alterations in medial osteoarthritis (提及 "terminal stance, which corresponds to maximum knee extension").
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