What is the hip flexion requirement for normal gait?

0-30 degrees

particular way or manner of moving on foot:-

Gait

المسافه ما بين الخط اللي بيقطع ال progression line بشكل عمودي هو أكيد ال BOS distance أو step width

1. No double limb support in running.

2. Float phase in running.

3. Greater muscular effort.

4. Greater ROM

✅ In normal walking speed

- Lower extremities ( primary ) , trunk and arms for stability ( secondary ).

✅In faster speeds

- Balance and stability with lower extremities for producing greater ROM.

- Upper extremities with trunk for propulsion.

دي نقط فى الـ Gait.🤩
#gait

Pathological Gait
#gait
❖ Influences on gait

(المؤثرات اللي بتأثر عالمشية وليست الأسباب)

1- Pain :-

الخلل اللي بيحصل نتيجة الـ pain بيكون اسمه Antalgic gait يعني
pain due to abnormal Walking.

2- Posture :-

أي خلل في الـ Proper body biomechanics اللي هي الـ Ideal posture دا يسبب خلل في ال Gait.

3- Flexibility and the amount of available joint motion.

بما إن ال Skeletal muscle ليها Mechanical properities زي الـContractility وهي القدرة على الانقباض والانبساط و flexibility, Extensibility القدرة على ال Stretching لو العضلة مبتعملش الحاجات دي دا هيسبب pathological gait.

4-Muscle Endurance\ strength

حد عنده ضعف في العضلات دا طبعا يأثر ع ال gait
5-Base of Support

أي خلل في ال BOS سواء نقصان أو زيادة

6- Inter limb coordination\ integration\ coupling :-

بيكون في Harmony بين حركة الأبر واللور و كمان بين الـ limbs both بتاعة ال limb Lower و ال both limbs بتاعة ال upper limb.. أي خلل يأثر ع ال gait على طول و عايزك كدا تقولي الخلل دا هيبقى في ايه مثلا واحد عنده Right side hemiplegia و عايز اعرف هو فقد ال harmony اللي هو الانسجام و التناسق بين العضلات.

7- Leg Length Discrepancy :- "LLD"

يعني shortening in limb سواء في ناحية واحدة أو ناحيتين يعملLimping و دا بردو
pathological pattern of gait.

8-Gender

ال Male pattern of walking بيختلف عن ال Female pattern of walking.. أي إنسان في الدنيا ليه مشيه مميزه زي بصمة ايدك كدا.

9-Pregnancy

أي واحدة حامل وهي ماشية بتكون ماشية بـ
Pathological pattern of gait (lurching gait).

10- Obesity

أي حد وزنه زايد بيحصل خلل في مشيته زي إن الـ stance phase تكون فترته طويلة أو ال swing phase فترتها قصيرة.
11-Age

بزيادة العمر بيحصل وهن في العضلات ، تيبس في المفاصل،وفقدان الFlexibility.

12-Lateral & vertical displacement of the COG

13-Properly functioning reflexes

14-Vertical Ground Reaction Forces

ال forces اللي بت affect على ال
Sole of foot / planter aspect

اثناء المشية زي مثلاً ال(GRF) ground reaction force اللي ممكن يكون عمودى ال GRF ، بردو ال shear force وهي القوة المسؤولة عن زحلقتك.

15-Medial-Lateral Shear Forces

16-Anterior-Posterior Shear Forces


❖ Causes of Pathological Gait :-

1. Deformity :-

(CONGENITAL وراثي OR AQUIRED مكتسب ).

2. Imparied motor control or spasticity :-

يعني عدم قدرتك على التحكم في الحركه

Notice that :-

لو الـ muscle tone قل دي يبقى اسمهاflaccidityاو hypotonia ولو زادت تبقى hypertonicity او spasticity.

3. Sensory loss
يعني فقدان الاحساس نتيجة compression علي ال blood vessels وال nerves.
4. Pain

5. Muscle weakness
يعني أي عضلة يحصل فيها ضعف أو atrophy disused.

الفرق بين Paresis و Paralysis ⬇️ :
- Paralysis (يعني شلل دائم)
- Paresis (مؤقت)

Types of deformity :

❖Deformity of Hip (Coxa=hip) :-

1- COXA VALGA:
increase neck shaft angle more than 110 degrees , Causes toe out gait.

2- COXA VARA:
decrease neck shaft angle less than 110, Causes toe in gait.

VALGA ___out لبره
VARA___ in لجوه

و الزوايه 110 تزيد مع اللي بره و تقل مع اللي جوه

❖ Deformity of Knee (Genu=knee)

1-Knock knee OR genu valgum.

يعني deviation Lateral يعني الركبة باصة لبرا

2-Bow leg OR genu varum.

يعني الرجل المقوسة ودي بتحصل للأطفال اللي بيمشوا قبل الميعاد و احنا نقعد نسقفله و نقوله شاطر يا حبيبي شاطر😂.

3- Hyper extension knee OR genu recurvatum .

و دي بيحصل فيها hyper extension للركبة وال fibula, tibia يحصلهم posterior displacement بالنسبة لل femur وميبقوش على استقامة واحدة.

❖ Deformity of Ankle (Equinus =
ankle)

1- Equinus deformity or plantar
flexion deformity:

هنا ال Ankle بيسقط لتحت لما يكون في Contracture في الـ calf muscles, biceps femoral وفي weakness في الـ ant tibial group.

2- Calcainus deformity or dorsi flexion deformity:

و هنا بيحصل عكس اللي حصل في ال Equinus.

❖Deformity of Foot :-

1- Talipes equino varus or supinated foot :-
بطن الرجل بيكون باصص لبرا

Notice that supinated foot is a term for :-
- Club foot
- Pas cavus (High arched foot)


2- Talipes calcino valgus or pronated foot :

بطن الرجل بيكون باصص لجوا.

Notice that pronated foot is a term for :-
- Talipes calcino valgus
- Flat foot (excessive pronation).

اتكلمنا عن المؤثرات ندخل على الأسباب بقا.

❖ Causes of Pathological Gait :

• Deformity:-

A- Plantar flexion contracture:

زي ما قولنا قبل كدا ان يبقى فيه contracture في الـ Triceps Surae و دا الاسم التاني لـ Calf muscles.

فـ اللي بيحصل وانت ماشي انك هتقابل الأرض بمشط رجلك مش بكعبك تأثير دا في الـ

1- In stance :

blocks progression of the limb and COG over the supporting foot.

يعني ميقدرش يعمل الحركة الأمامية بسهولة بس هيقدر يعملها لكن بصعوبة كأن حد متشعلق في رجله.

2- In swing :

inhibits floor clearance (increased hip, knee flexion is needed).

مش هيقدر رجليه تسيب الأرض وتتشعلق في الهوا وميقدرش يسيب ال Stance ويخش في ال swing و عشان يعمل clearance floor هو مضطر انه يزود ال activity بتاعة ال hip و ال knee flexors.

B- Knee flexion contracture (Bent knee) :

لو حصل contracture في ال Hamstring يقابله طبعا weaknessفي ال quadriceps يعمل حاجة اسمها Bent knee انحناء في الركبه زياده عن 15 درجه اللي هما في اي knee طبيعيه و دا بيكون أثناء المشي أو الوقوف.

1- In stance :
Blocks progression of limb and forward progression of COG.

2- Increases the activity in quadriceps in order to stabilize the knee joint.

C- Hip flexion contracture:

لو حصل contracture لل Iliopsoas اللي هيا طبعا مسؤولن عن ال hip flexion و دا بيقابله ضعف في ال Extensors بتاعة ال hip.

1- To place body’s COG over the supporting foot, the trunk must lean forward. (Trunk flexion)

2- introduces strain on the back muscles and hip extensors.

ال contracture و ال trunk flexion اللي حصلوا طبعا بيزودوا الmuscular activity في ال back muscles ودا يسبب fixed hip flexion deformity و نتيجة ال deformity دي يحصل leaning forward في ال trunk يعني يميل لقدام و يليله زياده في ال strain و sprain في ال lumbosacral spine وال hip extensors.. رتبوها في دماغكم كدا و هتبقى سهله ان شاء الله... حاولوا و انتوا بتذاكروا تعملوا الحركه و تتوقعوا البيشنت بيمشي ازاي.

• Impaired motor control (spasticity):-

• أما patient يبقى عنده Right side hemiplegia خد بالك الشلل بيبقى في الإيد اليمين والرجل اليمين فتلاقى ايده اليمين مضمومة على صدره ويبقى عنده
flexor spasticity of the upper limb
يعني العضلات بتاعة الأبر متشنجة و رجله بيكون فيها Extensor spasticity يعني العضلات اللي بتعمل Extension في ال lower و ال ankle كلها متشنجة دا غير أن وهو ماشي بيدق جامد على الأرض و بيعمل semicircular circumduction والمشية دي اسمها Hemiplegic أو stroke gait.

A- Hip extensor Spastisty :-

Restricts progression in mid and terminal stance.

بتكلبش رجلك والحركة الامامية بتبقى بطيئة و دا بيحصل في ال stance phase كلها بس اكتر اتنين بيتأثروا ال MSt,TSt.

B- Sustained quadriceps action:

Inhibits pre-swing preparation for limb advancement

و دا لأن ال Quadriceps شغاله باستمرار و بتمنع ال patient من انه يرفع رجله من على الأرض.

• Sensory loss :

• لما تتطلب من patient عنده السكر انه يحرك رجله و هو مغمض عينه مش بيعرف راحت فين و دا لانه فاقد الاحساس في الmechanoreceptor.. ونتيجه دا :

1- Prevents the patient from knowing the position of the hip, knee, ankle, or foot (sense of position ) .

2- Moderate\mild sensory loss causes slow walking .

3- Complete sensory loss may obstruct walking

ركزوا في الدرجات بتاعت ال loss ليه بقي بتمنع المشي

As it causes the patient to be unable to use his available motor control because he/she cannot trust the motions that occurs (Diabetic Peripheral Neuropathy).

• يعني فقد الاحساس تماما ف بالتالي لا هيقدر يقف ولا يمشي.

• Pain :-

• Major causes of musculoskeletal pain are:

A- Excessive tissue tension.
B- Joint distension related to trauma or arthritis.

❖ Pain in the limbs classified under 4 headings:

1. Joint pain
2. Soft tissue pain
3. Neurogenic pain
4. Orthopaedic causes (fractures, dislocation, tumor)
5. Muscle weakness

ضعف العضلات بيبقى نتيجة إصابة العصب اللي بيغذيها أو ضعف العضله نفسها او الاتنين.

Muscle weakness :
"Can be caused by disuse muscular atrophy or neurological impairment"

1-Weakness of hip extensors :-

🔹Gluteus Maximus :

🔹Normal Function :-

During (IC – LR ), GRFV pass anterior to hip joint creating flexion moment compensating by action of gluteus Maximus of supporting leg.

(ناخدها قاعده كدا الطريق اللي هيمشي فيه الـ GRFV عكس المكان التشريحي للعضله يعني ال GLUT MAX مكانها Posterior يبقى هو هيمشيAnterior)

الـ GRFV هو الـ Ground reaction force Vector.

🔹Effect of weakness on gait:

البيشنت اللي عنده weakness في الـ Gluteus.max هيمشي بـ Glut.max Lurching Gait (زي مشية الست الحامل).

1- inability to counteract the flexion moment.

مش قادر يقاوم العزم نتيجة ال weakness

2-Tendency for excessive hip flexion and anterior pelvic tilt (Jack knifing phenomena).


🔹Possible compensation :-
• (الحركه التعويضيه)
• The patient will lean trunk backward to shift GRFV behind axis of hip joint and to prevent trunk from falling forward (gluteus Maximus gait).

عشان البيشنت يعوض الضعف اللي في ال GLUT هيتني ال trunk لورا فـ يعمل Hyper extension و الهدف من كدا انه يحرك الـ GRFV :-
-إما يعدي خلال ال Hip Joint و يشتغل مكان العضله فيمنع flexion اللي مش مرغوب فيه.
--أو يعدي post to hip joint ف يسهل على الglut تقاوم ال flexion دا بس في الحاله دي هيسبب مشكله تانيه و هي ان هيأثر على الـ lumbar lordotic curve و يخليه Hyper lordosis و دا يسبب low back pain.

🔹Weakness of hip abductors

🔹Gluteus medius & minimus :

🔹Normal function:

During SLS , GRFV lies medial to hip joint creating adduction moment.

في نص ال stance في subphase اسمها single limb support/ stance و اللي هي MSt،
المهم ركزوا كدا..الـ GRFV بيعدي Medial لـ Hip joint فلما يعدي medial يعمل adduction moment كأن الحوض بيسقط للجنب ودا بيحصل في جزء من الثانية في الstance limb

There is tendency of pelvis and trunk to drop laterally to the opposite side (toward the swing limb) by the effect of the adduction moment .

نتيجة العزم اللي حصل للـ medial، حصل drop Pelvis في اتجاه الـ Swing limb.

🔹Adduction moment :- counterbalanced by action of abductor muscles on the stance limb to prevent trunk and pelvis from dropping to unsupported side.

العزم اللي حصل في اتجاه الـ adduction دا هتعوضه الـGlut.Med عشان بتعمل Abduction وبتمنع سقوطه على الSwing اللي هو contralateral side.

🔹Effect of weakness on gait :

Inability to counteract the adduction moment, so the pelvis will drop towards the swing side (Positive Trendlenburg sign).

• لو العضلة ضعيفة مش هتقدر تقاوم العزم دا يعني ال pelvis هيفضل ساقط على ال swing في عكس الاتجاه و التيست يبقى positive.

🔹Possible compensation:

🔹If the weakness is unilateral:

the patient will lean trunk laterally toward weak limb every time it contacts the ground and throughout the stance phase (gluteus medius gait).

• يعني لو الضعف في الشمال يحصل lateral pelvic tilt ناحية اليمين و ال compensation في حاله زي دي بإن البيشنت يميل ناحية الجنب التعبان اللي هو الشمال عشان يحرك ال GRFV يا اما خلال العضلة يا اما lateral ليها فيشتغل مكانها.

🔹If the weakness is bilateral (waddling gait).

• لو ال weakness في ناحيتين يبقى الحوض مرة يسقط يمين ومرة شمال فيمشي مشية البطة🪿😂

🔹 N.B :

• lateral leaning of trunk shifts GRFV to pass either :

1- Through hip joint (where no moment is created)

2- lateral to hip joint (creating abduction moment to be compensated by adductors).

🔹Long term effects of compensation:

Lateral spinal curve (functional scoliosis) "مكتسبة مش مولود بيه"

🔹عايزك تعرف ان البيشنت مش شرط يعمل كل ال Mechanisms بتاعت ال compensation مع بعض.. واحده تكفى عن واحده في حالة عدم توفر طريقه تانيه.

3- Weakness of knee extensors

1- Quadriceps :-

بما إن ال Quad موجودة Anterior يبقى ال GRFV هيعدي Posterior.

🔹Normal function:

During LR, GRFV lies posterior to knee joint creating flexion moment which is compensated by the eccentric action OF quadriceps muscle.

• اثناء ال LR ال GRFV هيعدي ورا ال Knee ف دا يعمل moment flexion يعني عزم قوى في اتجاه الflexion (غير مرغوب فيه) فـ الـ quadriceps لازم تشتغل عشان تقاوم الحركه.

🔹Effect of weakness on gait :-

1-Inability to counteract the flexion moment.

2-Tendency for excessive knee flexion during loading response and instability at heel strike.

ضعف ال quad هيخلي البيشنت مش عارف يفرد رجله فـ يحصل Excessive knee flexion ودا في ال LR و طبعا دا pathology يعني هيعدي ال 15درجه بتوع ال flexion فيحصل Instability في ال IC.

🔹Possible compensation:

1- The trunk will lean forward to shift GRFV anterior to knee joint creating extension moment and placing the knee in hyperextension (which eliminates the need for the quadriceps action).

• اول Compensating Mechanism يعملها البيشنت انه يميل بالترانك لقدام فيحرك ال GRFV لقدام الركبه، فيعمل عزم في اتجاه ال knee extension و يحرك الركبة في Hyper extension.

2- The patient may compensate by pushing femur posterior with his hand (to put the knee into extension). "his hand acts as a quadriceps"

• هنا البيشنت مش هيعمل trunk leaning بس وهو ماشي هتلاقيه حاطط ايده على ال End of thigh وبيحاول يزق ال femur لورا بحيث ان ايده تشتغل مكان العضلة.

3- The patient may turn the limb outward to lock the knee joint in extension (eliminating the need for quadriceps activity).

• ممكن بردو يعمل External rotation في اللور ليمب عشان يعمل locking لل knee joint اثناء ال extension و في الحاله دي هيقلل الـ muscular activity للعضله.

🔹Long term effects of compensation:

1- Disabling fatigue.
2- Degeneration of ligaments supporting the hyper-extended knee(due tochronic strain).

لما تبقى الركبة طول الوقت في hyper extension دا هيزود stress,strain على ال tissue soft اللي موجودة على الركبة وتشمل الغضروف والأربطه بتاعتها.

4-Weakness of dorsi flexors :

1- Tibialis anterior
2- Extensor hallicus longus
3-Extensor digitorum longs
4-Peroneus tertius

دول ال Ant.tibial group و موجودين Anterior يبقى ال GRFV معدي posterior.
🔹Normal function:

During (IC- LR), GRFV lies posterior to ankle joint creating plantar flexion moment which is compensated by the action of the tibialis anterior.

• في ال LR, IC زي الـ Glut max الـGRF زي ما قولنا بيعدي من ورا الـ ankle joint و بيعمل planter flexion و ال compensation (normal) بيبقى عن طريق ال Anterior group.

The action of tibialis anterior is :-

concentric during IC then changes to eccentric during LR (to prevent foot slap).

الأكشن بيتغير في ال LR عشان بيحصل فيه ال first peak of ankle plantar flexion اللي كان 15 درجه واللي شغال فيه ال calf وشغالة concentric وفي نفس الوقت الناحية التانية ال Ant. Group اشتغلت Eccentric و دا كله عشان يمنع الfoot slap اللي هو drop foot.

🔹 Effect of weakness on gait :

1- Inability to counteract the plantar flexion moment.
و طبعا طالما مش اقادر يقاوم العزم دا، هيحصل excessive planter flexion يعني رجليه تطول فيضطر يعمل compensation.

2- Excessive plantar flexion.

3- The entire foot and toes would strike the floor at initial contact (lack of normal heel strike).

4- Toe drag during swing phase.

يعني هيزحف برجليه في الأرض، و في ال pre swing مش هيعرف يعمل full clearance.

🔹Possible compensation:

1- Increased hip and knee flexion to lift the limb and foot in swing phase(high steppage gait).

• اول طريقة هيحاول الجسم يقصر الرجل من خلالها يعمل compensation لما يحصل ال drag toes انه يزود ال knee, hip flexion خلال ال swing عشان هو مش قادر يسيطر على ال Ankle فبيمشي بـ high steppage gait و ال shortning اللي بيحصل دا طبعا Pathological.

2- hip hiking of the affected side.

• في ال hip hiking بيحصل lateral pelvic tilt لفوق و عشان التأثير يبقى من ال pelvis لازم extended hip, knee و ال Ankle plantar flexedف و كدا اللي بيشتغل تبقى الـ Quadratus lumborum.

3- If knee flexion is impaired :
the limb can be lifted by circumduction of the leg.

5-Weakness of Calf Muscles :-

Gastrocnrmius, soleus
و دول مسؤولين عن 80% من الـ Ankle plantar flexion و اللي بيساعدهم الـ Plantaris والمجموعة ال deep.

🔹Normal function:-
During MSt, TSt and PSw, GRFV lies anterior to ankle joint creating dorsiflexion moment which is compensated by the action of the plantar flexors.

ال GRFV هيعدي anterior عشان الـ planter flexors موجوده posterior وال moment اللي ناتج من ال Vector هتمنعه الـ Calf.
🔹N.B :-
The calf muscles contract :-

- Eccentrically to oppose dorsi flexion moment and control tibial advancement.

- Then contract concentrically to plantar flex the ankle in the later part of stance phase.

-يعني مثلا عشان يحصل Normal Heel strike لازم Ankle dorsiflexors يبقوا شغالين concentric و ال planter flexors شغالين eccentric عشان يقاوموا ال dorsiflexion moment.

-- حركة ال tibia على ال foot اسمها tibial advancement يعني بتتحرك لقدام بطريقتين يا ال distal على ال proximal يا العكس، وبكدا يكون ال contraction بتاع ال calf مش بس بيعاكس ال moment دا بيتحكم بردو في ال tibial advancement.

🔹N.B : The most important muscles that control the tibial advancement are Calf muscles (Triceps Surae).

🔹Effect of weakness on gait :-

1-Inability to counteract dorsiflexion moment.

2-Excessive ankle dorsi flexion and uncontrolled tibial advancement leading to loss of tibial stability during the weight bearing period.


• ال weakness هيخليها مش قادره تقاوم العزم فيحصل Excessive ankle dorsiflexion و عدم تحكم في tibial advancement.

🔹Possible compensation:

1- Increased demand on quadriceps to counteract tibial instability .

البيشنت هيبدأ يشغل ال quadriceps عشان تتحكم في ال tibial instability وتعمل knee stability.

2- Terminal stance knee extension is lost and replaced with flexion.

بما إن مفيش knee extension فـ البيشنت عشان يتحكم في ال weakness بيبدله بـ flexion و دا بيحصل في ال TSt.

3- Delayed heel rise(prolonged heelcontact) during stance phase (Tst and Psw).

فترة وجود الكعب على الأرض هتبقى أطول خلال ال stance.

4- Shorter steps and slower walking speed.

هيقصر الخطوة بتاعته ويمشي ببطأ.