【曼氏足踝-第8讲(上)】足跟着地到足部平放的生物力学——踝关节篇

2016-10-27   文章来源:国际足踝联盟 摘自《曼氏足踝外科学》    点击量:135 我要说

  通常情况下,足部常被看作是一个半刚性的基底,最重要的作用是为其上的躯体提供稳定支撑。恰恰相反的是,它已逐步进化为运动系统中产生动力的重要组成部分。

  运动系统成分的生物力学分两种情况,一种是从足跟着地到足部平放;另外就是足完全放平到足趾离地。在本章节中,我们主要讲的是从足跟着地到足部平放情况下踝关节的生物力学。

  在足跟着地时,踝关节在短暂的背伸,发生快速跖屈,最大角度达到10度,到足平放为止大约旋转7%。足跟着地后,胫前肌群起到减缓快速跖屈旋转的作用。这种动作持续至跖屈结束。在此期间,肌肉的反常(变长)收缩有助于吸收足跟着地的所产生的冲击力并将重心转移至对侧足部。

  临床上,若胫前肌群肌力丧失,则会导致足跟着地初期足部丧失跖屈能力,进而出现足底拍打地面的情况。


  踝关节轴线与下肢横切面的方向决定了踝关节发生屈伸的垂直运动平面。根据临床资料研究,下肢矢状面与踝关节运动平面的夹角称为胫骨旋转度。踝关节轴线在水平面的旋转仅影响足趾内翻和外翻的程度。

  图1 胫骨中线与榫顶之间夹角的变化范围。B,胫骨中线与踝关节轴夹角的变化范围。SD:标准差;x:算术平均值。

  通常认为踝关节轴线下肢横切面的上向外侧偏移,此外踝关节轴在冠状面同时向外向下偏移的现象未被广泛认知。Inman在人体测量学研究中发现,在冠状面,踝关节轴可能与下肢长轴呈88到100度的夹角(图1A)。由于踝关节轴线恰好经过内外踝的尖端,检查者可通过把手指置于内外踝的尖端即可对踝关节轴线进行经验性定位(图1B和图2)。

  图2 通过触摸内外踝尖估测踝关节轴倾角。

  由于踝关节轴倾角的方向,足在下肢水平面上明显旋转时踝关节亦会发生移动。当固定小腿单纯使足活动,踝关节的轴倾角使足从水平面投影看,背伸时外旋,跖屈时内旋。旋转的程度取决于轴倾角及背伸与跖屈的程度。相反,将足固定在地面上,踝关节轴倾角可导致胫骨内旋时足部发生背伸,外旋时发生跖屈。(图3)

  图3 当足可自由活动时,跖屈和背伸时踝关节轴倾角在足的水平位旋转效应。阴影代表移位。

  踝关节轴倾角导致的腿旋转和足移动在单独观察时具有定性、临时的一致性。在正常运动时,踝关节移动20-36度,平均24度。踝关节轴与垂直轴夹角88-100度,平均93度。甚至在轴倾角最大、踝移动达到最大的36度时,下肢相对垂直轴只出现11度的旋转。

  图4 距下关节轴的差异性。A,在垂直面,距下关节轴由内侧向足长轴移动约23度,范围在4-47度之间。B, 在水平面,距下关节轴移动约41度,范围在21-69度之间。注:X:算术平均值。

  单纯的踝关节轴倾角尚无法解释距下关节与踝关节协同作用使小腿旋转的原理。距下关节为可滑动的单轴关节,起到衔接距骨和跟骨的作用。距下关节轴由内向外可旋转约16度,水平方向可移动约42度。由于较大的个体差异性,该关节在运动时存在较大的变异性。(图4)


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