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        1. 行業(yè)資訊

          足踝解剖活動(dòng)的研究

          2020-06-01 17:18:37 baiye

          雙足的主要功能是作為一種半剛性基柱為軀干提供牢固的支撐。

          圖片關(guān)鍵詞

          踝關(guān)節解剖和活動(dòng)

          1、結構特點(diǎn)

          踝關(guān)節包括脛距、脛腓、腓距三個(gè)關(guān)節面,距骨是頂點(diǎn)位于內側的圓錐截體,前寬后窄。


          Inman發(fā)現距骨和踝穴內外側匹配并不相同,踝穴外側弧度、直徑和距離差值<1mm,而內側平均差異為(2.1±1.1)mm。而且所有標本的踝穴曲率半徑都大于距骨,這樣就允許距骨在水平面內發(fā)生旋轉。


          2、踝關(guān)節軸向負荷

          步態(tài)周期中踝關(guān)節負重力最大可達體重的4.5—5.5倍。根據負荷和踝關(guān)節位置不同,接觸面積約為1.5c㎡至9.4c㎡。

          Calhoun等發(fā)現,當踝關(guān)節從跖屈到背伸時(shí),接觸面積增加,而每單位面積受力相應減少;背伸時(shí)距骨內外側關(guān)節面與脛腓骨間的接觸面積最大。


          3、踝關(guān)節旋轉軸

          Inman發(fā)現踝關(guān)節軸從后下外指向前上內,基本與內外踝尖連線(xiàn)一致;在冠狀面上平均向外傾斜8°,橫斷面上平均向外旋轉6°。該軸線(xiàn)方向決定了踝關(guān)節的多維復合運動(dòng);背伸時(shí)伴有外旋、外翻;跖屈時(shí)伴有內旋、內翻。

          圖片關(guān)鍵詞

          近期研究發(fā)現:踝關(guān)節旋轉軸的方向和位置隨其活動(dòng)改變,并非固定軸線(xiàn)。應用立體攝影技術(shù),Lundberg測量發(fā)現踝關(guān)節旋轉軸在矢狀面、冠狀面和橫斷面的投影一直在變化。Sammarco也認為脛距間活動(dòng)是圍繞多個(gè)瞬時(shí)旋轉中心發(fā)生的;而且被動(dòng)跖屈踝關(guān)節時(shí)脛距關(guān)節分離,在“功能范圍”內活動(dòng)時(shí)為平行滑動(dòng);在被動(dòng)背伸時(shí)二者間有壓縮。

          4、踝關(guān)節活動(dòng)

          踝關(guān)節的活動(dòng)包括矢狀面、冠狀面和橫斷面三部分。矢狀面活動(dòng),即跖屈和背伸是踝關(guān)節最重要的功能。多位研究者報道,踝關(guān)節平均背伸13°到33°,跖屈23°到56°。

          Stauffer測量結果為24.4°。

          Sammarco發(fā)現行走時(shí)跖屈10°到15°,背伸10°。上樓梯需要37°,下樓梯需要56°。


          由于踝關(guān)節軸傾斜,所以在屈伸的同時(shí)伴有足或小腿水平面旋轉。小腿固定時(shí),踝關(guān)節背伸時(shí)足外旋,跖屈時(shí)內旋。Lundberg報道,從中立位到背伸30°,距骨外旋8.9°;從中立位到跖屈10°時(shí),有輕微的內旋。Michelson和Helgemo報道,背伸時(shí)足外旋角度平均(7.2±3.8)°,跖屈時(shí)平均內旋(1.9±4.12)°。


          脛骨水平面旋轉平均19°(13°—25°),但即使是最傾斜的踝關(guān)節軸和最大的踝關(guān)節活動(dòng)度,所能形成的小腿旋轉也僅為11°。兩者之間的差值由距下關(guān)節來(lái)彌補。先天性距下關(guān)節融合患者球狀踝的成因就是距下關(guān)節旋轉喪失,踝關(guān)節所受扭轉力增加。

          距下關(guān)節解剖和活動(dòng)

          1、結構特點(diǎn)


          距下關(guān)節包括關(guān)節囊獨立的前、后兩部分,二者間由跗骨竇和跗骨管分開(kāi)。前距下關(guān)節由凹陷的跟骨前中關(guān)節面和凸出的距骨前中關(guān)節面組成;后距下關(guān)節由凸出的跟骨上關(guān)節面和凹陷的距骨下關(guān)節面組成。這種關(guān)節面凹陷或凸出的交叉變化使之能作復雜的扭轉活動(dòng);只有在前中關(guān)節面能做出與后關(guān)節面活動(dòng)相反的活動(dòng)時(shí)才能活動(dòng)。


          2、距下關(guān)節軸向負荷


          人們對足標本施加不同的軸向負荷,通過(guò)Fuji照相技術(shù)測量、分析距下關(guān)節面總面積、關(guān)節接觸面積以及二者間比值,進(jìn)行距下關(guān)節動(dòng)力學(xué)的研究;結果顯示關(guān)節壓強為1MPa到3MPa。Wagner等發(fā)現,施加350N負荷時(shí),后關(guān)節面平均壓強為0.93MPa,前中關(guān)節面為1.44MPa;當軸向負荷增大時(shí),后關(guān)節面接觸比也逐漸增加,而前中關(guān)節面接觸比在1050N以上時(shí)不再增大。Wang等發(fā)現,施加600N外力時(shí),約3/4由后關(guān)節面承受,壓強為3.13MPa;而前中關(guān)節面的壓強為3.23MPa。


          Reeck等研究分析生理負荷下步態(tài)周期不同時(shí)段,即足跟觸地、足放平和足趾離地時(shí)關(guān)節的受力情況。結果發(fā)現,足跟觸地時(shí)后關(guān)節面接觸面積(477m㎡)比站立或足趾離地時(shí)(約610m㎡)小。后關(guān)節面受力從足跟觸地時(shí)的685N增加到站立中期的932N、足趾離地時(shí)的1492N。后關(guān)節面壓強從足跟觸地和足放平時(shí)的1.5MPa增加到足趾離地時(shí)的2.40MPa。前中關(guān)節面接觸面積或接觸壓沒(méi)有顯著(zhù)變化,關(guān)節受力從足跟觸地(391N)到站立中期(538N)有所增加。


          3、距下關(guān)節旋轉軸


          1941年,Manter通過(guò)16例尸體雙足研究確定了距下關(guān)節軸線(xiàn):矢狀面上向背側傾斜42°(29°—47°),橫斷面上向內傾斜16°(8°—24°),其中矢狀面定義是跟骨中點(diǎn)到一二趾中點(diǎn)間平面。


          Isman和Inman以及Root都進(jìn)行了類(lèi)似研究,都發(fā)現存在巨大的標本間差異。但在對不同足中線(xiàn)參照標準校正后,發(fā)現這三個(gè)研究的關(guān)節軸驚人地相似,傾斜軸差異平均在1°以?xún)龋?1°—42°),內斜軸差異平均在3°以?xún)龋?7°—20°)。

          圖片關(guān)鍵詞

          2a:橫斷面上距下關(guān)節軸與足長(cháng)軸向內成角約為23°,變化范圍在4°到47°。

          2b:水平面上該軸約為41°,變化范圍在21°到69°。

          4、距下關(guān)節活動(dòng)


          距下關(guān)節軸指向內、前、上方,其活動(dòng)主要是內翻和外翻(額狀面),內收和外展(橫斷面),以及跖屈和背伸(矢狀面,較?。?,而且是三平面活動(dòng)同時(shí)發(fā)生,即內翻、跖屈和內收同時(shí)出現,外翻、背伸和外展同時(shí)出現,距下關(guān)節平均活動(dòng)度是內翻20°—30°,外翻5°—10°,步行所需活動(dòng)范圍10°—15°。

          Manter通過(guò)16例尸體研究發(fā)現距下關(guān)節呈螺釘樣活動(dòng),即距骨在跟骨上扭轉的同時(shí)有橫向移位;螺旋角為12°,即距骨每旋轉10°前移1.5mm。

          圖片關(guān)鍵詞

          跗橫關(guān)節解剖和活動(dòng)


          1、結構特點(diǎn)


          跗橫關(guān)節又稱(chēng)為中跗關(guān)節或Chopart關(guān)節,包括距舟關(guān)節和跟骰關(guān)節,二者雖各有其獨立活動(dòng),但需要共同完成其功能活動(dòng)。足作為彈性結構,在其觸地時(shí)能化解沖擊力;作為堅固結構,在足趾離地時(shí)能有效地推動(dòng)身體前移;在這種彈性結構與堅固結構的轉變中,跗橫關(guān)節起著(zhù)關(guān)鍵作用。


          距舟關(guān)節:由突出的距骨頭、凹陷的舟骨端面和韌帶組成。彈簧韌帶位于內側,分跟舟下方韌帶和跟舟上內韌帶,后者呈致密的吊帶結構、支撐足縱弓跗橫關(guān)節節段;其功能喪失會(huì )造成前足進(jìn)行性外展或縱弓塌陷。外側韌帶結構是分歧韌帶內側束(跟舟外側韌帶)。背側由距舟關(guān)節囊這個(gè)厚實(shí)結構形成距舟韌帶。


          有學(xué)者將距舟關(guān)節稱(chēng)為“足臼”,距骨頭與由距下關(guān)節前中關(guān)節面、分歧韌帶內側束、彈簧韌帶和舟骨組成的臼碗相關(guān)節。足臼能引起距骨頭活動(dòng),使其除屈伸活動(dòng)外還能滑動(dòng)、滾動(dòng)和回旋。除韌帶靜力結構外,脛后肌、足內外屈肌動(dòng)力作用也提供一定的關(guān)節穩定作用。


          2、跗橫關(guān)節軸向負荷


          有關(guān)跗橫關(guān)節動(dòng)力學(xué)的研究甚少,研究發(fā)現從足跟觸地到站立中期,距舟關(guān)節接觸面積沒(méi)有變化;從站立中期到足趾離地時(shí)大約從382m㎡增加到441m㎡;接觸壓力從站立中期(655N)到足趾離地(887N)期間顯著(zhù)增加;整個(gè)步態(tài)周期中接觸面壓強沒(méi)有變化,一直維持在2MPa左右。


          3、跗橫關(guān)節旋轉軸


          由于距舟關(guān)節和跟骰關(guān)節功能關(guān)系密切,所以多以舟骨、骰骨相對于距骨、跟骨的復合活動(dòng)進(jìn)行研究。Manter報道跗橫關(guān)節有兩個(gè)軸線(xiàn):縱軸與地面成15°角,矢狀面上向內側傾斜9°,描述的是額狀面內的活動(dòng);斜軸與地面成52°角,矢狀面上向內側傾斜57°,描述的是矢狀面和橫斷面內的活動(dòng)。距舟關(guān)節的活動(dòng)度要遠大于跟骰關(guān)節。

          圖片關(guān)鍵詞

          4、跗橫關(guān)節活動(dòng)


          應用X線(xiàn)立體攝影測量技術(shù),Lundberg研究了足背伸跖屈、內外翻時(shí)舟骨與距骨的相對活動(dòng),發(fā)現當足從跖屈30°到中立位時(shí),舟骨相對于距骨背伸并外翻。從中立位到背伸30°時(shí),舟骨相對于距骨內翻,而在其他平面內基本不存在活動(dòng)。當足從外翻20°到中立位時(shí),舟骨在距骨上平均內翻7.5°,在其他平面內的活動(dòng)很小。當足從中立位到內翻20°時(shí),舟骨相對于距骨發(fā)生跖屈(4.4°)、內收(6.6°)并內翻(12.8°)。當下肢從內旋20°旋轉到中立位時(shí),跖屈、內收、內翻活動(dòng)較?。ň∮?°)。從中立位到外旋10°時(shí),舟骨跖屈(7.8°)、內收(12°)和內翻(11.5°)。


          這些數據說(shuō)明距舟關(guān)節沿向內傾斜的軸線(xiàn)活動(dòng):當足從外翻位向中立位、內翻位活動(dòng)時(shí),舟骨相對于距骨出現跖屈、內收和內翻。當下肢從內旋向外旋位活動(dòng)時(shí),舟骨相對于距骨也會(huì )出現跖屈、內收、內翻。


          跗橫關(guān)節的重要性不在于非負重時(shí)活動(dòng)軸的位置,而在于步態(tài)周期各時(shí)段的活動(dòng)變化。Elftman發(fā)現距舟關(guān)節和跟骰關(guān)節軸線(xiàn)關(guān)系的變化會(huì )引起跗橫關(guān)節復合體的鎖定和解鎖。距下關(guān)節外翻使兩關(guān)節軸平行,關(guān)節間解鎖允許之間產(chǎn)生相對活動(dòng),使足富有彈性能適應不平地面,分散負重受力;距下關(guān)節內翻使兩關(guān)節軸交叉,關(guān)節間鎖定,限制其活動(dòng),作為堅固結構有效傳導外力。


          站立相第一階段(足跟觸地到足放平于地面)的特點(diǎn)包括脛骨內旋、踝關(guān)節背伸和距下關(guān)節持續外翻。此時(shí)距舟關(guān)節和跟骰關(guān)節軸平行,中足活動(dòng)度增加、吸收沖擊力。第二階段(足放平于地面到身體超過(guò)負重足)脛骨內旋、踝關(guān)節背伸、跖筋膜拉緊;脛骨內旋拉緊彈簧韌帶和跟骰足底韌帶,脛后肌和跟腱的收縮使距下關(guān)節逐漸內翻,距舟關(guān)節和跟骰關(guān)節軸線(xiàn)交叉,鎖定并穩定中足。第三階段(踝關(guān)節開(kāi)始跖屈到足趾離地),通過(guò)跖屈肌和脛后肌的收縮,以及卷?yè)P機機制引起的跖筋膜拉緊和足弓抬高,使距下關(guān)節內翻進(jìn)一步穩定中足關(guān)節,為推進(jìn)期能量的有效轉移創(chuàng )造一個(gè)堅固的杠桿。


          其他關(guān)節和內側縱弓


          1、跖跗關(guān)節


          前中足(遠端的跖骨基底和近端的骰骨楔骨)之間的關(guān)節連接稱(chēng)為跖跗關(guān)節或Lisfranc關(guān)節。第二跖骨較長(cháng),坐落在近排楔骨形成的凹陷內,形成穩定的Roman弓結構。結實(shí)的Lisfranc韌帶起自?xún)葌刃ü腔?、止于第二跖骨基底內側。內側三列跖跗關(guān)節周?chē)薪Y實(shí)的足底韌帶、骨間和背側韌帶將其固定,起著(zhù)穩定足縱弓、維持跖骨頭位置、均勻分配體重的作用,并使內側三列跖跗關(guān)節形成基本沒(méi)有活動(dòng)的平面關(guān)節。當第一跖跗關(guān)節背側活動(dòng)度過(guò)大時(shí)會(huì )造成第一跖骨負重功能受限、繼發(fā)拇外翻畸形。第四、五跖跗關(guān)節韌帶連接不牢固,活動(dòng)度較大,使足外側更能適應不平地面、緩解前足承重。在平地行走時(shí)整個(gè)第五列全長(cháng)都于地面接觸,而不僅是跖骨頭。


          2、內側縱弓


          內側縱弓從跟骨結節負重點(diǎn)向上經(jīng)載距突、距下關(guān)節至距骨,再向下經(jīng)距骨頭、舟骨、楔骨、第一列至籽骨到地面。骨性結構包括跟骨及其載距突、距骨、舟骨、三塊楔骨及相對應的跖骨(第一跖骨尤為重要)。韌帶結構以支撐距骨頭的跖筋膜和足底跟舟韌帶的作用最為重要。


          有學(xué)者將內側縱弓比作橫梁和桁架結構或倒立的板簧片,能吸收行走和跑動(dòng)時(shí)的負重沖擊。足弓下方結構(足底韌帶、腓骨長(cháng)肌、跖筋膜)能防止負重增加時(shí)足弓塌陷,提供板簧片作用。三頭肌張力增加和脛距關(guān)節受力增加都會(huì )造成足弓變平。


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