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足的运动学和动力学
  前面讲到踝关节的基本运动是背屈和跖屈,转动轴通过内、外踝尖点下方,从前、内侧延伸到下、后、外侧 ,与矢状面、额状面和横截面倾斜。
  
  背屈和跖屈的正常活动范围分别是0-20°和0-55°。完全背屈是踝关节的紧缩位,因此附加运动仅发生于跖屈。
  
  内外踝连结稳固,因此正常距骨可被动在前后方向移动2-3mm,过度的向前或向后的运动分别被称为前屉征和后屉征,这提示有韧带的松弛或破坏的可能。
  
  由于构成踝关节的距骨滑车前宽后窄,当背屈时,较宽的滑车前部嵌入关节窝内,踝关节较稳定;当跖屈时,由于较窄的滑车后部进入关节窝内,足能作轻微的侧方运动,关节不够稳定。所以踝关节扭伤多发生在跖屈(如下山、下坡、下楼梯)的情况。
  
  足的近端由附骨组成,从运动学看,静态的纵弓系统是构成不同关节独立运动形成的所谓闭合运动链系统的部分。
  
  距骨、跟骨、骰骨和舟骨的力学耦合是闭合运动链的需要,因此称为跗骨机构。这些关节周围的韧带,尤其是距腓韧带的水平纤维是这一机构中的关键结构元素。
  
  跗骨机构中距下关节、距舟关节和跟骰关节是足内翻、外翻运动的主要关节。距下关节转动轴斜向定位,与矢状面上的水平轴大约成4l°角,与横截面上的足正中线成23°夹角。
  
  因此,通过这一关节传递的力使足内翻转动时相对于胫骨正交轴略有跖屈和内收,外翻时略有背屈和外展,同时伴随关节转动还有平移运动发生。
  
  距舟关节位于足的后内侧,具有球窝关节特征,有较大的活动性,足内翻可以引起这个关节的最大转动。
  
  跟骰关节位于足的下方外侧,可以归为有较大平移运动的鞍状关节。距舟关节和跟骰关节联合构成跗横关节,又称肖帕尔关节(Chopart关节),它同第二、第三楔骨与趾骨之间的关节共享一个连续的滑液腔。
  
  与这些关节关联的骨都是由较强大的背侧、跖侧和骨间韧带组织连接起来,因此,它们之间相对不动。当近端产生的力和运动通过这些组件向远程传递时,可以近似看作单纯传递,即这些约束性关节并不改变所传递的力和运动。
  
  由于没有肌肉直接运动距骨,通过踝关节韧带和关节接触面传递的力必然使距骨运动。水平排布的距腓前韧带纤维是使距骨外旋的重要机构,借助于跗骨机构将其转换为足的内翻。
  
  因此,通过这一机构,在趾长屈肌配合下,胫骨后肌是有效的内翻运动肌,而腓骨肌和趾长伸肌有相反的功能效果。
  
  胫骨前肌内翻作用较小,拇指外展肌是一个直接作用于跗骨机构上的足固有肌,该肌近端起于跟骨,向前延伸止于机构的远程组件,因此它有显著的内翻效果。
  
  从跗骨机构可以透视出踝关节稳定性。一个广泛为人们接受的理论是:由于距骨机构的存在,韧带在足跖屈时有以下作用,即踝关节稳定性主要是由三角韧带的胫舟部和外侧韧带保证。外侧韧带通过施加一个均匀性韧带作用力维持着距骨与胫腓骨关节面之间的固有稳定性。
  
  当足跖屈时,所有的外侧韧带纤维紧张,会出现内翻和内收运动。在步行的开始阶段,这一运动是由踝关节内侧的固有跖屈肌群动态协助完成的,这些肌群像踝关节和足的非固有肌群一样在整个支撑时相都是主动收缩的。
  
  由于距骨机构的存在,在无肌肉收缩情况下的被动跖屈期间,距骨相对于胫腓骨下关节面也不是自由运动的。距腓前韧带和有类似走向的三角韧带纤维在足跖屈时产生应力,同样对踝关节稳定性有贡献。
  
  在足背屈时,中、后部韧带纤维的内、外侧牵拉起着主导作用。因此,踝关节稳定性差异是与韧带力量大小、踝关节和跗骨机构的转动轴定向以及平移运动的个体间差异相关。
  
  在日常活动中,主要是由足的内外侧地面反作用力和促使下肢内外旋转的力诱发这些关节运动的。单纯的小腿横向转动或同时发生的转动与侧向滑移都会由跗骨机构转换为足的内外翻运动。
  
  骰骨和3块楔骨与5块跖骨基底部关节形成跗跖关节,属平面关节,可作轻微滑动。
  
  跗跖关节区域的一个显著功能性解剖特征就是第二跖骨与其周围的跗骨连接具有相对活动性,而其它跖骨都是不可动的。
  
  由于第二跖骨的基底部“锁”在楔骨形成的关节窝内,足的远程部分可以绕第二跖骨形成的纵长轴扭转,这种扭转运动主要由跗跖关节决定。
  
  在距舟关节和跟骰关节参与下就形成了足掌的内翻和外翻转动。三个外侧跖骨各自在一定范围内的微小滑移、第一跖骨在背侧和跖侧方向的转动和滑移等形成了足的跖骨部分形状扭转变化。
  
  跖趾关节由跖骨头与近节趾骨底构成,可作轻微的屈、伸、收、展运动。足趾弓的动态稳固性质对趾弓的支持和足的内外翻功能起着决定作用。
  
  五个跖趾关节与其趾骨链形成了五个独立的活动机构,每个跖趾关节和脚趾的多关节链在抵抗外力时的稳定机制与手相似。
  
  在足着地最后阶段中产生主要作用力的趾短屈肌和趾间肌对保持趾弓十分重要,有力的拇外展肌、内收肌和短屈肌不仅起着稳固第一跖关节作用,而且由于这些肌肉起点特殊同时有稳定楔骨连接、甚至近端关节的功能。
  
  总的来说,在踝关节和足的开链和闭链运动中所有的跗骨间关节和跗跖关节都有小量但很重要的运动。
  
  这种运动提供足弓在行走和跑步足的柔性和足的刚性,这种小运动的重要性也可在没有跗部运动的病理情况得到证实,如跗骨间关节外科融合或戴上假肢,这些患者在足跟冲击后足底就可能倾斜,这些不正常的力就可导致膝关节和跗跖关节代偿性过度运动。
  
  总之踝足部是一个多关节的复合体,在临床上涉及踝足部的损伤很常见,需要在良好的解剖学知识基础上,掌握和理解足的稳定机制和踝足部运动学和动力学方面的知识,才能更好地为患者服务。

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