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足踝解剖活動(dòng)的研究

2020-02-25 15:39:02 baiye

踝關(guān)節(jié)解剖和活動(dòng)



1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)


足踝關(guān)節(jié)包括脛距、脛腓、腓距三個(gè)關(guān)節(jié)面,距骨是頂點(diǎn)位于內(nèi)側(cè)的圓錐截體,前寬后窄。Inman發(fā)現(xiàn)距骨和踝穴內(nèi)外側(cè)匹配并不相同,踝穴外側(cè)弧度、直徑和距離差值<1mm,而內(nèi)側(cè)平均差異為(2.1±1.1)mm。而且所有標(biāo)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(nèi)發(fā)生旋轉(zhuǎn)。


2、踝關(guān)節(jié)軸向負(fù)荷


步態(tài)周期中踝關(guān)節(jié)負(fù)重力最大可達(dá)體重的4.5—5.5倍。根據(jù)負(fù)荷和踝關(guān)節(jié)位置不同,接觸面積約為1.5c㎡至9.4c㎡。Calhoun等發(fā)現(xiàn),當(dāng)踝關(guān)節(jié)從跖屈到背伸時(shí),接觸面積增加,而每單位面積受力相應(yīng)減少;背伸時(shí)距骨內(nèi)外側(cè)關(guān)節(jié)面與脛腓骨間的接觸面積最大。


3、踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸


Inman發(fā)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)軸從后下外指向前上內(nèi),基本與內(nèi)外踝尖連線一致;在冠狀面上平均向外傾斜8°,橫斷面上平均向外旋轉(zhuǎn)6°。該軸線方向決定了踝關(guān)節(jié)的多維復(fù)合運(yùn)動(dòng);背伸時(shí)伴有外旋、外翻;跖屈時(shí)伴有內(nèi)旋、內(nèi)翻。近期研究發(fā)現(xiàn):踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸的方向和位置隨其活動(dòng)改變,并非固定軸線。應(yīng)用立體攝影技術(shù),Lundberg測(cè)量發(fā)現(xiàn)踝關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸在矢狀面、冠狀面和橫斷面的投影一直在變化。Sammarco也認(rèn)為脛距間活動(dòng)是圍繞多個(gè)瞬時(shí)旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生的;而且被動(dòng)跖屈踝關(guān)節(jié)時(shí)脛距關(guān)節(jié)分離,在“功能范圍”內(nèi)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(jié)活動(dòng)


踝關(guān)節(jié)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(jié)最重要的功能。多位研究者報(bào)道,踝關(guān)節(jié)平均背伸13°到33°,跖屈23°到56°。Stauffer測(cè)量結(jié)果為24.4°。Sammarco發(fā)現(xiàn)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(jié)軸傾斜,所以在屈伸的同時(shí)伴有足或小腿水平面旋轉(zhuǎn)。小腿固定時(shí),踝關(guān)節(jié)背伸時(shí)足外旋,跖屈時(shí)內(nèi)旋。Lundberg報(bào)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(nèi)旋。Michelson和Helgemo報(bào)道,背伸時(shí)足外旋角度平均(7.2±3.8)°,跖屈時(shí)平均內(nèi)旋(1.9±4.12)°。脛骨水平面旋轉(zhuǎn)平均19°(13°—25°),但即使是最傾斜的踝關(guān)節(jié)軸和最大的踝關(guān)節(jié)活動(dòng)度,所能形成的小腿旋轉(zhuǎn)也僅為11°。兩者之間的差值由距下關(guān)節(jié)來(lái)彌補(bǔ)。先天性距下關(guān)節(jié)融合患者球狀踝的成因就是距下關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)喪失,踝關(guān)節(jié)所受扭轉(zhuǎn)力增加。



距下關(guān)節(jié)解剖和活動(dòng)



1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

距下關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)囊獨(dú)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(jié)由凹陷的跟骨前中關(guān)節(jié)面和凸出的距骨前中關(guān)節(jié)面組成;后距下關(guān)節(jié)由凸出的跟骨上關(guān)節(jié)面和凹陷的距骨下關(guān)節(jié)面組成。這種關(guān)節(jié)面凹陷或凸出的交叉變化使之能作復(fù)雜的扭轉(zhuǎn)活動(dòng);只有在前中關(guān)節(jié)面能做出與后關(guān)節(jié)面活動(dòng)相反的活動(dòng)時(shí)才能活動(dòng)。


2、距下關(guān)節(jié)軸向負(fù)荷

人們對(duì)足標(biāo)本施加不同的軸向負(fù)荷,通過(guò)Fuji照相技術(shù)測(cè)量、分析距下關(guān)節(jié)面總面積、關(guān)節(jié)接觸面積以及二者間比值,進(jìn)行距下關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)的研究;結(jié)果顯示關(guān)節(jié)壓強(qiáng)為1MPa到3MPa。Wagner等發(fā)現(xiàn),施加350N負(fù)荷時(shí),后關(guān)節(jié)面平均壓強(qiáng)為0.93MPa,前中關(guān)節(jié)面為1.44MPa;當(dāng)軸向負(fù)荷增大時(shí),后關(guān)節(jié)面接觸比也逐漸增加,而前中關(guān)節(jié)面接觸比在1050N以上時(shí)不再增大。Wang等發(fā)現(xiàn),施加600N外力時(shí),約3/4由后關(guān)節(jié)面承受,壓強(qiáng)為3.13MPa;而前中關(guān)節(jié)面的壓強(qiáng)為3.23MPa。Reeck等研究分析生理負(fù)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(jié)的受力情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn),足跟觸地時(shí)后關(guān)節(jié)面接觸面積(477m㎡)比站立或足趾離地時(shí)(約610m㎡)小。后關(guān)節(jié)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(jié)面壓強(qiáng)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(jié)面接觸面積或接觸壓沒(méi)有顯著變化,關(guān)節(jié)受力從足跟觸地(391N)到站立中期(538N)有所增加。


3、距下關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸

1941年,Manter通過(guò)16例尸體雙足研究確定了距下關(guān)節(jié)軸線:矢狀面上向背側(cè)傾斜42°(29°—47°),橫斷面上向內(nèi)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(xiàn)存在巨大的標(biāo)本間差異。但在對(duì)不同足中線參照標(biāo)準(zhǔn)校正后,發(fā)現(xiàn)這三個(gè)研究的關(guān)節(jié)軸驚人地相似,傾斜軸差異平均在1°以?xún)?nèi)(41°—42°),內(nèi)斜軸差異平均在3°以?xún)?nèi)(17°—20°)。


4、距下關(guān)節(jié)活動(dòng)

距下關(guān)節(jié)軸指向內(nèi)、前、上方,其活動(dòng)主要是內(nèi)翻和外翻(額狀面),內(nèi)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(nèi)翻、跖屈和內(nèi)收同時(shí)出現(xiàn),外翻、背伸和外展同時(shí)出現(xiàn),距下關(guān)節(jié)平均活動(dòng)度是內(nèi)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(xiàn)距下關(guān)節(jié)呈螺釘樣活動(dòng),即距骨在跟骨上扭轉(zhuǎn)的同時(shí)有橫向移位;螺旋角為12°,即距骨每旋轉(zhuǎn)10°前移1.5mm。


跗橫關(guān)節(jié)解剖和活動(dòng)


1、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

跗橫關(guān)節(jié)又稱(chēng)為中跗關(guān)節(jié)或Chopart關(guān)節(jié),包括距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié),二者雖各有其獨(dú)立活動(dòng),但需要共同完成其功能活動(dòng)。足作為彈性結(jié)構(gòu),在其觸地時(shí)能化解沖擊力;作為堅(jiān)固結(jié)構(gòu),在足趾離地時(shí)能有效地推動(dòng)身體前移;在這種彈性結(jié)構(gòu)與堅(jiān)固結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)變中,跗橫關(guān)節(jié)起著關(guān)鍵作用。距舟關(guān)節(jié):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(nèi)側(cè),分跟舟下方韌帶和跟舟上內(nèi)韌帶,后者呈致密的吊帶結(jié)構(gòu)、支撐足縱弓跗橫關(guān)節(jié)節(jié)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(cè)韌帶結(jié)構(gòu)是分歧韌帶內(nèi)側(cè)束(跟舟外側(cè)韌帶)。背側(cè)由距舟關(guān)節(jié)囊這個(gè)厚實(shí)結(jié)構(gòu)形成距舟韌帶。有學(xué)者將距舟關(guān)節(jié)稱(chēng)為“足臼”,距骨頭與由距下關(guān)節(jié)前中關(guān)節(jié)面、分歧韌帶內(nèi)側(cè)束、彈簧韌帶和舟骨組成的臼碗相關(guān)節(jié)。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(jié)構(gòu)外,脛后肌、足內(nèi)外屈肌動(dòng)力作用也提供一定的關(guān)節(jié)穩(wěn)定作用。


2、跗橫關(guān)節(jié)軸向負(fù)荷

有關(guān)跗橫關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)的研究甚少,研究發(fā)現(xiàn)從足跟觸地到站立中期,距舟關(guān)節(jié)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)期間顯著增加;整個(gè)步態(tài)周期中接觸面壓強(qiáng)沒(méi)有變化,一直維持在2MPa左右。


3、跗橫關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)軸

由于距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)功能關(guān)系密切,所以多以舟骨、骰骨相對(duì)于距骨、跟骨的復(fù)合活動(dòng)進(jìn)行研究。Manter報(bào)道跗橫關(guān)節(jié)有兩個(gè)軸線:縱軸與地面成15°角,矢狀面上向內(nèi)側(cè)傾斜9°,描述的是額狀面內(nèi)的活動(dòng);斜軸與地面成52°角,矢狀面上向內(nèi)側(cè)傾斜57°,描述的是矢狀面和橫斷面內(nèi)的活動(dòng)。距舟關(guān)節(jié)的活動(dòng)度要遠(yuǎn)大于跟骰關(guān)節(jié)。


4、跗橫關(guān)節(jié)活動(dòng)


應(yīng)用X線立體攝影測(cè)量技術(shù),Lundberg研究了足背伸跖屈、內(nèi)外翻時(shí)舟骨與距骨的相對(duì)活動(dòng),發(fā)現(xiàn)當(dāng)足從跖屈30°到中立位時(shí),舟骨相對(duì)于距骨背伸并外翻。從中立位到背伸30°時(shí),舟骨相對(duì)于距骨內(nèi)翻,而在其他平面內(nèi)基本不存在活動(dòng)。當(dāng)足從外翻20°到中立位時(shí),舟骨在距骨上平均內(nèi)翻7.5°,在其他平面內(nèi)的活動(dòng)很小。當(dāng)足從中立位到內(nèi)翻20°時(shí),舟骨相對(duì)于距骨發(fā)生跖屈(4.4°)、內(nèi)收(6.6°)并內(nèi)翻(12.8°)。當(dāng)下肢從內(nèi)旋20°旋轉(zhuǎn)到中立位時(shí),跖屈、內(nèi)收、內(nèi)翻活動(dòng)較?。ň∮?°)。從中立位到外旋10°時(shí),舟骨跖屈(7.8°)、內(nèi)收(12°)和內(nèi)翻(11.5°)。


這些數(shù)據(jù)說(shuō)明距舟關(guān)節(jié)沿向內(nèi)傾斜的軸線活動(dòng):當(dāng)足從外翻位向中立位、內(nèi)翻位活動(dòng)時(shí),舟骨相對(duì)于距骨出現(xiàn)跖屈、內(nèi)收和內(nèi)翻。當(dāng)下肢從內(nèi)旋向外旋位活動(dòng)時(shí),舟骨相對(duì)于距骨也會(huì)出現(xiàn)跖屈、內(nèi)收、內(nèi)翻。跗橫關(guān)節(jié)的重要性不在于非負(fù)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(xiàn)距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)軸線關(guān)系的變化會(huì)引起跗橫關(guān)節(jié)復(fù)合體的鎖定和解鎖。距下關(guān)節(jié)外翻使兩關(guān)節(jié)軸平行,關(guān)節(jié)間解鎖允許之間產(chǎn)生相對(duì)活動(dòng),使足富有彈性能適應(yīng)不平地面,分散負(fù)重受力;距下關(guān)節(jié)內(nèi)翻使兩關(guān)節(jié)軸交叉,關(guān)節(jié)間鎖定,限制其活動(dòng),作為堅(jiān)固結(jié)構(gòu)有效傳導(dǎo)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(nèi)旋、踝關(guān)節(jié)背伸和距下關(guān)節(jié)持續(xù)外翻。此時(shí)距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)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(fù)重足)脛骨內(nèi)旋、踝關(guān)節(jié)背伸、跖筋膜拉緊;脛骨內(nèi)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(jié)逐漸內(nèi)翻,距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)軸線交叉,鎖定并穩(wěn)定中足。第三階段(踝關(guān)節(jié)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(yáng)機(jī)機(jī)制引起的跖筋膜拉緊和足弓抬高,使距下關(guān)節(jié)內(nèi)翻進(jìn)一步穩(wěn)定中足關(guān)節(jié),為推進(jìn)期能量的有效轉(zhuǎn)移創(chuàng)造一個(gè)堅(jiān)固的杠桿。


其他關(guān)節(jié)和內(nèi)側(cè)縱弓

1、跖跗關(guān)節(jié)

前中足(遠(yuǎn)端的跖骨基底和近端的骰骨楔骨)之間的關(guān)節(jié)連接稱(chēng)為跖跗關(guān)節(jié)或Lisfranc關(guān)節(jié)。第二跖骨較長(zhǎng),坐落在近排楔骨形成的凹陷內(nèi),形成穩(wěn)定的Roman弓結(jié)構(gòu)。結(jié)實(shí)的Lisfranc韌帶起自?xún)?nèi)側(cè)楔骨基底、止于第二跖骨基底內(nèi)側(cè)。內(nèi)側(cè)三列跖跗關(guān)節(jié)周?chē)薪Y(jié)實(shí)的足底韌帶、骨間和背側(cè)韌帶將其固定,起著穩(wěn)定足縱弓、維持跖骨頭位置、均勻分配體重的作用,并使內(nèi)側(cè)三列跖跗關(guān)節(jié)形成基本沒(méi)有活動(dòng)的平面關(guān)節(jié)。當(dāng)?shù)谝货捧脐P(guān)節(jié)背側(cè)活動(dòng)度過(guò)大時(shí)會(huì)造成第一跖骨負(fù)重功能受限、繼發(fā)拇外翻畸形。第四、五跖跗關(guān)節(jié)韌帶連接不牢固,活動(dòng)度較大,使足外側(cè)更能適應(yīng)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(zhǎng)都于地面接觸,而不僅是跖骨頭。


2、內(nèi)側(cè)縱弓

內(nèi)側(cè)縱弓從跟骨結(jié)節(jié)負(fù)重點(diǎn)向上經(jīng)載距突、距下關(guān)節(jié)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(jié)構(gòu)包括跟骨及其載距突、距骨、舟骨、三塊楔骨及相對(duì)應(yīng)的跖骨(第一跖骨尤為重要)。韌帶結(jié)構(gòu)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(nèi)側(cè)縱弓比作橫梁和桁架結(jié)構(gòu)或倒立的板簧片,能吸收行走和跑動(dòng)時(shí)的負(fù)重沖擊。足弓下方結(jié)構(gòu)(足底韌帶、腓骨長(zhǎng)肌、跖筋膜)能防止負(fù)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(jié)受力增加都會(huì)造成足弓變平。


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