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足踝問題對人體的生物力學影響

2020-03-31 16:38:10 baiye

關(guān)節(jié)活動能力。足踝問題會影響人體關(guān)節(jié)的運動范圍,導(dǎo)致人體運動功能受限。足部畸形患者,在靜態(tài)站立和運動過程中,關(guān)節(jié)運動角度和受力情況與正常人會有差異。扁平足在站立時,足底與地面全接觸或幾乎全接觸,后足明顯外翻。與正常人相比,正常行走中扁平足測試者的前足外展角度增加,后足外翻角度增加。足部關(guān)節(jié)運動的異常會直接影響踝關(guān)節(jié)的背曲角度。與扁平足相反,高弓足患者足底與地面接觸面積減少,跖骨區(qū)足底壓力增加,站立時造成足內(nèi)翻,而在實際步態(tài)中中足和后足外翻角度減。高弓足的雙腳因體重分布不均,走路方式容易外旋、穩(wěn)定度差,會影響下肢的力學軸線,導(dǎo)致下肢運動或關(guān)鍵受力異常。拇外翻也是常見的足部畸形問題。拇外翻畸形主要指拇趾在第一跖趾關(guān)節(jié)處向外側(cè)偏斜移位,在成年人中的發(fā)病率為23%。研究發(fā)現(xiàn),拇趾外翻患者第一跖骨相對于第二跖骨的平均內(nèi)旋角度高于正常人。同時,踝關(guān)節(jié)背屈角度在站立相末期小于正常人,導(dǎo)致外翻力的增加,加劇拇外翻的進程。同時,足踝軟組織疾病如足底筋膜炎、踝關(guān)節(jié)軟骨損傷也會影響足踝的運動。與正常人相比,足底筋膜炎患者的后足外翻角度大。站立相初期前足跖屈角度、前足內(nèi)外翻角以及第一跖趾關(guān)節(jié)的背屈角度更大。踝關(guān)節(jié)炎患者在前足、中足及后足運動角度與正常人都存在顯著差異。足踝部位的骨折也會影響足踝部位的正?;顒?,導(dǎo)致行走障礙。

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肌肉。人體運動的產(chǎn)生主要通過肌肉驅(qū)動來完成,足踝部位的畸形或損傷反過來會影響肌肉的幾何特性及生理活性。扁平足患者的腓骨長肌和脛骨前肌肌腱厚度增加,跟腱厚底降低,足內(nèi)部肌肉如趾短伸肌、長伸肌、拇展肌體積增加,小指展肌減小。肌肉的生理結(jié)構(gòu)改變會導(dǎo)致足部關(guān)節(jié)運動異常,如前足外展角度增加。扁平足患者的小腿三頭肌及跟腱的張力過大會進一步影響中足應(yīng)力,造成足踝不穩(wěn)定。成年高弓足的產(chǎn)生主要與足踝部位的肌肉不平衡有關(guān)。對于高弓形足患者,脛后肌和腓長肌的強度會大于脛前肌和腓短肌,進而會導(dǎo)致后足內(nèi)翻和前足外翻,影響足部壓力分布。拇外翻畸形也會影響肌肉的生理及幾何特性。以正常人為參考,患者拇外展肌和拇短屈肌的厚度和橫截面積減小,同時拇外展肌肌肉活性明顯小于拇內(nèi)展肌肌肉。

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疼痛與關(guān)節(jié)損傷。足踝與下肢其他關(guān)節(jié)在運動過程中相互耦合,足踝異常除了對足踝關(guān)節(jié)造成直接影響,還會影響足踝以上的關(guān)節(jié)及軟組織。由于沒有足夠的足弓支持,嚴重的扁平足患者步行時足底部分軟組織應(yīng)力增加,引起足底筋膜炎及后足疼痛。下肢力線的改變可能還會引起膝、髖關(guān)節(jié)、髕骨疼痛及脛骨應(yīng)力異常,甚至導(dǎo)致脊柱疼痛。Kosashvili等對軍人前膝及后背痛與扁平足程度的關(guān)系進行了回顧性分析,發(fā)現(xiàn)嚴重扁平足與前膝和后背痛的發(fā)生有關(guān)。老年人扁平足與膝關(guān)節(jié)疼痛及軟骨損傷的關(guān)系的研究發(fā)現(xiàn),扁平足與膝關(guān)節(jié)炎癥狀及膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)軟骨損傷有關(guān)。高弓足患者后足內(nèi)翻,導(dǎo)致足部外側(cè)壓力過大,從而造成踝關(guān)節(jié)不穩(wěn),腓骨肌腱炎及應(yīng)力骨折。關(guān)節(jié)力過大會導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)炎的產(chǎn)生。拇外翻患者在第一跖骨頭內(nèi)側(cè)會出現(xiàn)軟組織疼痛和骨頭突出,如果不及時進行治療還可能導(dǎo)致錘狀趾或爪趾畸形產(chǎn)生,影響足部壓力分布。足底筋膜炎是足底的肌腱或者筋膜發(fā)生無菌性炎癥所致,最常見癥狀是腳跟的疼痛與不適。足底筋膜炎會導(dǎo)致身體結(jié)構(gòu)和功能的變化包括姿勢偏斜、內(nèi)側(cè)足弓觸痛、踝背屈受限、跖屈肌力量減弱、踝內(nèi)在肌力量減弱、距下關(guān)節(jié)過度旋前。由肌腱退變、微創(chuàng)傷、炎癥、副舟骨及全身系統(tǒng)性疾病等多種原因綜合所導(dǎo)致脛后肌腱功能失調(diào),可繼發(fā)性引起足弓扁平,繼而發(fā)生后足外翻、中足外展、前足旋前。臨床上脛后肌腱功能失調(diào)的典型畸形包括后足外翻、前足外展、足縱弓塌陷及隨著后足外翻逐漸加重而出現(xiàn)的代償性前足旋后。


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