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必须知道脚踝生物力学功能性解剖足踝部生理解剖足踝部分为后足(hindfoot或rearfoot)、中足(midfoot)、前足(forefoot)三部分。
后足是由距骨(talus)和跟骨(calcaneus)组成，是踝关节最重要的部分;中足由7块小骨头组成;前足为跖骨(metatarsus)以下部分。
足踝关节(Ankle joint)足踝关节主要由包围距骨之三个关节面组成:胫距关节(talo-tibial joint)，距下关节(subtalar joint)，距舟关节(talo-navicular joint)。
踝关节轴线(Ankle axis)距下关节为了要应付行走时足部形状的改变，呈现S形立体交叉的关节面，其关节轴线为从内测前上方向外侧后下方倾斜。
因此距下关节的关节活动系主要沿着轴线，自然产生旋前(pronation)和旋后(supination)两种动作。
旋前(Pronation) 旋后(Supination)旋前(pronation)=背屈(dorsiflexion)+外展(eversion)+外翻(abduction)旋后(supination)=跖屈(plantar flexion)+内收(inversion)+内翻(adduction)足部纵向参考轴线(Axial reference line)足部之纵向中心轴线，为通过跟骨中点至第二跖骨头中点之直线。
步态动作着地期(Heel strike phase)在足跟着地时，是从跟骨外侧先触地，再向内侧翻转(Lateral-to-medial heel strike)，因为摩擦力的关系，距下关节会从轻微旋后姿势 (supination)转为旋前姿势(pronation)，这种姿势转变主要的作用就是吸收地面的反作用力(吸震作用)。
检查鞋子时，足跟外侧通常磨损比内侧多一些，这是正常现象。
站立期 (Stance phase)为了吸收身体的重量与着地的冲击力，会使距下关节产生旋前动作(pronation)，促使原来前足内翻(约8度)转而贴向地面，接着足跟轻微外翻，胫骨向内转(tibia internal rotation)。
1 足踝部的生物力学 同济大学附属同济医院骨科 俞光荣 演讲提纲 •足的进化与结构•人行进运动学及步态•足踝的功能解剖 •踝关节的生物力学特点 •距下关节的生物力学特点 •足部稳定机理 •足弓的解剖与生物力学特点•足踝部联合运动特点 •主要足中前关节的生物力学特点 足的进化与结构 足的演进－第一跖骨的增厚、肥大 足的演进－足跟的肥大 •站立时跟骨负担约50％体重，行走时可至约4倍体重 •根据Wolf 定律，长期行走使跟骨增大、骨小梁排列改变 •但结构远不够完美，因此，跟骨是最易骨折部位之一 2009 Synthes Foot &Ankle Seminar足的演进－楔骨靠拢 •正常负重使跗骨逐渐转位楔形，且由坚强韧带固定为拱形整体 •第1、2楔骨间存在微动，使第1跖骨不稳定•有人认为此结构与扁平足和拇外翻有关2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班足的结构与功能特点 •26(＋2)块骨与关节的复合体•依靠: –稳定的结构 –力的缓冲作用 –适应地面 •前、中、后足的主要功能 –后足：承重和平衡稳定 –中足：吸收振荡–前足：推进、把持和承重 韧带 骨关节肌肉 稳定结构 足踝的解剖学和生物力学特点 •不规则骨为主，以至活动度相对较小•稳定性 ✓静力性：骨性、软组织性 ✓动力性：内在肌、外在肌 ✓以静力韧带稳定为主 ✓以复合体维持为主 •活动单向少，多向以及复合活动为主 •骨折特点：隐匿、撕脱、复合不稳定 现代足结构的意义 运动力 –最低的能量消耗 –最低的躯干抬起 稳定性 –行走功能 –支撑体重 –肌肉收缩的稳定平台 人行进运动学及步态 人行进运动学－侧方身体移位 •A ：双足靠拢行走时，身体发生轻度侧方移动 •B ：双足分开行走时，身体明显增加侧方移动2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班步态分期 •步态周期=站立相+摆动相 •站立相=接触期+支撑中期+推进期 =双足站立初期+单足站立期+双足站立末期–推进期=主动+被动推进期 –接触期=足跟+足底着地期 一个步态周期中双侧足的步态分期60％ 40％ 足底压力分布变化 •步态周期12% ：全足底开始触地 •步态周期22% ：足底压力大部分从足跟转到跖骨头 •步态周期32% ：足底压力多转到跖骨头 •步态周期42% ：足底压力开始转到足趾上 •步态周期51%：跖骨头和足趾所受压力几乎相同 行走生物力学 •压力中心的变化 •迅速的前进•从跟部-跖骨-足趾 •站立期30%，负重位于 在足趾上 足踝的功能解剖 足与踝关节－－整体 •距小腿关节•距下关节•跗横关节•跖跗关节•跖趾关节结构、功能密切联系2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班胫腓骨间膜 •下胫腓联合 •应力传递 •踝骨折的一种类型 足踝部的结构 距小腿关节 •距骨呈楔形，坐于踝穴内•距骨前部较后部宽 •内踝高于外踝•负重时，关节稳定性由关节面提供•非负重，关节周围韧带提供87％的稳定性 距小腿关节 –距骨, 胫骨, 腓骨关节结构侧重于稳定而非运动 踝关节稳定因素 •非负重踝关节稳定性 –外侧韧带前稳定占70% to 80% –三角韧带后稳定占 50% to 80% –两韧带旋转稳定占50% to 80% •负重踝关节稳定性 –踝关节的几何形状占100% 平移， 60% 旋转稳定 –跖屈位不稳定 –背伸位很稳定 三角韧带生物力学特点•三角韧带的浅层和深层共同限制距骨外翻和后移 •三角韧带浅层可防止距骨的外旋和外翻 •三角韧带深层主要限制距骨外翻、后移和外移 •深层为内侧稳定的主体 踝关节的生物力学特点 距小腿关节滑车结构•距骨就像截头去尾的一个圆锥体•当踝关节活动时，距骨顶沿其外侧基底发生旋转•踝关节在正常活动时距骨始终与踝穴完全匹配距骨前宽后窄，踝关节跖屈时关节不稳定？NO ！！2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班距小腿关节力学特点 •内踝高于外踝•以内侧为支点的内翻运动幅度大于外翻 •约85-90％踝关节扭伤为外侧结构受累 •踝关节扭伤时，外踝对韧带提供较多保护 •踝关节内翻损伤时需高度怀疑外踝骨折 踝关节运动范围 •屈伸运动约50°，个体差异较大 •同肌肉强度、骨性结构对位情况、韧带稳定性及年龄有关 •10°背伸是完成正常步态所必须的 CLINICAL ORTHOPAEDICS AND RELATED RESEARCH Number 424, pp. 27–31正常步态中的踝关节运动 M.D. Castro / Foot Ankle Clin N Am 7 (2002) 679–693力学特点 重视外踝的作用 •外踝长度是维持下胫腓稳定的关键因素 •外踝旋转或短缩都会显著影响踝穴的接触特性 踝关节运动轴同冠状面夹角20-30度同水平面夹角8度2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班踝关节运动轴 •大致为内外踝尖的连线 •涉及运动：背伸/外展 跖屈/内收 •随关节运动，运动轴本身也发生运动，非单一、固定运动轴 踝关节运动的经验轴•踝关节运动的经验轴——位于内踝尖下方5mm ；外踝尖前侧8mm ，下方3mm踝关节运动轴及经验轴 胫骨中线与Mortise 位的天花板 经验轴 2009 Synthes Foot &Ankle Seminar 踝穴 •踝关节非铰链关节： •背伸——距骨外旋和腓骨外移及外旋 •跖屈——距骨的内旋 •正常的踝关节可外翻3O ，踝穴相对于膝关节为外旋20O ～30O •踝穴增宽1mm ，踝关节的最大接触压力将增加50％ 距下关节的生物力学特点 距下关节 •由跟骨、距骨、舟骨构成–运动轴与横截面成42°角，与矢状面成16°•距下关节的三维运动 –旋前–旋后2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班距下关节 •其基本功能为在支撑相中和股骨、胫骨的旋转 •其次为吸收消散地面的反作用力 后足关节 •距舟关节和距下关节的活动具有高度的相关性•融合距舟关节，距下关节的活动度将全部消失 •融合距下关节，距舟关节的活动度将减少75％ •融合跟骰关节不影响距下关节的活动度；而距舟关节的活动度可保留67％ 足部稳定机理 足踝稳定模型 “3-腿”凳子概念 距骨 • 凳子的稳定取决于腿的位置 足踝稳定模型 “3腿” 凳子概念 正常的排列，前足和后跟垂直足跟＝中立位 前足＝中立位2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班 2013年全国足踝外科学术研讨会暨新进展学习班前足内翻（未被距下关节活动抵销），前足外侧缘相对内侧缘跖屈 足跟＝中立位 前足＝内翻（旋后） 内侧外侧 前足内翻（被距下关节活动抵销），前足水平，后足外翻足跟＝外翻前足＝内翻 足弓的解剖与生物力学特点 足的结构－纵弓 内侧纵弓 跟、距、舟、3块楔骨及内侧3块跖骨构成 外侧纵弓 跟、骰及外侧2块跖骨构成。
