[轉載]淺藍:踝關節及足部生物力學基礎知識
踝關節和足部的生物力學相當複雜且彼此關係緊密。足部是整個下肢運動系統中的一部分,對步態的平穩順暢有重要作用,踝關節將承重由下肢傳遞到足部,決定著足在地面上的定位。足由28塊骨構成,骨與骨之間的運動密切相關。除了作為一個可經受多種身體重量反覆承重的結構支撐平面外,踝足部也要能夠適應不同地面和變化的運動速度。踝足部結構的特性使其即可以在芭蕾舞以足尖站立時,表現出牢固性,而當光腳行走在沙地上時又表現出柔韌性。在步行中,足部發揮了吸收地面反作用力及推動身體向前的堅固的結構槓桿作用。
踝關節由三塊骨構成,是一複合關節,包括脛腓關節,腓距關節和脛距關節。踝關節是鉸鏈關節,關節良好的吻合再加上內側韌帶、外側韌帶、前後距腓骨和跟腓骨韌帶,使之非常穩定。
足的總的運動有三個運動軸和三個運動面。
腿、踝和距下運動的斜接鉸鏈模型中,A是上方棍外旋導致下方棍內旋,B是上方棍內旋導致下方棍外旋,C是脛骨外旋導致足旋後,D是脛骨內旋導致足旋前。
足部生物力學
跖骨分界線由五個跖趾關節的瞬時旋轉中心線連線產生,與足縱軸的夾角50~70度,因人而異。
距下關節軸,矢狀面側面觀,軸由跖面上抬42度。水平面(上面觀),軸向內側與足中線呈16度夾角。
右側距下關節和右旋螺釘的比較。
跗橫關節由距舟關節和跟骰關節組成,足沿其縱軸進行內翻、外翻運動。
跗橫關節的傾斜軸,足沿此軸進行屈伸運動。
距下關節和跗橫關節的活動,使足具有了靈活性和牢固性。當距下關節外翻時,跟骰關節和距舟關節的長軸是平行的,因此產生了跗橫關節的活動。當距下關節內翻時,這些關節的軸彙集,從而保證了軸的牢固性,因此從支撐中期到足趾離地過程中,通過距下關節的內翻和跗橫關節的鎖閉使足成為一個堅固的槓桿。
跗跖關節上面觀,顯示了凹進的第二跖骨底,關節CT掃描的斷面觀,顯示了弓形結構。
足縱弓橫樑模型中,足弓是一彎曲橫樑,由臨近關節和足底支撐韌帶構成。張力t集中在橫樑下面,壓力c產生在上表面。
踝關節生物力學 踝關節的榫眼構造組成一個簡單的鉸鏈結構,由距骨、內外踝和脛骨遠端構成。通常習慣上說的踝關節軸是通過觸摸內外踝尖估測出的。
踝關節活動主要發生在矢狀面(側面觀),被描述為跖屈(屈,註:展腳面)和背屈(註:勾腳面)。以右踝為例,背屈時踝關節軸向下外側傾斜。中立位時,踝關節軸幾乎是水平的,跖屈時踝關節軸向下向內側傾斜。
踝關節的穩定性依賴於關節的吻合和支持韌帶的結構。
正常踝關節從完全展腳面到勾腳面,脛距關節的表面關節瞬時活動瞬心途徑,所有瞬心落在距骨上。
踝外側韌帶防止關節內翻和內旋,深淺三角韌帶防止關節外翻和外旋,聯合韌帶保持遠端腓骨和脛骨之間的穩定性。
上側觀
內側觀
踝關節聯合的組成
矢狀面(側面觀)上跟腓韌帶與距腓韌帶的夾角平均值
外踝和距骨下關節的韌帶
踝負重分布
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