雙足的主要功能是作為一種半剛性基柱為軀干提供牢固的支撐。

踝關(guān)節(jié)解剖和活動

1、結(jié)構(gòu)特點

踝關(guān)節(jié)包括脛距、脛腓、腓距三個關(guān)節(jié)面，距骨是頂點位于內(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，接觸面積增加，而每單位面積受力相應(yīng)減少；背伸時距骨內(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)合運動；背伸時伴有外旋、外翻；跖屈時伴有內(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改變，并非固定軸線。應(yīng)用立體攝影技術(shù)，Lundberg測量發(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)為脛距間活動是圍繞多個瞬時旋轉(zhuǎn)中心發(fā)生的；而且被動跖屈踝關(guān)節(jié)時脛距關(guān)節(jié)分離，在“功能范圍”內(nèi)活動時為平行滑動；在被動背伸時二者間有壓縮。

4、踝關(guān)節(jié)活動

踝關(guān)節(jié)的活動包括矢狀面、冠狀面和橫斷面三部分。矢狀面活動，即跖屈和背伸是踝關(guān)節(jié)最重要的功能。多位研究者報道，踝關(guān)節(jié)平均背伸13°到33°，跖屈23°到56°。

Stauffer測量結(jié)果為24.4°。

Sammarco發(fā)現(xiàn)行走時跖屈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，所以在屈伸的同時伴有足或小腿水平面旋轉(zhuǎn)。小腿固定時，踝關(guān)節(jié)背伸時足外旋，跖屈時內(nèi)旋。Lundberg報道，從中立位到背伸30°，距骨外旋8.9°；從中立位到跖屈10°時，有輕微的內(nèi)旋。Michelson和Helgemo報道，背伸時足外旋角度平均（7.2±3.8）°，跖屈時平均內(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)來彌補。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

1、結(jié)構(gòu)特點

距下關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)囊獨立的前、后兩部分，二者間由跗骨竇和跗骨管分開。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；只有在前中關(guān)節(jié)面能做出與后關(guān)節(jié)面活動相反的活動時才能活動。

2、距下關(guān)節(jié)軸向負(fù)荷

人們對足標(biāo)本施加不同的軸向負(fù)荷，通過Fuji照相技術(shù)測量、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，進行距下關(guān)節(jié)動力學(xué)的研究；結(jié)果顯示關(guān)節(jié)壓強為1MPa到3MPa。Wagner等發(fā)現(xiàn)，施加350N負(fù)荷時，后關(guān)節(jié)面平均壓強為0.93MPa，前中關(guān)節(jié)面為1.44MPa；當(dāng)軸向負(fù)荷增大時，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以上時不再增大。Wang等發(fā)現(xiàn)，施加600N外力時，約3/4由后關(guān)節(jié)面承受，壓強為3.13MPa；而前中關(guān)節(jié)面的壓強為3.23MPa。

Reeck等研究分析生理負(fù)荷下步態(tài)周期不同時段，即足跟觸地、足放平和足趾離地時關(guān)節(jié)的受力情況。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，足跟觸地時后關(guān)節(jié)面接觸面積（477m㎡）比站立或足趾離地時（約610m㎡）小。后關(guān)節(jié)面受力從足跟觸地時的685N增加到站立中期的932N、足趾離地時的1492N。后關(guān)節(jié)面壓強從足跟觸地和足放平時的1.5MPa增加到足趾離地時的2.40MPa。前中關(guān)節(jié)面接觸面積或接觸壓沒有顯著變化，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到一二趾中點間平面。

Isman和Inman以及Root都進行了類似研究，都發(fā)現(xiàn)存在巨大的標(biāo)本間差異。但在對不同足中線參照標(biāo)準(zhǔn)校正后，發(fā)現(xiàn)這三個研究的關(guān)節(jié)軸驚人地相似，傾斜軸差異平均在1°以內(nèi)（41°—42°），內(nèi)斜軸差異平均在3°以內(nèi)（17°—20°）。

2a：橫斷面上距下關(guān)節(jié)軸與足長軸向內(nèi)成角約為23°，變化范圍在4°到47°。

2b：水平面上該軸約為41°，變化范圍在21°到69°。

4、距下關(guān)節(jié)活動

距下關(guān)節(jié)軸指向內(nèi)、前、上方，其活動主要是內(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，較小），而且是三平面活動同時發(fā)生，即內(nèi)翻、跖屈和內(nèi)收同時出現(xiàn)，外翻、背伸和外展同時出現(xiàn)，距下關(guān)節(jié)平均活動度是內(nèi)翻20°—30°，外翻5°—10°，步行所需活動范圍10°—15°。

Manter通過16例尸體研究發(fā)現(xiàn)距下關(guān)節(jié)呈螺釘樣活動，即距骨在跟骨上扭轉(zhuǎn)的同時有橫向移位；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

1、結(jié)構(gòu)特點

跗橫關(guān)節(jié)又稱為中跗關(guān)節(jié)或Chopart關(guān)節(jié)，包括距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)，二者雖各有其獨立活動，但需要共同完成其功能活動。足作為彈性結(jié)構(gòu)，在其觸地時能化解沖擊力；作為堅固結(jié)構(gòu)，在足趾離地時能有效地推動身體前移；在這種彈性結(jié)構(gòu)與堅固結(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；其功能喪失會造成前足進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)囊這個厚實結(jié)構(gòu)形成距舟韌帶。

有學(xué)者將距舟關(guān)節(jié)稱為“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，使其除屈伸活動外還能滑動、滾動和回旋。除韌帶靜力結(jié)構(gòu)外，脛后肌、足內(nèi)外屈肌動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)接觸面積沒有變化；從站立中期到足趾離地時大約從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；整個步態(tài)周期中接觸面壓強沒有變化，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、骰骨相對于距骨、跟骨的復(fù)合活動進行研究。Manter報道跗橫關(guān)節(jié)有兩個軸線：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；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。距舟關(guān)節(jié)的活動度要遠(yuǎn)大于跟骰關(guān)節(jié)。

4、跗橫關(guān)節(jié)活動

應(yīng)用X線立體攝影測量技術(shù)，Lundberg研究了足背伸跖屈、內(nèi)外翻時舟骨與距骨的相對活動，發(fā)現(xiàn)當(dāng)足從跖屈30°到中立位時，舟骨相對于距骨背伸并外翻。從中立位到背伸30°時，舟骨相對于距骨內(nèi)翻，而在其他平面內(nèi)基本不存在活動。當(dāng)足從外翻20°到中立位時，舟骨在距骨上平均內(nèi)翻7.5°，在其他平面內(nèi)的活動很小。當(dāng)足從中立位到內(nèi)翻20°時，舟骨相對于距骨發(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，跖屈、內(nèi)收、內(nèi)翻活動較小（均小于3°）。從中立位到外旋10°時，舟骨跖屈（7.8°）、內(nèi)收（12°）和內(nèi)翻（11.5°）。

這些數(shù)據(jù)說明距舟關(guān)節(jié)沿向內(nèi)傾斜的軸線活動：當(dāng)足從外翻位向中立位、內(nèi)翻位活動時，舟骨相對于距骨出現(xiàn)跖屈、內(nèi)收和內(nèi)翻。當(dāng)下肢從內(nèi)旋向外旋位活動時，舟骨相對于距骨也會出現(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)重時活動軸的位置，而在于步態(tài)周期各時段的活動變化。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)生相對活動，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，作為堅固結(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。此時距舟關(guān)節(jié)和跟骰關(guān)節(jié)軸平行，中足活動度增加、吸收沖擊力。第二階段（足放平于地面到身體超過負(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)開始跖屈到足趾離地），通過跖屈肌和脛后肌的收縮，以及卷揚機機制引起的跖筋膜拉緊和足弓抬高，使距下關(guān)節(jié)內(nèi)翻進一步穩(wěn)定中足關(guān)節(jié)，為推進期能量的有效轉(zhuǎn)移創(chuàng)造一個堅固的杠桿。

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)連接稱為跖跗關(guān)節(jié)或Lisfranc關(guān)節(jié)。第二跖骨較長，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)實的Lisfranc韌帶起自內(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)周圍有結(jié)實的足底韌帶、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)形成基本沒有活動的平面關(guān)節(jié)。當(dāng)?shù)谝货捧脐P(guān)節(jié)背側(cè)活動度過大時會造成第一跖骨負(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。在平地行走時整個第五列全長都于地面接觸，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，能吸收行走和跑動時的負(fù)重沖擊。足弓下方結(jié)構(gòu)（足底韌帶、腓骨長肌、跖筋膜）能防止負(fù)重增加時足弓塌陷，提供板簧片作用。三頭肌張力增加和脛距關(guān)節(jié)受力增加都會造成足弓變平。

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