足踝解剖結構及其力學功能

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足部是人體運動和承重的最主要部分,被認為是一個半剛體多關節的複雜肌骨結構。足部有28塊骨(包括兩塊第一跖骨下籽骨),30多個關節,以及超過100條相互交叉的肌肉和韌帶,與脛骨和腓骨等踝部結構,它們共同組成了足踝部分的肌肉骨骼系統。足部主要起到以下四個方面的作用:
1. 充當支撐基礎;
2. 提供彈性以減輕震盪;
3. 向前行走時作為槓桿;
4. 提供一定的靈活性以適應不平的路面。
結構決定功能,正是由於人體足踝有如此複雜的結構,才能滿足以上四大功能。總之,足部既有一定的剛度來承受壓力,又具有一定的柔韌性來適應不同路面和運動的需求。

足踝的關節及韌帶

從結構上區分,足部可以分為前足,中足和後足三大部分(圖1),任一部分或關節都非獨立體,而是共同參與足踝部的功能。前足由五列趾骨和與之相連的五根跖骨組成,允許活動,方便行走。中足由五塊不規則的跗骨組成縱弓,起到一定的減震和穩定的作用。而後足由距骨、跟骨和距下關節組成。距骨的上方與小腿兩個長骨(脛骨和腓骨)相連,構成了非單一軸鉸鏈的踝關節。距骨下方與跟骨相連組成距下關節,可允許足部一定的內外翻。跗橫關節又稱為Charcot關節,由距舟、跟骰、舟楔組成的關節,而跖跗關節又稱為Lisfranc關節,是由跖骨基底與骰骨及楔骨相連的關節。踝關節的屈伸運動與距下關節和足的運動是聯合的。當踝關節跖屈時足內翻、內旋,當踝關節背屈時足外翻、外旋。實際上,跖屈背伸運動發生在踝關節。足的內外翻則在距下關節發生,跗橫關節並無真正內外翻作用,僅有側方旋轉。前足內翻外翻時,必伴隨有內旋外旋。
足踝解剖結構及其力學功能
圖 1足部骨骼的底背視圖
如圖2所示,踝關節的內側韌帶呈三角形,稱三角韌帶。該韌帶的特點是強而有力,其作用主要是限制足過度外翻。此外,距腓前韌帶,在踝關節跖屈位可限制足內翻活動,在踝關節中立位時,對抗距骨向前移位;距腓後韌帶,可限制踝關節過度背伸活動;跟腓韌帶,在踝關節90°位限制足內翻活動。總之外側韌帶的主要作用是防止足、踝的內翻幅度。
足踝解剖結構及其力學功能
圖 2踝關節周圍韌帶群(後斜視圖和外側視圖)

縱弓與橫弓

縱弓由內外側柱構成,內側柱較高,包括跟、距、舟、3塊楔骨及內側3塊跖骨構成。外側柱較低,由跟、骰及外側2塊跖骨構成。縱弓的結構使人類更有利於長期行走,足弓可以減震,且為神經、血管提供安全的通道。更重要的是為跟腱提供較長的前足力臂,對於穩定的縱弓,跟骨至跖骨頭之間的關節是較僵硬的,因此可以較好的提供槓桿力的傳遞。而橫弓由第2、3楔骨及2、3、4跖骨呈楔形排列而成。骨的寬面向上,窄面向下,構成弓形。

足踝的肌肉

足部是由肌肉,肌腱和韌帶共同支撐起骨骼和關節的。肌肉維持足部骨骼的相對位置也通過收縮來實現關節運動。大部分足部的肌肉都起始於下肢並由跟腱連到足部,並且位於足部底部。比目魚肌和腓腸肌共同組成小腿的三頭肌,是踝關節最強有力的跖屈肌。脛前肌負責足部的背屈和內翻,脛後肌負責足部的跖屈和內翻,並支撐起足弓,脛骨長肌負責踝關節的背屈和內翻。在足部內部還有很多小肌肉,這些小肌肉可幫助腳趾跖屈和背屈。外在肌肉與踝關節和距下關節軸的位置可以解釋該肌肉所起的作用。例如跟腱位與踝關節的後方,距下關節的內側,則跟腱用力時,踝關節有跖屈和內翻。

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[1]鄺適存,郭霞. 主譯. 肌肉骨骼系統基礎生物力學. 第三版. 北京:人民衛生出版社,2008.

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