踝关节与足运动学

三、踝关节生物力学
踝关节与足部的一系列关节加上膝关节 的旋转轴构成了一个有三个自由度的关节， 使足部在任何位置可适应不同的不平整的路 面行走。
足弓对各种地面的适应性
踝关节的负荷
★踝关节的负荷与其关节面接触面积的大 小有关。 静止情况下以全足放平站立负重时，踝 关节承受的压缩应力相当于体重的2倍； 以前足站立时相当于体重的3倍； 负重期的推进期，关节面受到的应力相 当于体重的5倍左右。
踝关节的生物力学特性
★正常步态时，踝关节的反作用力等于或 大于髋关节、膝关节，但因踝关节的负重 面积大，经踝关节传导的单位面积上的应 力却低于髋或膝关节。
踝关节的生物力学特性
★踝关节在跳跃活动中的起跳和蹬地阶段起主要 作用。 踝关节力量的强弱直接决定完成动作时支撑整 个身体的稳定性，包括决定上位环节作用的效率 以及它参加工作的早晚。如果，踝关节具有足够 的力量，便可“提前”参与“工作”，从而缩短 整个动 作完成的时间，提高动作的速率。如在跳 高时，起跳腿踝关节及时、充分的提踵，可提高 身体重心的初始高度，并直接影响到腾空后的姿 势和效果。
踝关节的生物力学特性
★跑步的蹬伸和缓冲时，踝关节的活动是 由小腿三头肌肌腱的弹性形变与复原进行 的。它可在腾空之前的制动阶段，通过肌 腱的形变而储备能量。
足和足弓
足是由26块骨以及 关节、 肌肉、 韧带、 神经、 血管等构成的一个整体。
足部关节
1.跟距关节：完成足部的内翻与外翻。 2.距舟关节：距舟关节也有足内翻、外翻功能。 它与跟距关节有同一滑膜腔，又称距跟舟关节。 3.跟骰关节：辅助足内、外翻。
（2）横弓
在前足的横切面上，由跗骨与跖骨排列 而成，向前足背隆起的弓形。 每足仅具弓形的一半，两足并拢时才形 成全弓。
2．足弓的支持
足弓由肌腱、肌肉、筋膜、韧带及骨骼支 持。 纵弓的全部张力被胫骨后肌、屈趾长肌、 腓骨短肌和腓骨长肌等所支持，大部分压 力由跖筋膜与跖侧韧带所支持。
3.足弓的功能 主要功能有： （1）支持体重（详见足的功能） （2）缓冲震荡 当身体跳跃或从高处落下 着地时，足弓弹性起着重要的缓冲震荡的 作用。在行走，足弓的弹性对身体重力下 传和地面反弹力间的节奏也有着缓冲作用。 （3）保护 足弓的拱形结构能保护足底的 血管和神经免受压迫。
主要有： 跟舟跖侧韧带、 跖长韧带、 跟骰跖侧韧带(跖短韧带) 跖骨头横韧带等。
1．跟舟跖侧韧带 亦称弹簧韧带或跳跃韧带，其结构宽而 厚， 坚强有力，为足部最重要的韧带。 形成足弓最重要的距骨主要依靠此韧带 的支持。
2．跖长韧带 亦称足底长韧带，呈带状四边形，强 而有力，主要作用是协助维持足的纵弓 。 3．跖骨头短韧带 此韧带紧连五个跖骨头，位跖侧。 支持诸跖骨所形成的横弓，防止跖骨 头分离。
(五)足弓
由7块跗骨、 5块跖骨及其 关节、 韧带、 肌腱组成的向足背突出的弓形骨骼结构称 足弓。
1.足弓的分类
根据足弓位置及功能，将足弓分为纵弓和 横弓。 （1）纵弓 包括内侧纵弓和外侧纵弓两部 分，均止于跟骨结节。
①内侧纵弓: 由跟、距、舟、三块楔骨 及1～3跖骨组成。 特点：弓高，弹性好，有缓冲作用，又称 弹性足弓。
足的生物力学
★足与踝常协同运动，但有别于踝，具有其 独特性。 ★作为下肢整体的一个组成部分：足在需要 时变成一单独的固体单位，为一刚体，而在 需要赤足爬攀时又十分灵活柔顺。行走时即 足的活动处于刚体与灵活易弯这二个极端状 态之间。 ★足的结构必须适合各种动作需要，其生物 力学很复杂。
在踝关节跖屈位可限制足内翻活动， 在踝关节中立位时，对抗距骨向前移位。
（2）距腓后韧带
（3）跟腓韧带 动。
可限制踝关节过度背伸活动。
在踝关节90o位限制足内翻活
概括起来，外侧韧带的主要作用是 防止足、踝的内翻幅度。
3.下胫腓韧带
此韧带可分为下胫腓前韧带、骨间韧 带、下胫腓后韧带、下胫腓横韧带。
其中骨间韧带是骨间膜的延续，最为 坚固。 下胫腓韧带亦有维持关节稳定的作用。
足的功能
2．杠杆作用 足由静而动，由立而走，肌 起重要作用。如单就某一关节而言，在活 动中，不同的姿势可以构成不同形式的杠 杆作用。
足的运动 足主要有背伸、跖屈、外展、内收、内 翻(旋后)、外翻(旋前)等运动。 其中有某些关节可另有不同运动如跖外 展内收，趾伸屈等。 实际上，跖屈背伸运动发生在在踝关节。 足的内外翻则在距下关节发生，跗横关节(距 舟、跟骰、舟楔)并无真正内外翻作用，仅有 侧方旋转。前足内翻外翻时，必伴随有内旋 外旋。
（三）肌
1.使踝关节运动的肌主要是：
（1）跖屈：有小腿三头肌、踇长屈肌、趾长屈肌、 胫骨后肌、腓骨长肌和腓骨短肌等。 （2）背伸：有胫骨前肌、趾长伸肌、踇长伸肌和 第三腓骨肌等。 （3）内翻：有胫骨后肌、胫骨前肌、踇长屈肌和 趾长屈肌等。 （4）外翻：有腓骨长肌、腓骨短肌、趾长伸肌 和第三腓骨肌等。
二、踝关节功能解剖
（一）骨
与踝关节、足部有关的骨共有26块（单 侧）。 1块胫骨、 1块腓骨、 7块跗骨（包括距骨，跟骨，足舟， 内侧、中间、外侧楔形骨，骰骨）、 5块跖骨、 14块趾骨（分基节骨，中节骨，末节骨）。
腓骨的作用
腓骨参与踝穴的组成，且还具有以下 作用：
1．负重功能
负重时，负荷由距骨传至腓骨。 约承受体重的1/6。
足部关节
4.跗横关节：由距舟与跟骰两个关节构成， 呈S形状。 5.跗跖关节：由三个楔骨与骰骨与五个跖骨 组成的关节，仅为平面微动关节。 6.跖趾关节：跖骨与趾骨组成的关节共有五 个。
足的分部
足可分为前、中、后三部。
跖骨基底部以前为前部；楔部、跗中 关节部(或称跗横关节)为中部；跟骨为后部。
（三）足部韧带
足的功能
1．支持作用 足在站立或活动时均起支持 作用。如站立时体重经踝至距骨，再经足弓 分布于3个负重点。 双足6个点成为强有 力的支柱。以保证直立时足底支撑的稳固性。 为支持体重，足必须具备结构上和位置上的 稳定。前者适用于站立，主要依赖于骨骼排 列与韧带。后者适用于运动，主要依赖于肌 肉。因此，骨、肌肉、韧带为足负重和支持 的必要条件。
一、踝关节组成与运动方向
踝关节指距骨小腿关节，又称距上关节或 胫距关节。
组成
1.关节窝：呈叉状
（又称踝穴）， 由胫骨下关节面、内 踝关节面及腓骨外踝关 节面共同围成。
踝关节组成
2.关节头：
由距骨体上关节面和距骨两 侧的关节面所组成。 关节面的形状为滑车状。
踝关节的运动方向
绕额状轴:
跖屈（繃脚尖）40o~50o 背伸（勾脚尖）20o~30o 正常背伸至70o，跖屈至 140o，约有70o的活动范围。
（五）深筋膜、腱鞘和滑膜囊
1.深筋膜
带、跖腱膜等。 支持带是深筋膜增厚所 形成又称假性韧带，主要起约束肌腱的作用。 主要作用之一是形成支持
（1）支持带
深筋膜
（2）跖腱膜 为足底深筋膜在足底中间 部增厚所成。跖筋膜似一弓弦，张于足的 纵弓上。 人在直立或负重时弓弦就绷紧，对维持 足弓起着重要的作用。 跖腱膜作为足弓的弓弦，是足弓维持与 保护的重要组织。
踝关节的负荷
★距骨在踝穴内有无倾斜，会通过影响关 节面接触面积而影响关节所受应力的大小。 只要有轻度倾斜，关节面所受到的应力会 因为承重面积变小而明显增加。
踝关节的稳定性机制
稳定性因素：骨、韧带、 肌力及重力等。
1. 踝穴结构至关重要，距骨体呈楔形，与踝穴相 适应，且宽的一端在前，可有效地阻止距骨后移 和向侧方移动。 2. 大多数踝关节周围的韧带方向均向下及后行， 均有阻止距骨后移的作用。 3. 在踝部韧带及骨有对抗肌力与重力的作用，可 以阻止小腿骨的移位。
②外侧纵弓：由跟、骰骨及4、5跖骨构成。 跟骨内侧结节形成后支点。第五跖骨 头为前支点。 特点：弓较低，弹性差，主要作用是 支载重力，又称支撑足弓。
走路时，外侧足弓支载体重先于内侧足 弓。 站立时，支载体重，弓即变扁。 距骨构成纵弓基柱，支载体重，下传至 足弓。正常体重由跟骨结节、第一跖骨头 及其下方的二子骨与第五跖骨头负载，再 传至地面。
足稳定性的维持
1.骨性结构特点 足弓在稳定性方面所起作用 很大。 2.关节囊及韧带的加固以及肌肉收缩所产生的 动力作用，均使足部结构非常稳定。 3.足内肌和足外肌的作用 足内肌有帮助稳定 足弓及抬高足弓的作用。足外肌也对足弓具有一定 的影响。 4.关节的影响 如距舟关节的接触面大小也对 足的稳定性有影响。 在蹠屈时，距舟关节接触面变大而相对稳定。
(四)足部肌
控制足部活动的肌来自足内肌及外肌。 1.足内肌 多集中在足底，由浅到深 可分四层，按其部位及起止点各有不同作 用。 但总的作用与足弓的维持有关。
2.足外肌 分别来自小腿的前、后及外侧间隔。 足的活动除足内肌外，主要还借许 多足外肌的协同作用来完成。 如腓骨长肌及胫骨前肌肌腱经足底， 协同支持足弓； 胫骨后肌、腓骨长短肌、伸坶及趾 肌和屈跗及趾肌等，均协同完成足的站 立、起步、行走、跑跳等功能。
2．腓骨缺损时的影响 腓骨被部分切除
后，胫腓下关节韧带出现松弛，引起踝关 节不稳，最终将导致骨骼发育障碍及创伤 性关节炎。
3．外踝的主要功能 保证关节相对稳定。
（二）踝关节的韧带
踝关节的主要韧带有： 1.内侧韧带：
呈三角形，称三角韧带。 该韧带的特点是强而有力。 其作用主要是限制足过度外翻。
2.外侧韧带： （1）距腓前韧带
2.腱鞘
踝部腱鞘分布于其前部、前内侧部、 前外侧部后部 前部腱鞘有：胫前肌腱鞘、踇长伸肌 腱鞘及趾长伸肌腱鞘。 前内侧腱鞘有：胫后肌腱鞘、踇长屈 肌及趾长屈肌腱鞘。 外侧：腓骨长肌、腓骨短肌共有一鞘。 后方有：跟腱鞘。
3.滑囊
足部的滑液囊较大的有： (1)跟骨皮下滑液囊：在跟骨后面和跟踺 的浅面。 (2)跟腱滑液囊：位于跟腱止端和跟骨后 面上部之间。在日常生活中，鞋履不平整产生 摩擦时，可促使皮下滑囊引发炎症。 运动训练中过度训练，也可导致慢性滑囊 炎的发生。