康復治療必備基礎知識：踝足運動學

長期以來，人們一直認為踝關節和足是連接下肢與地面的一個並不複雜的附屬肢體，足要比手的功能少得多。但從許多方面來看，踝和足通過骨性結構、韌帶附著和肌的收縮，從一個適應於不規則地面的柔軟性結構變為剛性的負重結構，可以支持體重，控制和穩定小腿在著地的足上，對不規則的地面進行調節和適應。比如當用足趾站立，攀登或跳躍時，以抬高身體；在步行、跑步、跳躍著地時，吸收震動；在上肢截肢或肌麻痹的人，足能替代手的某些功能。因此，足的結構要比手更為精細。

解剖學基礎

涉及踝足部運動學的骨骼包括脛腓骨遠端和足骨，足骨包括跗骨，跖骨，趾骨。其中跗骨7塊，屬短骨，分前、中、後三列。

後列包括上方的距骨和下方的跟骨；中列為位於距骨前方的足舟骨；前列為內側楔骨、中間楔骨、外側楔骨及跟骨前方的骰骨。跖骨5塊，自內側向外側依次為第1-5跖骨，形狀和排列大致與掌骨相當，但比掌骨粗大。跖骨近端為底，與跗骨相接，中間為體，遠端稱頭，與近節趾骨相接。第5跖骨底向後突出，稱第5跖骨粗隆，在體表可捫到。趾骨14塊，踇趾為2節，其餘各趾為3節。形態和命名與指骨相同。

對於脛腓骨遠端來說，相對比較重要的骨性標誌是內、外踝，內踝在踝部內側面，是脛骨遠端的一個突起，外踝則在踝部的外側面，是腓骨的最遠端。外踝比內踝更突向遠端，因此踝關節的外翻運動比內翻運動受到更多的限制。

踝足部關節包括距小腿關節，距跟關節，跗橫關節，附跖關節，跖骨間關節，跖趾關節和趾骨間關節。

距小腿關節也稱踝關節，由脛、腓骨的鞍形下端與距骨滑車構成，近似單軸的屈戊關節，脛腓骨下端形成的空穴形狀與距骨上關節平面的形狀非常適應。距骨體（滑車）的上部是楔形，前部要比後部寬約1／4，寬度平均相差2.4mm，前部的最小差異約為1.3mm，最大差異約為6mm，從前到後，關節面跨度約呈現105°的扇形。

踝關節的基本運動是背屈和跖屈 ，轉動軸通過內、外踝尖點下方，從前、內側延伸到下、後、外側 ，也就是說當膝關節的水平軸垂直人體中線（如矢狀面時），內踝尖端通常在外踝尖端的前上方，因此踝關節軸與矢狀面、額狀面和橫截面都是傾斜的。

踝關節的關節囊附著於各關節面的周圍，囊的前、後壁薄而鬆弛，兩側有韌帶增厚加強。內側有內側副韌帶（或稱三角韌帶），為堅韌的三角形纖維索，由起於內踝的前、後部遠程的淺層和深層兩部分組成。

淺層部分包括脛舟韌帶，脛跟韌帶（止於跟骨結節上的距骨支持帶）和脛距後韌帶，深層部分是脛距前韌帶，能防止踝關節（距小腿關節）側向移動。三角韌帶極為強厚，所以踝部外翻的扭傷少見，強力的外翻可能在韌帶撕裂前，已產生韌帶附著處的撕脫或骨折。外側韌帶由三條韌帶扇形分布加固關節。相對較弱的距腓前韌帶，通過腓骨踝前面，至於距骨上；較長和較強的跟腓韌帶，起於外踝表面的近端，止於跟骨外側表面結節上；距腓後韌帶，起於距骨後方突起，水平向後止於腓骨外髁後方突起。

與踝足部運動學有關的肌包括小腿肌和足肌，除腓腸肌和腘肌外都起於近側的脛骨和腓骨，小腿肌可分為三群：前群肌位於脛骨前緣的外側，包括脛骨前肌、坶長伸肌、趾長伸肌和第3腓骨肌。外側群位於小腿的外側部，所佔的區域較小，包括腓骨長肌和腓骨短肌。後群分淺深兩層，淺層包括強大的小腿三頭肌（腓腸肌和比目魚肌），深層包括腘肌，趾長屈肌，坶長屈肌和脛骨後肌。

足肌分為足背肌和足底肌。足背肌較薄弱，為伸坶指的坶短伸肌和伸第2-4趾的趾短伸肌，它們的起點和肌腹在跗竇前方的足背外側面，遠側端分四腱附著於大坶趾近節趾骨的基底部以及第2-4趾的趾長伸腱的外側邊。它們為腓深神經的分支（L2-S1）支配，作用為伸第1－4趾的跖趾關節，並平衡來自外源性伸趾肌的內側拉力。足底肌分為內側群、外側群和中間群，內側群有坶展肌、坶短屈肌和坶收肌；外側群有小趾展肌和小趾短屈肌；中間群由淺入深排列有趾短屈肌、足底方肌、4條蚓狀肌、3塊骨間足底肌和4塊骨間背側肌。它們主要的功能是在行走和跑步時支持足弓，補充長屈趾肌的力和在擺動相中對抗屈肌來保持趾伸直。

足的穩定機制

足的穩定機制中比較重要的結構是足弓，包括內外側縱弓和橫弓系統。

外側縱弓系統較低、較短，由跟骨、骰骨和外側的兩塊跖骨構成，弓的最高點在骰骨。外側縱弓的運動幅度非常有限，活動度較小，適於傳遞重力和推力，而不是吸收這些力。較長、較高的內側縱弓是由跟骨、距骨、舟骨、3塊楔骨和三塊內側跖骨組成，弓的最高點為距骨頭。

內側縱弓前端的承重點在第1跖骨頭，後端的承重點在跟骨結節。內側縱弓比外側縱弓高，活動性大，更具有彈性。橫弓是由骰骨、3塊楔骨和跖骨連結構成，弓的最高點在中間楔骨。橫弓呈半穹隆形，其足底的凹陷朝內，當兩足緊緊併攏時，則形成一完整的穹隆。橫弓通常時由跖骨頭傳遞力，腓骨長肌腱是維持橫弓的強大力量。

足縱弓本質上是不穩定的，由關節周圍強大的韌帶加固。在負重情況下，縱弓拱形略有減小，但在短時間內，足跖側韌帶結構的強大張力有能力保足弓不被壓垮。對安靜站立期間的EMG研究結果表明：固有肌幾乎不參與維持足弓結構的穩定性。同時足弓還靠足底腱膜進一步加固。足底腱膜起於跟骨結節，向遠程延伸，止於所有足趾近側跖骨的基底部。

經典理論認為跖腱膜起著絞盤的動作機制，它主要對足內側起作用，切除近節趾骨或跖骨頭就會造成這一功能喪失。如果採用脛骨上施加向下作用力，在跟腱上施加向上作用力的方式模擬人體站立姿態，可以發現：作用的負荷部分是由跗、跖骨形成的弓形提供的力矩分擔，另一部分是由足底腱膜承擔。足弓的維持除了依靠骨性結構，靜力性韌帶－筋膜的支持外，動力性肌收縮（足的動態支撐）對維持足弓也起著重要作用。

在足底，所有的足外肌和大多數的足固有肌都經過足弓下面，當閉鏈運動時肌收縮，所產生的力可緊張足弓。趾短屈肌，拇趾外展肌和小趾外展肌分別對內縱弓和外縱弓起到穩定作用；拇長屈肌、趾長屈肌（非固有肌）並不直接起到加固足弓的作用，這些肌肉有助於足跟內翻和保持踝關節處於跖屈位置。

脛骨前、後肌和腓骨長肌卻有維持足弓的直接功能。這些肌肉的肌腱平行於韌帶行走，止於第一楔骨和第一跖骨的基底區域。肌肉從足的內側、外側以及足底包裹，對限制足的近側部分運動有較強的作用。腓骨長肌和脛骨後肌束止於骰骨上，與拇短屈肌的斜頭和橫頭一起維持足橫弓，並加固內、外縱弓之間的連接。足弓也可能通過脛骨外旋、跟骨內翻和腳前掌內收動作形成的單個關節微小轉動中獲得附加支持。

足弓增加了足的彈性，使足成為具有彈性的「三腳架」。人體的重力從踝關節經距骨向前、後傳遞到跖骨頭和跟骨結節，從而保證直立時足底著地支撐的穩固性，在行走和跳躍時發揮彈性和緩衝震蕩的作用。足弓還可保護足底的血管、神經免受壓迫，減少地面對身體的衝擊。

足的運動學和動力學

前面講到踝關節的基本運動是背屈和跖屈，轉動軸通過內、外踝尖點下方，從前、內側延伸到下、後、外側 ，與矢狀面、額狀面和橫截面傾斜。

背屈和跖屈的正常活動範圍分別是0－20°和0－55°。完全背屈是踝關節的緊縮位，因此附加運動僅發生於跖屈。內外踝連結穩固，因此正常距骨可被動在前後方向移動2－3mm，過度的向前或向後的運動分別被稱為前屜征和後屜征，這提示有韌帶的鬆弛或破壞的可能。由於構成踝關節的距骨滑車前寬後窄，當背屈時，較寬的滑車前部嵌入關節窩內，踝關節較穩定；當跖屈時，由於較窄的滑車後部進入關節窩內，足能作輕微的側方運動，關節不夠穩定。所以踝關節扭傷多發生在跖屈（如下山、下坡、下樓梯）的情況。

足的近端由附骨組成，從運動學看，靜態的縱弓系統是構成不同關節獨立運動形成的所謂閉合運動鏈系統的部分。距骨、跟骨、骰骨和舟骨的力學耦合是閉合運動鏈的需要，因此稱為跗骨機構。這些關節周圍的韌帶，尤其是距腓韌帶的水平纖維是這一機構中的關鍵結構元素。

跗骨機構中距下關節、距舟關節和跟骰關節是足內翻、外翻運動的主要關節。距下關節轉動軸斜向定位，與矢狀面上的水平軸大約成4l°角，與橫截面上的足正中線成23°夾角。因此，通過這一關節傳遞的力使足內翻轉動時相對於脛骨正交軸略有跖屈和內收，外翻時略有背屈和外展，同時伴隨關節轉動還有平移運動發生。

距舟關節位於足的後內側，具有球窩關節特徵，有較大的活動性，足內翻可以引起這個關節的最大轉動。跟骰關節位於足的下方外側，可以歸為有較大平移運動的鞍狀關節。距舟關節和跟骰關節聯合構成跗橫關節，又稱肖帕爾關節（Chopart關節），它同第二、第三楔骨與趾骨之間的關節共享一個連續的滑液腔。與這些關節關聯的骨都是由較強大的背側、跖側和骨間韌帶組織連接起來，因此，它們之間相對不動。當近端產生的力和運動通過這些組件向遠程傳遞時，可以近似看作單純傳遞，即這些約束性關節並不改變所傳遞的力和運動。

由於沒有肌肉直接運動距骨，通過踝關節韌帶和關節接觸面傳遞的力必然使距骨運動。水平排布的距腓前韌帶纖維是使距骨外旋的重要機構，藉助於跗骨機構將其轉換為足的內翻。因此，通過這一機構，在趾長屈肌配合下，脛骨後肌是有效的內翻運動肌，而腓骨肌和趾長伸肌有相反的功能效果。脛骨前肌內翻作用較小，拇指外展肌是一個直接作用於跗骨機構上的足固有肌，該肌近端起於跟骨，向前延伸止於機構的遠程組件，因此它有顯著的內翻效果。

從跗骨機構可以透視出踝關節穩定性。一個廣泛為人們接受的理論是：由於距骨機構的存在，韌帶在足跖屈時有以下作用，即踝關節穩定性主要是由三角韌帶的脛舟部和外側韌帶保證。外側韌帶通過施加一個均勻性韌帶作用力維持著距骨與脛腓骨關節面之間的固有穩定性。當足跖屈時，所有的外側韌帶纖維緊張，會出現內翻和內收運動。在步行的開始階段，這一運動是由踝關節內側的固有跖屈肌群動態協助完成的，這些肌群像踝關節和足的非固有肌群一樣在整個支撐時相都是主動收縮的。

由於距骨機構的存在，在無肌肉收縮情況下的被動跖屈期間，距骨相對於脛腓骨下關節面也不是自由運動的。距腓前韌帶和有類似走向的三角韌帶纖維在足跖屈時產生應力，同樣對踝關節穩定性有貢獻。在足背屈時，中、後部韌帶纖維的內、外側牽拉起著主導作用。因此，踝關節穩定性差異是與韌帶力量大小、踝關節和跗骨機構的轉動軸定向以及平移運動的個體間差異相關。

在日常活動中，主要是由足的內外側地面反作用力和促使下肢內外旋轉的力誘發這些關節運動的。單純的小腿橫向轉動或同時發生的轉動與側向滑移都會由跗骨機構轉換為足的內外翻運動。

骰骨和3塊楔骨與5塊跖骨基底部關節形成跗跖關節，屬平面關節，可作輕微滑動。跗跖關節區域的一個顯著功能性解剖特徵就是第二跖骨與其周圍的跗骨連接具有相對活動性，而其它跖骨都是不可動的。由於第二跖骨的基底部「鎖」在楔骨形成的關節窩內，足的遠程部分可以繞第二跖骨形成的縱長軸扭轉，這種扭轉運動主要由跗跖關節決定。在距舟關節和跟骰關節參與下就形成了足掌的內翻和外翻轉動。三個外側跖骨各自在一定範圍內的微小滑移、第一跖骨在背側和跖側方向的轉動和滑移等形成了足的跖骨部分形狀扭轉變化。

跖趾關節由跖骨頭與近節趾骨底構成，可作輕微的屈、伸、收、展運動。足趾弓的動態穩固性質對趾弓的支持和足的內外翻功能起著決定作用。五個跖趾關節與其趾骨鏈形成了五個獨立的活動機構，每個跖趾關節和腳趾的多關節鏈在抵抗外力時的穩定機制與手相似。在足著地最後階段中產生主要作用力的趾短屈肌和趾間肌對保持趾弓十分重要，有力的拇外展肌、內收肌和短屈肌不僅起著穩固第一跖關節作用，而且由於這些肌肉起點特殊同時有穩定楔骨連接、甚至近端關節的功能。

總的來說，在踝關節和足的開鏈和閉鏈運動中所有的跗骨間關節和跗跖關節都有小量但很重要的運動。這種運動提供足弓在行走和跑步足的柔性和足的剛性，這種小運動的重要性也可在沒有跗部運動的病理情況得到證實，如跗骨間關節外科融合或戴上假肢，這些患者在足跟衝擊後足底就可能傾斜，這些不正常的力就可導致膝關節和跗跖關節代償性過度運動。

總結

踝足部是一個多關節的複合體，在臨床上涉及踝足部的損傷很常見，需要在良好的解剖學知識基礎上，掌握和理解足的穩定機制和踝足部運動學和動力學方面的知識，才能更好地為患者服務。

本文來源：晨光康復

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