足踝生物力学基础

人类的脚已经进化为双足运动，提供了一种在推进过程中吸收和传递能量的机制，以及在站立过程中的稳定性。脚对于平衡很重要

• 埃及足的特点是第一脚趾比其他脚趾大。它是最常见的足型，发生在 50.8% 的人口中

• 希腊足，其特点是脚趾比其他脚趾大 2。它存在于 40.2% 的人口中

• 前 4 个脚趾对齐的平方英尺或罗马英尺。它存在于9％的人口中

脚之间最重要的区别之一是足弓的曲率。拱可以是高的、中性的或平坦的；虽然环境因素也有影响，但足弓的基本形状通常是由遗传决定的。

能量吸收和转移

足部具有独特的能力，可以从灵活、柔顺的结构转变为刚性杠杆。为了有效地吸收和传递能量，它必须能够适应平坦和不平坦的表面，并与几乎任何支撑表面保持良好接触，同时还要形成一个不会在体重下坍塌的刚性平台。步行和跑步时通过足部传递的力是体重的 1到 3 倍，跳跃时高达 16 倍. 能量被足部消散或吸收，从而更近端地保护骨骼结构。足底皮肤的细胞、足跟和跖骨头下的皮下脂肪垫、足底腱膜、韧带以及内在和外在肌肉组织都吸收力并储存势能。足底腱膜和肌肉组织在推进活动期间释放能量。

稳定

足底软组织结构和横向肌肉组织产生的动态和静态稳定器的组合在站立、行走或跑步期间保持足部稳定性。

内在肌肉组织、韧带和关节囊内的本体感觉神经末梢反馈以允许内在和外在肌肉组织将重心维持在踝关节前方4 cm 区域内。在静止状态下，比目鱼肌、胫骨后肌和腓骨短肌控制前后振荡。在石膏固定的患者中，本体感受机制处于休眠状态，站立和行走不稳时难以保持平衡。

感官

赤脚的人与地面接触的皮肤可能超过 5 毫米厚。它通过产生胼胝体以减少软组织创伤来应对压力的增加。覆盖足部表面的特殊皮肤也密集分布着伤害感受纤维，这些纤维可以感知疼痛和温度，通过不断调整重心来实现微妙而持续的压力变化。

足的起源来自树栖类人猿，其中“足”起到抓握的作用。尽管足部已经进化了超过 200 万年，但在人群中发现的解剖变异表明足部仍在进行中。足部正在进化以改善其平衡、推进和直立姿势的功能。

解剖学

软组织结构围绕并建立在由 26 块骨头组成的受限骨骼解剖结构上，出于实际目的，这些骨骼分为后足、中足和前足

脚踝和足部的骨间小结构走形

后足包括距骨和跟骨，它们分别是要骨化的第一块骨头和第二块骨头。距骨的三个部分（体、颈部和头部）的方向是通过脚踝将反作用力从足部传递到腿部。距骨位于跟骨和胫骨之间，将推力从一个传递到另一个。跟骨是足部最大和最靠后的骨头，它为跟腱和相关的小腿三头肌的插入提供了一个杠杆臂，从而将跖屈力施加到足部。跟骨的高度、宽度和结构使其能够承受高拉伸、弯曲和压缩力。根据沃尔夫定律形成的小梁线贯穿后足。它们与胫骨的小梁图案相邻并延伸到中足和前足，交叉关节。胫骨中的前小梁系统向后弯曲到距骨和跟骨后部。胫骨弯曲的后小梁系统向前延伸到内侧柱。一个基于足底的系统连接了后部和前部系统，并伴随着每个足部骨骼内的许多较小的系统。

中足包括足舟骨、长方体和三个楔骨——内侧、中间和外侧。正如其名称所暗示的那样，舟骨呈船形，近端与距骨头部相连，远端与三个楔形骨相连。舟骨在内侧纵弓的顶点形成基石。它是足部最后一块骨化的骨头。这些特征可能是为什么它在儿童时期易患骨软骨病（科勒氏病）并易患缺血性坏死。长方体近端与跟骨、内侧与外侧楔骨、远端与第四和第五跖骨相连。在一小部分人口中，舟状体和长方体之间存在关节，有时两者结合为一个联盟 . 三个楔形体呈梯形，背侧较宽，足底面较窄。它们形成一个本质上稳定的横拱。内侧、中间和外侧楔骨分别与第一、第二和第三跖骨依次连接。

前足包括跖骨和趾骨。前足有五个跖骨。这些都向远端逐渐变细。第一跖骨是最短和最宽的。第一跖骨头还与位于足底关节面的拇短屈肌腱内的两个籽骨（胫骨和腓骨籽骨）连接。第二跖骨在内侧和外侧楔骨之间向近端凹陷，并与中间楔骨形成关节。这导致第二跖骨被“锁定”到位。第三、四、五跖骨基部宽，骨干窄。第五个有一个突出的茎突，在其基部的侧面和近端，腓骨短肌腱和足底筋膜附着在其上。大脚趾（拇趾）由两个趾骨组成，其余四个脚趾通常具有三个趾骨。近节和中节趾骨的头部倾向于滑车形，创造良好的稳定。

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