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足部生物力学与人体亚健康
各种足部问题不但会产生局部症状,
也会对人体的其他部位带
来不利影响。
作为站立和步行时人体的支点,
如果足部出现机能障碍,
则会
导致人体足部以上骨骼系统的对线不良,
从而导致膝、
髋、
骨盆、
脊柱椎体各部位关节出现问题,影响人体健康。
1.
足部解剖、
足弓和足部生物力学
足部并不是一个刚体
(
rigid body
)
,
而是由
26
块骨,
33
个关节和多条肌肉、
韧
带和筋膜组成的。
在负重、
运动时,
足部会发生不同程度的变形。
四个可发挥弹性作用的足弓构成了足的基本功能单位。
足弓是由足部骨骼的拱形砌合,
以及肌肉、
足部的肌腱、
韧带等组织共同构成的凸向上方的弓形结构。
足弓的形态和功能是由韧带、
足底筋膜、
肌肉及骨骼系统共同
维系的。
人是唯一有足弓的脊椎动物。
足弓对人体正常站立和步行功能的实现十分重要。
可以认为,
站立和步行时足部发挥的功能,
是由足弓以及维持
足弓的肌肉韧带等共同发挥作用而实现的。
足弓分为纵弓及横弓。
纵弓又分为内侧纵弓和外侧纵弓。
1
/
10
内侧纵弓较高,
在足的内侧缘,
由跟骨、
距骨、
舟骨、
3
块
楔骨和内侧第
1
~
3
跖骨构成,
弓背的最高点为距骨头。
直立姿势下有前后两个支点,
前支点为第
1
~
3
跖骨小头,
后
支点为跟骨结节。
此弓由胫骨后肌腱、
趾长屈肌腱、
长屈肌腱、
以及足底的短
肌、跖长韧带及跟舟跖侧韧带等结构维持,
其中最重要的是跟舟跖
侧韧带,
起着弓弦的作用。
内侧纵弓曲度大、
弹性强,
适于跳跃,
并能缓冲震荡。
外侧纵弓较低,在足的外侧缘,
由跟骨、
骰骨及第
4
、
5
跖
骨构成,
骰骨为弓的最高点。
前、
后支点分别为第
4
、
5
跖骨小头和跟结节的跖面。
维持此弓的结构有腓骨长肌腱、
小趾侧的肌群、
跖长韧带及跟骰
跖侧韧带等,
弓弦是跟骰跖侧韧带。
此弓曲度小、弹性弱,
主要与直立负重姿势的维持有关。
横弓包括前横弓和后横弓。
前横弓由第一到第五跖趾关节构成的,
后横弓是由三块楔骨和
骰骨构成的。
足弓可使重力从踝关节经距骨向前分散到跖骨小头,
向后传向
跟骨,
以保证直立时足底支撑的稳固性。
步行时,
足弓吸收部份体重及步行时的能量,
然后,在后跟离
地过程中,
将此能量转化为推动身体的能量。
此外,
足弓的弹性对身体重力下传和地面反弹力间的节奏有着------------------------------------------------ ---------------
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缓冲作用,
同时还可保护足底的血管和神经免受压迫。
在所有足弓中,
以内纵弓变曲程度度最大,
以前横弓变化程
度最大。
人体站立时,
体重由距骨分别传递到跖骨和跟骨,
足弓保持弓
状结构,
支撑人体重量。
而步行时,
人体的重心会随足的着地部位的移动而改变。
当重心完全集中在一侧足的跖趾关节时,
前横弓消失。
随着足的继续运动,
重心转移到另一侧,
消失的前横弓会恢复
到原来的弓状结构。
步行时,
健康成人的单步长为一侧足跟着地到紧邻的对侧足跟
再次着地间的距离,
约
50-80cm
,
步幅(
stride
length
)
又称为
复步长,
是一侧足跟着地到该侧足跟再次着地间的距离,
一般是单
步长的两倍。
足行进角度(
foot progression angle
)
是步行时足长轴与前
进方向之间的夹角,
一般在
7-10
度之间。
一个典型的步行周期包括站立期和摆动期。
站立期占整个步行周期的
62%
,可分为开始触地期
(initial
contact)
、
承
重
反
应
期
(loading
response)
、
站
立
中
间
期
(midstance)
、
站
立
终
末
期
(terminal
stance)
和
摆
动
前
期
(preswing)
;
摆动期占整个步行周期的
38%
,
可分为开始摆动期
(initial
swing)
、
中
间
摆
动
期
(midswing)
和
终
末
摆
动
期
3
/
10
(terminal swing)
。
正常步行时,
基于支撑足的步态推进是依靠三个功能性摇杆
(
functional rockers
)
完成的:
足跟摇杆:
足跟是足滚动到跖屈位的支点。
胫前肌群进行离心收缩,
以减缓足部落下的速度,
并推动胫骨
前移。
踝摇杆:
此时踝关节作为支点,
由于向前动量的作用,
胫骨前移,
主
要由比目鱼肌进行离心收缩以减缓胫骨相对于距骨的前移。
前足摇杆:
此时胫骨前移继续进行,
小腿三头肌离心收缩,
以减缓肢体的
前移运动。
此外,
前移的动量,
小腿后部肌肉存在的被动张力,
小腿后
部肌肉及足固有肌的主动收缩,
和跖筋膜的绞盘作用(
windlass
effect
)
均发挥作用,
使足跟离地。
足跟摇杆,
踝摇杆和前足摇杆这三个摇杆机制都发生在足部,
依赖于足部的正常功能。
值得重视的是,
步行时当体重从一次肢体转移到另一次肢体时
发生的足跟触地,
是一个外源性的减速过程。
此过程中产生的冲力必须得到减缓,
以避免对人体产生不利影
响。
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除足弓的弹性缓冲作用外,
冲力的减缓是由四种不同的机制实
现的:
踝跖屈:
足跟触地时,
胫前肌群进行离心收缩以减速足的落下过程。
距下关节旋前:
当跟骨和地面的摩擦系数增加时,
足跖屈、
内收和外翻时距骨
相对于跟骨会向前滑动。
这一运动造成伴随的下肢内旋。
上述运动会造成时间延迟,
使冲力可以在一个更长的时间段内
被吸收。
膝关节屈曲:
膝关节屈曲是对足跟摇杆,
胫骨前移,
和小腿后部张力的反应。
在腹肌活动以作为支点的基础上,
股四头肌的离心收缩会减缓膝
屈曲。
对侧骨盆下垂:
当体重快速转换到对侧肢体时,
同侧臀中肌为主的外展肌群和
外侧肌腱、
筋膜对侧骨盆下垂发挥减速作用。
三个功能性摇杆和四种冲力减缓机制,
都依赖于所涉及的关节
以及相连接的肌肉、
韧带和软组织的的完整,
依赖于足部正常的生
物力学机制。
2.
足部局部疾患及原因
多种不良习惯均可导致高足弓、
平
5
/
10
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本文更新与2021-03-01 09:21,由作者提供,不代表本网站立场,转载请注明出处:http://www.xapfxb.com/yuer/463700.html
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