[科普中国]-足踝解剖结构及其力学功能

足部是人体运动和承重的最主要部分，被认为是一个半刚体多关节的复杂肌骨结构。足部有28块骨（包括两块第一跖骨下籽骨），30多个关节，以及超过100条相互交叉的肌肉和韧带，与胫骨和腓骨等踝部结构，它们共同组成了足踝部分的肌肉骨骼系统。足部主要起到以下四个方面的作用：

1. 充当支撑基础；

2. 提供弹性以减轻震荡；

3. 向前行走时作为杠杆；

4. 提供一定的灵活性以适应不平的路面。

结构决定功能，正是由于人体足踝有如此复杂的结构，才能满足以上四大功能。总之，足部既有一定的刚度来承受压力，又具有一定的柔韧性来适应不同路面和运动的需求。

足踝的关节及韧带从结构上区分，足部可以分为前足，中足和后足三大部分（图1），任一部分或关节都非独立体，而是共同参与足踝部的功能。前足由五列趾骨和与之相连的五根跖骨组成，允许活动，方便行走。中足由五块不规则的跗骨组成纵弓，起到一定的减震和稳定的作用。而后足由距骨、跟骨和距下关节组成。距骨的上方与小腿两个长骨（胫骨和腓骨）相连，构成了非单一轴铰链的踝关节。距骨下方与跟骨相连组成距下关节，可允许足部一定的内外翻。跗横关节又称为Charcot关节，由距舟、跟骰、舟楔组成的关节，而跖跗关节又称为Lisfranc关节，是由跖骨基底与骰骨及楔骨相连的关节。踝关节的屈伸运动与距下关节和足的运动是联合的。当踝关节跖屈时足内翻、内旋，当踝关节背屈时足外翻、外旋。实际上，跖屈背伸运动发生在踝关节。足的内外翻则在距下关节发生，跗横关节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。

图 1足部骨骼的底背视图

如图2所示，踝关节的内侧韧带呈三角形，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。此外，距腓前韧带，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；距腓后韧带,可限制踝关节过度背伸活动；跟腓韧带,在踝关节90°位限制足内翻活动。总之外侧韧带的主要作用是防止足、踝的内翻幅度。

图 2踝关节周围韧带群(后斜视图和外侧视图)

纵弓与横弓纵弓由内外侧柱构成，内侧柱较高，包括跟、距、舟、3块楔骨及内侧3块跖骨构成。外侧柱较低，由跟、骰及外侧2块跖骨构成。纵弓的结构使人类更有利于长期行走，足弓可以减震，且为神经、血管提供安全的通道。更重要的是为跟腱提供较长的前足力臂，对于稳定的纵弓，跟骨至跖骨头之间的关节是较僵硬的，因此可以较好的提供杠杆力的传递。而横弓由第2、3楔骨及2、3、4跖骨呈楔形排列而成。骨的宽面向上，窄面向下，构成弓形。

足踝的肌肉足部是由肌肉，肌腱和韧带共同支撑起骨骼和关节的。肌肉维持足部骨骼的相对位置也通过收缩来实现关节运动。大部分足部的肌肉都起始于下肢并由跟腱连到足部，并且位于足部底部。比目鱼肌和腓肠肌共同组成小腿的三头肌，是踝关节最强有力的跖屈肌。胫前肌负责足部的背屈和内翻，胫后肌负责足部的跖屈和内翻，并支撑起足弓，胫骨长肌负责踝关节的背屈和内翻。在足部内部还有很多小肌肉，这些小肌肉可帮助脚趾跖屈和背屈。外在肌肉与踝关节和距下关节轴的位置可以解释该肌肉所起的作用。例如跟腱位与踝关节的后方，距下关节的内侧，则跟腱用力时，踝关节有跖屈和内翻。

扩展阅读[1]邝适存，郭霞. 主译. 肌肉骨骼系统基础生物力学. 第三版. 北京：人民卫生出版社，2008.

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余嘉 - 副教授 - 苏州大学张明 - 教授 - 香港理工大生物医学工程跨领域学部