(完整word版)足部生物力學(xué)與人體亞健康

1、最新資料推薦足部生物力學(xué)與人體亞健康各種足部問題不但會產(chǎn)生局部癥狀， 也會對人體的其他部位帶 來不利影響。作為站立和步行時(shí)人體的支點(diǎn)， 如果足部出現(xiàn)機(jī)能障礙， 則會 導(dǎo)致人體足部以上骨骼系統(tǒng)的對線不良， 從而導(dǎo)致膝、 髖、 骨盆、 脊柱椎體各部位關(guān)節(jié)出現(xiàn)問題，影響人體健康。1. 足部解剖、 足弓和足部生物力學(xué) 足部并不是一個(gè)剛體 (rigid body ) ， 而是由 26 塊骨， 33 個(gè)關(guān)節(jié)和多條肌肉、 韌 帶和筋膜組成的。在負(fù)重、 運(yùn)動時(shí)， 足部會發(fā)生不同程度的變形。 四個(gè)可發(fā)揮彈性作用的足弓構(gòu)成了足的基本功能單位。足弓是由足部骨骼的拱形砌合， 以及肌肉、 足部的肌腱、 韌帶等組織共同構(gòu)

2、成的凸向上方的弓形結(jié)構(gòu)。足弓的形態(tài)和功能是由韌帶、 足底筋膜、 肌肉及骨骼系統(tǒng)共同 維系的。人是唯一有足弓的脊椎動物。足弓對人體正常站立和步行功能的實(shí)現(xiàn)十分重要。可以認(rèn)為， 站立和步行時(shí)足部發(fā)揮的功能， 是由足弓以及維持 足弓的肌肉韌帶等共同發(fā)揮作用而實(shí)現(xiàn)的。足弓分為縱弓及橫弓?？v弓又分為內(nèi)側(cè)縱弓和外側(cè)縱弓內(nèi)側(cè)縱弓較高， 在足的內(nèi)側(cè)緣， 由跟骨、 距骨、 舟骨、 3 塊 楔骨和內(nèi)側(cè)第 1 3 跖骨構(gòu)成， 弓背的最高點(diǎn)為距骨頭。直立姿勢下有前后兩個(gè)支點(diǎn)， 前支點(diǎn)為第 1 3 跖骨小頭， 后 支點(diǎn)為跟骨結(jié)節(jié)。此弓由脛骨后肌腱、 趾長屈肌腱、 長屈肌腱、 以及足底的短 肌、跖長韌帶及跟舟跖側(cè)韌帶等結(jié)

3、構(gòu)維持， 其中最重要的是跟舟跖 側(cè)韌帶， 起著弓弦的作用。內(nèi)側(cè)縱弓曲度大、 彈性強(qiáng)， 適于跳躍， 并能緩沖震蕩。外側(cè)縱弓較低，在足的外側(cè)緣， 由跟骨、 骰骨及第 4、 5 跖 骨構(gòu)成， 骰骨為弓的最高點(diǎn)。前、 后支點(diǎn)分別為第 4 、 5 跖骨小頭和跟結(jié)節(jié)的跖面。維持此弓的結(jié)構(gòu)有腓骨長肌腱、 小趾側(cè)的肌群、 跖長韌帶及跟骰 跖側(cè)韌帶等， 弓弦是跟骰跖側(cè)韌帶。此弓曲度小、彈性弱， 主要與直立負(fù)重姿勢的維持有關(guān)。 橫弓包括前橫弓和后橫弓。前橫弓由第一到第五跖趾關(guān)節(jié)構(gòu)成的， 后橫弓是由三塊楔骨和 骰骨構(gòu)成的。足弓可使重力從踝關(guān)節(jié)經(jīng)距骨向前分散到跖骨小頭， 向后傳向 跟骨， 以保證直立時(shí)足底支撐的穩(wěn)固性

4、。步行時(shí)， 足弓吸收部份體重及步行時(shí)的能量， 然后，在后跟離 地過程中， 將此能量轉(zhuǎn)化為推動身體的能量。此外， 足弓的彈性對身體重力下傳和地面反彈力間的節(jié)奏有著最新資料推薦緩沖作用， 同時(shí)還可保護(hù)足底的血管和神經(jīng)免受壓迫。在所有足弓中， 以內(nèi)縱弓變曲程度度最大， 以前橫弓變化程 度最大。人體站立時(shí)， 體重由距骨分別傳遞到跖骨和跟骨， 足弓保持弓 狀結(jié)構(gòu)， 支撐人體重量。而步行時(shí)， 人體的重心會隨足的著地部位的移動而改變。 當(dāng)重心完全集中在一側(cè)足的跖趾關(guān)節(jié)時(shí)， 前橫弓消失。 隨著足的繼續(xù)運(yùn)動， 重心轉(zhuǎn)移到另一側(cè)， 消失的前橫弓會恢復(fù) 到原來的弓狀結(jié)構(gòu)。步行時(shí)， 健康成人的單步長為一側(cè)足跟著地到緊

5、鄰的對側(cè)足跟 再次著地間的距離， 約 50-80cm ， 步幅( stride length ) 又稱為 復(fù)步長， 是一側(cè)足跟著地到該側(cè)足跟再次著地間的距離， 一般是單 步長的兩倍。足行進(jìn)角度( foot progression angle ) 是步行時(shí)足長軸與前 進(jìn)方向之間的夾角， 一般在 7-10 度之間。一個(gè)典型的步行周期包括站立期和擺動期。 站立期占整個(gè)步行周期的 62%，可分為開始觸地期 (initial contact) 、 承 重 反 應(yīng) 期 (loading response) 、 站 立 中 間 期 (midstance) 、 站 立 終 末 期 (terminal stan

6、ce) 和 擺 動 前 期 (preswing) ； 擺動期占整個(gè)步行周期的 38%， 可分為開始擺動期 (initial swing) 、 中 間 擺 動 期 (midswing) 和 終 末 擺 動 期(terminal swing)正常步行時(shí)， 基于支撐足的步態(tài)推進(jìn)是依靠三個(gè)功能性搖桿( functional rockers ) 完成的：足跟搖桿：足跟是足滾動到跖屈位的支點(diǎn)。脛前肌群進(jìn)行離心收縮， 以減緩足部落下的速度， 并推動脛骨 前移。踝搖桿：此時(shí)踝關(guān)節(jié)作為支點(diǎn)， 由于向前動量的作用， 脛骨前移， 主 要由比目魚肌進(jìn)行離心收縮以減緩脛骨相對于距骨的前移。前足搖桿：此時(shí)脛骨前移繼續(xù)進(jìn)行

7、， 小腿三頭肌離心收縮， 以減緩肢體的 前移運(yùn)動。此外， 前移的動量， 小腿后部肌肉存在的被動張力， 小腿后 部肌肉及足固有肌的主動收縮， 和跖筋膜的絞盤作用( windlass effect ) 均發(fā)揮作用， 使足跟離地。足跟搖桿， 踝搖桿和前足搖桿這三個(gè)搖桿機(jī)制都發(fā)生在足部， 依賴于足部的正常功能。值得重視的是， 步行時(shí)當(dāng)體重從一次肢體轉(zhuǎn)移到另一次肢體時(shí) 發(fā)生的足跟觸地， 是一個(gè)外源性的減速過程。此過程中產(chǎn)生的沖力必須得到減緩， 以避免對人體產(chǎn)生不利影最新資料推薦除足弓的彈性緩沖作用外， 沖力的減緩是由四種不同的機(jī)制實(shí) 現(xiàn)的：踝跖屈：足跟觸地時(shí)， 脛前肌群進(jìn)行離心收縮以減速足的落下過程。

8、距下關(guān)節(jié)旋前：當(dāng)跟骨和地面的摩擦系數(shù)增加時(shí)， 足跖屈、 內(nèi)收和外翻時(shí)距骨 相對于跟骨會向前滑動。這一運(yùn)動造成伴隨的下肢內(nèi)旋。上述運(yùn)動會造成時(shí)間延遲， 使沖力可以在一個(gè)更長的時(shí)間段內(nèi) 被吸收。膝關(guān)節(jié)屈曲：膝關(guān)節(jié)屈曲是對足跟搖桿， 脛骨前移， 和小腿后部張力的反應(yīng)。 在腹肌活動以作為支點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 股四頭肌的離心收縮會減緩膝 屈曲。對側(cè)骨盆下垂：當(dāng)體重快速轉(zhuǎn)換到對側(cè)肢體時(shí)， 同側(cè)臀中肌為主的外展肌群和 外側(cè)肌腱、 筋膜對側(cè)骨盆下垂發(fā)揮減速作用。三個(gè)功能性搖桿和四種沖力減緩機(jī)制， 都依賴于所涉及的關(guān)節(jié) 以及相連接的肌肉、 韌帶和軟組織的的完整， 依賴于足部正常的生 物力學(xué)機(jī)制。2. 足部局部疾患及原

9、因 多種不良習(xí)慣均可導(dǎo)致高足弓、 平 足、 足旋前、 踇外翻（ Bunions ） 、 胼胝、足底筋膜炎等不同足 部疾患。常見原因包括：（ 1） 鞋型與足部形狀不符。鞋前部過窄是相當(dāng)常見的問題， 不但擠壓前足，影響足部骨骼 的正常排列， 而且， 還會進(jìn)一步改變前足弓的正常形態(tài)， 損害相 關(guān)肌肉、 韌帶的功能， 有導(dǎo)致后天性平足的風(fēng)險(xiǎn)。此外， 僅僅合腳 并不是鞋具理想的標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)步行時(shí)， 足各部的形狀和尺寸會發(fā)生擴(kuò)展、 彎曲、 伸長、 收 縮等各種各樣的變化。因此， 鞋必須能夠適合這種變化。（ 2） 鞋跟過高。過高的鞋跟將足后部抬起， 從而使足的內(nèi)側(cè)縱弓、 外側(cè)縱弓和 橫弓都承受過大的壓力， 不但

10、容易導(dǎo)致疲勞， 還阻礙足弓彈性作用 的正常發(fā)揮。（3） 使用不適當(dāng)?shù)淖悴砍C形器。足弓正常功能的實(shí)現(xiàn)， 關(guān)鍵在于肌肉和韌帶的功能， 而不是足 弓的外在形態(tài)。然而， 在缺乏對足部生物力學(xué)機(jī)制充分了解的前提下， 部分足 部矯形器對足弓進(jìn)行支持， 抬高足弓。正常情況下， 足部著地時(shí)， 由于足弓的彈性， 足部延長、 變 寬， 從而發(fā)揮類似彈簧的蓄力機(jī)制7 / 10抬高足弓的足部矯形器阻礙了這一過程， 不但無益于足部疾患 的改善， 隨著時(shí)間的推移，還可能進(jìn)一步加重足部疾患， 并帶來足 部以外的問題。使用足弓墊， 從而讓足部受力均勻， 是另一種典型的錯(cuò)誤認(rèn)識。 由于正常人體足部結(jié)構(gòu)的不均勻， 在站立和步行時(shí)

11、， 足底壓力 正常情況下就不是均勻分布的。所以， 人為使足底均勻受力，并不符合足部的生物力學(xué)機(jī)制。（ 4） 行走環(huán)境單一。 目前在室內(nèi)外的站立和步行環(huán)境基本都是堅(jiān)硬的水平面， 難以 刺激到足部所有的骨骼、 肌肉和韌帶。而在類似爬山的野外活動中， 足部需要適應(yīng)不同的支撐面， 使 小腿、 足部的所有肌肉都參與活動， 刺激到足部所有的關(guān)節(jié)和軟組 織。（5） 步行姿勢不良。例如， 步行時(shí)足部過度外旋， 不利于足部肌肉、 關(guān)節(jié)和足弓 正常發(fā)揮作用。3. 足部問題導(dǎo)致的其他部位疾患 多位康復(fù)醫(yī)學(xué)， 包括足病 領(lǐng)域的專家指出， 對于非外傷性的下背痛、 頸部疼痛和膝關(guān)節(jié)問題， 必須注意是否為足部疾患所致。足部

12、是所有站立位活動（站立、 坐- 立位轉(zhuǎn)換、 步行、 跑步、 跳躍等） 的支撐點(diǎn)。足部疾患容易引起與其連接的下肢關(guān)節(jié)對線不良， 以及全身其 他關(guān)節(jié)例如骶髂關(guān)節(jié)和脊柱關(guān)節(jié)的對線不良， 從而導(dǎo)致多種健康問 題。例如， 臨床實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，許多膝關(guān)節(jié)、 髖關(guān)節(jié)和下背痛患者均存 在平足或足部旋前。矯治足部疾患后， 臨床癥狀就可以獲得明顯改善。4. 足部疾患的矯治與康復(fù) 除部分嚴(yán)重的畸形需要手術(shù)外， 足部疾患的干預(yù)手段包括手法治療、 足部矯形器和足部鍛煉法。合理的足部矯形器能夠?qū)ψ悴拷】蛋l(fā)揮重要作用。 足部矯形器包括矯形鞋、矯形鞋墊和其他類型的足部矯形器。 足部矯形器的作用包括對足部變形部位進(jìn)行直接矯正或支撐，

13、 手術(shù)后對矯正肢位的保持， 以及對腿長差及足長的補(bǔ)償。此外，足部矯形器還可以改善站立、 步行時(shí)足部的平衡狀況。例如， 對于足底筋膜炎，穿著具有彈性和吸震作用的功能鞋或 鞋墊， 可使患者減輕疼痛。踇外翻患者則應(yīng)注意鞋具調(diào)整， 選擇寬、 高鞋頭的鞋子， 使 用腳趾保護(hù)墊、 夜間夾板、 腳趾繃帶等。扁平足患者應(yīng)穿著平跟鞋或負(fù)跟鞋， 矯形鞋墊應(yīng)保持后跟中立 位、 矯正足旋前， 并避免足弓支持。足部矯形器可以針對每個(gè)個(gè)體的情況處方訂制。訂制足部矯形器需要對個(gè)體進(jìn)行足部和下肢的生物力學(xué)評估，然后使用模具取型， 或采用儀器進(jìn)行足部掃描取型， 制作矯形器。11 / 10最新資料推薦在很多情況下， 也可以使用成

14、品（商品化的） 足部矯形器。 矯形器學(xué)是康復(fù)醫(yī)學(xué)的重要組成部分。了解矯形器的基本原理和足部生物力學(xué)機(jī)制， 是合理應(yīng)用足部 矯形器的前提。但是， 足部矯形器學(xué)不是一項(xiàng)距離民眾遙遠(yuǎn)的技術(shù)。實(shí)際上， 鞋內(nèi)部、 外部的修改、 多種鞋墊、 足墊均屬于足部 矯形器學(xué)范疇。在掌握矯形器技術(shù)原理和足部生物力學(xué)機(jī)制的前提下， 一些簡 單的調(diào)整?？色@得足部生物力學(xué)的改善， 從而緩解足部乃至全身的 不適癥狀。以鞋具調(diào)整為例， 鞋靴前部過窄、 老年人選用平跟鞋、 童鞋 的鞋面和后幫過軟等屬于常見的誤區(qū)， 需要改進(jìn)或調(diào)試。再以鞋墊為例， 目前部分市場銷售的鞋墊不但具有對足部的支 撐、 穩(wěn)定、 防滑、 抗扭等保護(hù)作用，

15、還可以充分吸收運(yùn)動中足部 著地時(shí)產(chǎn)生的沖擊力， 減緩運(yùn)動過程中上傳沖力對足、 踝、膝、 髖 及脊柱關(guān)節(jié)的影響， 并將其轉(zhuǎn)化為下一個(gè)起動動作的動力。在發(fā)達(dá)國家， 如美國， 各種足部矯形器的應(yīng)用已經(jīng)極為廣泛。 近期我國這一領(lǐng)域的發(fā)展也十分迅速， 目前國內(nèi)已經(jīng)能夠生產(chǎn) 多種足部矯形器。除使用矯形器外， 針對不同足部疾患， 采用合理的足部鍛煉 法也有很好的效果。例如， 對于扁平足患者， 適度的彈跳類運(yùn)動可以增強(qiáng)維持足弓 的肌肉， 自我牽拉練習(xí)則可以延展攣縮的跖筋膜和跟腱。國外學(xué)者還介紹有足部的踩球自我鍛煉法， 簡便易行， 對改善 足部癥狀、 乃至足部疾病引起的全身其他癥狀有很好的矯治效果。5. 足與亞健康 世界衛(wèi)生組織將機(jī)體無器質(zhì)性病變， 但是有 一些功能改變的狀態(tài)稱為第三狀態(tài) ， 我國稱為亞健康狀態(tài) 。失眠、 乏力、 無食欲、 易疲勞、 心悸， 抵抗力差、 易激惹、 經(jīng)?；几忻盎蚩谇粷?、 便秘等都可能是亞健康狀態(tài)的表現(xiàn)。處于高度緊張的工作、 學(xué)習(xí)狀態(tài)， 精神負(fù)擔(dān)過重， 腦力、 體 力勞動負(fù)擔(dān)繁重， 人際關(guān)系緊