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足弓在人体直立行走中起着维持重心稳定、平衡的重要作用。通常认为正常足有两条纵弓和横弓,可使足底呈拱桥形,既可以保护足底的神经血管重要结构免受压迫,又可以使足适应各种路面条件,利于完成跑、跳等各种动作,均匀分散载荷,缓冲地面对人体的反作用力,保护脑及内脏免受震荡。
通常情况下,将前后方向的足弓称为纵弓,分内侧和外侧纵弓;内外方向的称为横弓。
1内侧纵弓的主要解剖特点及功能在足部传递力量过程中内侧纵弓的功能至关重要,其有助于减震和分散传递至足部的力量。
内侧纵弓的骨性结构由跟骨、距骨、足舟骨、内中外3块楔骨以及1~3跖骨共同构成;胫骨后肌肌腱、趾长屈肌肌腱、拇长屈肌腱、足底方肌、足底筋膜以及跟舟足底韧带等共同参与维持和稳定。内侧纵弓比外侧纵弓高,且具有弹性、较大的活动度和较强的缓冲作用,故内侧足弓亦称为弹性足弓,足部的有效运动主要依赖于足部内侧纵弓的完整性。
足弓的解剖结构和功能的相互作用是十分复杂的,其在静态和动态活动中扮演重要的角色。
附着在足部的肌肉与肌腱也就是足部运动的主动结构,具有稳定足弓和控制足部外在整体运动的功能。骨、韧带结构参与维持足弓的结构性稳定,而足的内、外在肌则维持了动态运动中足弓的功能与稳定性。
2足底筋膜(足弓被动弹性成分)功能单纯骨性结构仅为足弓提供了基本形态支持,它需要坚强的韧带结构进行连接和包绕,才能形成一整体。
足弓类似一个构架模型:一个三角形结构,三角有两条支柱,并在底部通过一绳索相连。构架承受着来自上方的压力,绳索承受着张力。构架模型中的绳索类似于足弓中的足底筋膜。足底筋膜作为维持足弓的重要软组织结构,已有实验证明,切断足底筋膜后可导致足弓塌陷例。
足底筋膜具有贮存弹性势能的功能。这种韧带主要是保证足弓骨性结构的完整性,以及在推进过程中保障足部作为杠杆功能的刚度。足底筋膜是足部唯一可以因为足弓压缩和跖趾关节伸展而被拉长的结构。足底筋膜因为这种特点可以将其视为一个有效弹簧,当冲击力作用于足弓而使其产生压缩时,可以根据不同的应力调整足部的弹性功能,所以,弹性势能也可以贮存在内侧纵弓的其他韧带。
在跑步运动中,支撑期足底筋膜应变逐渐增加,直到支撑期的60%时,该应变达到峰值。这一过程中,足底筋膜贮存了弹性势能,在支撑期后40%阶段,由于内侧纵弓的回弹,足底筋膜的弹性势能开始释放。而足弓回弹的功能主要是产生重力势能和动能以推进身体向前运动。
足底筋膜除具有能量贮存和释放的特性外,还可以在跖趾关节和足弓之间传递能量,辅助其做功。
3足内在肌、外在肌(足弓主动弹性成分)功能足部的内在肌(拇展肌;趾短屈肌;小趾展肌;足底方肌;蚓状肌;小趾屈肌;拇收肌斜头(a)和横头(b);拇短屈肌;足底肌;足背肌;趾短伸肌。)和外在肌(比目鱼肌;胫前肌;腓肠肌;趾长伸肌;拇长屈肌;拇长伸肌;趾长屈肌;第3腓骨肌;胫后肌;腓骨长肌;腓骨短肌)同样起到维持足弓的稳定性和整个足的运动。
足的内在肌和外在肌作为足弓的主动支撑结构附着在足部。局部的稳定结构为足底内的四层起始于或止于足部的肌肉。
对足底内在肌的描述最多的即其功能与纵弓和横弓的半弧形结构有关。浅层的两层肌肉排列与足内外侧纵弓一致,深层的两层肌肉与前后横弓相似。这些肌肉通常有较小的力臂,较小的横截面积,在每一次的步态中,四层足内肌控制着足弓的变化角度与速度,承担足弓的负荷,对足弓的运动进行协同与调整,稳定足弓。
足的外在肌,起始于小腿,跨过踝关节,止于足部,通过其较长的肌腱控制足部整体运动。这些肌肉有较大的横截面积,较大的力臂,是足部的主要动力,同时也为足弓提供一定的稳定性。这些控制足部整体运动的肌肉在动态任务中既可以吸收冲击,也可以提供推进力。
足底筋膜炎的损伤是除髌骨疼痛综合征,髂胫束摩擦综合征之外,最常见的跑步相关的过劳损伤。较多研究认为,这与足部肌肉力量不足有关。因足部肌力较弱,不能在动态运动中对足弓提供足够的支撑,进而重复导致足底筋膜的应变增加,因足弓反复、过度形变而造成损伤。
综上所述,足弓的形态与功能离不开足底筋膜、足部肌肉的贡献。在足部损伤康复过程中,一定要重视足弓内在肌群和外在肌群的力量训练。
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