踝关节跖屈,背屈的生物力学特性研究
踝关节运动学
5、跗跖关节：由三个楔骨与骰骨与五 个跖骨组成的关节，为平面微动关节。
6、跖趾关节：跖骨与趾骨组成的关节 共五个。
(二)足的分部
足可分为前、中、后三部。 跖骨基底部以前为前部；楔 部、跗中关节部（或称跗横 关节）为中部；跟骨为后部。
（三）足部韧带
1．跟舟足底韧带 亦称弹簧韧带或跳跃韧带，结构宽而厚，坚强有力， 为足部最重要的韧带。距骨主要依靠此韧带支持。 2．跖长韧带
（4）腓骨肌腱：位
于外踝后方； （5）胫骨后肌肌腱： 位于内踝后方。
（五）深筋膜、腱鞘和滑膜囊
1、深筋膜 主要作用之一是形成支持带、跖腱膜等。 （1）支持带：支持带是深筋膜增厚所形成又称假 性韧带，主要起约束肌腱的作用。
（2）跖腱膜：为足底深筋膜在足底
中间部增厚所成。跖筋膜似一弓弦， 张于足的纵弓上。 人在直立或负重时弓弦就绷紧，对 维持足弓起着重要的作用。是维持
（六）足的功能 1．支持作用：足在站立或活动时均起支持作用。站立 时体重经踝至距骨，再经足弓分布于3个负重点。双足 6个点成为强有力的支柱。以保证直立时足底支撑的稳 固性。 为支持体重，足必须具备结构上和位置上的稳定。 前者适用于站立，主要依赖于骨骼排列与韧带。后者 适用于运动，主要依赖于肌肉。因此，骨、肌肉、韧 带为足负重和运动的必要条件。 2．杠杆作用：足由静而动，由立而走，肌起重要作用。 如单就某一关节而言，在活动中，不同的姿势可以构 成不同形式的杠杆作用。
亦称足底长韧带，呈带状四边形，强 而有力，主要作用是协助维持足纵弓。
3．跖骨头短韧带 此韧带紧连五个跖骨头，支持诸跖骨 形成的横弓，防止跖骨头分离。
（四）足部肌
控制足部活动的肌来自足内肌及外肌。
1、足内肌：多集中在足底，由浅到深可分四层，按其 部位及起止点各有不同作用。但总作用与足弓维持有关。
肌肉奇葩说之生物力学看踮脚
肌⾁奇葩说之⽣物⼒学看踮脚
我们平时俗称的踮脚⽤专业名词来说就是跖屈，这个动作在⽇常⽣活中使⽤频率⾮常⾼，例如⾏⾛、跑跳、上下楼梯等活动时，都需要它的参与，这个看似简单平常的动作实际需要我们的重⼼、踝关节、跖趾关节密切配合才能完成，今天的肌⾁奇葩说我们就来分析⼀下这个动作。
往往我们观察踮脚尖这个动作时⼤部分的注意⼒都集中在踝关节的跖屈上，主要靠腓肠肌和其他跖屈肌收缩完成这⼀动作。
但实际上将⼈体上提的主要⼒矩是通过跖趾关节的伸展⽽产⽣的，通过下⾯的图⽚可以看到。
当跖屈肌（图中以腓肠肌为例）收缩以跖趾关节为⽀点将⼈体向上提升时，跖屈肌获得了⼀个更⼤的内⼒臂（对⽐图中A和B），由于踮脚时⼈体重⼼会产⽣前移，导致由体重产⽣的外⼒臂变⼩（图中C），对⽐图中的B和C可观察到跖屈肌的内⼒臂B有⾮常⼤的优势。
依靠此种省⼒杠杆，跖屈肌收缩只需产⽣⼤约1／3体重的⼒量即可维持跖屈姿态，⽽这种巨⼤的机械优势在⼈体中是少有的。
结合下图驱动⼿推车的现象可以帮助我们加深理解这⼀现象。
所以跖趾关节的伸展⾓度正常对于踮脚这个动作来讲⾮常重要，⼀旦跖趾关节伸展⾓度受限会导致⼈体重⼼向后移动，这会增⼤由体重产⽣的外⼒臂（图⼀C），此时可能需要腓肠肌等跖屈肌收缩产⽣更⼤的⼒来完成跖屈，在此种状态下长时间上下楼梯、跳跃等活动就可能造成跖屈肌（⼩腿后群肌⾁）的过度收缩⽽变得肥⼤。
踝关节的运动
（二）运动方向 绕额状轴： 跖屈（绷脚尖） 背伸（勾脚尖） 正常背伸至70º ，跖屈至140º ，约有70º 的活动范围。 绕足的失状轴： 内翻 外翻
（二）踝关节功能解剖
（一）骨
与踝关节、足部有关的骨共有26快（单侧）。 1块胫骨、
1块腓骨、
7块跗骨（包括距骨，跟骨，足舟骨， 内侧、中间、外侧楔形骨，骰骨）、 5块跖骨、 14块趾骨（分基节骨，中间骨，末节骨）。
踝关节的运动
邹苏梅
内容
一、踝关节组成与运动方 二、踝关节功能解剖 三、踝关节生物力学 四、足与足弓
一、踝关节的组成与运动方向 即距骨小腿关节，又称距上关节或胫距关节。
Байду номын сангаас
（一）组成 1.关节窝：呈叉状（又称踝 穴），由胫骨下关节面、内踝 关节面及腓骨外踝关节面共同 组成。
2.关节头：由距骨体上关节面和距 骨两侧的关节面所组成。关节面的 形成为滑车状。
（二）踝关节的韧带
主要韧带有： 1.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。
2.外侧韧带： （1）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。 （2）距腓后韧带 可限制踝关节过度背伸活动。
(3)跟腓韧带
在踝关节90 º 位限制足内翻活动
踝关节运动学实训报告
一、实训背景踝关节作为人体重要的负重关节，承担着支撑和稳定下肢的重要功能。
为了深入了解踝关节的运动学特性，提高对踝关节运动生理学的认识，我们进行了踝关节运动学实训。
二、实训目的1. 掌握踝关节的结构和解剖特点。
2. 了解踝关节的主要运动方式及其生理意义。
3. 学习踝关节活动度的测量方法。
4. 分析踝关节运动中的力学原理。
三、实训内容1. 踝关节的结构与解剖踝关节由距骨、跟骨、舟骨、骰骨和胫骨、腓骨的远端构成。
关节囊附着于各骨的关节面，周围有韧带加固，包括跟距韧带、距舟韧带、距跟舟韧带等。
关节面分为滑车关节面和凹面，分别与胫骨和腓骨的关节面相对应。
2. 踝关节的主要运动方式（1）跖屈与背屈：踝关节的主要运动方式，由胫前肌和腓骨长肌等肌肉收缩产生。
跖屈时，足跟离地，足尖向下；背屈时，足尖向上，足跟下沉。
（2）内翻与外翻：由胫后肌、腓骨短肌和腓骨长肌等肌肉收缩产生。
内翻时，足内侧缘向中线靠拢；外翻时，足外侧缘向中线靠拢。
（3）旋转：由胫后肌、腓骨短肌和腓骨长肌等肌肉收缩产生。
内旋时，足跟向中线靠拢，足尖向外；外旋时，足跟向外，足尖向中线靠拢。
3. 踝关节活动度的测量踝关节活动度的测量方法主要有两种：主动关节活动度和被动关节活动度。
（1）主动关节活动度：由受试者自主完成的关节运动，如跖屈、背屈、内翻、外翻等。
（2）被动关节活动度：由外力作用下，关节在无肌肉收缩的情况下产生的运动，如由他人帮助完成的关节运动。
4. 踝关节运动中的力学原理踝关节运动中的力学原理主要包括：（1）肌肉收缩力：肌肉收缩产生的力量是踝关节运动的基础。
（2）关节囊与韧带：关节囊和韧带在踝关节运动中起到稳定和保护作用。
（3）骨骼杠杆：踝关节运动中的骨骼杠杆原理，使肌肉收缩力得以放大。
四、实训结果与分析通过实训，我们了解到踝关节的运动学特性，并掌握了以下内容：1. 踝关节的结构和解剖特点。
2. 踝关节的主要运动方式及其生理意义。
3. 踝关节活动度的测量方法。
体育运动中踝关节损伤的生物力学研究新进展
的标 记物来 捕 捉人体运动 的轨迹 。它可 以通过相 应 的软件精 确 输 出运动 时间、运动速 度、加速度、各方 向的关节角位移及角速 度等相关 运动学参 数。Ｙ ｏ ｅｗ等 运用三维运动捕 捉系统结合测
击力超 过了机体所能承受力 的极 限有关 ，因此，地 面反作用力 的
检测在踝关节着陆损伤 的研究 中占有重要地位 。目前 ，国内外踝 关节的动力学研 究中最 常使用 的是 三维测力台系统。它可 以测 出 着陆面垂直、前后和侧 向力的分布 ，借助相 关软件还 可以推算 出
相应 的三个方 向的力矩 和压 力中心轨迹 。Ｌｄ 等 运用 三维测 ｉａ 力台模拟运 动员跳起 着地时地面冲击力的吸收过 程，指出了中枢
一
值 ，然后输入有 限元分析软件而建立起踝 关节 的有 限元模 型。它
①安 徽医科大 学第一临床学 院
安徽
合肥
２ ０３ ３ ０２
Ｃｈｎ ｓ ｎ ｏ ｅｇ ｅ ｉａ Ｒ ｓ ａ ｃ ｏ ． ． ｏ １ ｕ ，０ ２ ｉｅ ｅａ ｄ Ｆ ｒ ｉｎＭ ｄｃ ｌ ｅ ｅ ｒ ｈＶ １ ０ Ｎ ８Ｊ ｎ２ １ １
发生 旋转的解剖学基础。在 跳起着陆过程 中，踝关节逐渐从跖屈
位变换 到背伸位 ，在此 过程 中踝关节 面间的接触面积不 断增加 ， 而单位面积受 力不 断减 少，在着陆稳定时，距骨 内外侧关节面与 胫腓 骨间的接触 面积最 大 Ｊ 。踝关节 的稳 定与韧带 的关 系密切。 踝关节外 侧有外侧韧 带加固，它起 自外踝 ，分三束止于距骨前外
步态周期中踝关节有限元模型的构建及生物力学分析
1362｜中国组织工程研究｜第26卷｜第9期｜2022年3月步态周期中踝关节有限元模型的构建及生物力学分析白子兴1，曹旭含1，孙承颐2，杨艳军1，陈 思1，温建民1，林新晓1，孙卫东1文题释义：踝关节：由胫、腓骨下端的关节面与距骨滑车构成。
胫骨的下关节面及内、外踝关节面共同形成的“冂”形的关节窝，容纳距骨滑车，由于滑车关节面前宽后窄，当足背屈时，较宽的前部进入窝内，关节稳定；但在跖屈时，滑车较窄的后部进入窝内，踝关节松动且能作侧方运动，容易发生扭伤。
步态周期：步态是人类步行的行为特征，是人类生存的基础，其中步态分析方法已发展成为临床工作中的重要组成部分。
行走过程中从一侧足跟着地至该足跟再次着地构成一个步态周期，步态周期包括支撑时相(稳定期约为整个步态周期的62%)和摆动时相(摆动期约为整个周期的38%)，其中踝关节跖屈在支撑末期出现峰值，约为20°。
摘要背景：踝关节属于人体最重要的承重关节之一，在行走过程中发挥着重要作用，目前缺少有关踝关节在步态周期中应力的相关研究。
目的：基于有限元法分析步态周期中踝关节的应力大小及区域变化。
方法：首先通过Mimics 16.0软件及Rapidform XOR 3 64软件构建踝关节有限元模型；利用此踝关节模型与Anderson 构建的胫距下关节面有限元模型的应力及接触面积进行对比，验证模型的有效性；最后通过ABAQUS 有限元分析软件，模拟踝关节在步态周期中平衡站立工况及支撑末期工况的应力状态，通过对比相同区域不同工况的应力变化，分析踝关节在步态周期中的作用，探讨踝关节失稳状态下踝关节的应力变化。
结果与结论：①构建的踝关节有限元模型共包括44 551个单元、16 718个节点，并验证了其有效性与合理性；②平衡站立工况下：主要应力集中在距腓前韧带(A 、B)、胫距前韧带(C 、D)、胫距后韧带近端(F)、胫距关节下表面(H)；踝关节最大应力在胫距后韧带近端附着点(F)，为10.670 MPa ；最小应力在内踝胫骨关节面(J)，为2.965 MPa ；③支撑末期工况下：主要应力集中在距腓前韧带(A 、B)、胫距前韧带(C 、D)、胫距关节下表面(H)、外踝距骨关节面(K)；踝关节最大应力在胫距前韧带近端(D)，为23.00 MPa ；最小应力在胫距后韧带近端附着点(F)，为3.478 MPa ；④提示构建的踝关节有限元模型高度还原了踝关节的力学环境，明确了步态周期中踝关节的应力规律，为临床踝关节相关疾病的诊疗与术后康复提供了思路。
任挺老师足踝生物力学机制（二）
任挺老师足踝生物力学机制（二）任挺老师足踝部生物力学（二）来自五元素00:0024:32前面说到这个距下关节的综合性运动，我重新把那个图片发给大家看一下。
足部在负重的时候，后足的旋前使得地面的反向作用力，这种作用在我们中足和前足的时候，会出现这种反方向的旋转。
这种反方向的旋转会造成这个跗横关节的旋前和旋后的这些变化，也就是说我们距下关节的旋前旋后和跗横关节的内旋和外旋，使我们两个足部就相当于脚链一样，可以适应我们不同的、不平坦的或者说高低不平的这种地面，表现出柔韧性，表现出这种适应不同的这种界面的所需，来适应我们人类在不同的环境下的生存行走的一个需要。
在步态中，足部后足的距下关节旋前的另外一个重要的功能就是我们足弓的下降。
我们人类是发现的物种中唯一一个具有足弓的生物。
当然这个足弓分成了内侧的增弓、外侧的增弓和横弓，还有些文献会说我们人类会有更多的足弓，主要文献认为是有这三个足弓。
足弓在实现足部的功能上是看似矛盾的。
一足弓既要实现我们人类的一个弹性减震的功能，同时要实现我们钢性杠杆的作用，又要起到灵活性柔韧性，还要起到负重和稳定性。
整个足部看似矛盾又统一的功能，是通过足部的这种生物力学机制去实现的。
那去看我们的足弓，内侧的纵弓是我们三个足弓中最为重要的一个足弓，内侧的纵弓骨骼往往是有跟骨距骨舟骨、内侧、中间、外侧楔骨和跖骨组成。
如果人没有足弓这个结构，我们在行走的时候，这种巨大并且快速的力量会将我们步态中所有的负荷作用在我们的足部上，足部是整体沉重的百分之百，如果再加上速度或者力量的时候，更多的力量将作用在我们足部。
这种情况下就会超出我们骨骼肌肉的生理所承重的这种能力，造成机械性的骨骼肌肉损伤或者称为生物力学的损伤，是常见的足部的伤中比较多的几种情况。
我们人类在正常站立的时候，身体的重量是向下通过我们的内侧的纵弓，外侧的纵弓和横弓向近端远端内侧外侧分散。
由于我们这三个足弓形成三角负重结构，这种三角负重结构，在我们的每个足部能有三个最主要的负重点。
关于踝关节的生理特征特点分析
关于踝关节的生理特征特点分析
1.关于踝关节的结构分析
踝关节又被称为距小腿关节，是由胫骨下关节面、内踝的踝关节面与腓骨外踝关节共同组成的叉状关节窝（如图1）。
踝关节在人体的运动中起着至关重要的作用，踝关节承受着人体的大部分重力，踝关节的力量素质是支撑人体进行各项运动的基础，人们脚部的速度、弹跳等运动都离不开踝关节的参与。
踝关节虽然能够影响到人们下肢活动能力，但是踝关节的运动能力有限，对侧方的运动都有一定的限度。
对体育舞蹈专业的人员，体育舞蹈中有非常多运用到脚踝的技术动作，尤其是体育舞蹈中的跳跃动作，舞者踝关节的力量素质和稳定能力能够直接影响到舞者对跳跃动作的完成程度和姿态。
在体育舞蹈日常的训练的比赛中，踝关节要接受高强度的训练，优秀的踝关节力量高素质能够保证踝关节在高强度的训练中不容易出现损伤。
图1 踝关节结构图示
2.关于踝关节的生理特征特点分析
踝关节的两侧有内外侧副韧带加固，内侧有三角韧带，距腓前韧带、跟腓韧带、距腓后韧带等在踝关节外侧，踝关节内侧的副韧带比较厚。
处于换关节生理结构的特殊性，跖屈运动和背屈运动是踝关节主要的运动方式，也就是整个足踝
部距骨滑车的额状轴做屈身运动。
小腿三头肌、长屈肌、趾长屈肌、胫骨后肌、腓骨长短肌都是屈足的肌肉；胫骨前肌、长伸肌和趾长伸肌等肌肉是伸足肌肉（如图2）。
图2踝关节构造。
踝、足部解剖与功能
• 马蹄足(pes equinus)
– 用跖骨头走路，足跟不着地。
• 弓形足(pes cavus)
– 过高的足弓或中空足。
• 拇外翻
– 拇趾在跖趾关节处向外偏
• 仰趾外翻足、马蹄内翻足、马蹄弓形足
（四）、肌肉
1、膝、踝部肌肉 2、足部固有肌
膝、踝部肌肉
1、前群：胫骨前肌、拇长伸肌、趾长伸 肌 、第三腓骨肌
伸肌上支持带 伸肌下支持带
4、腓骨肌上、下支持带
外踝后下方的筋膜增厚形成腓骨肌上、下支持带： 腓骨肌上支持带连于外踝后缘与跟骨外侧面上部之 间，可限制腓骨长、短肌腱于外踝后下方； 腓骨肌下支持带前端 续于伸肌下支持带， 后端止于跟骨外侧 面前部。 作用： 固定腓骨长、短肌腱 于跟骨外侧面。
6、深筋膜、腱鞘和滑膜囊
• 站立时，支载体重，弓 即变扁。
• 距骨构成纵弓基柱，支 载体重，下传至足弓。
• 正常体重由跟骨结节、 第一跖骨头及其下方的 二子骨与第五跖骨头负 载，再传至地面。
足弓的支持
• 在静止站立时，维持足 弓的结构是骨和韧带， 而在运动时是肌肉起到 主要作用。
• 纵弓的全部张力被胫骨 后肌、屈趾长肌、腓骨 短肌和腓骨长肌等所支 持，大部分压力由跖筋 膜与跖侧韧带所支持。
足弓
由7块跗骨 5块跖骨及其 关节、 韧带、 肌腱组成的向足背 突出的弓形骨骼结 构称足弓。
足弓的分类
根据足弓位置及功能， 将足弓分为纵弓和横 弓。
纵弓 包括内侧纵弓和 外侧纵弓两部分，均
• 止于跟骨结节。
内侧纵弓: 由跟、距、舟、三 块楔骨及1～3跖骨组成
特点：侧肌
• 腓骨长肌 • 腓骨短肌
踝关节外侧不稳定的生物力学研究进展
踝关节外侧不稳定的生物力学研究进展发表时间：2018-05-18T16:24:23.663Z 来源：《基础教育课程》2018年5月09期作者：梁珊珊[导读] 外踝作为踝关节的重要组成部分，对于踝关节结构和功能的完整以及人的正常行走和活动有着至关重要的意义和作用。
梁珊珊（天津体育学院天津 3016170）摘要：外踝作为踝关节的重要组成部分，对于踝关节结构和功能的完整以及人的正常行走和活动有着至关重要的意义和作用。
踝关节的外侧不稳定是临床上比较常见的症状，它的发生与腓骨长度的改变，韧带、下胫腓联合及腓骨长短肌的损伤等因素有着密切的联系。
近年来，越来越多的专家学者开始对外踝的结构及其生物力学特征进行实验和临床研究，人们对踝关节外侧不稳定的认识也进一步深入。
关键词：踝关节；生物力学；不稳定中图分类号：G623.2 文献标识码：A 文章编号：1671-5691（2018）05-0002-01 踝关节是人体负重最大的屈戍关节，站立时全身重量均落在踝关节上，行走时的负荷值为体重的5倍，因此急性踝关节扭伤是日常生活中最易发生的外伤。
踝关节周围韧带扭伤发病率在全身各关节韧带扭伤中占首位［1］。
在美国，每天大约有 23 000 例踝关节扭伤患者。
踝关节扭伤在临床甚为常见，但尚不能引起很多人的重视，如处理不当会致韧带松弛，瘢痕形成，踝关节不稳，以致反复扭伤，日后易发生创伤性关节炎。
单纯性肥胖人群而言，就显得尤为重要。
1.外踝的解剖特点及其运动功能腓骨体呈三棱柱形，下端形成外踝，构成踝穴的外侧壁，对踝关节的稳定起重要作用。
外踝略呈三角形，与内踝不在同一冠状面上，较内踝略偏后，正常内外踝最低点连线与踝关节面的夹角为3～11°。
外踝关节面多数呈梨形或三角形，少数为菱形，与距骨的外侧关节面相关节。
外踝后方有腓骨长、短肌腱通过。
内踝、外踝和胫骨下端关节面构成踝穴，包容距骨体，外踝只遮盖距骨体的外侧。
外踝作为踝关节的重要组成部分，参与踝关节的各种运动。
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苇１ 卷第２斯 １９（Ｊ６年５月 浙江 尢学报（自抟翻学版
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踝关节跖屈、背屈的生物力学特性研究’
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Ａ……撮 一一 统 关 … 一 提出了构成蹀关节运动约各肌肉长度、力臂变化的计 让 关键诃：踝关节；跖屈；背屈；最大运动幅度；绝对长度变化；相对长度变化；力臂
性寸．１ ０引言 Ｊ一。 ，
踝关节是人雄六大主要关节之一．它不但承载而且参与运动．尤其在体育运动中．其运动 能力的大小将直接影响到运动水平。踝关节主要的运动方式是跖屈与背屈。本文利硝ｘ线摄 片测量．并运用ＳＴＫ录像分析系统．对踝关节的最大运动幅度、踝关节跖屈、背屈过程中主要 肌肉的长度及肌肉力臂变化进行了定量的研究．以期比较系统、全面地揭示踺关节的跖屈、背 屈的生物力学特性．为运动训练、躁关节损伤的分析及预防提供一定的理论依据。 ｌ研究方法 １．１研究对象 随机抽取体育系学生ｌ０名（男、女备５名）．平均年龄男子２３．４岁．女子２４．Ｏ岁：平均身 高男子１．７４ｒｎ．女子１．６６ｍ。 １．２研究设备 大型医用ｘ线摄片仪．ｘ片桌面阐片测量系统．松下Ｍ５摄像机．ＳＴＫ录像分析系统，惦６ 敞饥。 １．３测量方法 方法一：按骨与关节常规摄片要求及技术拍摄下胺膝、踝的正、侧位片。由于ｘ线摄片长 度有限，为测较长肌肉的起．【上点．且使ｘ片保持整体连续．在摄片前给受检者长骨中部皮肤上 粘上金属标志，以便闭片时连接，把Ｘ片置于桌面阅片测量系统上．标出踝关节中电 及肌肉 起止点 。 方法二：采用定 定焦摄影法．井利用录像分析系统对受检者踝关节运动幅度进行摄影并 测量 一。 ２肌肉长度及力臂变化计算方法 在踝关节跖屈、背屈过程中．选取三块起主要作用的肌肉（腔骨前肌、叱目鱼肌、腓晒肌）． 并在ｘ片上（正侧位片）分别标出各肌肉的起止点。严格地讲．肌肉附着于骨处是一１、面而不
维普资讯 http://www.cqvip.com ９６ 浙江师大学报ｃ自然手惮版 是一个点 为了研究方便．取肌肉附着面的形状中心为该肌肉的起止点．肌肉起止点连线的 度为肌肉长度。 ２ １比目鱼肌、腓肠肌的长度及力臂变化计算 如图所示．设踝关节角为“，踝关节中心电为（，（忽略踝关节跖屈、背屈过程中的中心位置 变化）．比目鱼肌起、止点至踝关节中心（ 点的距离为“ 、 ·．肌肉长度为『ｌ＿腓肠肌起、ｌｊ＝点 ¨点的距离分别为 ｂ ．肌肉长度为ｆ 。 先计尊比目鱼肌的长度。根据余弦定理： ｒ———————————一 Ｒ ｌ一√口 ＋骈一２ ｌ ｌｃｏｓ／）＇ （１）
（１）式中 ．、 可在Ｘ片中测得．并不随关节角度的变 化而变化． 随关节角 的增加（减小）而碱小（增加），在Ｘ 片中先测出 ．（即某一姿位），则在任意姿位 “＋ 一ｍ＋ ｌ （２） 则： 一曲＋∥ｌ一“ ｔ３）
将（３）代入（１）式得： ｌ一√４ ＋ 一２叮 ｂ：ｏ。ｓ（ ＋ －－ａ）（ Ｉ） （４）式表明．比目鱼肌长度的变 哿随关节角 的变化而变化。 设力臂长度为 ．根据几何原理和正弦定理可得：
图 踩炙节简
ｄ．一 。ｉ （ ＋ ．一 ）一。— 竺＝ 三 —一 （ ） √Ⅱ ＋ ｝一 ｏ０ｓ（ ＋∥ｌ一 ） 腓肠肌起点有两 ．起于骰骨髁后面．但从正侧位看其起止点几乎重合 肌肉长度及力臂 的计算方法完全同比目鱼肌一样。亦可得
２一√口；＋ 一拍：６２ＣＯＳ（ 『＋ ２一“） （６） ｄ 一 — 垡丝 （７） √ ＋蟛一２Ⅱ！ｂ ２ＣＯＳ（ ＋ 一Ｈ） ２．２胫骨前肌肌肉长度及力臂变化的计算：
与２．１计算方法相同．唯有Ａａ ｈ中 ，角的变化随关节角“的增大（减小）而增大（减 小）。根据三角关系可得：
√Ⅱ；＋ 一２ａ ６：．ＣＯＳ（“一 ＋ ） “３６ ｓｉｎ（“一∞ ）
、 二
（８）
（９） 综上所述＿ｆＩ＿…ｂ ｂｚ、 、ｂ、∥，、 、 和∞均可由某姿位下的ｘ片中测得。根据（４）～（９） 式采用计算机编程计算．可分别得到在踝关节角度变化时．比目鱼肌、腓蜗肌、胫骨前肌的肌肉 长靡、力臂值。然而躁关节最大运动幅度具有１、体化特征．随个体的不同而不同 应用方法二 测得的踝关节最大运动幅度的结果，可得到各肌肉最大长度、最小长度、绝对长度变化（指最大 与最小长度的差值）、相对长度变化（绝对长度与静息长度的百分比）及力臂变化情况等指标。 ３结果分析 ３．１踝关节跖屈、背屈最大运动幅度
维普资讯 http://www.cqvip.com 苇２甥 踝关节跖屈、背屈ｆ｝々生物力学特性研究潘兰炬马楚虹竺 里 ！！ 根据方法二．让受橙者一足站在台阶边缘，被测腿悬空，在膝关节伸直姿位下躁关节在无 负荷下做Ｅｉ由跖屈 背届．分别摄下静态（非常缓慢跖屈、背屈） 动态（以最快的速度跖屈、背 屈）下踝关节的运动情况，用录像分析系统测得各破检者的踝关节在静态、动态下的最大运动
幅度．【见表】） 躁关节最大运动幅度的大小．
是关节灵活性的一１、重要指标。 表１结果表明。男女之间无论是 背屈还是跖屈均无显著性差异 （ｒ＞０．０５），即踝关节在运动的 灵活性上无性别差异 跖屈与背 屈的最大幅度无论在静态与动态
表１踩关节跖屈、背屈最太运动幅度平均值
均有非常显普性差异（Ｐ＜Ｏ．０１），跖屈大于背屈 静惫与动态相比背屈、跖屈最大运动幅度均 不呈显昔陛差异（ ＞０ ０５），且背屈时动态均值小于静态均值 这可能与足的井｝骨间关节、跗 趾关节、跖趾关节及趾间关节在静态时的牵连运动有关．而在快速收缩时．这些牵连运动程度 将减小 ３．２踝关节跖屈、背屈过程中肌肉长度、力臂变化值 利用方法一及２．１、２．２计算方法编制计算机程序，并在ｊ８６微机上模拟各受检者的踝关 节运动。根据３．１结果使各受榆者的踝关节从最大跖屈幅度至最大背屈幅度运动（每隔１度计 尊一次）。 计算得到比目鱼肌、腓肠肌、胫骨前肌的肌肉长度、力臂变化值见表２ ’ 表２比目鱼肌、啡蹰肌、腔骨前肌的肌肉长度、力臂值（平均值）
肌肉绝对长度变化值指在踝关节最大运动幅度内肌肉的最大长度与最小长度的差值；相对 长度变化值是指肌肉绝对长度变化值与静息长度的百分比。躁关节肌肉的静息［乇度１１ｌ！ｌＪ定义为 在踝关节ｇＯ。角时的肌肉长度 肌肉收缩引起关节运动．尽管肌肉绝对长度变化可表征肌肉的参与程度．但相对长度变化 的大小更能反映肌肉参与浚关节运动的程度大小。 测量结果表明．踝关节在背屈过程中，主要的主动肌胫骨前肌的相对长度变化值男女之间 性别差异（，ｊ＞０．０５）；跖屈过程中的两主要肌肉（比目鱼肌、啡肠肌）相对长度变化值男女间 亦无显著性差异（Ｐ＞Ｏ．０５）。在躁关节整个运动中，三块主要肌肉的最大力臂值男女问亦无显 普性差异。以上说明构成踝关节运动的内在力学结构Ｅ无性别差异。踝关节屈、伸力量的性别 差异主要来自性别间肌肉收缩力的差异。 小腿三头肌的收缩力是产生踝关节跖屈的主要动力，在下支撑状态下，小腿三头肌与大腿
维普资讯 http://www.cqvip.com 后群肌肉的协调收缩产生蹬地力。结果表明，比目鱼肌与腓肠肌之间在最大力臂值上二无显菁陇 差异。从平均值上看．腓肠肌略大于比日鱼肌Ｌ最大力臂平均值分别为啡肠肌６．６８ｃｍ，比目鱼 肌６．０８ｃｍ） 这可能与目彻自肌枯乎在比日鱼肌外ｆ埘有关：两者在绝对长度硬化值上无显著陲差 异．且平均值的差异值较小（绝对长度变化 均值分别为腓肠肌Ｊ．５９ｃｍ．比口鱼肌４．０３ｃｍ）； 两者的相对长度变化值的均值在显著比氇验Ｌ尽管无显著性差异．但从所测的每一受检者的 相应数据上看．相对长度变化值比日鱼肌均大干腓肠肌．这同绝对长度变化值差异恰好相反 （腓肠肌大于比日鱼肌）。因此，呵以说明．在跚 关节跖屈过程中．比目鱼肌参与的程度要比腓肠 肌大 然而腓肠肌是双关节肌．它与大腿后群叭肉协嗣收缩将产生很大的后蹬力。所 腓肠肌 在产生人体整体后蹬力时．将比比目鱼肌发挥更大的作ｆｆｊ 综上所述．无论在体现踝关节灵活性的最大运动幅度上还是构成踝关节运动的内在力学 结构上．男女之间无性别差异 这也可表明，四 关节跖屈、背屈力量上存在的性别差异主要来自 于备肌肉收缩力。参与踝关节运动的三块主要肌肉．其相对长度变化值大小的次宁分别是：胫 骨前肌、比目鱼肌、腓肠肌。这１、指标也可以反映出在踝关节运动过程中备肌肉的参与程度 ４结论 ｌ本文对踝关节运动的最大幅度（静态、动态）进行了测量、分析 ２本文提出了构成踝关节运动各肌肉Ｋ度变化及力臂变化的计贷方法。 ３踝关节在灵活性及构成运动的力学结构上无性别差异。 ４踩关节跖屈、背屈过程中．主爱肌肉扣对长度变化大小的顺序为胫骨前肌、比目鱼肌、 腓肠肌。 ５甓 关节跖屈时，比目鱼肌参与工作的程度要比腓扬肌大。
参考文献 马楚虹｛＃人体Ｉ－．Ｅ￣肌肉起止点的ｘ线测量方法．浙师ｊ 报 １ ｕ１ １７（２） 思亮土蝙．凡体解剖学北京．凡民ｌＪ生出 社．］９８３ 郛文光等编．凡体解剖彩邑阿谱．北京 民Ｊ 生Ｈｊ版让．１９８６ 皤慧炬％凡『禾 脏各主婪关节晟大运动 岳度的研究．淅邡大学捍，１ １￣９５，Ｉ８（３ 港兰｛Ｅ＾悼运动器呆力学行为与运动慷伤关呆 。瓮的新 法斯师大学报．１９９５．１ ８（Ｉ
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