淺析踝關(guān)節(jié)扭傷的生物力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)研究進(jìn)展

王立斌

淄博市張店區(qū)中醫(yī)院骨一科，山東淄博 255000

踝關(guān)節(jié)又名距骨小腿關(guān)節(jié)，主要是由脛、腓骨下端的關(guān)節(jié)面與距骨滑車(chē)構(gòu)成[1-2]。因踝關(guān)節(jié)扭傷在日常生活中較為常見(jiàn)，人們對(duì)其重視度不夠，如不及時(shí)進(jìn)行適當(dāng)處理，會(huì)出現(xiàn)韌帶松弛、踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)、瘢痕形成，最終導(dǎo)致踝關(guān)節(jié)扭傷反復(fù)出現(xiàn)，日久會(huì)出現(xiàn)創(chuàng)傷性關(guān)節(jié)炎，遺留疼痛，影響日常生活[3]。基于此，為預(yù)防踝關(guān)節(jié)扭傷發(fā)生，該文就踝關(guān)節(jié)扭傷的生物力學(xué)與運(yùn)動(dòng)學(xué)研究進(jìn)展作如下綜述。

1 損傷機(jī)制

因踝關(guān)節(jié)的內(nèi)踝比外踝高約12 mm，所以踝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)三角韌帶比外側(cè)韌帶堅(jiān)強(qiáng)，故而外側(cè)韌帶扭傷在臨床急性踝關(guān)節(jié)扭傷中占比較高，因此扭傷時(shí)其典型姿勢(shì)是踝關(guān)節(jié)跖屈的同時(shí)內(nèi)翻[4-5]。踝關(guān)節(jié)跖屈過(guò)程中內(nèi)旋應(yīng)力或內(nèi)翻應(yīng)力都會(huì)導(dǎo)致?lián)p傷。踝關(guān)節(jié)周?chē)g帶組織結(jié)構(gòu)與踝關(guān)節(jié)扭傷有著緊密的聯(lián)系，其主要是由內(nèi)外側(cè)副韌帶系統(tǒng)和下脛腓復(fù)合體[6]組成。目前臨床對(duì)距骨前移距離(an teriortalartranslation,ATT)的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有一定的統(tǒng)一性，但根據(jù)報(bào)道的文獻(xiàn)多以ATT6～10 mm，距骨前移率 (ΔATT)≥3 mm作為檢測(cè)的陽(yáng)性指標(biāo)。而國(guó)內(nèi)診斷慢性踝關(guān)節(jié)外側(cè)韌帶損傷的測(cè)量多以距骨傾斜角 (talartilt,TT)4～5°，距骨斜角差值(△TT)≥3°為陽(yáng)性診斷標(biāo)準(zhǔn)。主要是對(duì)不同外側(cè)韌帶進(jìn)行不同的切斷進(jìn)行測(cè)量比較，而測(cè)量的結(jié)果表明：腓韌帶在踝背伸時(shí)應(yīng)力最大，同時(shí)單獨(dú)的距腓前韌帶損傷也會(huì)導(dǎo)致韌帶出現(xiàn)松弛，因此在腓韌帶和距腓韌帶都被損傷時(shí)，踝關(guān)節(jié)韌帶松弛會(huì)較為嚴(yán)重。說(shuō)明道路高低不平時(shí)行走、跳躍、跑步或下樓梯等動(dòng)作時(shí)，易扭傷踝關(guān)節(jié)，且踝關(guān)節(jié)損傷多為運(yùn)動(dòng)性創(chuàng)傷，由于在一般的行走中也會(huì)出現(xiàn)扭傷情況，因各損傷機(jī)制不同，臨床表現(xiàn)也具有一定的差異性。

2 踝關(guān)節(jié)損傷生物力學(xué)分析

2.1 踝關(guān)節(jié)基本力學(xué)特征

跑、跳及日常行走等運(yùn)動(dòng)中踝關(guān)節(jié)起著最為重要的穩(wěn)定作用。人體動(dòng)作穩(wěn)定性的維持與踝關(guān)節(jié)韌帶的強(qiáng)弱有著直接關(guān)系，這其中包括參與人體工作的早晚和決定上肢部分作用的總效率。若踝關(guān)節(jié)支撐力量足夠，在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前即可參與，進(jìn)而將整個(gè)動(dòng)作的完成時(shí)間縮短，使運(yùn)動(dòng)效率得以提高。而處于緩沖階段和即將起跳動(dòng)作時(shí)，人體踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的重要原動(dòng)力則來(lái)自于腓腸肌和比目魚(yú)肌肌腱的彈性和復(fù)原。

2.2 踝關(guān)節(jié)基本運(yùn)動(dòng)形式

當(dāng)小腿和足部處于正常位置時(shí)角度呈90°，背伸則是指小腿與足背的角度縮小，反之，則是跖屈。內(nèi)翻是指足部的內(nèi)側(cè)緣抬高，外側(cè)緣降低，反之，則為外翻。由于踝穴存在的因素，在日常運(yùn)動(dòng)鍛煉中，側(cè)向運(yùn)動(dòng)的角度非常小，大多是屈伸運(yùn)動(dòng)。

2.3 踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定力學(xué)分析

踝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性是指距骨滑車(chē)在踝穴內(nèi)的穩(wěn)定性，踝關(guān)節(jié)較穩(wěn)定的表現(xiàn)是當(dāng)較寬的滑車(chē)前部嵌入進(jìn)踝穴時(shí)，反之，當(dāng)踝關(guān)節(jié)處于跖屈位時(shí)，較窄的滑車(chē)后部進(jìn)入踝穴內(nèi)，踝部可以出現(xiàn)側(cè)向運(yùn)動(dòng)，此時(shí)踝關(guān)節(jié)不穩(wěn)定。而距跟關(guān)節(jié)對(duì)踝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性也有一定作用，其作用是可以使小腿在足負(fù)重情況下進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，可以把距跟關(guān)節(jié)認(rèn)為是踝關(guān)節(jié)的一個(gè)重要銜接樞紐。當(dāng)人體做跑、跳等動(dòng)作時(shí)，重心不斷發(fā)生改變，只有在下肢穩(wěn)定狀態(tài)才能支持上肢將各種動(dòng)作得以順利完成。從另一角度來(lái)說(shuō)，當(dāng)足部承受地面反作用力的同時(shí)，即可產(chǎn)生一個(gè)瞬間的力作用于距跟關(guān)節(jié)，此時(shí)軀體的重心在足部，故足部這個(gè)位置可以直接反映地面反作用力在壓力中心的具體表現(xiàn)[7]。正確與否的踝關(guān)節(jié)姿態(tài)表現(xiàn)，主要是距跟關(guān)節(jié)在壓力周?chē)l(fā)生體位的旋轉(zhuǎn)。與此同時(shí)，踝關(guān)節(jié)姿態(tài)的正確性主要是通過(guò)反方向作用力與外翻同時(shí)作用，以保持重心以下足部的穩(wěn)定。

3 踝關(guān)節(jié)損傷運(yùn)動(dòng)學(xué)研究進(jìn)展

3.1 三維有限元與生物建模

三維有限元技術(shù)主要是通過(guò)MBI掃描或CT技術(shù)對(duì)踝關(guān)節(jié)進(jìn)行三維坐標(biāo)值測(cè)量，從而獲得踝關(guān)節(jié)三維相關(guān)數(shù)據(jù)，而后根據(jù)獲得相關(guān)數(shù)據(jù)，將其輸入有限元分析軟件，從而將踝關(guān)節(jié)有限元模型準(zhǔn)確建立出來(lái)[8]。而生物建模相關(guān)研究數(shù)據(jù)主要是來(lái)自足部應(yīng)力，其可作為踝關(guān)節(jié)落地?fù)p傷治療的依據(jù)，并提供足部生理學(xué)與病理學(xué)方面證據(jù)，進(jìn)而建立與踝關(guān)節(jié)適當(dāng)?shù)纳锪W(xué)模型，因此其成為足部生物力學(xué)研究方面的重點(diǎn)。

3.2 踝關(guān)節(jié)損傷運(yùn)動(dòng)學(xué)研究

目前針對(duì)踝關(guān)節(jié)損傷運(yùn)動(dòng)研究主要應(yīng)用三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)法進(jìn)行相關(guān)研究，因其具有一定的穩(wěn)定性、且操作效率高等特點(diǎn)，能有效降低研究成本，因此被應(yīng)用于相關(guān)研究中。現(xiàn)在的運(yùn)動(dòng)捕捉技術(shù)能夠迅速記錄人體動(dòng)作，并可以進(jìn)行多次回訪(fǎng)和延時(shí)分析，進(jìn)而通過(guò)捕捉的運(yùn)動(dòng)信息作為踝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究參數(shù)依據(jù)。相關(guān)研究指出，在運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間負(fù)重運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后，通過(guò)對(duì)長(zhǎng)期運(yùn)動(dòng)者的踝關(guān)節(jié)相關(guān)動(dòng)力學(xué)研究，表明經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間負(fù)重的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，可以使踝關(guān)節(jié)受損傷的風(fēng)險(xiǎn)得到降低，同時(shí)提高踝關(guān)節(jié)動(dòng)力學(xué)參數(shù)[9]。

4 展望

踝關(guān)節(jié)扭傷是一種常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)型軟組織損傷疾病。臨床中主要使用X線(xiàn)片和核磁共振等技術(shù)應(yīng)用于踝關(guān)節(jié)損傷相關(guān)診斷，并取得明顯的效果[10]。目前關(guān)于踝關(guān)節(jié)扭傷的運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)的相關(guān)研究主要集中于運(yùn)動(dòng)員負(fù)重運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的動(dòng)作，如跳躍、跑步等，但日常生活中關(guān)于踝關(guān)節(jié)扭傷由肌肉疲勞導(dǎo)致的相關(guān)研究并不是很充分，因此在臨床對(duì)癥治療中帶來(lái)一定的不利影響。通過(guò)上述各種科學(xué)技術(shù)相互結(jié)合的有效運(yùn)用，并進(jìn)行綜合運(yùn)用分析，使分析結(jié)果得以更加詳細(xì)充分，就如何采用適當(dāng)?shù)难芯糠椒ǐ@得客觀評(píng)價(jià)指標(biāo)來(lái)衡量踝關(guān)節(jié)扭傷問(wèn)題還值得深入研究分析。相信隨著醫(yī)療研究的不斷發(fā)展與進(jìn)步，對(duì)于踝關(guān)節(jié)扭傷的相關(guān)研究會(huì)有更大的優(yōu)勢(shì)，且用于研究的測(cè)定工具也會(huì)逐漸增多。

[1]包慶旭.王友仁點(diǎn)穴開(kāi)合按動(dòng)法針對(duì)踝關(guān)節(jié)扭傷推拿經(jīng)驗(yàn)淺析[J].中國(guó)中醫(yī)藥信息雜志，2017，24(4):102-104.

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