第二十章足部姿势对脊柱力学结构的影响

第一节前言

推拿师很关注脊柱和骨盆的结构和功能，其目的是想使躯体（头、胸廓和骨盆）相对于双足达到最佳的平衡，以消除可引起结缔组织病变和影响神经传导的异常应力。我们需要了解下肢对脊柱的力学作用机制。机体相当一部分能量被用于人体的站立和行走。
在描述脊柱和骨盆的结构学、力学和运动学时，常常要考虑到下肢的位置。然而，对脊柱和骨盆位置的改变可影响双足的运动和静态载荷的说法，足病医生、骨病及矫形外科的研究人员对此存在着激烈的争论。由于足对下肢长骨的作用力使得足部姿势与腰痛病因密切相关，足部位置和结构的改变就会对脊柱和骨盆产生力学影响。然而，与足相关的胸廓和骨盆的躯体姿势也可引起足的旋前，而且以往的研究中也未加以介绍。Ot 俄川等人发现，异常的足部旋前可增加跑步者的能量消耗。研究证实，使用专门为足旋前设计的矫形装置可改善跑步者的步态，并能提高其运动成绩，但对矫形装置是否能降低运动损伤的发生率仍不清楚。这些都会引起推拿师的兴趣，因为使用矫形器械可使机体的整休功能得到改善而非单纯的解除症状。如果使用矫形器械可明显地增加人体行走时力的利用率并可减少能量消耗，那么，足部姿势的其他效应将不仅作用于足部，而且还可对全身产生可检测到的影响。更重要的是，如果足的姿势对脊柱的躯体姿势有影响，那问题就出现了：到底是足的姿势引起脊柱姿势障碍，进而产生脊柱压力增加，引起脊柱损伤；还是先有脊柱功能异常和异常的躯体姿势，继而引起足的姿势异常。常规的足部检查和治疗不是本文所讨论的主题，但作为一名医生，应当对各种全身和神经骨骼肌肉病变的征象有所了解。通常，为使用正确的疗法．采用常规的足部检查方法即可发现这些成人和儿童足部病变的征象。糖尿病、肌肉发育不良、小儿麻痹症、脊髓肿瘤和脊柱裂等疾病常有典型的下肢征象。同样的，继发于脊柱或骨盆力学结构障碍的下肢异常应力，可导致足的变形和力学结构的改变。作为脊柱矫正的一部分，推拿师有义务向患者提供理想的矫正方法。
重力加速度的起点并不在舰臼，而是在足部。重力是通过下肢经过股骨头到达骨盆。我们治疗的目的是使患者的脊柱处于最佳的生物力学状态。我们了解足部姿势与脊柱的关系，是为了更好地评价和矫正脊柱结构的毗邻关系。

第二节足部结构

有必要对足的结构和力学性质做一个全面的了解。足骨是由附骨、拓骨和趾骨组成。( l ）蹬骨：每侧7 块，属于短骨，排列为前、中、后三列。后列包括位于前上方的距骨和后下方的跟骨；中列为偏内侧的足舟骨，位于距骨的前方；前列由内侧至外侧依次为内侧楔骨，中间楔骨和外侧楔骨二么及位于跟骨前方的般骨。
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( 2 ）拓骨：是长骨，共5 块，从内向外依次命名为第I 一V 环骨。坏骨头分为头、体、底三部。肠骨底分别与楔骨或般骨前面相关节。第V 肠骨底的外侧份突向后，称为第V 环骨粗隆。茹骨头与相应的近节拓骨底相关节。
( 3 ）趾骨：共14 个。
足关节：包括距小腿关节、跄骨间关节、附拓关节、拓骨间关节、拓趾关节和足趾间关节。足是由一系列的长骨和短骨形成了几个性质各异的足弓，如图20 一飞所示。包括距骨和跟骨在内的相关组织构成了“后足”( hind 蛋oot ) ；由楔骨、般骨、足舟骨和跄骨间关节构成“中足”《 。记允以）；而肠骨和趾骨构成“前足”( forefoo 玲。这些组织结构结合在一起，构成较浅的半圆形的弧顶样结构。半圆形的凸面或者是内侧面朝向内侧，其长轴是从前至后（Z 轴）。其最外侧缘与地面（X 、Z 平面）接触。换句话说，可以把足部结构看作是不规则的盘状结构（图加一2 ）。盼骨和附骨间关节的运动范围相对于腕掌关节来讲要小的多，并且相互限制，但对关节盘的灵活性则非常有意义。

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圈2O 一l 足弓

图2O 一2 足弓的轴线

足骨形成纵横二弓，以保持站立姿势。人的足弓是一个可变的机构，它可随着姿势的改变而有所不同，其作用类似弹簧。足纵弓是由内侧纵弓和外侧纵弓组成。内侧纵弓为跟骨、矍骨、舟骨、第1 一3 楔骨所构成。男性足弓高大于女性。外侧足弓是由跟骨、般骨及第4 一5 拓骨所构成。横弓是由附骨和踌骨所形成的弓状结构所组成。后部由第1 一3 楔骨及散骨构成，前部由第1 一5 拓骨构成。纵弓是从外向内逐渐升高，直到第三、四趾骨，足弓开始变浅，以使第五环骨自然地低于第四拓骨。横弓相对浅的多，在远端拓骨头处最突出。活动足部的肌肉间歇性地收缩，以维持作用在双足之士＿的体重平衡。但在直立位，足弓的形状几乎完全由韧带来维持，特别是拓筋膜，其功能就像弓箭上的弦，主要是跟舟韧带和场长韧带二这些韧带构成了步态启动时的弹簧样动作的组织结构学基础。当大块的胖肠拓屈肌收缩时，可提供足向前的推力。维持足弓的三个要素是：足骨、韧带和肌肉。
胫后肌维持足的纵弓并控制着足的旋前，是足的主要内转肌（图20 一3 ）。胫后肌起自小腿的前上方徘骨近端内侧三分之二和骨间膜，向下止于舟骨内上方的结节，其纤维可延伸至跟骨的载距突、三个楔骨、般骨和第二、三、四场骨的基底部。支配这些肌肉的胫神经是来自第四和第五的腰神经。虽然都认为胫后肌是足纵弓的主要成因，但肌电图研究显示，在站立时，胫后肌却是静止的。在步态周期中的胫后肌收缩有助于控制行走时足的旋前。
趾屈肌对支持行走时的足纵弓起着重要的作用（图20 一4 ）。阁状肌的神经支配来自L4 至S2 神经、拇短屈肌是以、场和sI 、趾长屈肌是L5 和S1 、趾短屈肌是L4 、L5 ，这些肌肉协助一370 一

机体在站立和启动时使足纵弓保持在最大弓起的位置上。

圈20 一3 胫后肌

圈20 一4 趾屈肌对足纵弓的作用

第三节足、下肢和骨盆的运动

一、足的运动
足的主要运动是发生在负重时。在正常步态周期的不负重相，足的活动很灵活，但对脊柱的力学研究意义不大，故在此不作详细地讨论。现仅以右足为例来描述绕Y 和Z 轴的转动。在矢状面，跺关节的主要运动是背伸和屈曲（用足跟行走，一ex ）以及拓屈（用足趾行走，十0x ）。

转动轴与足的长轴并不垂直．而是轻微的向外（一即），以使足背曲时引起足趾的向外运动以及足拓屈时足趾向内侧运动。跟距关节在冠状面可外翻（以右足的内侧缘着地，一兔）和内翻（以右足外侧缘着地，十氏）。纷骨间以及跄骨与肠骨间的小幅度运动使得前足相对后足（右足一御）可做一定幅度的内收（＋日y ）和外展。将前足外展和距下关节外翻称为“旋前”；而将足内收所伴随的内翻称之为“旋后”（图20 一5 ）。

二、下肢的运动日2 。一，下肢的生物力学现对裸关节以上部分的运动进行讨论，膝关左腿为内旋‘足旋前）；右腿为外旋（足旋后）节的运动主要是以伸屈为主（+ ／一0x ) ，胫骨绕着
靠近股骨裸附近的中点在股骨滑车内滑动。以右腿为例，在膝关节伸展最后30 度时，胫骨大约有10 度的外旋，其Y 轴通过股骨外侧裸后，再通过胫骨内裸，最后滑向前方。之所以在膝关节伸展时产生这种螺旋样运动是因为股骨内侧裸较外侧裸大以及交叉韧带的共同作用所致，造成在伸直位时膝关节被锁定。在不负重的情况下，胫骨有切度左右的屈曲，此时胫骨可371

正常的向内或向外转动，然而不大可能发生绕Y 轴的转动。
硫关节是一球窝关节，运动的类型相当复杂，在此并不打算对髓关节的整个运动进行讨论。镜关节的主要运动是受般骨的内外旋转影响的。以右侧股骨为例，由于受臀中肌和臀小肌的前部肌纤维、阔筋膜张肌、耻骨肌、股薄肌的牵拉，股骨可内旋40 度左右（十oy ）。主要受闭孔机、股四头肌和梨状肌等肌肉的牵拉，股骨可外旋45 度左右。
股骨的形态也可影响靛关节的运动，股骨千向前微凸，在股骨干与股骨颈之间有一定的角度。
三、骨盆相对足的运动
HaJ 比i ～根据笛卡儿坐标系对骨盆相对于足的运动进行了描述。由于人类是双足站立，骨盆不会发生垂直的平移（匆）和侧屈（e : ）运动。屈髓肌群收缩使股骨相对固定时可出现骨盆的前屈（＋叙）。同样，伸锁肌群收缩使碳关节后伸时，骨盆也可出现后伸（一Ox ）。当左右侧的股骨头绕Y 轴做同一方向的转动时，在双足负重的情况下，骨盆可发生旋转（十／一日y ）。例如，左确关节的外旋伴有右侧骨盆的旋转（一ey ）和右骸的内旋。机体需要移动重心以保持直立躯体姿势平衡，这就造成了骨盆沿X 和Z 轴的平移。在双足负重时，为防止骨盆绕X 轴转动，伸俄肌群与腹部和腰肌一起收缩，造成骨盆向前平移（+ sz ）。相反，为防止绕骨盆的X 轴转动，屈舰肌收缩，造成骨盆向后平移。在俄关节发生内收和外展时可出现骨盆的侧向平移。例如，在双足负重和不移动的情况下，骨盆的向右平移需要右散的内收和左舰的外展。骨盆右旋可引起左足旋前和右足的旋后动作。同样，骨盆向右平移也可引起左足的旋前和右足的旋后。
四、双足中立位时的力学机制
人在直立位时，下肢的正常体位是与足的纵轴相一致。以右足为例（一即），足的纵轴线偏离正中矢状面5 一18 度（Fi 改角），但学术界对此度数持怀疑态度，因为此度数没有除外个体间的变异，如旋前等。有时正常人也可见到5 一10 度的Fick 角。当膝关节完全伸展并被锁定

股骨头

图20 一6 骨盆的垂直观

时，靛关节处于中立位，股骨头垂线通过膝关节和躁关节。从前面看，骸骨位于膝关节的中心。在股骨