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布骨医学科普:足踝生物力学基础:windlass机制!
作者:BuGuRMC布骨康复医疗中心   时间:2023-09-19   浏览:2234 次
布骨医学科普

希克斯(1954 年)讨论了在负重期间,当第一跖趾关节 (MTPJ) 进入伸展状态时,足部通常会出现的四种主要现象:


1. 内侧纵弓(MLA)高度增加

2. 跟骨内翻

3. 腿部(胫骨和腓骨)外旋

4. 足底筋膜拉紧




我想很多临床治疗人员都会同意,这些观察结果与脚趾伸展有关,但Hicks通过对活人和尸体的研究进一步了解到,这些观察结果在活人和尸体中都会出现,因此得出结论,这种机制主要不是由于肌肉活动造成的(希克斯,1954 年,第 26 页)。

 

什么是Windless机制?

 

windlass机制是指足底解剖结构的功能,特别是足底筋膜、籽骨、足底垫以及这些结构在跖趾关节下的附着。“windlass”这个词实际上是一个用于航海的动词,意思是用卷扬机拖动或抬起某物。希克斯和当时的其他研究使用了“windlass”这个词来描述当第一线伸展时足底筋膜的弓弦结构如何将跟骨和第一跖趾关节拉得更近,这些骨头在距离上靠近的结果是跖骨的上升形成三角形的顶点并导致内侧纵弓抬起。




图概述了大拇趾根部如何起到 "windlass "的作用,而足底筋膜则是连接跟骨和五个脚趾的 跖趾关节 的 "领结"。"足底筋膜是一条强韧的弹力带,纵向横跨足部,连接跟骨和脚趾。从脚跟到脚掌中部,它呈现为一条粗壮的带状,从脚掌中部扇形分成五条,这些条形组织位于跖骨头(MH)下方,连接到每个脚趾近节趾骨的足底侧"(Caravaggio、Pataky、Goulermas、Savage & Crompton,2009 年,第 2491 页)。



正常步态

 

当脚跟着地时,即步态周期站立期开始时,踝关节处于背屈状态。此时,胫骨 "向内旋转,并且后足(距下关节、距跟关节和跟骰关节)移动到更加外翻的位置,而胫距关节则跖屈"(Van Boerum 和 Sangeorzan,2003 年)。当足部旋前朝向站立中期的足部变平阶段(foot-flat phase)发展时,这些关节的运动会对足底筋膜产生预加载效应( Caravaggio 等人,2009 年)。

 

当足部达到足部变平或站立中期时,足底筋膜的张力减小,足部能够根据需要通过足部旋前或旋后来吸收负荷并适应地形。一旦我们进入站立阶段的最后30%并准备蹬离(push off),大脚趾开始进入伸展状态,这再次收紧足底筋膜并帮助脚的再次旋后(Caravaggio等人,2009;Kappel-Bargas等人,1998)。在正常的步态周期中,需要45-55度的大脚趾伸展(Neumann)。, 2013)。卡拉瓦乔和同事(2009,p. 2498)也证实,虽然足底筋膜附着在所有五个脚趾上,但最大的负荷发生在第一跖趾关节下

 

随着第一跖趾关节背伸的增加,内侧纵弓的高度也应该增加。然而,Kappel-Bargas等人(1998)所报道的是,一些人在第一跖趾关节背伸时足弓立即运动,而另一些人则延迟了足弓的运动。这两种行为都不同于正常模式。这些作者推测,第一跖趾关节背伸时过早出现足弓运动可能会使足弓易受更高的拉伸负荷,而延迟的运动更常见于后足角增加和足部过度旋前的人群。这两种情况都会导致windlass机制失效。




步态周期的水平面运动学

 

如何测试windlass机制?

 

您可以使用windlass测试来检查负重时脚趾的伸展量,方法是抬起大脚趾并评估其对足弓的影响(Bolga 和 Malone,2004 年)。对于足底筋膜炎患者,如果能再现跟骨内侧结节的疼痛,则该测试结果为阳性(Bolga & Malone,2004 年,第 79 页)。无论是否患有足底筋膜炎,该测试都能告诉您 内侧纵弓的运动是正常、过早还是延迟。




windlass测试步骤:

 

1. 患者站在台阶上,将待测脚的跖骨头置于台阶边缘

2. 请患者双脚对称负重将

3. 然后检查者被动地伸展第一跖趾关节(允许趾间关节屈曲)

4. 第一跖趾关节的被动伸展(即背伸)持续到其活动范围的末端或直到患者的疼痛重现。

 

其他考虑因素

 

1.负重时的踝关节背屈活动度

 

2.胫后肌的力量和耐力。胫后肌是内侧纵弓的主要主动支持肌,它在步态的减震阶段离心收缩,以防止足弓塌陷和足外翻(Bolga Malone1998 年;Van Boerum Sangeorzan2003 年);胫后胫并不是唯一需要考虑的肌肉,屈趾长肌、屈拇长肌、腓骨长肌和跟腱的共同作用使足部旋后成为可能,从而增强了windlass机制(Bolga & Malone2004 年,第 79 页)。

 

3.后足/跟骨角。如上所述,后足从旋后到旋前再回到旋后的过程非常重要,所以了解跟骨的起始位置和跟骨在大脚趾背伸时的运动将指导我们理解内侧足弓在步态中的行为

 

4.触诊--第一跖趾关节关节、足底筋膜和足部周围软组织结构。布骨医疗专注于运动医学与肌骨康复。对于脊柱侧弯筛查与矫正(脊柱侧弯支具定制),骨科术前术后康复,运动康复,肌骨疼痛(颈肩腰腿痛),足踝康复(矫形鞋垫定制)都有很好治疗方案。

西安布骨康复中心

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