浅析踝关节扭伤的生物力学与运动学研究进展

王立斌

淄博市张店区中医院骨一科，山东淄博 255000

踝关节又名距骨小腿关节，主要是由胫、腓骨下端的关节面与距骨滑车构成[1-2]。因踝关节扭伤在日常生活中较为常见，人们对其重视度不够，如不及时进行适当处理，会出现韧带松弛、踝关节不稳、瘢痕形成，最终导致踝关节扭伤反复出现，日久会出现创伤性关节炎，遗留疼痛，影响日常生活[3]。基于此，为预防踝关节扭伤发生，该文就踝关节扭伤的生物力学与运动学研究进展作如下综述。

1 损伤机制

因踝关节的内踝比外踝高约12 mm，所以踝关节内侧三角韧带比外侧韧带坚强，故而外侧韧带扭伤在临床急性踝关节扭伤中占比较高，因此扭伤时其典型姿势是踝关节跖屈的同时内翻[4-5]。踝关节跖屈过程中内旋应力或内翻应力都会导致损伤。踝关节周围韧带组织结构与踝关节扭伤有着紧密的联系，其主要是由内外侧副韧带系统和下胫腓复合体[6]组成。目前临床对距骨前移距离(an teriortalartranslation,ATT)的相关诊断标准没有一定的统一性，但根据报道的文献多以ATT6～10 mm，距骨前移率 (ΔATT)≥3 mm作为检测的阳性指标。而国内诊断慢性踝关节外侧韧带损伤的测量多以距骨倾斜角 (talartilt,TT)4～5°，距骨斜角差值(△TT)≥3°为阳性诊断标准。主要是对不同外侧韧带进行不同的切断进行测量比较，而测量的结果表明：腓韧带在踝背伸时应力最大，同时单独的距腓前韧带损伤也会导致韧带出现松弛，因此在腓韧带和距腓韧带都被损伤时，踝关节韧带松弛会较为严重。说明道路高低不平时行走、跳跃、跑步或下楼梯等动作时，易扭伤踝关节，且踝关节损伤多为运动性创伤，由于在一般的行走中也会出现扭伤情况，因各损伤机制不同，临床表现也具有一定的差异性。

2 踝关节损伤生物力学分析

2.1 踝关节基本力学特征

跑、跳及日常行走等运动中踝关节起着最为重要的稳定作用。人体动作稳定性的维持与踝关节韧带的强弱有着直接关系，这其中包括参与人体工作的早晚和决定上肢部分作用的总效率。若踝关节支撑力量足够，在运动开始前即可参与，进而将整个动作的完成时间缩短，使运动效率得以提高。而处于缓冲阶段和即将起跳动作时，人体踝关节运动的重要原动力则来自于腓肠肌和比目鱼肌肌腱的弹性和复原。

2.2 踝关节基本运动形式

当小腿和足部处于正常位置时角度呈90°，背伸则是指小腿与足背的角度缩小，反之，则是跖屈。内翻是指足部的内侧缘抬高，外侧缘降低，反之，则为外翻。由于踝穴存在的因素，在日常运动锻炼中，侧向运动的角度非常小，大多是屈伸运动。

2.3 踝关节稳定力学分析

踝关节稳定性是指距骨滑车在踝穴内的稳定性，踝关节较稳定的表现是当较宽的滑车前部嵌入进踝穴时，反之，当踝关节处于跖屈位时，较窄的滑车后部进入踝穴内，踝部可以出现侧向运动，此时踝关节不稳定。而距跟关节对踝关节的稳定性也有一定作用，其作用是可以使小腿在足负重情况下进行旋转，可以把距跟关节认为是踝关节的一个重要衔接枢纽。当人体做跑、跳等动作时，重心不断发生改变，只有在下肢稳定状态才能支持上肢将各种动作得以顺利完成。从另一角度来说，当足部承受地面反作用力的同时，即可产生一个瞬间的力作用于距跟关节，此时躯体的重心在足部，故足部这个位置可以直接反映地面反作用力在压力中心的具体表现[7]。正确与否的踝关节姿态表现，主要是距跟关节在压力周围发生体位的旋转。与此同时，踝关节姿态的正确性主要是通过反方向作用力与外翻同时作用，以保持重心以下足部的稳定。

3 踝关节损伤运动学研究进展

3.1 三维有限元与生物建模

三维有限元技术主要是通过MBI扫描或CT技术对踝关节进行三维坐标值测量，从而获得踝关节三维相关数据，而后根据获得相关数据，将其输入有限元分析软件，从而将踝关节有限元模型准确建立出来[8]。而生物建模相关研究数据主要是来自足部应力，其可作为踝关节落地损伤治疗的依据，并提供足部生理学与病理学方面证据，进而建立与踝关节适当的生物力学模型，因此其成为足部生物力学研究方面的重点。

3.2 踝关节损伤运动学研究

目前针对踝关节损伤运动研究主要应用三维运动捕捉系统法进行相关研究，因其具有一定的稳定性、且操作效率高等特点，能有效降低研究成本，因此被应用于相关研究中。现在的运动捕捉技术能够迅速记录人体动作，并可以进行多次回访和延时分析，进而通过捕捉的运动信息作为踝关节运动学的研究参数依据。相关研究指出，在运动员进行长时间负重运动训练后，通过对长期运动者的踝关节相关动力学研究，表明经过长时间负重的运动训练，可以使踝关节受损伤的风险得到降低，同时提高踝关节动力学参数[9]。

4 展望

踝关节扭伤是一种常见的运动型软组织损伤疾病。临床中主要使用X线片和核磁共振等技术应用于踝关节损伤相关诊断，并取得明显的效果[10]。目前关于踝关节扭伤的运动学及生物力学的相关研究主要集中于运动员负重运动训练的动作，如跳跃、跑步等，但日常生活中关于踝关节扭伤由肌肉疲劳导致的相关研究并不是很充分，因此在临床对症治疗中带来一定的不利影响。通过上述各种科学技术相互结合的有效运用，并进行综合运用分析，使分析结果得以更加详细充分，就如何采用适当的研究方法获得客观评价指标来衡量踝关节扭伤问题还值得深入研究分析。相信随着医疗研究的不断发展与进步，对于踝关节扭伤的相关研究会有更大的优势，且用于研究的测定工具也会逐渐增多。

[1]包庆旭.王友仁点穴开合按动法针对踝关节扭伤推拿经验浅析[J].中国中医药信息杂志，2017，24(4):102-104.

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[3]王全权，宗芳.推拿手法结合针刺治疗急性踝关节扭伤疗效观察[J].针灸临床杂志，2016，32(8):25-27.

[4]葛瑞，范继峰.复方伤痛胶囊治疗急性踝关节扭伤临床疗效评价[J].中国药业，2017，26(4):50-52.

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[10]田士松，陈爱桂.踝关节扭伤后致腓总神经损伤15例临床分析[J].河北中医，2013，35(8):1267-1268.