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足弓的作用和扁平足

2020.04.27

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...周雪峰副主任,解放军306医院,骨科

人是唯一有足弓的脊椎动物,足弓的存在既表示了人的特征,同时也是人类进化过程中的一个标志。人类的祖先生活于森林中,过着树栖生活,其上下肢功能无明确分工,皆以攀缘抓握为主,故手、足相似,无足弓、前足发达、趾长而伸屈灵活自如,足跟不负重,跟骨因之较小。此时足之姿态,前足向内旋转,足内缘凹陷,外缘凸起。当人类进化,自树栖生活移居平原,更为重要而有决定性意义的是发展到直立生活,手足有了明确分工。手主要从事劳动生产,足专司负重行走。为此足的结构和形态也发生了相应的改变。保定市第二医院骨外科杨永明

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(1)陆地直立生活,两足负担体重,故跟骨发育长大,成为足部最大的骨骼。 (2)站立行走,要求足有弹性并有向前推进作用,因之,舟骨和内侧楔骨向上升高,形成足纵弓。 (3)原来为了抓握方便,拇趾细长且与第二趾离开,形成一定的角度,活动灵活与拇指相似。为了直立行走要求能负重稳定,故拇趾与第二趾靠近平行,不再外展成角,并有韧带联系,活动因之减少。

(4)由于足弓形成,为了维持此弓形结构,足部韧带发育壮大。再因足不再从事抓握动作,故足内在肌萎缩退化。

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我国方先之认为人足弓的高低并不一致,也不代表足部机能的强弱。如脊髓灰质炎后遗高弓足患者,足弓虽高但无弹性,行走步态丑陋。又如芭蕾舞演员,足弓较平坦,但因足内外在肌发育健壮,步态轻盈美观,富有弹性。故方氏认为足弓高低不同的形成,与人民生活、习俗及所处环境有关。过去我国东南部农民,一年四季多赤足劳动,最多也只穿草履下田,所处环境大多是泥土地,柔软对于足弓有衬托作用。这样的足,不着鞋袜,毫无束缚,能活动自如,保持了原来肌肉韧带的紧张力和弹性,无导致软组织挛缩的因素,其次,终日田间劳动,足内、外在肌均得到锻炼,肌肉发育良好,能起到对足弓的保护作用。这些农民极少有平足症的发生。

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现代物质文明发达,大家皆穿鞋着袜,有高跟鞋,亦有所谓“火箭式”尖头鞋,对足横加束缚,使肌肉常处于紧张状态,再加道路平坦整齐,出门上公共汽车,或以自行车代步,甚少活动。在上述情况下,足肌缺乏锻炼,不够坚强。若再加上生活富裕,身强体胖,体重增加,足弓不能承担,便易形成平足症。故平足症可以看作是人类进化,物质文明发达时期的一种退化病。从以上讨论,可见足弓低或平足,不能说成是平足症。足弓可以吸收震荡,良好的足弓应有弹性。足弓过高,韧带过紧;或足弓过低,韧带松弛、足肌乏力,均会引起疼痛。足弓虽平,而韧带坚强,足肌健壮又能起保护作用,具有弹性,可以毫无症状。故平足症是指足弓低平,患足外翻,无弹性,在行走和站立时有足疼痛症状者。

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足弓的临床解剖学 足有两个不同方向的足弓,横弓及纵弓,后者又有外侧纵弓和内侧纵弓之分。维持足弓的形态,依靠骨骼本身的形状、韧带及肌肉的坚强有力。构成足弓的骨骼与维持它们的韧带和肌肉之间关系密切,互有影响。纵弓尤为重要,纵弓塌陷,横弓随之消失,但横弓塌陷,纵弓仍可完整无恙。

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足骨连籽骨共有28块,除籽骨和距骨外,都是背宽底窄,把它们并合起来,自然形成了弓形结构。横弓在足前部的横切面上,可见跗骨和五个跖骨排列成弓形,跖骨基底部横弓较明显,跖骨头部则变浅。横弓的完整全赖纵弓的存在。内侧纵弓的后臂由跟骨和距骨组成,前臂为第一、二、三楔状骨和跖骨,其顶部是舟骨。内纵弓的弓高、后臂短、前臂长。第一跖骨尚保留有一些进化上的缺点,它与第二跖骨的联系不够坚强。跟骨的载距突与舟骨间无关节面,其间仅有跟舟韧带相连接,距骨头的下方正压在此带上,因此内侧纵弓的耐力较弱。外侧纵弓,后臂是跟骨,顶部为骰骨,前臂为第四、五两跖骨。外纵弓的跟骰关节面阔而平,站立时可稳固的接触地面,第四、五两跖骨联系坚强,外纵弓也较低,这些都是它的优越性。

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总之足纵弓后臂短,结构简单,跟骨是内外侧纵弓的共同基础,故跟骨发育大。纵弓前臂长,结构复杂,特别是第一跖骨保存了进化上的一些缺陷,构成了弱点。故足的外侧缘较内侧缘坚固。韧带是保持构成足弓各骨块间联系的重要组织。足背突出,负重少,韧带薄弱,跖侧负荷大,对足弓的维持也特别重要,故韧带肥厚坚强。跖长韧带连接跟骨和骰骨,跖短韧带连接跟骨和跖骨。跟舟跖侧韧带亦称弹力韧带,起自跟骨载距突,止于舟骨底部,坚强而具有弹性,是防止距骨头下塌或内倾的重要结构。跖腱膜自跟骨结节起,向前分成五个腱条,止于屈肌腱鞘和跖骨头横韧带,维持纵弓,犹如弓弦。踝关节内侧三角韧带的胫跟韧带连接内踝和跟骨,防止其外翻。

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肌肉是维持足弓的第三道防线,亦是最主要的防线。足部肌肉分为内在肌与外在肌二种,前者退化,在人体作用不大,对足弓的维持只起辅助作用。故足弓的维护主要依靠外在肌的作用,这类肌肉有:

(1)胫前肌:通过踝关节前内方,止于第一跖骨基底和第一楔骨内侧。能使踝关节背伸,迈足时提足向前,也提起足内缘,增高纵弓,足底内翻。

(2)胫后肌,沿弹簧韧带的底部,止于舟骨结节、楔骨,骰骨和第二~四跖骨基底,但舟骨是其主要止点。胫后肌收缩时,舟骨接近内踝,紧紧的托住距骨头,加强弹簧韧带,防止距骨头下陷内倾,全足绕距骨头转为内收、内翻位置。

(3)腓骨长肌:经外踝后外方、骰骨沟至足底,上于第一跖骨基底和第一楔骨跖侧,与胫前肌平衡合作时,如两条坚强的悬带,各自足的内,外侧绕过足底,将足弓向上提起。

(4)腓肠肌:其作用使跟骨前端跖屈,纵弓下降,破坏足弓的结构。故腓肠肌挛缩或短缩者,易患平足症。

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综上所述,可见由许多上宽下窄的特有形状的骨块构成的骨弓,若正常稳固,一经负重,便适当的降低,使重力传导至韧带,待韧带达到适当紧张时,足的内、外在肌便开始收缩来协助韧带维持足弓的结构。故骨骼构成足弓的第一道防线,韧带是第二道防线,肌肉是最重要的、最后的第三道防线。许多坚强的、复杂的韧带,纵横交错,布于足跖侧,不论其如何坚强,均不能无限制的承受过度的负荷,若不注意防止其过度负荷和慢性劳损,足底韧带逐渐被牵拉松弛,便不能维护正常的足弓构造。足部内、外在肌收缩时可以支撑足弓,并使体重不能直接、全部地加在韧带上。更为重要的是足肌可经锻炼而变得坚强壮大,可以主动的维护足弓构造。至于韧带,目前尚无主动锻炼能使其更为坚强的方法。故第三道防线的肌肉,最为重要,亦是唯一可采取一些措施使其更坚强的组织。

足弓的临床生理学足是身体的支点,行走或站立时,由跟骨及第一、五两跖骨头三点负重。下肢负重线经髌骨中央向下直至第一、二两跖骨间。足弓有弹性,吸收入在行走时发生的震荡,藉以保护关节和内脏。行走时肌肉收缩,足内各骨协同配合,组成—个有力的杠杆,推动身体前。行走时,足跟先着地,然后移至足外侧缘着地,再循跖骨头移至拇趾的跖趾关节,经内侧缘又回至跟部。所以行走活动,0是足部由后→外→前→内→后的反复的环行动作。这些动作的完成依靠肌肉的收缩,故足部韧带的劳损是不多的。适当的步行,对足弓有利而无弊。人端正站立时,维持足弓的外在肌完全松弛,人体的重量全部由足部韧带来承担,故长期积累性的站立工作,容易造成韧带的劳损,促成肌肉萎缩,其结果便会发生平足症。

人在跑步或跳跃时,足跟不着地,两侧前足也不同时着地,两足肌肉的收缩,此起彼落,既紧张又协调,韧带劳损可能性更少,故适度的跑跳,对足弓也是有益无害的。但一定要有—个良好的足弓为前提,已失去弹性的足弓,或足弓已经塌陷的,是不适宜进行过多的跑、跳动作的。穿着高跟鞋,在站立或行走时,足长伸肌等肌肉处于高度紧张状态,穿着无跟平底鞋,又使肌肉过度松弛,增加韧带负担。两者对足弓的维护是不利的。故着鞋以穿中等高度的后跟为宜。

...诊断依据

1.部分病人有家族史或先天性足骨畸形或外伤史。

2.久站或行走时足部疼痛或不适,跟外翻足扁平,前足外翻,舟骨结节处肿胀和压痛,休息可减轻或消失。晚期为痉挛性平足,经较长时间休息,症状亦难改善。

3.站立位X线足正侧位片可见舟骨结节完全塌陷,与载距突的距离增加。自跟骨结节底部至第一距骨头底部作连线,并从舟骨结节至此连线作垂直线,其长度多小于1mm。扁平足一般指足底纵足弓低下,也泛指包括了外翻足,外翻扁平足等足变形,在一般人群中属於很常见的毛病。由於常见,且依变形程度不同也不一定有症状,易被大眾所忽略。

扁平足可由先天变形、外伤、发炎、神经麻痺、或足部负担压力过大过久而引起。百分之九十的患者是则因為发育期间体重负荷引起纵足弓低下造成,称之為静力学扁平足。

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由於扁平足改变了正常步行的生物力学, (即改变了正常的走路姿势) 这会容易引起其他骨骼及关节毛病, 有可能导致日后长期的脚痛及膝痛。 另外, 也会影响小孩的运动表现, 例如: 容易扭伤及绊倒。

排除掉先天性的畸形或神经病变及外伤引起的扁平足,最常见的静力学扁平足可分為三类:

1. 小儿期扁平足:

据统计,两岁以下的小孩全是扁平足,三岁的小孩则有百分之八十,但到十岁就只剩下百分之四的扁平足。意思是绝大多数的小孩随著年龄的增长,足弓的肌肉韧带会发育完成。小儿期的扁平足绝大多数不会有症状,也不需要治疗。

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2. 学童青春期扁平足:

学童期之后,因為运动及长期站立的机会增加,比较可能会有症状发作。 初期时,变形并不厉害,但病人主诉脚内侧疼痛,多运动时就比较厉害,休息就好些。如果伴随有疼痛及肿胀,就可称為发炎性扁平足。如果又有腓骨肌,伸趾长肌的僵直挛缩,小腿外侧酸痛,呈现外翻扁平足,就称為腓骨肌强直性扁平足,需考虑足根骨癒合症的诊断。

3. 成人期扁平足:

成人期扁平足并不只是青春期扁平足长大而已,有些是因為肥胖,随著年龄增加造成肌力低下,韧带肌腱弱化,成人期才產生的扁平足。有些患者还伴随有后脛肌腱的滑膜炎,严重者甚至於造成肌腱断裂,及僵直性的扁平足。

针对学童期之后的扁平足,父母带著小孩来看骨科医师,主诉為脚型难看、穿鞋困难、且有运动中及运动后的疼痛。大多骨科医师可能会建议保守治疗,穿戴支持性鞋垫。日常生活中鼓励小孩锻鍊肌肉韧带的力量,例如赤脚在草地或砂石地上玩耍,爬楼梯,跳绳等,都可以加强及促进足弓的发展。

鞋垫也许可以改善症状,但并不能真正矫正扁平的程度,如果症状厉害或扁平角度大就必须考虑手术治疗以避免将来脚部的僵硬及退化。

传统的扁平足矫正手术必须动筋切骨,重新排列足骨或切除生长不正常的足骨。手术后恢復期很长。最近国内新引进一种手术方式,称之為“距下关节制动术”,在欧美早已经行之有年。不需动筋切骨,只要在脚的外侧打开一个二到三公分的伤口放入一个小东西,术后即可马上改善扁平的角度。由於只是一个很小的高密度聚乙烯置入,并不切开骨头或肌腱,术后并不需要特别的保护,一两週后患者即可正常的行走。手术之后,随著患者长大,非扁平足也会随之成型维持。扁平足内矫正器置入是一个简单有效的手术,患者对於矫正的效果及恢復的速度都相当的满意。

由於这一种手术只适用於青春期前非僵硬性的扁平足,如果等到成年后就较為不合适,可能仍然必须使用传统的截骨、肌腱转位手术。

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