3.3.1 研究背景
踝关节是非常重要的一个关节,是处于下肢最末端的人体大关节,无论从解剖结构上还是生物力学环境上都非常复杂。踝关节在维持姿势性方面也具有重要的作用[38,39]。Wikstrom等人[38]发现,慢性踝关节失稳会明显影响人的姿势控制能力。Mc Keon等人[39]则认为,踝关节外侧韧带麻痹会显著影响单腿的稳定性控制。踝关节在太极拳基本动作的动态姿势控制中也发挥着非常重要的作用[40]。
前面章节中也提到,在着陆中大部分的踝关节损伤是由于关节内翻而引起的扭伤。而在倾斜平面上着陆或站立,关节更加难以处于中立位置,因此有更多的机会使其本身就处于内翻状态,而大大增加了损伤的风险。本部分内容仅从稳定性的角度来对踝关节处于内翻状态时站立的生物力学进行分析,也具有明显的意义。我们的基本假设是踝关节处于内翻状态站立于倾斜平面时,其正常的足底压力分布模式将被破坏,并恶化其瞬态姿势稳定性。
在第2章中,我们研究了踝关节绷带和护踝作为外固定防护装置对着陆生物力学的影响。Vicenzino等人[41]研究了贴扎绷带对行走和慢跑时的足底压力分布的影响进行了研究,发现其能显著提高外侧中足的足底压力,而Pérez-Soriano等人[42]的则认为绷带未对行走过程中的足底压力分布造成显著性影响。O'Sullivan等人[43]不但发现绷带可以提高步态站立相外侧中足的足底压力,还发现其应用会显著减小内侧前足、和足跟的足底压力。但是,我们对踝关节外固定防护如何影响在倾斜平面上的足底压力分布还不了解。我们的猜想是,踝关节外固定防护会改善因地面倾斜而恶化的足底压力分布模式,从而起到稳定站立姿势的作用。
由于肢体的偏利性,人体下肢两侧在活动中体现出不同的生物力学特征[44]。在大量的科学研究中,为了方便数据采集和分析,研究者们甘愿默认两侧下肢在生物力学上是对称的。但是,对于健康的成年人来说,偏利侧下肢在灵活性要求更高的活动中作用更大,而非偏利侧在姿势稳定中起到的作用更明显。在单腿站立行为中,这一点也得到了验证。Clifford和Holder-Powell[45]发现,在单腿站立时,非偏利侧更加倾向于使用倒钟摆模型中的踝关节策略来维持平衡。但是,该研究的设计依然是水平面上的站立行为,对倾斜平面上双侧的差异性仍一无所知。
相对于踝关节内翻,踝关节外翻较少引起损伤。但是,踝关节外翻经常导致慢性的长期的关节不稳,而且外翻引起的损伤经常伴随着撕脱伤和腓骨骨折等较严重的创伤。众所周知,大部分的踝关节外翻损伤时由粗暴的外力引起,而与足底和支撑面之间的不调和关系并不大。但是,关于倾斜平面对处于踝关节外翻位的确切生物力学影响,又鲜有研究涉及。如果在倾斜平面上外翻站立时瞬态姿势稳定性被破坏,伴随着跌倒或变差的姿势表现,间接的损伤显然也是不可避免的。