足踝生物力学的解剖学基础
人的足部解剖非常适合双足步行（有关步态学请参见恽晓平著《康复评定学》）。本节主要介绍与穿鞋相关的足踝的一些解剖特点，以及这些特点结合之后形成的足踝的复杂功能，以及与其相关的步行中，足如何从柔软的具有缓冲的状态转变成硬的状态。以期了解正常步行中各种解剖结构功能和各种功能之间的相互作用，以便帮助矫形工作者从生物力学角度理解足踝功能、功能障碍与矫形器的需求。
（一）踝关节
踝关节又称为距上关节，其轴心位于内外踝的远侧尖端，可以用两个手指尖放在内外踝的远侧尖端估计出位置。人体测量学研究证明尽管胫骨的下关节面与地面是平行的，但是踝关节轴与胫骨的纵轴仍然是向内倾斜约80°（轴心内端高，外端底）。足的长轴比踝关节轴稍有内旋。而踝关节轴比膝关节轴外旋20°～30°。尽管这些轴的位置，人与人有所不同，不过为此，在做踝关节固定术时要把踝足的外旋角度比对侧足的外旋要多一些。（图2-2-1）
图2-2-1 膝踝足轴的位置关系
踝关节运动是背屈和跖屈。尽管个人的运动轴各有不同，但是一般的踝关节的被动的背屈位可达到20°，跖屈可达到50°。
（二）距下关节
距下关节的运动轴在矢状面和水平面上都是倾斜的。在水平面上从足的长轴向内倾斜大约23°。在矢状面上，从水平面线倾斜大约40°。人与人的距下关节轴情况各有不同。（图2-2-2）
图2-2-2 距下关节轴的位置
A.在水平面 B.在矢状面
距下关节的运动是内翻（inversion）和外翻（eversion）。距下关节的内翻是指足跟的向内旋转运动，距下关节的外翻是指跟骨的向外运动。（图2-2-3）
图2-2-3 距下关节运动
尽管人与人不同，但是距下关节的内翻范围都大约30°，外翻大约10°。正常步行中，足跟内翻通常发生在从步行周期足跟触地到步行周期15%时，之后转为足跟外翻，直到足尖离地。正常的足支撑相中足跟大约内翻8°，而足平时足跟大约内翻12°。这种增加的内翻动作是一种动态对线中的代偿功能。这种代偿功能来自胫前肌，因此平足患者容易出现胫前肌劳损。高弓足的距下关节的内翻运动比正常足的小。(https://www.daowen.com)
Inman认为可以把距下关节的运动功能的轴看作一个倾斜的机械铰链。这个倾斜的机械铰链使得小腿与足之间产生旋转运动。（图2-2-4）
图2-2-4 距下关节类似一个倾斜的铰链
这种旋转运动同时发生在两个平面上，在水平面上胫骨呈外旋或内旋运动，在额状面上，后足、前足呈内翻或外翻运动。距下关节的正常运动功能需要良好的距舟关节和跟骰关节配合。如果距舟关节和跟骰关节运动功能不良则距下关节的功能也受到限制。同样，距下关节功能丧失，则踝关节和距舟关节的负荷增加。当距下关节僵硬时，长期站立也会引起踝关节的退变性关节炎或距舟关节的改变。
（三）跗横关节（transverse tarsal joint）
跗横关节由距舟关节和跟骰关节构成。跗横关节应该是完整的距下关节的一部分。这是因为正常的情况下都是这三个关节一起运动。Elftman对跗横关节的运动进行了研究，他提出：当距舟关节和跟骰关节彼此处于平行位时则跗横关节处于柔软状态；当处于不平行时则处于僵硬状态；当距下关节外翻位时，跗横关节轴处于平行状态，跗横关节呈柔软状态。在足跟初期触地时需要吸收来自地面的冲击力，在支撑相后半期，距下关节逐渐内翻引起两个关节轴的不平行，从而导致跗横关节变硬，使得前足成为一个硬的杠杆。
（四）跖趾关节（metatarsophalangeal joints）
跖趾关节的运动是背屈和跖屈。运动范围人与人很大不同，一般是背屈60°，跖屈20°。其背屈运动是足向前滚动而引起的被动运动。步行中跖趾关节的跖屈，一般是不发生的。支撑相的后半期，跖趾关节会被动地背屈，因而从远侧拉紧了跖筋膜。这样会降低跖骨头和升高足弓。
（五）跖骨滚动轴（metatarsal break）
跖骨滚动轴在水平面上，位于足外侧的4个跖趾关节相连的滚动轴线，相对足的纵向轴线内旋大约50°～70°（平均约62°）（图2-2-5 ）。当支撑相后期时足跟向上抬起，这个轴的倾斜有助于下肢的外旋，也会继发距下关节的内翻。
图2-2-5 跖骨滚动轴与足纵轴线位置关系
（六）横截面的旋转（Transverse plane rotation）
步行中整个的下肢包括骨盆、大腿、小腿，在横截面上具有旋转运动。由于足的距下关节旋转轴是个倾斜的轴，当足跟触地时足跟外翻的力量通过踝关节引起小腿的内旋。这样可以吸收部分来自地面的冲击力。在支撑期的后半期逐渐出现下肢的外旋。这时另侧摆动腿移动到支撑腿的前方，下肢外旋是由于骨盆的外旋引起的。这个外旋动作通过股骨、胫骨越过踝关节、距下关节使足跟处于内翻。距下关节的内翻也有助于通过稳定跗横关节稳定足的纵弓。
（七）与各个关节轴对应的肌肉功能
下肢的各个肌肉对踝足生物力学运动起着至关紧要的作用。在步行周期的各个阶段，不同的肌群有着不同的同步地、顺序地、精确地，彼此协调地收缩，以保持正常的步行功能。比如：足跟触地后胫前肌和伸趾肌的离心性收缩可以控制踝关节跖屈使踝关节跖屈减速，缓冲来自地面的冲击力；足平之后，小腿三头肌呈离心性收缩，踝关节背屈。当小腿三头肌转变为向心性收缩时，踝关节出现跖屈，表现为足的蹬离动作。足后跟抬起后能使足的跖骨头部位承重；当支撑相的后期足的内翻运动会有助于锁住跗横关节，使足部变硬以利于足部的蹬离运动。当进入摆动相，胫前肌群向心性收缩，背屈踝关节，抬起足尖避免足尖拖地。肌肉功能与相关运动轴心的距离和肌肉肌腹截面面积有关。（图2-2-6，图2-2-7）
图2-2-6 踝关节、距下关节与相关肌腱位置、功能关系
图2-2-7 正常步态踝足肌肉运动肌电图