踝关节外翻的影响

3.3.4.1 足底压力分析

图3-15则为该受试者在不同踝关节外翻状态下的足底压力分布模式。足底各区域和子区域的最大足底受力百分比和足底接触面积的结果分别如表3-7和表3-8所示。M3和FF的最大足底受力百分比体现为非偏利侧显著较大，HM和RF的最大足底受力百分比体现为偏利侧显著较大。踝外翻状态单足站立时，T1和前足的最大足底受力百分比在非偏利侧显著较大，而MF和HL的最大足底受力百分比在偏利侧显著较大。如图3-16所示，当受试者踝外翻单腿站时，非偏利侧的足底前后受力比显著大于偏利侧对应值，但在水平面站立时未体现显著的双侧差异性。足底内外受力比不受体侧偏利性的显著性影响。T1、M5和FF的足底接触面积体现为非偏利侧显著较大，而RF（包括HM和HL）的足底接触面积体现为偏利侧显著较大。

图3-15 典型受试者足底压力分布（从左至右依次为外翻20°、外翻10°和水平0°）（见彩图2-）

图3-16 水平和踝关节外翻站立各状态下前后和内外受力比

（□：非偏利侧；■：偏利侧；*，显著的两侧差异性；，踝关节外翻显著降低内外受力比，弹性绷带显著增大内外受力比。显著性定义为P＜0.05）

随踝外翻角度增大，内侧跖骨（M1～3）的最大足底受力百分比显著减小，其中对M1的这种影响仅体现在偏利侧。这种影响导致在踝外翻状态内侧足的最大足底受力百分比显著较水平状态小，同时导致偏利侧FF同样的表现。在踝外翻状态，偏利侧MF的最大足底受力百分比显著较水平状态大，而非偏利侧足的这种趋势并不显著。踝关节外翻对足底前后受力比无显著性影响，但显著性减小了足底内外受力比。

随踝关节外翻角度增大，所有跖骨的足底接触面积显著减小，但是对两侧跖骨（M1和M5）的这种影响仅体现在偏利侧。这导致前足、内侧足、外侧足和足整体的足底接触面积都随踝关节外翻角度增大而显著减小。同样在踝关节外翻20°状态的后足（HM、HL和RF）的足底接触面积也比水平状态显著较小，但是HM和RF的这种表现仅体现在赤足对照组，在使用踝关节防护以后这种趋势被有效遏制。

半刚性护踝可以显著降低M2的最大足底受力百分比，而弹性绷带无此效果。踝关节外固定防护增大MF的最大足底受力百分比，而减小HL和RF的最大足底受力百分比，但仅护踝具有显著性影响。防护增大内侧足的最大足底受力百分比，但是仅有绷带具有显著性影响。防护对足底前后受力比无显著性影响。相对于对照组（0.81±0.41），绷带组（1.33±1.17）的足底内外受力比显著较大，而护踝组（1.03±0.78）与另外两种状态相比没有显著性差异。

弹性绷带减小T1足底接触面积，而半刚性护踝对其有增大作用，虽然二者相对于对照组都未产生显著性影响，但是两种防护间具有显著性差异。类似的影响同时体现在内侧足、外侧足和整体足的接触面积上。两种踝关节外固定防护都增大M2的接触面积，但仅护踝具有显著性效果。两种防护都减小HM、HL和RF的接触面积，但仅有绷带具有显著性效果，随踝外翻增大，这种作用有减弱的趋势。相对于对照组和绷带组，护踝组的MF接触面积显著较大。

3.3.4.2 踝关节外翻对足底压力的影响

水平状态和踝内翻站立于倾斜平面状态的研究结果显示：T1、T25、M1～4和FF的足底受力百分比为偏利侧比非偏利侧显著较大，其中M3和FF的显著性差异仅在踝内翻状态体现。T1、M3、M5和FF的足底受力百分比体现为非偏利侧显著较大，其中T1、M5和FF的显著性差异仅在踝外翻状态显示。其中最明显的T1和FF在踝内翻和外翻状态有着完全不同的非对称性表现。这说明，足底压力分布的对称性和踝关节姿势有着较强的联系。

当受试者保持踝内翻单腿站立于倾斜平面时，后足及其内外子区域的最大足底受力百分比都显示非偏利侧比偏利侧显著较高。相应地，当受试者保持踝外翻单腿站立于倾斜平面时，这些区域的最大足底受力百分比都显示偏利侧足显著较高。这与前足的表现是密切相关的。与踝内翻站立时结果相反，当受试者踝外翻站立时，非偏利侧比偏利侧的前后受力比更大，也就是说非偏利侧的足底压力中心相对偏利侧更靠前，从而相对更加稳定。

足底前后受力比的双侧差异性仅体现在踝关节外翻状态，而在水平上站立时则保持对称性。这说明对踝关节外翻的敏感性，双足之间存在显著的不同，对认识踝关节损伤双侧差异性及不同体侧损伤预防可能有现实意义。因此，我们建议在实际着陆中不得不着陆于斜面时，应该尽量避免偏利侧足处于外翻，非偏利侧足处于内翻的方向，即对右侧偏利性的人来说，避免身体的右侧为上坡面，因为在这个方向任意一侧足支撑时都不如其在反方向时的瞬态姿势稳定性更好。

与足底受力百分比不同，足底接触面积的双侧差异不仅体现在踝外翻状态，同时也体现在水平状态。其中，非偏利侧比偏利侧T1和M5接触面积显著较大，而偏利侧比非偏利侧后足的接触面积显著较大。这对上面提到的偏利侧足在踝关节外翻时足底压力中心后移而造成的失稳有平衡作用，但更多的是为压力中心后移提供了一个条件，因为后足接触面积增大，前足接触面积减小，与受试者体重向后转移是同一过程。这个结果很好地解释了最大足底受力百分比的非对称性。

踝外翻对跖骨的足底压力分布的影响，体现为明显的“内外有别”。随外翻角度增大，内侧三块跖骨都体现为足底受力百分比显著减小。人体是个复杂的具有主动性的力学结构，其任意一部分都对环境能够做出自适应调整，以最大限度保持平衡，避免损伤。踝外翻站立位站立于倾斜平面时，人体姿势保持稳定具有一定难度，受试者会下意识地释放前内侧足受力，如图3-17所示，使得踝关节实际外翻程度小于斜面角度。这就导致了实验所表现的结果，这也解释了为什么在有些研究的实验中设计的翻转角度甚至大于人体关节活动度。

图3-17仅是这种解释在冠状面的一个示意，并不代表这种效应仅体现在后足。由实验结果可知，足底压力的释放主要是在内侧跖骨，这部分压力主要向后外侧移动至中足，使中足在踝外翻状态下较水平状态足底受力百分比显著增大。由于内侧跖骨和中足的贡献，在踝外翻状态，内侧足底受力百分比显著降低，外侧足底受力百分比则显著提高。这同时体现为在踝外翻站立时，相对于水平站立状态，内外受力比显著减小。所以，在踝外翻状态有可能因瞬态姿势稳定性变差而导致损伤。踝内翻对足底受力百分比的影响主要体现在非偏利侧足上，而踝外翻对偏利侧足的影响更明显。踝内翻对站立稳定性的影响主要体现在前后方向，而踝外翻的影响则主要体现在内外方向上。

图3-17 踝关节外翻站立示意图（α为斜面角度，δ为踝关节实际外翻角度与斜面角度的差值）

除足趾和中足以外，所有区域的足底接触面积都随踝关节的外翻而显著减小，尤其是前足中的跖骨表现格外明显，而后足的内侧和整体的这种表现只在赤足对照组成立。因为支撑面减小，显然对应着稳定性变差。所以在踝关节外翻状态下瞬态姿势不稳和发生损伤的机制是多方面的，与足底压力中心外移和后移，以及接触面积减小都有关系。另一方面支撑面的减小发生在足底多个区域，这是一种整体性表现。

在多数情况下，半刚性护踝和弹性绷带对最大足底受力百分比的影响趋势都是一致的，而半刚性护踝的影响比弹性绷带的影响看上去更引人注目。半刚性护踝可以显著性提高MF的最大足底受力百分比，而显著性降低RF的最大受力百分比。这会导致压力中心前移，预示着其前后方向的瞬态姿势稳定性改善。但是，由于对前足的受力影响有限，踝关节外固定防护不足以对前后足底受力比构成显著性影响。也就是说，虽然有此趋势，但基于谨慎考虑，不能据此认为踝关节外固定防护对前后方向的单腿站立瞬态姿势稳定性有显著性影响。

踝关节防护趋于增大M2和MF的最大足底受力百分比，而降低HL的最大足底受力百分比。M2和HL的变化分别体现了其各自所在的内侧和外侧足的同样变化，这使得足底压力中心内移，从而增大足底内外受力比，使站立姿势更加稳定[47]。半刚性护踝的使用对这些子区域有显著性影响，而弹性绷带对这些子区域无显著性影响，甚至不能对M2的增大趋势构成影响。但是有意思的是，弹性绷带的对足内侧区域构成显著性影响，从而显著增大内外足底受力比，而半刚性护踝在此却无显著性影响。这说明踝关节防护对足底压力分布的影响非常微妙，既要考虑精细的足底分区，来认识影响机制的形成；也要考虑大体的足底分区，来做具有应用价值的评价。这些差异说明弹性绷带对不同区域足底压力分布影响相对均匀，最终能从整体上改变其受力模式。而半刚性护踝的影响主要体现在M2、MF和HL，对其他区域的影响有限，这种影响过于集中，反而在整体上不能有效改变现状。另外局部的粗暴改变也可能引起人体姿势维持反馈系统的不适应。所以，弹性绷带比半刚性护踝在踝外翻单足站立状态做防护更加有优势。

包括T1、内侧足、外侧足和足整体在内的足底区域，表现出两种踝关节外固定防护之间的显著性差异，而未表现出任意一种踝关节防护相对于对照之间的显著性差异。这说明，与外固定防护在踝关节内翻站立于倾斜平面状态的影响不同，在踝关节外翻站立于倾斜平面时，弹性绷带和半刚性护踝有不同的防护机制，这可能与上面提到的对最大足底受力百分比的影响不同有一定关系。而且，这几处显著性差异都体现为在半刚性护踝状态比弹性绷带状态足底接触面积显著较大。

参照踝关节内翻站立于倾斜平面时的实验数据分析，可以认为弹性绷带的束缚作用发挥明显。相对标准化的半刚性护踝来说，弹性绷带的使用具有个性化特征，对任意受试者都能够完全紧密包绕，这限制了足组织与地面的接触，从而使足底接触面积略小。而对于半刚性护踝来说，不饱和接触机制发挥了主要作用。由于半刚性护踝所引入的足底材料刚性更强，两侧半刚性板仅是对踝关节内翻和外翻限制较为严格，导致其表面不能很融洽地适应人体后足的自然弧度，所以半刚性护踝对软组织的包绕作用并不比弹性绷带强。这种情况下，足部组织通过引入的护踝材料取得更多的与地面接触机会，则增大了足底接触面积。

另外值得注意的是，弹性绷带对后足的足底接触面积的影响比半刚性护踝对它的影响更加显著。但是，绷带的这种显著性效果并不是有利的，而是降低了后足的接触面积，从而降低了姿势稳定性。这从一个方面说明，护踝相对于弹性绷带的优越性。此外，半刚性护踝相对于赤足对照和弹性绷带状态显著提高了中足的足底接触面积，这改善了站立姿势稳定性，而绷带不具备同等优势。这些现象都可以用上述的原理来解释。