在上一章节中，我们讲到了从足跟着地到足部平放情况下踝关节的生物力学。本章节中，我们主要讲从足跟着地到足部平放情况下距下关节和跗横关节的生物力学。

　　关于距下关节

　　距下关节作为足踝部的一个重要关节，可以影响更多远端关节功能并改变作用于骨和软组织的力 。

　　图1 表示功能关系的简易装置。A，斜接铰链的活动 B，在两个装置之间添加枢轴。

　　以轴倾角为基础，距下关节如同一条连接距骨和跟骨的纽带。其功能如图1A所示，两个板通过铰链连接。垂直板代表胫骨，水平板代表足部，垂直板的旋转可带动水平板的旋转。改变铰链的旋转角度可进一步改变这二者的运动关系，因此铰链偏向水平方向可防止垂直板的旋转引发水平板更大程度的旋转;反之铰链偏向垂直方向的放置效果相反。

　　将水平板分割为较短的近端和较长的远端，之间以轴承连接，从而使该模型进行了进一步优化(图1B)。该枢轴代表跗横关节，包括距舟、跟骰关节。模型中水平板远端仍然固定于地板上，“跗横关节”的旋转可协助支撑相的足内翻与外翻。当远端固定时，只有近端在进行转动。

　　上述模型的相关旋转运动有助于对步行时距下关节的运动机制进行阐释。在足跟着地时，距下关节轻微内翻后快速外翻，在足放平时达到最大，之后转为持续内翻直到足趾离地，整个过程中足部旋转约6度。虽然由于运动的复杂性距下关节运动的定量分析难度较大，但后续的研究已对其运动机制做出了定性分析，即从足跟着地至足完全放平期间距下关节处于外翻状态，后至足趾离地期间发生内翻(图2)。足跟着地时的外翻是被动产生，由距下关节轴向外越过胫骨的承重轴时所引发。所产生的能量由控制距下关节外翻的周围韧带被动吸收。

　　足跟着地时，下肢同时内旋，在足完全放平时达到最大。足跟着地时的内旋由距下关节通过轴倾角外翻引起。足的灵活度及其周围的韧带的韧性决定该旋转的程度。

　　有趣的是，扁平足的距下关节轴，较正常足更加水平;因此，扁平足在相同的旋转角度下，可产生更大的旋前和旋后力矩。此外，下肢做同样幅度的旋转时，扁平足的距下关节运动幅度较正常足更大。正常足部旋转6度时，在扁平足可旋转约12度(参见图2)。相反，高足弓由于更为僵硬，可观察到其距下轴更垂加直且常常出现距下关节的活动受限。

　　图2 正常足和扁平足距下关节关节的活动对比。阴影区域表示正常足和扁平足内侧肌群的活动。

　　关于跗横关节

　　跟骰关节与距舟关节共同构成了跗横关节。两组关节虽有一定的独立性，但从功能的角度来看，二者往往作为一个整体发挥作用。

　　当两组关节彼此轴线平行时，跗横关节具有更高的灵活度，而当二者轴线不平行时，跗横关节处于刚性状态(图3)。如同一扇门，当其各轴承呈成一条线时，此门可以轻松开关;而当其轴承彼此相互偏离，则此门会卡在某一位置无法打开。

　　图3 跗横关节的功能，当跟骨内翻时，距舟关节(TN)轴向与跟骰关节(CC)平行;当跟骨内翻时，这两个关节轴向不平行，中足稳定性增强。

　　跗横关节将发生在后足的运动向固定在地上的前足传递。为了更细致地探讨人足的真实解剖情况，将上述的木脚模型进行改进。水平构件的远端部分为两个结构(图4A和B)。内侧结构代表连接舟骨、楔骨与距骨的三条内侧关节线;外侧结构代表连接骰骨与跟骨的二条外侧线。在图4C和D中，将整个模型放在腿和足中来阐述产生特定的腿足动作时的机械联动装置。下肢外旋使足跟内翻，足内侧抬高，足外侧降低。下肢内旋则在足上产生相反的效果。

　　图4 水平部分远端改为两个结构。A和B装置模拟足的主要结构。C和D，把装置插入足和小腿中的运动模式。

　　在足跟着地时，后足外翻，跗横关节复合体的各关节轴线互相平行，足弓变灵活度增大。虽然对该关节的运动机制的研究尚未实现量化，但图5已可直观演示出后足外翻时跗横关节的运动关系，并与其内翻时做对比。

　　图5 去除跗横关节的足部标本，展示后足移动时跟骨和距骨之间的关系。可以看到距骨头(T)和跟骰关节的跟骨面(C)。垂直线标出了跟骨与距骨相对的运动。克氏针标记了各自的关节轴。当跟骨外翻时，距舟关节轴线与跟骰关节平行。当跟骨在内翻位，方向如箭头所示，跟骰关节和距舟关节轴向彼此相交，跗横关节处于刚性状态。