足踝結構與生物力學簡介
足部結構與
生物力學
簡介
在你閱讀這短文的此刻,遠在西甲的足球天王梅西,在第52分鐘,離球門四十米處起腳,射門破網;當你奮力擠進捷運車廂的同時,一位NFL美式足球側衛正全力衝刺,左避右閃,強行掙開防守方線衛的擒抱攻勢,抱球闖進對手的達陣區;而你口咬著麵包跳下公車的剎那,北海道新雪谷滑雪度假村的一名運動員,在雪道上急速衝刺、騰空躍起,在空中完成了一個複雜的360度轉體動作後,完美落地。
它身負重任,亦是起攻擊方,也是防守方。
它只占據人身方寸之地,卻包含了26塊骨頭與56個關節、和上百條肌腱。它功能上兼具極高的穩定性與活動性,提供我們執行站立的穩定荷重、走路與跑步的強力推進、一躍而下時的吸震緩衝。它也富含感覺受器,當我們每跨出一步,一切訊息以光速傳送到大腦,大腦迴路能經由搜尋過往的學習與經驗,隨時調整足部的動作模式,即時因應走跳當下任何突發狀況。
如此精密又神奇的傑作,或許你不一定想懂,但我還是想告訴你。
1. 足部骨頭構造
2. 三大足弓系統
3. 關節正中位置
4. 步態與跑步運動學
足部骨頭構造
如此複雜的足部複合體,我們就精簡劃分為三個區段:後足、中足、前足。
後足
『跟骨』與『距骨』所組成。
後足是整個足踝結構的根基,向上方承接整個人體的重量。然而走路時,也是由後足先接觸地面,首當其衝,接受地面最大反作用力的衝擊。
中足
『舟狀骨』、『骰骨』、三塊『楔狀骨』所組成。
中足形成三大足弓的本體。正常情況下能提供足夠穩定性與吸震的功能。中足若先天因素或後天勞損,造成穩定性衰退,常會出現足弓塌陷的狀況。
前足
『腳趾骨』與『蹠骨』所組成。
主要負責行走時,推蹬的動作。它就像我們划龍舟時手握的槳,握的越穩固,槳入水後,划水所產生力矩就越大。它也是腳掌最寬處,我們一般在挑選鞋子時,會特別檢查鞋頭寬度是否與此處相符合。
三大足弓系統
試回想,有沒有只要一久走,雙腳就容易疲累的經驗?請低頭看看你的雙腳,是否沒有踩重量時,內側足弓弧形看似正常,一旦站起身來踩下去,足弓就明顯的塌陷呢?在台灣,這類型的扁平足,是足弓塌陷相當常見的形式。
足部骨頭經過堆疊,可形成『內側足弓』、『外側足弓』、『橫向足弓』三大足弓,這三大足弓系統構築起我們足底特有的穹頂結構,外型你可以想像,一個倒蓋著的黑尾公雞大碗公。
其中,內側足弓是沿著跟骨、距骨、舟狀骨、內側楔狀骨和第一蹠骨所構成。它就是足部兩大機械特徵主要供應者:避震性與傳動性,後者是當走路或跑步時,腳掌在做往後推蹬時,內側足弓可藉由足底筋膜,將所有腳掌骨頭牢牢地拉攏穩固,有效率地將臀大肌與小腿腓腸肌收縮所產生的力矩,確實經由前足傳送到地面,產生前進動能。
當內側足弓穩定性衰退而塌陷,就是我們俗稱的扁平足,通常是由於中足或前足近端的關節鬆弛所造成。典型的扁平足,常引發足底筋膜炎,或脛後肌肌腱被過度拉伸而產生失能。中度到嚴重程度的扁平足,身體通常也傾向利用其他外在肌群來代償,企圖來分散足底承受的應力,然而,此舉卻可能造成外在肌群的過度疲勞,產生一連串的雪崩效應。
關節的正中位置
你有沒有曾經觀察到,當手掌完全放鬆的情況下,每一根手指頭都是呈現微彎的狀態?請嘗試做出握緊拳頭,然後再手掌攤開到最緊繃,重複三次後,完全放輕鬆。看吧!手指頭像不像一串芭蕉,彎垂在那。或許你今天才第一次發現吧!
人體的關節,只要是非承受重量的關節,在你完全放空時,它就傾向往最輕鬆、最舒服、最不耗能的位置靠近,這時候關節內的壓力也會處在最低、最平均。所以手指頭彎到最彎很吃力;伸到最直也很費勁,是不是微微彎曲最輕鬆呢。所以,解剖學家,把這一個關節,所能活動範圍的正中點位置,命名為關節正中位置。解剖學就是這麼簡單。
為什麼要告訴你關節正中位置?
簡單的說,今天我們穿著功能性鞋墊的目的,就是要幫你把腳掌內的56個關節,放回最相對無壓力的關節正中位置。你可能會問:我剛剛不是說關節自己會往最輕鬆、最舒服、最不耗能的位置靠近嗎,何須我們的協助?是的,但那只是針對非承受重量的關節而言。
對於需要承受重量的關節,它可沒這麼好命了。試想,你的腳掌,每天都被你踏死死的,有冤不能伸,想休息而不可得,整天都在被極度伸展。所以當我們藉由鞋墊,提供一個外力,把大夥兒都托回休息的位置,讓他們可喘一口氣,繼續陪你走遍天下。
所以,維持踝關節正中位置、距下關節正中位置、跗間關節正中位置等,都是讓他們最舒適的位置。
扁平足內側足弓塌陷,造成右腳腳跟外翻,肌肉韌帶長期處在過度伸展狀態。在穩定控制鞋墊的輔助下,可將距下關節維持在關節正中位置。
步態
步態指的是人類利用雙腳移動時,四肢與身軀在空間中的相對位置,所整體呈現的步行運動學分析。每個人的步態大多略有不同,但仍是可以歸納出一個理想的步態模型。
觀察一個人走路的步態,可以發現許多平常隱而不被你知的秘密。走在路上多觀察,可發現很多人都傾向外八的走路姿態,很大的原因是現代人腳內在肌群肌力不足,腳掌推進效率下降,臀部力量又不足導致。
要改善不正常的步態,應有意識地走路:後腳跟著地時,腳尖向外微開5至8度;腳掌推進時,試著讓自己膝蓋對準第二腳趾方向前進;接著重心落在大拇趾與第二腳趾之間,並感受自己有用到大拇趾腹面踩地,往下後方蹬出的感覺。如此一來,你就已經掌握邁向理想步態第一步。
跑步運動學
路跑早已成為台灣大眾最喜好的運動之一,以促進心肺功能以及雕塑健美體態而言,跑步的確是極具成本效益的生活良藥。但許多跑者開始接觸跑步時,會自然的以走路的方式來跑步:習慣用後腳跟著地。這樣的跑法,膝蓋會被強迫吸收大量地面的衝擊力,造成膝蓋的過度負載,身體反而越跑越耗損。
近年來有許多運動醫學專家提倡『姿勢跑法』—以前腳掌先著地,此時下肢膝關節會偏向彎曲,藉由足掌眾多關節先吸收地面衝擊力,膝關節要承受的力量就不會那麽直接。
研究顯示,這種跑法步頻較高、身體上下移動的幅度較小,理論上耗能也能減少,跑步的效率更為提高。但是,前足跑法,需要有強韌的足踝和足弓穩定度和肌肉耐力,對現代人,尤其有功能性扁平足者,大多內在肌群力量不足,則要特別小心,須先加強跑前的肌力訓練。