跖趾关节metatarsophalangeal joint,第一至第五
跖趾关节隶属于前足部分,分别由5个跖骨头与其近节的趾骨底构成。由于运动过程中,各跖趾关节经常同时屈伸,故又统称为跖趾关节。
辅助结构
跖趾关节关节囊松弛,两侧有侧副韧带加强,跖面有跖侧副韧带。跖侧副韧带肥厚,介于两侧副韧带之间,与跖骨连接较松,与趾骨、跖骨深横韧带和侧副韧带连接紧密。在第1~5跖骨头之间有跖骨深横韧带(跖骨小头横韧带)连结,在移植第2趾时,必须将切断的跖骨深横韧带缝合,否则会引起足横弓塌陷、导致疼痛。
运动
就运动形式而言,跖趾关节属椭圆关节,能绕冠状轴做屈(勾足趾)、伸(伸足趾),绕矢状轴做轻微的外展(五趾骨展开)、内收(五趾骨并拢)运动,其中第一跖骨头和第四、五跖骨头成为内、外侧纵弓的前端承重点,为维持运动足底着地支撑,特别是起蹬的稳定性起到一定作用。跖趾关节背屈可达90°,跖屈由于韧带和肌腱的限制,第1跖趾关节跖屈约30°,其他4趾可达50°。第1跖趾关节正常时有一外翻角,此角为第1跖骨的轴线与近节趾骨轴线相交而成。一般认为此角度为15°至20°。
运动功能方面的发展
1、对于跑、跳等急速蹬离地面的足屈曲运动,动作最终的发生必定是在跖趾关节:通过踝关节跖屈肌配合足趾屈肌在远固定条件下收缩完成跖趾关节的伸运动。跖趾关节对于足部运动的作用不容忽视,其屈伸特征能够对人体跑、跳动作,特别是支撑后期的蹬离效果产生重要影响。
2、采用适当屈伸刚度的运动鞋既不会改变前足的易屈伸性,又能辅助提高蹬地效率,这就要求跖趾关节本身的屈伸刚度和运动鞋刚度达到高度一致。由此可见,运动鞋设计人员应该联合体育科学、材料科学和人体工效学领域的专家,来共同找寻蹬地时鞋底、鞋面屈伸位置和最佳屈伸刚度的关系,保证运动鞋在损伤防护和运动表现两方面发挥最大功效。
3、展望:现阶段,如何提升跖趾关节屈伸的力学作用,有效减少跖趾关节能量吸收,并最终达到改善疲劳、提高运动表现的目标,已成为探索跖趾关节功能的关键。此外,通过外加干预因素,如跖趾关节屈伸刚度的改变和长期进行跖趾关节力量训练等,确实能够改变下肢各关节的力学特征,并影响关节能量的吸收和利用,但对于能否最大限度地增加运动表现,减少和预防可能引起的运动伤害等一系列问题仍不明朗。
由此可见,跖趾关节的运动功能和生物力学特性,包括与能量贡献及运动能力之间的关系等新特征和新理论,均为理解和优化人体运动的发展开辟了新方向,并可藉此进一步延伸应用到相关训练理论、体育器械和运动装备的开发研究中。
临床技术与应用
1、跖趾关节疾病常表现为功能受限、严重疼痛、外观畸形,跖趾关节置换术可有效解决这些临床症状。
2、适应症:跖骨头缺血性坏死(Freiberg病),好发于第二跖骨,对SmillieⅢ期(趾骨软骨塌陷,跖骨软骨完整)以上、伴有严重跖痛患者可行跖趾关节置换术。跖趾关节置换术具有缓解跖痛、增加跖趾关节活动度等良好效果。跖趾骨关节炎患者疼痛程度、年龄、影像学分级为是否进行跖趾关节置换术的重要因素,术前应严格评估患者术前全身情况及预后。类风湿关节炎作为自身免疫性关节炎症,主要表现为四肢多关节骨破坏。对伴有严重前足畸形或影像学显示跖趾关节骨破坏严重的类风湿关节炎患者,均可考虑行跖趾关节置换术。
3、禁忌症:骨质疏松症患者骨质量下降,不仅影响跖趾关节置换术手术过程中截骨及假体植入操作,术后骨组织向假体生物长入特性下降,而且会医源性地增加术中、术后关节及周围骨折风险。重度糖尿病常会引起手术切口延迟愈合,尤其是足部手术更应慎重对待。对先天性足部疾病如先天性跖趾关节脱位、小儿麻痹症等患者,临床手术还是以跖趾关节融合术、跖趾关节成形术为主。
4、并发症跖趾关节置换术并发症与手术医师经验、手术方式、人工关节种类等众多因素相关。与其他部位关节置换术类似,跖趾关节置换术并发症有感染、疼痛、功能受限、假体松动等。
跖趾关节置换术能有效解决患者跖趾关节疼痛及活动受限等问题,有较好的患者满意度,是跖趾关节疾病外科手术的理想选择。