人体足横弓内在维持结构的应用解剖及生物力学研究

足横弓在人体站立行走过程中的重要作用逐渐引起学术界的重视，但目前国内外对足横弓各单元结构的功能及其病理生理学意义等方面的研究明显不足。临床中横弓塌陷比纵弓变平更为多见，如拇外翻、高弓足及中前足的创伤等。足横弓塌陷，不能提供相应的缓冲支持以及足底压力的异常分布导致足功能异常。第二跖列作为足横弓的重要组成部分，由于其解剖及生物力学特点，临床上易受损伤，如第一、二跖跗关节损伤、第二跖骨应力性骨折、第二足趾游离移植再造拇指等是足横弓畸变的主要常见原因。本研究旨在从应用解剖和生物力学方面研究正常和异常足横弓的内在维持机制，建立合理的足横弓生物力学实体模型和三维有限元模型，为足横弓病理生理学提供研究基础。同时对维持足横弓的韧带、骨骼损伤后遗症的发生机制进行探讨，并对维持足横弓的韧带、骨骼损伤进行修复重建，为临床上治疗方案的选择提供理论依据。以期达到提高足横弓塌陷的临床认识和疗效，减少病残和降低医疗费用

足横弓在人体站立行走过程中的重要作用逐步被人们重视，但目前国内外对足横弓各单元结构的功能及其病理生理意义等方面的研究明显不足。本课题通过正常成人新鲜尸体足标本，解剖测量维持足横弓内在稳定的连接第一楔骨与第二跖骨基底的背侧韧带、骨间韧带、跖侧韧带，获取解剖学参数。并对正常足横弓、韧带损伤的足横弓、骨骼损伤的足横弓进行生物力学测试，通过数字散斑相关法、电阻应变片法及足底压力分析系统测量足横弓的位移改变及足部骨骼、足底应力的分布情况。同时，围绕正常人体足弓主要骨韧带结构，建立了正常人体足三维有限元模型（包括胫腓骨下端），包括21块骨骼实体模型，并生成实体单元109572个，节点167608个，并对模型施加边界条件和约束，模拟实体足横弓的生物力学实验，分析骨结构的形态及应力变化规律。本研究将数字散斑相关法、电阻应变法及足底压力分析系统紧密结合，用于足弓静力性内在维持结构的生物力学研究，从尸体标本、有限元模型两个方面，探讨足横弓静力性内在维持机制的生物力学响应，建立了较合理的足部生物力学模型，为今后的足踝生物力学提供研究平台，提供足弓结构创伤、畸形临床治疗的生物力学基础。