摘要:目的 足底筋膜与绞盘机制 (windlass mechanism) 对维持足部及足弓功能具有重要意义,该研究旨在探究足底筋膜刚度与绞盘机制之间的关系以及对足弓的影响,为足底筋膜及足弓相关问题提供生物力学机制解释。方法 成功构建跖趾关节屈曲角度为30°的足-板模型,采用肌骨建模联合三维有限元分析方法,结合双平面荧光立体骨透视运动分析系统 (Dual Fluoroscopic Imaging System, DFIS) 获取5km/h走路状态下足部的动态数据对有限元模型进行验证,探究足底筋膜刚度对绞盘机制及足弓相关力学参数的影响。结果 有限元模拟分析结果与DFIS获取的足部数据呈现高度一致性,证实了模型的有效性；随着足底筋膜刚度增加,绞盘效应与足纵弓刚度均呈增加趋势,但跖趾关节屈曲角度减小,足底筋膜远端应力逐渐减小,近端应力增大；足底筋膜刚度在25%-150%,足横弓宽度随足底筋膜刚度增大而增大,横弓高度则随足底筋膜刚度增大而减小；足底筋膜刚度在150%-200%时,足横弓宽度减小,高度增大,刚度也增大。结论 足底筋膜刚度增加会一定程度上提升绞盘机制的效果,但会引起跖趾关节屈曲程度减小。足底筋膜刚度通过影响跖趾关节屈曲,从而对绞盘机制和足底筋膜远端拉力产生影响,并与跖骨远端地面反作用力共同影响足横弓刚度。
