Dynamic Support of the Human Longitudinal Arch: A Biomechanical Evaluation
Thordarson, D. B., Schmotzer, H., Chon, J., & Peters, J. (1995).
Clinical Orthopaedics and Related Research, 316, 165.
DOI: 10.1097/00003086-199507000-00022
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This study was designed to evaluate the dynamic support provided to the human longitudinal arch by the leg muscles active in the stance phase of gait and by the plantar aponeurosis. Ten fresh adult cadaveric specimens were mounted in a materials testing machine. The tendons of the posterior tibialis, flexor digitorum longus, flexor hallucis longus, peroneus longus, peroneus brevis, and Achilles tendon were attached to force transducers. Plantar loads of 0, 350 and 700 N were applied, and the tendons were tensioned individually. The Achilles tendon was tensioned an amount equal to the plantar load; the posterior tibialis, flexor digitorum longus, flexor hallucis longus, peroneus longus, and peroneus brevis were tensioned a fractional amount (depending on the proportion of the cross-sectional area to the gastrocsoleus complex). The angular relationships between the first metatarsal, navicular, and talus were recorded using a 3-dimensional movement analysis system. An additional series of measurements was obtained by positioning the ankle plantarflexed 10 degree under a plantar load of 350 N. Dorsiflexing the toes with the ankle in a neutral position and loading the foot to 350 N and 700 N permitted an evaluation of the effect of the plantar aponeurosis. The plantar aponeurosis, via dorsiflexion of the toes, contributed the most significant arch support in the sagittal plane with a 3.6 degrees increase between the first metatarsal and talus at 350 N and a 2.3 degrees increase at 700 N. The posterior tibialis tendon consistently provided arch support at plantar loads of 350 N and 700 N. The peroneus longus consistently abducted the forefoot in the transverse plane at 350-N and 700-N load levels. The study provides further insight into the dynamic supporting and deforming forces of the longitudinal arch. この研究は、歩行のスタンスフェーズでアクティブな脚の筋肉と足底腱膜によって人間の縦アーチに提供される動的なサポートを評価するために設計されました。 10個の新鮮な成体の死体標本を材料試験機に取り付けました。後脛骨筋、長指屈筋、長母趾屈筋、長腓骨筋、短腓骨筋、およびアキレス腱の腱を力変換器に取り付けた。 0、350、700 Nの足底荷重を加え、腱に個別に張力をかけました。アキレス腱は、足底荷重に等しい量の張力をかけられました。後脛骨筋、長指屈筋、長母flex屈筋、長per骨筋、短per骨筋にわずかな張力がかかった（断面積のgas腹筋への割合による）。最初の中足骨、舟状骨、距骨の間の角度の関係は、3次元運動解析システムを使用して記録されました。追加の一連の測定値は、350 Nの足底荷重下で足首底屈10度を配置することによって得られました。足首を中立位置にして足指を背屈し、350 Nおよび700 Nに足を載せることで効果の評価が可能になりました足底腱膜の。つま先の背屈を介した足底腱膜は、矢状面の最も重要な弓の支持に寄与し、350 Nで最初の中足骨と距骨の間で3.6度増加し、700 Nで2.3°増加しました。後脛骨筋腱は、350 Nおよび700 Nの足底荷重で常にアーチを支えていました。長腓骨筋は、350 Nおよび700 Nの荷重レベルで横方向の平面で前足を一貫して外転させました。この研究は、縦アーチの動的な支持力と変形力に関するさらなる洞察を提供します。