跟腱腓骨韧带动态牵拉腓骨肌腱的活体超声证据及其生物力学意义

【字体: 时间:2025年07月17日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本期推荐:研究人员通过超声应变弹性成像技术,首次在活体证实跟腱腓骨韧带(CFL)在20°内翻位时会显著提升腓骨长/短肌腱(PLT/PBT)位置(平均提升2.5mm,P<0.001),同时CFL硬度增加71.5%。该发现揭示了CFL作为机械张力调节器的新功能,为慢性踝关节不稳(CAI)的发病机制和康复策略提供新思路。

  

踝关节作为人体承重关键部位,其稳定性依赖复杂的韧带-肌腱协同机制。传统观点认为跟腱腓骨韧带(Calcaneofibular ligament, CFL)仅具静态稳定功能,但近年尸体研究发现CFL可能通过牵拉腓骨肌腱(Peroneal tendons)动态增强肌力传导。这一假说亟待活体验证,其机制阐释将直接影响踝关节损伤康复策略的优化。

福冈国际医疗福祉大学医疗科学学部物理治疗系的研究团队在《Scientific Reports》发表突破性研究。通过超声应变弹性成像技术对13名健康受试者26个踝关节进行检测,首次在活体证实:当踝关节处于20°内翻位时,CFL张力增加会使腓骨肌腱产生显著位移,同时伴随韧带硬度改变和肌腱形态学变化。这一发现为理解踝关节动态稳定机制提供了全新视角。

研究采用三大关键技术:1) 配备声学耦合器的超声应变弹性成像系统定量评估CFL刚度;2) 通过下肢倾斜控制实现精确的20°内翻角度;3) 标准化测量腓骨肌腱与跟骨参考点的距离变化。所有测量由具有11年超声经验的物理治疗师操作,确保数据可靠性。

【研究结果】

距离测量显示:20°内翻位时腓骨肌腱与跟骨间距(5.7±1.0mm)较中立位(3.2±0.9mm)显著增加(P<0.001),平均提升2.5mm。这一现象在所有26例样本中均被观察到,证实了CFL牵拉效应的普遍性。

弹性成像数据表明:CFL应变比值从中立位的0.44降至内翻位的0.12(P<0.001),对应硬度增加71.5%。值得注意的是,硬度变化与肌腱位移量无显著相关性,提示CFL张力调节可能存在个体化差异机制。

形态学观察发现:内翻位时腓骨肌腱横截面呈现特征性扁平化变形,而在CFL交叉点远端仍保持椭圆形。这种选择性变形模式证实了CFL对肌腱的局部机械作用,与尸体研究发现的接触压力分布规律相符。

【结论与意义】

该研究首次在活体证实CFL具有"动态张力调节器"的双重功能:一方面通过预加载(preloading)增强腓骨肌力传导效率,特别是在负重状态下;另一方面通过增加肌腱与踝/距下关节中心的距离,优化扭矩生成杠杆臂。这种机制可能解释:1) 慢性踝关节不稳(CAI)患者中CFL损伤与症状严重度的关联;2) 腓骨肌腱脱位个体的解剖易感性差异。

临床转化价值体现在:1) 为CAI的早期诊断提供新的生物力学标志物;2) 指导开发针对CFL-肌腱复合体的特异性康复训练;3) 提示手术重建需考虑CFL原始张力特性。未来研究可拓展至不同踝关节角度和病理人群,并结合MRI或三维超声实现更全面的结构评估。

研究局限性包括样本限于健康青年群体,以及应变弹性成像技术的固有局限。作者建议后续采用剪切波弹性成像等更精确的方法,并纳入CAI患者进行对照研究,以进一步验证这一生物力学机制的临床相关性。

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