第一部分 踝关节三角韧带解剖学研究[背景及目的]三角韧带是踝关节最主要的稳定结构,目前针对踝关节三角韧带的解剖研究极为有限,研究数量仅为膝关节前交叉韧带1/16,同时对其解剖仍存在大量争议。本研究通过尸体标本解剖,对三角韧带进行观察及测量,分析其解剖变异特点、起止点分布及在踝关节运动过程中的变化情况。[材料及方法]选取20例正常下肢标本,固定于标本固定架中,逐层分离暴露踝关节内侧三角韧带。观察辨认三角韧带的解剖组成及变异情况,并在每一韧带束起点及止点分别打入标记,采用透视标记法测量每一韧带束的长、宽、厚；在踝关节跖屈40℃至背伸20℃过程中,每隔5℃测量各韧带束长度,分析其紧张范围；分别在最大背伸位、中立位及最大跖屈位测量每束韧带在矢状面上与胫骨纵轴线的成角；去除韧带组织,游离距骨及内踝,对其表面标记进行标准化拍照,定性及定量记录每一韧带束的起点及止点位置。[结果]所有标本三角韧带均分为深、浅两层,6例标本两层间有脂肪组织分隔；以往研究所指的胫舟韧带中并无韧带纤维,为踝关节囊加强组织,其止于距骨颈而非舟状骨背侧；三角韧带主要由四条韧带束构成,浅层胫跟韧带及深层胫距前韧带深层、胫距后韧带深层在所有标本中出现,胫跟韧带前方的胫侧弹性束及后方的胫距后韧带浅层两者出现其一；踝关节屈伸过程中,浅层胫跟韧带前界及深层胫距前韧带后界具有最佳等长性,其前方韧带纤维在跖屈过程中由后至前逐渐发生紧张,而其后方韧带纤维在背伸过程中由前向后逐渐发生紧张。三角韧带均起于内踝前丘及丘间沟,后丘光滑无韧带起点；浅层韧带均起于内踝底面内侧半区域,而深层韧带均起于外侧半区域；胫侧弹性束起于内踝前丘的前方一半,胫跟韧带起于内踝前丘后方一半；胫距后韧带浅层起于内踝丘间沟；胫距前韧带深层起于前丘外侧突；胫距后韧带深层起于丘间沟所凹陷所形成的三角窝内；浅层韧带全部止于距骨穹窿部以外,而深层韧带全部止于穹窿部卵圆窝内,将各韧带距骨内侧面止点坐标值整理为表格。[结论]在解剖标本中发现,三角韧带由四条韧带束组成,以往所指胫舟韧带中未发现韧带纤维,且并非止于舟状骨；内踝后丘上无三角韧带起点；在踝关节屈伸活动过程中,三角韧带各个组成韧带束间存在交替工作机制,等长界前方纤维在跖屈时逐步紧张,后方纤维在背伸时逐步紧张,各韧带束精确起止点的确定是基础研究及临床解剖重建基础。第二部分 外旋应力试验对三角韧带部分断裂的诊断[背景及目的]外旋应力试验一直以来是诊断三角韧带断裂的主要手段,近来临床研究发现踝关节损伤患者中存在三角韧带部分断裂的情况,不仅在急性期容易漏诊,且常导致患者出现慢性踝关节内侧不稳,本实验通过外旋应力试验对三角韧带部分断裂进行诊断研究。[材料及方法]本研究采用16例尸体下肢标本,暴露三角韧带及其它韧带结构。将16例标本随机分为两组并相应分步切断踝关节周围韧带结构以模拟临床常见损伤。第一组标本依次切断三角韧带前部(1级)、中间部(2级)、下胫腓韧带(3级)及骨间膜(4级),始终保持三角韧带后部完整；第二组标本依次切断三角韧带后部(1级)、中间部(2级)、下胫腓韧带(3级)及骨间膜(4级),始终保持三角韧带前部完整。每一步建模后均用特定装置在踝关节跖屈、中立及背伸位行外旋应力试验,并通过摄取踝穴位片测量踝关节内侧间隙。在踝关节韧带完整时跖屈、中立及背伸位所获得的内踝间隙数据作为对照,其余各级损伤下所测得的数据与对照对比,统计学显著性差异水平设定为P<0.05。[结果]当踝关节韧带处于完整状态时,踝关节在最大跖屈、中立及最大背伸位的平均内踝间隙宽度分别为2.60±0.39mm;2.38±0.36mm及2.45±0.26mm。在第一组中,当踝关节处于最大跖屈及中立位时,切断下胫腓前韧带(3级)、下胫腓后韧带及骨间膜(4级)后内踝间隙较韧带完整时出现显著性增大(3级：P=0.041；4级：P=0.036)；当踝关节处于最大背伸位时,所有韧带破坏状态(1-4级)内踝间隙与韧带完整时相比均无显著性差异(P>0.05)。在第二组中,当踝关节处于中立及最大背伸位时,切断下胫腓前韧带(3级)、下胫腓后韧带及骨间膜(4级)后内踝间隙较韧带完整状态时出现显著性增宽(3级：P=0.039；4级：P=0.041)；而当踝关节处于最大跖屈位时,所有韧带破坏状态(1-4级)内踝间隙与韧带完整时相比均无显著性差异(P>0.05)。[结论]外旋应力试验能够诊断合并下胫腓损伤的三角韧带部分断裂；在应用外旋应力试验对三角韧带部分断裂进行诊断时,踝关节中立位是合理位置；通过综合踝关节跖屈位、中立位及背伸位外旋应力试验结果可更全面、准确地诊断三角韧带损伤,但仍需进一步实验验证。而当踝关节处于最大跖屈位时,所有韧带破坏状态(1-4级)内踝间隙与韧带完整时相比均无显著性差异(P>0.05)。第三部分 活体步态周期过程中深层三角韧带长度及紧张度变化研究[背景及目的]以往三角韧带相关生物力学研究均为尸体及静态、准动态环境下进行,无法反映其在活体生理运动状态下的真实生物力学行为,本研究通过分析深层三角韧带在活体步态周期中的长度及紧张度变化,间接反映其在步态过程中的对踝关节稳定性的维持情况。[材料及方法]选取一名健康青年男性受试者,通过病史采集、体格检查及影像摄片排除畸形及手术病史,受试者在中立位非负重状态下行右下肢行薄层CT平扫,将所有CT数据导入Mimics 10.1软件中,通过软件自动轮廓识别建立右侧胫骨及距骨的几何三维模型。C形臂全程透视受试者右踝关节的一个完整步态周期,从中选取9帧图像代表步态周期的关键点。第1-4帧为步态触地相,第5-7帧为步态摆动相,第8-9帧为步态推离相。通过三维-二维透视匹配技术获得胫距关节在步态周期中的三维六自由度运动参数。通过本课题第一部分所确定的三角韧带精确起止点在胫骨及距骨三维模型中标记出深层三角韧带起止点。软件自动计算深层三角韧带在步态周期中的长度变化,确定各纤维束在步态周期过程中的紧张范围。[结果]深层三角韧带在触地相过程中韧带长度逐渐减小,在站立相过程中韧带长度逐步恢复,在推离相过程中韧带长度达到最大。触地相早期(第1帧：足跟触地并未负重状态),胫距前韧带及胫距后韧带深面(外侧面)前界发生紧张；在触地相中后期(第2-4帧：足跟触地负重至全足触地)及站立相早中期(第5-6帧：全足触地至对侧足跟着地)过程中,全部深层三角韧带处于松弛状态；在步态站立相晚期(第7帧：对侧全足着地)及推离相(第8-9帧：足跟离地前足负重)过程中,深层三角韧带全部处于紧张状态。[结论]在活体步态周期过程中,深层三角韧带主要在步态站立相晚期及推离相过程中发生紧张；在步态触地相早期为胫距前韧带深层紧张；而在步态触地相中晚期及站立相早中期过程中,深层三角韧带均处于松弛状态。