The plantar fascia (PF), a primary contributor of the foot arch elasticity, may experience slack, taut, and stretched states depending on the ankle and metatarsophalangeal (MTP) joint positions. Since PF has proximodistal site-difference in its dimensions and stiffness, the response to applied tension can also be site-specific. Furthermore, PF can contribute to supporting the foot arch while being stretched beyond the slack length, but it has never been quantitatively evaluated in vivo. This study investigated the effects of ankle and MTP joint positions on PF length and localized thickness and shear wave velocity (SWV) at three different sites from its proximal to distal end using magnetic resonance and supersonic shear imaging techniques. During passive ankle dorsiflexion, rise of SWV, an indication of slack length, was observed at the proximal site when the ankle was positioned by 10˚-0˚ ankle plantar flexion with up to 3 mm (+1.5%) increase in PF length. On the other hand, SWV increased at the distal site when MTP joint dorsiflexed 40˚ with the ankle 30˚-20˚ plantar flexion, and in this position, PF was lengthened up to 4 mm (+2.3%). Beyond the slack length, SWV curvi-linearly increased at all measurement sites toward the maximal dorsiflexion angle while PF lengthened up to 9 mm (+7.6%) without measurable changes in its thickness. This study provides evidence that the dimensions and SWV of PF change in a site-specific manner depending on the ankle and MTP joint positions, which can diversify foot arch elasticity during human locomotion.

中文翻译：

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人体脚底筋膜尺寸和剪切波速度在体内随踝关节和meta趾关节位置的变化而变化

足弓弹性的主要贡献者是脚底筋膜（PF），可能会出现松弛，绷紧和伸展的状态，具体取决于踝关节和pha趾（MTP）的关节位置。由于PF的尺寸和刚度具有近端部位差异，因此对施加张力的响应也可以是部位特定的。此外，PF可以在延伸超过松弛长度时有助于支撑足弓，但尚未在体内进行定量评估。这项研究使用磁共振和超声剪切成像技术研究了踝关节和MTP关节位置对从近端到远端三个不同部位的PF长度，局部厚度和剪切波速度（SWV）的影响。在被动踝背屈期间，SWV升高，这是松弛长度的指示，当脚踝通过10˚-0˚脚踝plant屈定位时，在近端部位观察到PF长度增加了3 mm（+ 1.5％）。另一方面，当MTP关节背屈40˚，踝关节30˚-20˚屈曲时，SWV在远端部位增加，在这个位置，PF延长至4 mm（+ 2.3％）。除了松弛长度，SWV在所有测量位置处都向最大背屈角曲线增加，而PF延长至9 mm（+ 7.6％），而厚度没有明显变化。这项研究提供的证据表明，PF的尺寸和SWV会根据踝关节和MTP关节的位置以特定位置的方式发生变化，这可以在人类运动过程中使足弓弹性多样化。另一方面，当MTP关节背屈40˚并踝关节˚屈30˚-20˚时，SWV在远端部位增加，在此位置，PF延长至4 mm（+ 2.3％）。除了松弛长度，SWV在所有测量位置处都向最大背屈角曲线增加，而PF延长至9 mm（+ 7.6％），而厚度没有明显变化。这项研究提供的证据表明，PF的尺寸和SWV会根据踝关节和MTP关节的位置以特定位置的方式发生变化，这可以在人类运动过程中使足弓弹性多样化。另一方面，当MTP关节背屈40˚并踝关节˚屈30˚-20˚时，SWV在远端部位增加，在此位置，PF延长至4 mm（+ 2.3％）。除了松弛长度，SWV在所有测量位置处都向最大背屈角曲线增加，而PF延长至9 mm（+ 7.6％），而厚度没有明显变化。这项研究提供的证据表明，PF的尺寸和SWV会根据踝关节和MTP关节的位置以特定位置的方式发生变化，这可以在人类运动过程中使足弓弹性多样化。SWV在所有测量位置处均向最大背屈角曲线增加，而PF延长至9 mm（+ 7.6％），而厚度没有明显变化。这项研究提供的证据表明，PF的尺寸和SWV会根据踝关节和MTP关节的位置以特定位置的方式发生变化，这可以在人类运动过程中使足弓弹性多样化。SWV在所有测量位置上均向最大背屈角曲线增加，而PF延长至9 mm（+ 7.6％），而厚度没有明显变化。这项研究提供的证据表明，PF的尺寸和SWV会根据踝关节和MTP关节的位置以特定位置的方式发生变化，这可以在人类运动过程中使足弓弹性多样化。