Foot and Ankle Structure and Function

Anatómia

A lábfej és a boka egy összetett rendszert alkot, amely 28 csontból, 33 ízületből, 112 szalagból áll, amelyeket 13 extrinsikus és 21 intrinsikus izom irányít.

A lábfej hátsó lábfejre, középső lábfejre és elülső lábfejre oszlik.

Rideg szerkezetként funkcionál a teherviseléshez, és rugalmas szerkezetként is működhet, hogy alkalmazkodjon az egyenetlen terepviszonyokhoz. A lábfej és a boka különböző fontos funkciókat lát el, többek között:

• A testsúly megtámasztása.
• Az egyensúly biztosítása.
• Lengéscsillapítás.
• A talajreakciós erők átadása.
• A proximalis rendellenességek kompenzálása.
• A kézfunkció helyettesítése felső végtag amputációval/paralízissel rendelkező egyéneknél.

Szerkezet

A boka vagy tibiotalaris ízület az alsó lábszár és a lábfej találkozását képezi. A bokaízület csontos komponensei közé tartozik a disztális sípcsont, a disztális szárkapocscsont és a talus.

A bokaízület alatti anatómiai struktúrák alkotják a lábfejet, amely magában foglalja:

1. Hátsó lábfej: A hátsó lábfej, a lábfej leghátsó része, a talusból és a calcaneusból, a hét talpcsont közül kettőből áll. A talus és a calcaneus ízületét szubtaláris ízületnek nevezzük, amely a talus és a calcaneus mindegyikén három fazetta található.
2. Középső lábfej: A lábközéplábat a hét talpcsont közül öt alkotja: a navicularis, a cuboid, valamint a mediális, a középső és az oldalsó cuneiformis. A hátsó és a lábközépcsontok találkozását Chopart-ízületnek nevezzük, amely magában foglalja a talonavicularis és a calcaneocuboid ízületet.
3. Félláb: Az elülső lábfej a lábfej legelülső része. Magába foglalja a lábközépcsontokat, az ujjperceket (lábujjak) és a szezámcsontokat. Minden ujjperchez tartozik egy lábközépcsont és három ujjperc, kivéve a nagylábujjat, amelynek csak két ujjperc van. A lábközép és az elülső lábfej csuklója alkotja a Lisfranc-ízületet.

Talocrural (TC) ízület

A talocruralis ízület a distalis tibia-fibula és a talus között alakul ki, és általában bokaízületként ismert. A sípcsont distalis és inferior oldala – az úgynevezett plafond – tibiofibuláris szalagok révén kapcsolódik a fibulához, erős mortis-t alkotva, amely distalisan a taláris kupolával artikulál. Ez egy csuklós ízület, és lehetővé teszi a dorziflexiós és plantarflexiós mozgást a sagittalis síkban.

Subtalaris (ST) ízület Subtalaris ízület

Talocalcaneus ízületnek is nevezik, és a talus és a calcaneus között alakul ki.

• Mindkét taluson és calcaneuson három facetta található.
• A hátsó lábszárcsont alatti ízület alkotja a lábszárcsont alatti ízület legnagyobb komponensét.
• A subtalaris ízület lehetővé teszi a boka és a hátsó lábfej inverzióját és everzióját.

Midtarsalis (MT) ízület

Más néven keresztirányú tarsalis ízület vagy Chopart-ízület. Felülről nézve S alakú ízület. Két ízületből áll – a Talonavicularis ízületből és a Calcaneocuboid ízületből.

1. Talonavicularis (TN) ízület – Az elülső talárfej és a navicularis homorúsága között alakul ki. Nincs saját kapszulája, hanem a két elülső talocalcanealis ízülettel közös.
2. Calcaneocuboid (CC) ízület – A sarokcsont elülső fáciese és a hátsó cuboid között alakul ki. Mindkét ízületi felület domború és homorú, az ízület függőlegesen domború, keresztirányban pedig homorú. Nagyon kevés mozgás történik ebben az ízületben.

Tarsometatarsalis (TMT) ízületi komplexum

Más néven Lisfranc-ízületnek is nevezik. Ez a komplexum választja el a lábközépet az elülső lábtól.

A disztális lábközépcsont sorok, beleértve a három ékcsontot és a kockacsontot, minden egyes lábközépcsont alapjával együttesen artikulálnak, így alkotva a TMT komplexumot. Ez egy S alakú ízület, és 3 különálló oszlopra oszlik:

• Medialis – az 1. lábközépcsontból és a medialis ékcsontból áll.
• Middle – a 2. és 3. lábközépcsontból, illetve a középső és oldalsó ékcsontból áll.
• Laterális – a 4. és 5. lábközépcsontból és a kockacsontból áll.

Metatarsophalangeális (MTP) ízületek és interphalangeális (IP) ízületek

Az MTP ízületek a lábközépcsontfejek és a proximális ujjpercek megfelelő bázisai között alakulnak ki. A lábujjak interphalangeális ízületei a lábujjak ujjpercek közötti ujjpercek között alakulnak ki. Minden lábujjnak van proximális és disztális IP-ízülete, kivéve a nagylábujjat, amelynek csak egy IP-ízülete van.

.

Ízület	Ízület típusa	Mozgássík	Mozgás	Mozgás
TC ízület	Csukló	Sagittalis	Dorsiflexió & Plantarflexió
ST ízület	Condyloid	Főleg transzverzális Egy rész sagittális	Inverzió & Everzió Dorsziflexió & Plantarflexió
MT ízület	TN ízület – Gömbízület CC ízület – Módosított nyereg	Túlnyomórészt transzverzális Néhány sagittalis	Inverzió & Everzió Flexió & Extenzió
TMT ízület	Planar
MTP ízület	Condyloid	Sagittalis Some Transverse	Flexió & Extension Abdukció &Addukció
IP ízület	Csukló	Sagittalis	Flexió & Extension

Kinematika

Talokrurális ízület

A medialis malleoli csúcsa elöl és felül helyezkedik el a lateralis malleolihoz képest, ezért tengelye ferde mind a sagittalis, mind a frontalis síkhoz képest. A forgástengely körülbelül 13°-18° laterálisan a frontális síkhoz képest és 8°-10°-os szögben a transzverzális síkhoz képest. A plantarflexió és dorsiflexió teljes mozgásának eléréséhez más síkokban is szükséges a mozgás (mint a horizontális és a frontális sík). Az irodalomban a dorsiflexió normál tartománya 0°-16,5° és 0°-25° között változik, és ez a terheléssel változik. A plantarflexió normális tartománya a jelentések szerint 0°- 50° körül van.

Subtaláris ízület

A subtaláris ízület tengelye a sagittalis síkhoz képest körülbelül 42°-kal feljebb, a transzverzális síkhoz képest pedig körülbelül 16°-23°-kal medialisan helyezkedik el. A szakirodalomban a szubtalaris mozgástartományok 5° és 65° között mozognak. Az átlagos ROM a pronációban 5°, a szupinációban pedig 20°. Az inverzió és az everzió ROM-ját 30°-ban, illetve 18°-ban határozták meg. A teljes inverziós-eversziós mozgás körülbelül 2:1, az inverziós-eversziós mozgás aránya pedig 3:2.

Midtarsalis ízület

A midtarsalis ízület anatómiájából adódóan két tengelyen forog, így mozgása összetett. A hosszanti tengely (az alábbi “A” képen) a vízszintes síkhoz képest kb. 15°-kal feljebb, a hosszanti síkhoz képest pedig kb. 10°-kal medialisan helyezkedik el. A ferde tengely (lenti “B” kép) a vízszintes síkhoz képest körülbelül 52°-kal feljebb és a középvonaltól 57°-kal távolabb helyezkedik el. A hossztengely közel áll a lábközépcsont-ízület tengelyéhez, a ferde tengely pedig a talocruralis ízület tengelyéhez hasonló.

MT ízületi záródás

A lábfej fontos funkciója a testsúly meghajtása az állásfázisban. Ezt a funkciót az MT ízület zárása és feloldása teszi lehetővé. A sarokütközés során a lábfejnek rugalmasnak kell lennie, hogy alkalmazkodni tudjon a talajhoz, és az MT ízület feloldása biztosítja ezt a rugalmasságot. A járási ciklus későbbi szakaszában a lábfejnek merev karként kell működnie, hogy a test súlyát előre mozdítsa, amit az MT-ízület reteszelése tesz lehetővé. A láb pronáció/everszió során a TN és CC ízületek tengelye párhuzamos egymással, ami megkönnyíti az önálló mozgást és az MT ízület feloldását. Szupináció/invázió során a tengelyek keresztezik egymást, és az MT-ízületet blokkolják, megnehezítve annak mozgását. Blackwood és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a calcaneus kifordításakor megnövekszik az elülső lábfej mozgása. Ez összhangban van az MT-ízületet rögzítő mechanizmussal.

Lisfranc ízületi komplexum

Az egyes TMT ízületek szagittális mozgásának fokát az alábbiakban mutatjuk be

TMT ízület	Mozgásfok
1.	1.6o
2.	0.6o
3.	3.5o
4.	9.6o
5.	10.2o

MTP és IP ízületek

Az MTP ízületek kéttengelyűek és sagittális és transzverzális síkban mozognak. Az MTP ízületekben nagyobb a sagittalis síkbeli mozgás és nagyon kevés a transzverzális síkbeli mozgás. Az MTP ízületekben a hiperextenzió körülbelül 90°, a flexió pedig körülbelül 30° és 50° között van. Az IP-ízületek csuklóízületek, amelyek a mozgást egy irányba korlátozzák.

Arthrokinematika

Az arthrokinematika az ízületi felületek mozgására utal.

1. Talocruralis ízület – A talus dorsiflexió és plantarflexió során a mortisban gördül. Dorsalflexió során a talus elülső irányban gördül, hátsó irányban pedig siklik. Míg plantarflexió esetén a talus hátrafelé gördül és elülső irányba csúszik.
2. Subtalaris ízület – A subtalaris ízület anatómiájából adódóan a dorsiflexió, abdukció és everzió páros mozgása pronációt, míg a plantarflexió, addukció és inverzió páros mozgása szupinációt eredményez. Két ízületi pontja van – az elülső talocalcanealis ízület és a hátsó talocalcanealis ízület. A nyitott kinetikus láncú inverzió során a sarokcsont inverzióba gördül, és oldalirányban csúszik/csúszik. Everzió során a sarokcsont everzióba gördül és medialisan csúszik/csúszik.
3. Középső talpízület – A Talonavicularis ízület esetében a homorú navicular a konvex taluson mozog, és így a gördülés és a csúszás azonos mozgásirányban történik. A calcaneocuboid ízület egy nyeregízület, így a mozgás iránya a mozgástól függően változik. Flexió-extenzió során a cuboid homorú, a calcaneus pedig konvex; ennélfogva a gördülés és a csúszás ugyanabban az irányban történik, mint a talonavicularis ízületben. Abdukció-addukció során azonban a cuboid konvex, a calcaneus pedig konkáv, ezért a gördülés és csúszás ellentétes irányban történik.
4. Lisfranc ízület – A komplexum csontos és szalagos anatómiája miatt másodlagos, elsődleges szerepe a lábközép stabilitása, mivel nagyon kevés mozgást végez. Három különálló ívvel rendelkezik, és a TMT ízület fő stabilizáló szerkezete egy Y alakú szalag, az úgynevezett Lisfranc-szalag.
5. MTP és IP ízületek – A csúszás és gördülés ugyanolyan irányú, mint az MTP ízületek mozgása, mivel az ujjperc homorú alapja a lábközépcsont domború fején mozog. Ugyanez igaz az IP-ízületekre is, ahol a csúszás és gördülés ugyanabban az irányban történik, mivel a homorú disztális ujjperc a domború proximalis ujjperceken mozog.

Ízület	Zárt-csomagolt helyzet	Nyitott-csomagolt helyzet	Kapszuláris mintázat	Konkáv felület	Konvex felület	Konkáv.Konvex szabály Roll & siklás
Talocruralis ízület	Teljes dorsiflexió	10o plantarflexió és középen a pronáció és szupináció között	A plantarflexió korlátozása, bár klinikailag dorsalflexió. A korlátozás gyakoribb.	Proximális – A tibia által alkotott morfium, tibiofibuláris szalag és fibula	Distalis – Taláris dóm trochleáris felszíne	Ellenkező irányú
Subtaláris ízület	Teljes inverzió	Inverzió/plantarflexió	Inverzió korlátozása krónikus arthritisben. Az everzió korlátozása traumás esetben.	Proximális – A talus elülső, középső és hátsó fáciese	Distális – Calcaneus anterior, középső és hátsó talaris ízületi felület	Ellenkező irányú
Talonavikuláris ízület	Teljes szupináció	Közepes szélső ROM	Dorsalflexió, plantarflexió, addukció és belső rotáció korlátozása.	Proximalis – Talusfej	Distalis – Konkavitás a talus Navicularis csontján	Ugyanaz az irány
Calcaneocuboid ízület	Teljes szupináció	A szélsőséges ROM között félúton	A dorsiflexió, plantarflexió, addukció és belső rotáció korlátozása.	Disztális – A cuboid homorú flexió-extenzió során. Addukció-abdukció során a calcaneus homorú.	Proximalis – A calcaneus flexio-extenzió során konvex. Addukció-abdukció során a cuboid konvex.	Flexió-extenzió = Ugyanabba az irányba Addukció-Abdukció = ellentétes irányba
Lisfranc ízület	Teljes szupináció	Félúton szupináció és pronáció között
1. MTP ízület	Hiperextenzió	Enyhe (10o) extenzió	A mozgásveszteség nagyobb mértékű extenzióban, mint flexióban.	Disztális – Az ujjpercek alapja	Proximális – A lábközépcsont feje	Ugyanaz az irány
2-5. MTP ízület	Maximális flexió	Enyhe (10o) extenzió	Flexióvesztés.	Disztális – Az ujjpercek alapja	Proximális – A lábközépcsontok feje	Ugyanabban az irányban
Interphalangeális ízület	Teljes nyújtás	Enyhe flexió	Korlátozottság minden irányban, nagyobb mértékben a nyújtásban.	Disztális ujjperc	Proximális ujjperc	Ugyanaz az irány

Gait and the Foot

A gait az állásfázis ismétlődő ciklusaiból áll, amikor a láb a talajon van (foot strike, középállás és végállás) és a lendítési fázis, amikor a láb a levegőben van. Futáskor van egy további fázis: a lebegési fázis, amikor mindkét láb a talajon kívül van.

• A járás során, Lábtépéskor a lábfej szupinált, és a Chopart-ízület zárva van, így a lábfej merev, amikor a sarok először földet ér.
• A lábfej középtartás közben pronálódik és ellapul, amikor teljes mértékben érintkezik a talajjal.
• A végállást ezután a sarkon és a lábujjakon keresztül történő előrehaladás jellemzi.
• A Lisfranc-ízület enyhe dorziflexiót és plantarflexiót tesz lehetővé.
• Az erő ezután a lépés toe-off fázisában az elülső lábfej középső oszlopára kerül át, és az elülső lábfej szupinálódik.
• Az oldalsó oszlop a lépés közbeni ellökés végső fázisában hat, és elsősorban szenzoros bemenetet biztosít.
• Az ötödik lábközépcsont alapja egyedül jelentős erőt és súlyt vesz fel.

A rögzített lábközép, az enyhén rugalmas Lisfranc-ízület és a rugalmas lábközépcsont ízületek kombinációja egy kart hoz létre a járás során a meghajtáshoz.

Előrehatás a kinetikus láncra/járásra

Amint azt fentebb a MT-ízület záródásával kapcsolatban tárgyaltuk, a lábfejben a pronációból a szupinációba való átmenet fontos funkció, amely segíti az egyenetlen terephez való alkalmazkodást és merev kart jelent a letolás során.

• Pronáció során az MT ízület feloldódik, rugalmasságot biztosítva a lábfejnek és segítve az egyensúly fenntartását.
• Szupináció során az MT ízület reteszelődik, merevséget biztosítva a lábfejnek és maximalizálva a stabilitást.

Ha a lábfej pronált marad, az a lábközép hipermobilitásához vezet, és nagyobb igénybevételt jelent a lábfejet stabilizáló és a függőleges tartást fenntartó neuromuszkuláris struktúrák számára. Míg ha a lábfej szupinált marad, a lábközép hipomobil lenne, ami veszélyeztetné a lábfejnek a terephez való alkalmazkodási képességét, és növelné a környező struktúrák iránti igényt a testtartás stabilitásának és egyensúlyának fenntartása érdekében. Cote és munkatársai arra a következtetésre jutottak, hogy a testtartás stabilitását statikus és dinamikus körülmények között is befolyásolja a lábfej helyzete. A láncreakciók másodlagosan a lábfej helyzetétől függenek.

A zárt láncú mozgásokban a következő kinetikai láncreakció játszódik le a túlpronált lábfejben:

• Calcanealis everzió
• A talus adductiója és plantarflexiója
• A talus mediális rotációja
• A tibia és fibula mediális rotációja
• Valgus a térdnél
• A combcsont mediális rotációja
• A medence elülső dőlése

A zárt láncú mozgásban a következő kinetikai láncreakció játszódik le egy túl-szupinált lábfejben:

• A lábszárcsont inverziója
• A lábszárcsont abdukciója és dorziflexiója
• A lábszárcsont laterális rotációja
• A sípcsont és a szárkapocscsont laterális rotációja
• Varus n. térd
• A combcsont oldalsó rotációja
• A medence hátsó dőlése

A lábfej boltozatai

A lábfej boltozatai az erőelnyelés funkcióit látják el, támaszpontot és merev karokként működik a járás során a propulzió során.

A mediális hosszanti boltozat, az oldalsó hosszanti boltozat és a keresztirányú boltozat az a 3 boltozat, amely a lábfej boltozatát veszélyezteti.

A mediális hosszanti boltozat (MLA)

Az összes boltozat közül ez a leghosszabb és legmagasabb. Az MLA csontos összetevői közé tartozik a sarokcsont, a talus, a navicularis, a három ékcsont és az első 3 lábközépcsont. Az ív két pillérből áll: az elülső és a hátsó pillérből. Az elülső pillér az első 3 lábközépcsont fejéből, a hátsó pillér pedig a sarokcsont gumójából áll. A talpi aponeurosis képezi a két pillért összekötő tartógerendát. Az MLA csúcsa a talus felső ízületi felszíne. A talpi aponeurosison kívül az MLA-t a rugószalag és a deltaszalag is alátámasztja. A Tibialis anterior és a Tibialis posterior izmok fontos szerepet játszanak a boltozat mediális határának megemelésében, míg a Flexor hallucis longus íjhúzónak minősül.

Laterális hosszanti ív (LLA)

Ez a legalsó ív, és csontos komponensként a calcaneusból, a cuboidból, a negyedik & ötödik lábközépcsontból áll. A mediális hosszanti ívhez (MLA) hasonlóan a hátsó pillér a sarokcsont gumójából áll. Az elülső pillért a 4. és 5. lábközépcsont feje alkotja. A talpi aponeurosis, a hosszú & rövid talpi szalagok biztosítják az LLA alátámasztását. A Peroneus longus ín fontos szerepet játszik a boltozat laterális határának fenntartásában.

Transzverzális boltozat

Nem terheléses helyzetben homorú, és medialisról lateralisra halad a lábközépcsont és a tarsometatarsalis területén. Az ív csontos komponense a lábközépcsontfejekből, a kockacsontokból és a 3 ékcsontból áll. A boltozat mediális és laterális pillérét a mediális és laterális hosszanti boltozat alkotja. A boltozatot a tibialis tibialis posterior ín és a Peroneus longus ín tartja fenn, amelyek medialisról lateralisan, illetve lateralisan medialisan keresztezik a talpi felületet.

A lábfej csigás mechanizmusa

A talpi aponeurozis a csigás mechanizmushoz hasonlóan működik. A csörlő tipikusan egy vízszintes henger, amely egy kurblival vagy szíjjal forog egy láncon vagy kötélen, hogy nehéz tárgyakat húzzon. A csörlő általános használata a hajó horgonyának húzása, amelyet horgonycsörlőnek neveznek. Ez a mechanizmus látható a lábon. Amikor az MTP-ízületek túlnyújtva vannak, a talpi aponeurozis megfeszül, mivel az MTP-ízületek köré tekeredik. Ez a művelet összehozza a lábközépcsontot és a lábtőcsontot, merev szerkezetté alakítva azt, és végül felemeli a hosszanti boltozatokat. Ez a funkció fontos a merev kar biztosításában a járás meghajtásához a letolás során.

A lábfej működése

A lábfejnek minden funkciójához elegendő mobilitásra és stabilitásra van szüksége. A mobilitás a test talajreakciós erejének elnyeléséhez szükséges. A szubtaláris pronációnak ütéscsillapító hatása van a sarok kezdeti érintkezése során. A pronációra azért is szükség van, hogy lehetővé tegye a láb forgását és elnyelje a forgás okozta ütést. A szubtaláris pronáció a szupinátorok excentrikus vezérlésén keresztül játszik szerepet a lengéscsillapításban. A másik oldalon a Chopart-ízület feloldódik, hogy az elülső lábfej laza és rugalmas maradhasson. Középállásban a lábfejnek mozgékonyságra van szüksége, hogy alkalmazkodni tudjon a felületek változásaihoz.

A lábfej stabilitására azért van szükség, hogy stabil alapot biztosítson a test számára. A lábfejnek képesnek kell lennie arra, hogy elbírja a testsúlyt, és stabil kart képezzen, hogy a testet előre mozdítsa. Ez a funkció megköveteli a subtalaris ízület pronációs szabályozását.

A láb normál működése biztosítja a lábnak azt a képességét, hogy a megfelelő időben mozgó adapterből merev karrá alakuljon át. A lábfejnek elegendő mozgékonyságra van szüksége ahhoz, hogy a járási ciklus minden pozíciójába mozogjon, miközben megőrzi a mobilitást és a stabilitást. A fiziológiás mobilitás alapvető fontosságú; ha a mobilitás túl nagy lenne, a lábfej nem lenne képes stabil maradni. Ha ez a feltétel teljesül, az ízület képes támogatni a stabil, maximálisan összezárt helyzetben való állást. Ha a két funkció normális átmenete nem normális, számos túlterhelési sérülés figyelhető meg a lábfejben, a lábszárban, de a hát alsó részén is. Ezért a talajérintkezés három fázisának a normális időintervallumba kell esnie, különben bizonyos kompenzációs mechanizmusok (például: genu recurvatum csökkent dorsiflexió esetén) lépnek működésbe, amelyek túlhasználati szindrómákat okoznak. (Példa: chondromalacia, sípcsont-splints)

A középlépésből a propulziós fázisba való átmenet során a mechanizmusok gyakran csődöt mondanak. Az everzióból az inverzióba való átmenetet a tibialis posterior izom segíti elő. Az izom rugóként feszül, és potenciális energiát tárol. A középtartás végén az izom az excentrikus munkáról a koncentrikus munkára tér át, és az energia felszabadul. A tibialis posterior izom ezután a caput tali abdukcióját és dorsiflexióját okozza, amely során a hátsó negyed kifordul. Ugyanakkor a peroneus longus izom a középtartás végén az első lábujj plantáris flexiójával húzza az elülső lábfejet. Így válik az elülső lábfej stabilizálttá.

Amikor az elülső lábfej a propulziós fázisban mozog, megindul a szélláb jelensége. Amikor a metatarsophalangeális ízületek dorziflexiója megkezdődik, a plantáris fascia feszültségnek van kitéve. a calcaneus függőleges lesz és inverzióban elszakad. Ehhez hasonlóan a hátsó negyed inverzióban pihen az elülső lábfej kitekeredésében.

Ha a testfunkciók normális járási ciklusában bizonyos rendellenességek vannak, valamilyen funkcionális ortézist lehet alkalmazni. Ez az ortézis képes korrigálni a láb biomechanikai működését. Ezzel szemben a talpbetétek csak a lábfej boltozatát támogatják. Az alsó végtagok csökkent vagy korlátozott mozgékonyságát ízületi korlátozottság okozhatja. Ezekben az esetekben néhány klasszikus mobilizációt vagy a manuális terápia szerinti mobilizációt lehet alkalmazni. Ha az ok az izom megrövidülése, akkor némi nyújtás is előírható. Jó (futó)cipő is javallott.