Foot and Ankle Structure and Function

Anatomi

Foten och fotleden utgör ett komplext system som består av 28 ben, 33 leder, 112 ligament, som styrs av 13 extrinsiska och 21 intrinsiska muskler.

Foten är indelad i bakfot, mellanfot och framfot.

Den fungerar som en styv struktur för att bära vikt och den kan också fungera som en flexibel struktur för att anpassa sig till ojämn terräng. Foten och fotleden har olika viktiga funktioner, bland annat följande:

• Stöder kroppens vikt.
• Säkerställa balans.
• Stötdämpning.
• Överföring av markreaktionskrafter.
• Kompenserar för proximal felställning.
• Ersättande av handfunktion hos personer med amputation/förlamning av övre extremitet.

Struktur

Ankel- eller tibiotalarleden utgör sammanfogningen mellan underbenet och foten. De osseösa komponenterna i fotledsleden omfattar distala tibia, distala fibula och talus.

De anatomiska strukturerna under fotledsleden omfattar foten, som innefattar:

1. Bakfoten: Bakfoten, den mest bakre delen av foten, består av talus och calcaneus, två av de sju tarsalbenen. Ledningen mellan talus och calcaneus kallas subtalarleden, som har tre facetter på vardera talus och calcaneus.
2. Mellanfoten: Mittfoten består av fem av de sju tarsalbenen: navicular, cuboid och mediala, mellersta och laterala cuneiforms. Övergången mellan bak- och mellanfoten benämns Choparts led, som omfattar de talonavikulära och kalcaneokuboidala lederna.
3. Förfoten: Förfoten är den främre delen av foten. Den omfattar metatarsaler, falanger (tår) och sesamoidben. Det finns en metatarsal och tre falanger för varje finger utom stortån, som bara har två falanger. Ledningen mellan mellanfoten och framfoten bildar Lisfrancsleden.

Talocrural (TC)-led

Talocrural-leden bildas mellan distala tibia-fibula och talus, och är allmänt känd som fotled. Den distala och nedre aspekten av tibia – kallad plafond – är ansluten till fibula via tibiofibulära ligament som bildar en stark morse som artikulerar med den talariska kupolen distalt. Det är en gångjärnsled och möjliggör dorsalflexions- och plantarflexionsrörelser i sagittalplanet.

Subtalarleden (ST) Subtalarleden Subtalarleden

Den är också känd som talokalkaneleden och bildas mellan talus och calcaneus.

• Det finns tre facetter på vardera talus och calcaneus.
• Den bakre subtalarleden utgör den största komponenten av subtalarleden.
• Den subtalära leden möjliggör inversion och eversion av fotled och bakfot.

Midtarsalleden (MT-leden)

Också känd som tvärgående tarsalleder eller Choparts led. Det är en S-formad led när den ses ovanifrån. Den består av två leder – talonavikularleden och kalcaneokuboidealeden.

1. Talonavikularleden (TN) – Bildas mellan det främre talarhuvudet och konkaviteten på navicularis. Den har ingen egen kapsel, utan delar snarare en med de två främre talocalcaneala artikulationerna.
2. Calcaneocuboid (CC)-led – Bildas mellan den främre facetten på calcaneus och den bakre cuboid. Båda ledytorna har en konvex och konkav yta där leden är konvex vertikalt och konkav transversalt. Mycket liten rörelse förekommer i denna led.

Tarsometatarsal (TMT) Joint Complex

Även känd som Lisfrancs led. Detta komplex delar mellanfoten från framfoten.

De distala tarsalraderna inklusive de tre kilbenen och cuboiden artikulerar med basen av varje metatarsal för att bilda TMT-komplexet. Det är en S-formad led och är uppdelad i tre distinkta kolumner:

• Medial – består av 1:a metatarsal och medial cuneiform.
• Middle – består av 2:a och 3:e metatarsalen, intermediära respektive laterala cuneiformer.
• Lateral – består av 4:e och 5:e metatarsaleden och cuboid.

Metatarsophalangeal (MTP)-leder och interfalangeal (IP)-leder

Metatarsophalangeal (MTP)-lederna bildas mellan metatarsalskallarna och motsvarande baser på det proximala falangen. De interfalangeala lederna i tårna bildas mellan tårnas falanger. Varje tå har proximala och distala IP-leder utom stortåen som bara har en IP-led.

Led	Typ av led	Rörelseplan	Rörelse	Rörelse
TC-led	Gångjärn	Sagittal	Dorsalflexion & Plantarflexion
ST-led	Kondyled	Huvudsakligen tvärgående En del sagittal	Inversion & Eversion Dorsalflexion & Plantarflexion
MT-led	TN-led – Kullager CC-led – Modifierad sadel	Som mest tvärgående En del sagittal	Inversion & Eversion Flexion &Extension
TMT-led	Planar
MTP-led	Condyloid		Sagittal En del transversal	Flexion &Extension Abduktion &Adduktion
IP-leden	Gångjärn	Sagittal	Flexion & Extension

Kinematik

Talokrural led

Toppen av de mediala malleolerna är anterior och överlägsen de laterala malleolerna, vilket gör att dess axel är sned mot både sagittal- och frontalplanet. Rotationsaxeln är ungefär 13°-18° lateralt från frontalplanet och i en vinkel på 8°-10° från tvärplanet. Det krävs rörelse i andra plan (som horisontalplanet och frontalplanet) för att uppnå en fullständig rörelse för plantarflexion och dorsalflexion. Det rapporterade normala tillgängliga området för dorsalflexion varierar i litteraturen mellan 0°-16,5° och 0°-25°, och detta förändras med viktbelastning. Det normala tillgängliga intervallet för plantarflexion har rapporterats vara omkring 0°- 50°.

Subtalarleden

Subtalarledens axel ligger cirka 42° överst i förhållande till sagittalplanet och cirka 16° till 23° medial i förhållande till transversalplanet. I litteraturen presenteras stora rörelseområden för den subtalära leden som sträcker sig från 5° till 65°. Den genomsnittliga rörligheten för pronation är 5° och 20° för supination. Inversion och eversion har identifierats som 30° respektive 18°. Den totala inversions-eversionsrörelsen är ungefär 2:1 och förhållandet mellan inversion och eversionsrörelse är 3:2.

Midtarsalleden

Midtarsalleden roterar i två axlar på grund av sin anatomi, vilket gör dess rörelse komplex. Den longitudinella axeln (bild ”A” nedan) ligger cirka 15° över horisontalplanet och cirka 10° medialis i förhållande till longitudinalplanet. Den sneda axeln (bild B nedan) ligger ungefär 52° över det horisontella planet och 57° från mittlinjen. Den longitudinella axeln ligger nära subtalarledens axel och den sneda axeln liknar den talokrurala ledens axel.

MT-ledens låsning

En viktig funktion hos foten är framdrivning av vikten under ställningstagandefasen. Denna funktion möjliggörs av MT-ledens låsning och upplåsning. Under hälslaget måste foten vara flexibel för att kunna anpassa sig till underlaget och MT-leden låses upp för att ge denna flexibilitet. Senare i gångcykeln måste foten sedan fungera som en stel hävstång för att driva kroppens vikt framåt, vilket möjliggörs av MT-ledens låsning. Under pronation/eversion av foten är TN- och CC-ledernas axlar parallella med varandra, vilket gör det lättare för dem att självständigt röra sig och låsa upp MT-leden. Axlarna korsar varandra vid supination/inversion och låser MT-leden vilket gör det svårt att röra den. Blackwood et al drog slutsatsen att det finns en ökad rörelse i framfoten när calcaneus är everted. Detta stämmer överens med MT-ledens låsningsmekanism.

Lisfranc-ledkomplex

Den sagittala rörelsegraden för varje TMT-led presenteras nedan

TMT-led	Rörelsegrad
1st	1.6o
Andra	0.6o
3rd	3.5o
4th	9.6o
5th	10.2o

MTP- och IP-leder

MTP-lederna är tvåaxliga och rör sig i sagittal- och transversalplanet. MTP-lederna har en större rörelse i sagittalplanet och mycket liten rörelse i transversalplanet. I MTP-lederna är hyperextensionen cirka 90° och flexionen cirka 30° till 50°. IP-leder är gångjärnsleder som begränsar rörelsen i en riktning.

Arthrokinematik

Arthrokinematik hänvisar till ledytornas rörelse.

1. Talokrural led – Talus rullar i mortisen under dorsalflexion och plantarflexion. Under dorsalflexion rullar talus framåt och den glider bakåt. Medan vid plantarflexion rullar talus bakåt och glider framåt.
2. Subtalarleden – På grund av subtalarledens anatomi ger den kombinerade rörelsen av dorsalflexion, abduktion och eversion pronation, medan den kombinerade rörelsen av plantarflexion, adduktion och inversion ger supination. Den har två artikulationspunkter – främre talokalcaneal artikulation och bakre talokalcaneal artikulation. Vid öppen kinetisk kedjeinversion rullar calcaneus in i inversion och glider/glider lateralt. Vid eversion rullar calcaneus in i eversion och glider/glider medialt.
3. Midtarsalleden – För talonavikularleden rör sig den konkava navicularen på den konvexa talus och därför sker rullning och glidning i samma rörelseriktning. Calcaneocuboidealeden är en sadelled, så riktningen ändras beroende på rörelsen. Under flexion-extension är cuboid konkav och calcaneus konvex. Därför sker rullning och glidning i samma riktning som i talonavicularleden. Vid abduktion-adduktion är dock cuboid konvex och calcaneus konkav, och därför sker rullningen och glidningen i motsatt riktning.
4. Lisfranc-leden – Sekundärt till komplexets beniga och ligamentära anatomi är den primära rollen stabilitet av mellanfoten eftersom den har mycket liten rörelse. Den har tre distinkta bågar och den viktigaste stabiliserande strukturen i TMT-leden är ett Y-format ligament som kallas Lisfrancs ligament.
5. MTP- och IP-lederna – Glid och rullning sker i samma riktning som rörelsen för MTP-lederna, eftersom den konkava basen på falangen rör sig på det konvexa huvudet på metatarsalen. Samma sak gäller för IP-lederna, där glid och rullning sker i samma riktning, eftersom den konkava distala falangen rör sig på den konvexa proximala falangen.

Led	Slutet-packat läge	Öppet-packat läge	Kapselmönster	Konkav yta	Konvex yta	Konkav-Konvex regel Rullning & glidning
Talokrural led	Full dorsalflexion	10o plantarflexion och mitt emellan pronation och supination	Begränsning av plantarflexion, men kliniskt sett dorsalflexion. Begränsning är vanligare.	Proximal – Mortia som bildas av Tibia, tibiofibulära ligamentet och fibula	Distal – Trochlear yta av Talar dome	Motsatt riktning
Subtalarleden	Full inversion	Inversion/plantarflexion	Begränsning av inversion vid kronisk artrit. Begränsning av eversion vid traumatiska sjukdomar.	Proximal – främre, mellersta och bakre facett på talus	Distal – Calcaneal Anterior, Mitt och posteriora talarartikulär yta	Motsatt riktning
Talonavikularleden	Full supination	Mitt emellan extrema ROM	Begränsning av dorsalflexion, plantarflexion, adduktion och inre rotation.	Proximal – Talushuvudet	Distal – Konkavitet på navelbenet för talus	Samma riktning
Calcaneocuboidled	Full supination	Mitt emellan extrema ROM	Begränsning av dorsalflexion, plantarflexion, adduktion och inre rotation.	Distal – Cuboid är konkav vid flexion-extension. Calcaneus är konkav vid adduktion-abduktion.	Proximalt – Calcaneus är konvex vid flexion-extension. Cuboideus är konvex vid adduktion-abduktion.	Flexion-extension = samma riktning Adduktion-abduktion = Motsatt riktning
Lisfranc-leden	Full supination	Mitt emellan supination och pronation
1:a MTP-leden	Hyperextension	Lätt (10o) extension		Rörelseförlust mer i extension än flexion.	Distal – basen av falangen	Proxmial – metatarsalens huvud	Samma riktning
2:a till 5:e MTP-leden	Maximal flexion	Lätt (10o) extension	Förlust av flexion.	Distal – basen av falanger	Proximal – huvudet av metatarsalerna	Samma riktning
	Interfalangealleden	Fullständig extension	Lätt flexion	Begränsning i alla riktningar med mer i extension.	Distal phalanx	Proximal phalanx	Samma riktning

Gait och foten

Gait består av upprepade cykler i stancefasen när foten är på marken (foot strike), mittställning och slutställning) och svingfasen när foten är i luften. Vid löpning finns ytterligare en fas: flytfasen när båda fötterna är från marken.

• Under gång är foten vid fotstöt supinerad och Chopartleden är låst, vilket gör att foten är stel när hälen först landar.
• Foten pronerar och plattas ut under mittställning när den kommer i full kontakt med underlaget.
• Terminal stance kännetecknas sedan av framdrivning via hälavsättning och tåavsättning.
• Lisfrancsleden tillåter lätt dorsalflexion och plantarflexion.
• Kraften överförs sedan till framfotens mellankolonn under tåavslagsfasen av steget, och framfoten supinerar.
• Den laterala kolumnen agerar under slutfasen av push-off under steppandet och ger främst sensorisk input.
• Enbart basen av den femte metatarsalen absorberar betydande kraft och vikt.

Kombinationen av den fasta mellanfoten, den något flexibla Lisfranc-leden och de flexibla metatarsophalangeallederna skapar en hävstång för framdrivning under gång.

Influens på den kinetiska kedjan/gång

Som diskuterats ovan med MT-ledens låsning är övergången i foten från pronation till supination en viktig funktion som hjälper till med att anpassa sig till ojämn terräng och fungerar som en styv hävstång under avstamp.

• Under pronation låses MT-leden upp, vilket ger flexibilitet i foten och hjälper till att upprätthålla balansen.
• Under supination låses MT-leden, vilket ger foten styvhet och maximerar stabiliteten.

Om foten förblir pronerad skulle det leda till hypermobilitet i mellanfoten och ställa större krav på de neuromuskulära strukturer som stabiliserar foten och upprätthåller en upprätt ställning. Om foten däremot förblir supinerad skulle mellanfoten vara hypomobil, vilket skulle äventyra fotens förmåga att anpassa sig till terrängen och öka kravet på omgivande strukturer för att upprätthålla postural stabilitet och balans. Cote et al. drog slutsatsen att den posturala stabiliteten påverkas av fotpositionen under både statiska och dynamiska förhållanden. Kedjereaktioner uppstår sekundärt till följd av fotens placering.

I slutna kedjerörelser sker följande kinetiska kedjereaktion i en överpronerad fot:

• Calcaneal eversion
• Adduktion och plantarflexion av talus
• Medial rotation av talus
• Medial rotation av tibia och fibula

.

• Valgus i knäet
• Medial rotation av lårbenet
• Anterior lutning av bäckenet

I en rörelse med sluten kedja sker följande kinetiska kedjereaktion i en över-supinerad fot:

• Calcaneal inversion
• Abduktion och dorsalflexion av talus
• Lateral rotation av talus
• Lateral rotation av tibia och fibula
• Varus vid knä
• Lateral rotation av femur
• Posterior lutning av bäckenet

Fotbågar

Fotbågarna ger funktioner för kraftupptagning, stödbas och fungerar som en stel hävstång under gångens framdrivning.

Den mediala longitudinella bågen, den laterala longitudinella bågen och den tvärgående bågen är de tre bågar som äventyrar fotens bågar.

Medial Longitudinal Arch (MLA)

Det är den längsta och högsta av alla bågar. De beniga komponenterna i MLA omfattar calcaneus, talus, navicularis, de tre kilbenen och de tre första metatarsalbenen. Bågen består av två pelare: den främre och den bakre pelaren. Den främre pelaren består av huvudet på de tre första metatarsala huvudena och den bakre pelaren består av tuberositeten på calcaneus. Plantaraponeurosen utgör den bärande balken som förbinder de två pelarna. MLA:s topp är den övre ledytan på talus. Förutom av plantaraponeurosen stöds MLA också av fjäderligamentet och deltoidligamentet. Musklerna Tibialis anterior och posterior spelar en viktig roll när det gäller att höja den mediala gränsen av valvet, medan Flexor hallucis longus fungerar som bågsträng.

Lateral Longitudinal Arch (LLA)

Det är den lägsta bågen och består av calcaneus, cuboid, fjärde & femte metatarsal som sin benkomponent. Liksom den mediala longitudinella bågen (MLA) består den bakre pelaren av tuberositeten på calcaneus. Den främre pelaren utgörs av 4:e och 5:e metatarsalskallarna. Plantar aponeuros, långa & korta plantar ligament ger stöd åt LLA. Peroneus longus senan spelar en viktig roll för att upprätthålla den laterala gränsen av bågen.

Transversal båge

Den är konkav i icke-viktsbärande läge och löper från medial till lateral i det mittfots- och tarsometatarsala området. Den beniga komponenten av bågen består av metatarsalhuvudena, cuboiderna och 3 cuneiformben. Bågens mediala och laterala pelare utgörs av den mediala respektive laterala longitudinella bågen. Bågen upprätthålls av senan Posterior tibialis tendon och senan Peroneus longus som korsar plantarytan från medial till lateral respektive från lateral till medial.

Fotens vinschmekanism

Plantaraponeurosen fungerar på samma sätt som en vinschmekanism. En vinsch är vanligtvis en horisontell cylinder som roterar med en vev eller rem på en kedja eller ett rep för att dra tunga föremål. Den vanligaste användningen av en vinsch är att dra fartygets ankare som kallas för ankarvinsch. Denna mekanism kan ses i foten. När MTP-lederna är hyperextenderade blir plantaraponeurosen spänd när den är lindad runt MTP-lederna. Denna åtgärd för samman metatarsal- och tarsalbenen och omvandlar dem till en styv struktur som så småningom höjer de längsgående bågarna. Denna funktion är viktig för att ge en styv hävstång för gångframdrivning under avstötning.

Fotens funktion

Foten kräver tillräcklig rörlighet och stabilitet för alla sina funktioner. Rörlighet är nödvändig för att absorbera kroppens markreaktionskraft. Subtalär pronation har en stötdämpande effekt under den första hälkontakten. Pronation är också nödvändig för att möjliggöra rotation av benet och för att absorbera stöten från denna rotation. Subtalär pronation spelar en roll i stötdämpningen genom excentrisk kontroll av supinatorerna. Å andra sidan blir Chopartleden olåst så att framfoten kan förbli lös och flexibel. I mellanställning behöver foten rörlighet för att kunna anpassa sig till variationer i underlaget.

Fotens stabilitet är nödvändig för att ge en stabil bas för kroppen. Foten behöver förmågan att bära kroppsvikten och fungera som en stabil hävstång för att driva kroppen framåt. Denna funktion kräver pronationskontroll av den subtalära leden.

Normal fotfunktion ger foten kapacitet att vid rätt tidpunkt omvandlas från en rörlig adapter till en stel hävstång. Foten behöver tillräcklig rörlighet för att kunna förflytta sig till alla positioner i gångcykeln med bibehållen rörlighet och stabilitet. Fysiologisk rörlighet är nödvändig; om rörligheten var för stor skulle foten inte ha kapacitet att vara stabil. När detta villkor är uppfyllt kan leden stödja att stå i det stabila maximalt tätt packade läget. När den normala övergången mellan de två funktionerna inte är normal kan många överbelastningsskador observeras i foten, benet men även i ländryggen. Därför måste de tre faserna av markkontakt falla inom det normala tidsintervallet, annars kommer vissa kompensationsmekanismer (t.ex. genu recurvatum vid minskad dorsalflexion) att användas, vilket orsakar överbelastningssyndrom. (Exempel: chondromalacia, shin-splints)

I övergången från mittfoten till framdrivningsfasen misslyckas ofta mekanismerna. Övergången från eversion till inversion underlättas av muskeln tibialis posterior. Muskeln sträcks ut som en fjäder och potentiell energi lagras. I slutet av midstancefasen övergår muskeln från excentriskt till koncentriskt arbete och energin frigörs. Muskeln tibialis posterior orsakar sedan abduktion och dorsalflexion av caput tali, varvid bakdelen vänds utåt. Samtidigt drar muskeln peroneus longus, i slutet av mellanställningen, framfoten med en plantarflexion av första tån. På så sätt blir framfoten stabil.

När framfoten rör sig i framdrivningsfasen startar vindslingafenomenet. När dorsalflexionen av de metatarsophalangeala lederna börjar utsätts plantar fascia för stress. calcaneus blir vertikal och rivs i inversion. På samma sätt vilar bakfoten i inversion i avvecklingen av framfoten.

När det finns vissa avvikelser i den normala gångcykeln för kroppens funktioner kan vissa funktionella ortoser användas. Dessa ortoser har kapacitet att korrigera fotens biomekaniska funktion. Inläggssulor däremot stöder endast fotvalvet. Minskad eller begränsad rörlighet i de nedre extremiteterna kan orsakas av en ledbegränsning. I dessa fall kan vissa klassiska mobiliseringar eller mobiliseringar enligt manuell terapi tillämpas. Om orsaken är en muskelförkortning kan viss stretching ordineras. Det är också lämpligt med bra (löpar)skor.