解剖学

足関節の機能解剖学【靭帯・可動域】


足部には合計33の関節がある。

よく「足関節」と呼ばれるが、足の動きを作り出す多くの関節がある。

足関節複合体は距骨下関節、距腿関節、横足根骨(距踵舟)関節から構成される。

距骨下関節の機能解剖学

踵骨は足の最も大きく、最も強く、最も後方の骨で、アキレス腱を付着させる。

距骨の下方に位置し、距骨との三面単軸関節を形成する。

距骨は踵骨の前方部分に支えられている。

距骨の下面上の前距骨踵骨関節の2つの関節小面は凸面であり、踵骨の上面は凹面であるのに対し、距骨の下面上の後距骨踵骨関節の関節接合の小面は凹面であり、踵骨の上面上では凸面である。

この幾何学的形状は、足首の回内回外を可能にする。

この関節で他の運動も可能であるが、足の回内回外の大部分はここで生み出される。

多くの靭帯が2つの骨表面間に付着している。

この2つの間の重要な組織は骨間距踵靭帯(interosseous talocalcaneal ligament)であり、これは距骨下の関節面から踵骨の上表面まで伸びる強固で厚い靭帯である。

さらに外側距踵靭帯(lateral talocalcaneal ligament)と前距踵靭帯(anterior talocalcaneal ligament)の2つの靭帯もこの関節の連結に関与しているが、これらは比較的弱い。

距踵関節は外側側副靭帯の踵骨腓骨部と三角靭帯によっても支持されている。

さらに、長腓骨筋、短腓骨筋、長母趾屈筋、後脛骨筋、長趾屈筋の長い腱がさらなる支持を提供する。

距腿関節の機能解剖学

距腿関節は下腿遠位の脛骨と腓骨および距骨によって構成される。

この連結の荷重支持面は脛骨距骨面である。

距骨は直接的な筋肉の連結はない。

距骨滑車は、下腿長骨の遠位端から形成されたほぞ穴に嵌合する。

脛骨と腓骨の果は距骨を拘束するように働き、関節は蝶番関節として機能し、主に足の底背屈運動を起こす。

しかしながら、円錐形の滑車面および斜めの回転軸などの関節の幾何学的形状は、単にヒンジとして機能しない可能性がある。

距骨は前方で最も幅が広く、関節が背屈でより安定であることを意味する

立脚相では、関節の幾何学的形状だけで、外転に対する抵抗を提供するのに十分である。

脛腓間結合は、日常生活動作中の脛骨と腓骨の間の動きを制限し、骨端間の安定性を維持する。

足関節の内側面は内側側副靭帯(三角靭帯)によって支持されており、外反運動と外反応力に抵抗するキーである。

三角靭帯は扇形をしており,前脛骨靱帯、後脛骨靱帯、脛骨舟靭帯、脛骨踵靭帯からなる。

外側側副靭帯は関節の内反を減少させ、内反応力を制限し、回旋を減少させる。

これらは前距腓靭帯、後距腓靭帯、踵腓靭帯からなる。

これらの靭帯は脛骨外側関節に安定性を提供し、足関節捻挫などの内反損傷時にしばしば損傷を受ける。

踵腓靭帯は脛距関節と距骨下関節の間にある唯一の直接結合組織である。

下脛腓関節の機能解剖学

この結合は一部の文献では脛距骨関節の中心的側面と考えられているが、別の関節と考えられることもある。

これは滑膜関節ではなく、骨間膜と呼ばれる線維組織が、腓骨と脛骨の2つの遠位部をつないでいる。

この関節の主な機能は安定化の役割であり、足や足首に動きを与えるのではなく、安定性を与える。

関節の靭帯拘束は,関節を非常に損傷しやすくし,しばしば足関節骨折および外反損傷に関与する。

横足根関節の機能解剖学

横足根関節(ショパール関節)は距骨と舟状骨の接合部、つまり前方では距骨頭が舟状骨の後方側面と関節する部分、および踵骨と立方骨の接合部である踵立方骨関節を結合する。

横足根関節は足の内反外反運動にも寄与するので、距骨下関節と同じ機能単位の一部と考えられる。

足関節の筋群

足の動きの大部分は、12個の筋肉によって作られている。

これらの筋肉は4つのコンパートメントに分かれている。

前方コンパートメントは前脛骨筋、長指伸筋、長母趾伸筋、第3腓骨筋の4つの筋肉からなる。

前脛骨筋と長母趾伸筋は足の背屈と内反を生じさせる。

3腓骨筋は足の背屈と外反を生じさせる。長趾伸筋は足の背屈のみを生じさせる。

外側コンパートメントは2つの筋肉、長腓骨筋と短腓骨筋で構成され、足の底屈と外反を生じさせる。

後方コンパートメントは腓腹筋、ヒラメ筋、足底筋の3つの筋肉で構成され、足の底屈に関与する。

後方深部コンパートメントは、後脛骨筋、長趾屈筋、長母趾屈筋の3つの筋肉で構成され足の底屈と内反を生じさせる。

足関節の運動学

足関節複合体の主要な動きは、矢状面で起こる底背屈と底屈である。

外転内転は横断面で起こり、回内回外は前額面で起こる。

距骨下関節と脛骨関節の両方でこれらの動きを組み合わせることで、内返しと外返しと呼ばれる3次元の動きが生じる。

内返し時には、底屈回内内転が組み合わさって、足底を内側に向ける。外返しでは背屈外転回外が足底を側方に向けるように作用する

足関節の可動域

足首の可動域(ROM)は日常生活に基づく地理的および文化的差異のために、個人間で有意に変化することが示されている。

足首の動きは,主に矢状面で起こり、足底と背屈は主に距腿関節で起こる。いくつかの研究では、矢状面全体の可動域は65~75°で、背屈10~20°から底屈40~55°までの範囲であることが示されている。

前額面上の総可動域は約35°である。

日常活動では矢状面で必要とされるROMはかなり減少し、歩行では最大30°階段昇降ではそれぞれ37°-56°であった。

歴史的に、背屈運動および底屈運動が距腿関節運動のみに起因するという慣習があり、内反外転は距骨下関節のみで起こると考えられてきた。

最近では、各ジョイントに対するモーションの完全な分離が却下された。

大部分の足底/背屈は依然として距腿関節で起こると考えられているが、数度は距骨下関節で起こっている。

足部の3つの分類方法

足部(foot)は解剖学的用語として、足首関節に対して遠位に位置する下肢のセグメントを意味します。

footがショパール関節とリスフラン関節に対応する2つのラインで分割されている場合には、足は3つのセグメントで形成されます。

一つ目のセグメントは足背部(Hindfoot またはposterior tarsals)です。

この部位には距骨と踵骨があります。

二つ目のセグメントは中足部(Midfootまたはfront tarsals)で、五個の小さな骨、立方骨、舟状骨、内側楔状骨、中間楔状骨、外側楔状骨からなります。

三つ目のセグメントは前足部(Forefoot またはmetatarsals and toes)で中足骨より末端の骨で構成されます。

さらに簡単な分類では、ショパール関節が後足部(hindfootまたはposterior tarsals)と前足部(forefootまたはfrontal tarsals,metatarsals,and toes)を分割します。

上記の近位遠位の足部の2つまたは3つのコンパートメントへの分割に加えて、機能的な視点からの分類も重要です。

内側線(medial ray)は距骨、舟状骨、楔状骨、第1~3中足骨により形成されます。

外側線(lateral ray)は踵骨、立方骨、第45中足骨により形成されます。

近位部(proximal segmentまたはhindfoot)では、距骨は踵骨の上に位置します。

足の遠位部では線が捻転し、両側の線は前足部で互いに並びます。

これは後足の距骨と踵骨が負荷中に異なる動きをする理由です。

またショパール関節の動きの範囲が距骨下関節により制御される理由でもあります。

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