بررسی ارتباط ارتفاع قوس طولی داخلی پا با آسیب های ورزشی مچ پا و زانو در دونده ها ی حرفه ای مرد
-آناتومی پا:
1-1-استخوان شناسی پا :
استخوان بندی پا از سه قسمت تشکیل شده است: تارس Tarsus(مچ پا)، متاتارس Metatarsus (کف پا) و انگشتان Phalanges. تارس شامل هفت استخوان از نوع کوتاه بنام های تالوس، کالکانئوس، ناویکولار، سه استخوان کانئیفورم داخلی، میانی، خارجی و کوبوئید می باشد. این هفت استخوان علاوه بر آنکه با هم مفصل می شوند در جلو هم با پنج استخوان متاتارس در ارتباط می باشند و در نهایت هر یک از این پنج استخوان با یکی از انگشتان مفصل می شوند. هر انگشت پا دارای سه بند یا فالانکس می باشد. بجز شست که دارای دو بند است[ ].
استخوان تالوس بر روی کالکانئوس قرار می گیرد و خود با استخوان های ساق مفصل شده و مفصل مچ پا را می سازد. تالوس از دیستال با کالکانئوس و از قدام با ناویکولا مفصل می شود و در نتیجه میزان وزنی را که دریافت می کند، مستقیماً به این دو استخوان منتقل می نماید. استخوان های تارس، به استثنای تالوس، هر یک با دیگری و با استخوان های متاتارس، توسط لیگامانهای کف پایی و ساختمان های مجاور مفصل می شوند. لیگامان های کف پایی، مسئول حفظ قوس کف پایی می باشند. مفصل مچ پا یکی از مهم ترین مفاصل نیمه خلفی پا می باشد و در عمل مفصلی با 3 درجه آزادی حرکت است. سه محور مهم این کمپلکس مفصلی عبارتند از: محور عرضی (XX)، محور طولی ساق (Y) و محور طولی پا (Z). محور عرضی (XX) از دو مالئول می گذرد و بر محور مچ پا منطبق می باشد. محور عرضی (XX) جلوی صفحه فرونتال قرار می گیرد و حرکات دورسی و پلنتار فلکشن مچ پا در صفحه ساﮊیتال حول این محور انجام می شود. محور طولی ساق (Y) محوری عمودی است و حرکت ابداکشن و اداکشن پا در صفحه ترنسورس، حول این محور اتفاق می افتد. محور طولی پا (Z) محوری افقی است و در صفحه ساﮊیتال قرار می گیرد. کف پا می تواند حول این محور به سمت داخل، پایین و خارج بچرخد. مشابه این حرکت پا در دست، حرکات سوپینیشن و پرونیشن می باشد[1].
2-1- عضلات پا:
1-2-1- عضلات دورسی فلکسور مچ پا:
تمامی عضلاتی که در جلوی محور عرضی قرار گرفته اند دورسی فلکسورهای مچ پا محسوب می شوند، اما این عضلات را می توان بسته به موقعیت آنها نسبت به محور طولی پا به دو گروه فرعی دیگر تقسیم نمود:
دو عضله ای که داخل این محور قرار می گیرند، یعنی اکستانسور هالوسیس لانگوس و تیبیالیس قدامی، همزمان اداکشن و سوپینیشن را به وجود می آورند. تیبیالیس قدامی که از محور طولی دورتر قرار گرفته اداکتور و سوپیناتور قدرتمند تری است. دو عضله ای که خارج محور طولی قرار دارند یعنی اکستانسور دیژیتوروم لانگوس و پرونئوس ترشیوس همزمان ابداکتور و پروناتور می باشند و پرونئوس ترشیوس در مقایسه با اکستانسور دیژیتوروم پروناتور و ابداکتور توانمندتری است. از این رو برای نیل به دورسی فلکشن خالص مچ پا، بدون هر گونه اداکشن و سوپینیشن یا ابداکشن و پرونیشن، این دو گروه عضله می باید همزمان و به صورت متوازن به انقباض در آیند. لذا این عضلات آنتاگونیست و سینرژیست یکدیگر محسوب می شوند. از چهار عضله مسئول دورسی فلکشن مچ پا، دو عضله مستقیماً به استخوان های تارسال و متاتارسال منتهی می شود؛ تیبیالیس قدامی به کونئیفورم داخلی و متاتارس اول ختم می شود و پرونئوس ترشیوس به دورسوم قاعده متاتارس پنجم اتصال می یابد. بنابراین عملکرد آنها بلاواسطه و مستقیم است و نیازی به کمک عضلات دیگر نیست. این امر در دو دورسی فلکسور دیگر مچ پا صادق نیست و اکستانسور دیژیتوروم لانگوس و اکستانسور هالوسیس لانگوس از طریق انگشتان روی پا عمل می کنند و لذا در صورتی که انگشتان بطور پسیو یا توسط عضلات اینتراسئوس در وضعیت صاف یا فلکشن قرار گیرند، در این صورت این عضلات قادر به دورسی فلکشن مچ پا خواهند بود؛ اما اگر اینتراسئوس ها فلج شوند، فلکشن مچ پا با دفورمیتی چنگالی شدن انگشتان همراه خواهد بود[1].
2-2-1- عضلات پلنتار فلکسور مچ پا:
تمامی پلنتار فلکسور های مچ پا در خلف محور عرضی مچ پا قرار دارند. شش پلنتار فلکسور در مچ پا وجود دارند که در عمل تری سپس سورای (گاستروکنیموس) از پلنتار فلکسور های کارآمد است. هرنوع حرکتی که با اکستنشن همزمان مچ پا و زانو مثل صعود از کوه و یا دویدن همراه باشد، فعالیت گاستروکنیموس را تسهیل می کند. وقتی از وضعیت دورسی فلکشن مچ پا و اکستنشن زانو شروع می کنیم، تری سپس سورای به حداکثر کارآیی می رسد و با انقباض خود مچ پا را به پلنتار فلکشن می برد[1].
علاوه بر تری سپس سورای پنج عضله دیگر نیز به پلنتار فلکشن مچ پا کمک می کنند. پرونئوس برویس و پرونئوس لانگوس در خارج محور طولی پا قرار می گیرند و همزمان در پا ابداکشن و پرونیشن نیز ایجاد می کنند. تیبیالیس خلفی، فلکسور دیژیتوروم لانگوس و فلکسور هالوسیس لانگوس در داخل محور طولی قرار می گیرند و همزمان اداکشن و سوپینیشن تولید می کنند. پلنتار فلکشن خالص تنها نتیجه فعالیت متوازن عضلات خارجی و داخلی می باشد. با این همه عملکرد این عضلات را که می توان پلنتار فلکسور های کمکی نامید، در قیاس با تری سپس سورایی نسبتاً کم است. قدرت تری سپس سورایی معادل 65 کیلوگرم وزن است، در حالیکه توان کل پلنتار فلکسورهای کمکی معادل 5/0 کیلوگرم وزن، یعنی یک چهاردهم توان کل می باشد. پس از پارگی تاندون آشیل وقتی پا آزاد و بدون تحمل وزن باشد، پلنتار فلکسورهای کمکی می توانند به صورت فعال مچ پا را به پلنتار فلکشن ببرند. اما تنها تری سپس سورایی قادراست به فرد امکان دهد تا روی نوک انگشتان بایستد. از بین رفتن این حرکت علامت تشخیصی پارگی تاندون مذکوراست[1].
3-2-1- عضلات پروناتور :
این عضلات در خلف محور عرضی و خارج محور طولی قرار می گیرند و همزمان حرکات پلنتار فلکشن، ابداکشن و پرونیشن را تولید می کنند. پرونئوس برویس به توبرکل خارجی قاعده متاتارس پنجم ختم می شود. عمل ابداکتوری این عضله کاراتر از پرونئوس لانگوس است و با بالا بردن متاتارس های خارجی در نیمه قدامی پا پرونیشن تولید می کند. عضلات پرونئوس ترشیوس و اکستانسور دیژیتوروم لانگوس، عضله مذکور را در این عمل همراهی می کنند و در عین حال مچ پا را نیز به دورسی فلکشن می برند[1]..
پرونئوس لانگوس هم در حرکات پا و هم در حرکات استاتیک و دینامیک قوس های کف پایی نقش بسزایی را ایفا می کند.
1. این عضله مثل پرونئوس برویس یک ابداکتور است و کانترکچر آن سبب انحراف پا رو به خارج می شود. در عین حال مالئول داخلی بطور قابل ملاحظه ای به بیرون برآمده می شود.
2. این عضله به صورت مستقیم و بویژه غیرمستقیم پلنتار فلکشن تولید می کند؛ مستقیم با پایین بردن سرمتاتارس اول و غیرمستقیم با کشیدن متاتارس اول رو به خارج، بطوری که متاتارس های داخلی و خارجی به اصطلاح قطعه واحدی را می سازند. تری سپس سورای به عنوان یک پلنتار فلکسور –بطور مستقیم- تنها روی متاتارس خارجی عمل می کند. لذا با کوپل شدن متاتارسهای خارجی و داخلی، این عضله باعث می شود تا کشش تری سپس در یک آن روی تمامی متاتارس ها عمل کند.
3. این عضله یک پروناتور است. وقتی پا از زمین جدا می شود، پرونئوس لانگوس سر متاتارس اول را پایین می برد و پرونیشن همراه با پایین آمدن قوس داخلی اتفاق می افتد[1].
4-2-1 -عضلات سوپیناتور :
تیبیالیس پوستریور یکی از مهمترین عضلات سوپیناتور می باشد که به توبرکل استخوان ناویکولا متصل می گردد. این عضله از روی مفاصل تارسال عرضی و ساب تالار و مچ پا می گذرد و همزمان روی هر سه مفصل عمل می کند. این عضله با کشش ناویکولا رو به داخل ادکتور قدرتمندی است، از این رو آنتاگونیست بلافاصله پرونئوس برویس محسوب می شود. بواسطه اتصالات آن به استخوان های تارس و متاتارس، سوپینیشن تولید می کند و در حفاظت و ترتیب قرارگیری قوس های پلنتار نقش حیاتی دارد و فقدان مادرزادی این اتصالات پلنتار به عنوان یکی از علل پس پلانوس قلمداد شده است.در خلال پلنتار فلکشن و اداکشن، عضلات فلکسور هالوسیس لانگوس و فلکسور دیژیتوروم لانگوس به این عضله کمک می کنند[1].
تیبیالیس قدامی و اکستانسور هالوسیس لانگوس در قدام محور عرضی و داخل محور طولی قرار می گیرند. از این رو همزمان در مچ پا دورسی فلکشن، اداکشن و سوپینیشن بوجود می آورند. تیبیالیس قدامی در نقش یک سوپیناتور کارآمدتر از یک ادکتور است و از طریق بالا کشیدن تمامی ساختارهای قوس طولی داخلی عمل می کند. این عضله قاعده متاتارس اول را روی کونئیفورم داخلی بالا می کشد، بطوریکه سرمتاتارس نیز بالا می آید. قدرت عملکرد آن در نقش ادکتور از تیبیالیس خلفی کمتر است و همراه با تیبیالیس خلفی اداکشن و سوپینیشن خالص ایجاد می کند[1].
اکستانسور هالوسیس لانگوس نیز اداکشن و سوپینیشن تولید می کند ولی قدرت آن کمتر از تیبیالیس قدامی است[1].
2- بیو مکانیک پا :
1-2- قوسهای کف پائی :
کف پا شامل قوسهای طولی و عرضی است. قوس طولی دارای دو بخش داخلی و خارجی است که در خلف پا (کالکانئوس) بهم می رسند، ولی در جلوی پا از هم فاصله می گیرند. بخش خارجی قوس طولی از کالکانئوس، کوبوئید و متاتارس پنجم تشکیل شده است و به اندازه کافی تخت است تا اجازه دهد کناره خارجی پا روی زمین قرار گیرد. بخش داخلی قوس طولی پا که مرتفع ترین قسمت قوس است از کالکانئوس، تالوس، ناویکولا، کانئیفورم داخلی و استخوان متاتارس اول می گذرد و توسط تاندون های عضلات تیبیالیس انتریور، تیبیالیس پوستریور و فلکسور هالوسیس لانگوس حمایت می شود[1].
قوس عرضی از سر استخوانهای متاتارس تشکیل شده است. در بخش خلفی آن استخوان های کوبوئید و کانئیفورم قرار می گیرند و توسط تاندون های قسمت داخلی کف پا بویژه تیبیالیس پوستریور تقویت می شوند. پرونئوس لانگوس هم به حفظ این قوس کمک می کند. در حالت ایستاده پا با ساق زاویه قائم تشکیل می دهد و استخوان های پا طوری قرار می گیرند که قوس های طولی و عرضی یکدیگر را قطع می کنند. در نتیجه انتقال نیروی وزن بدن از طریق استخوان های مچ پا –به تنهایی- صورت نمی گیرد، بلکه این نیرو از طریق استخوان های مچ پا و کف پا به قدام منتقل می گردد[1].
قوس کف پایی یک سازه معماری است که تمامی اجزای پا یعنی مفاصل، لیگامانها و عضلات را داخل یک سیستم واحد تلفیق می کند. باتوجه به تغییر انحنا و ارتجاعیت آن، قوس کف پایی خود را با ناهمواری های سطح زمین تطبیق می دهد و می تواند نیروهای حاصله از وزن بدن و حرکات آن را به زمین انتقال دهد. این امر در موقعیت های متفاوت و با برخورداری از بهترین مزیت مکانیکی به دست می آید. قوس کف پایی ضربات را می گیرد و برای انعطاف پذیری راه رفتن الزامی است. هرگونه حالات پاتولوژیک، که انحناهای آنرا صاف یا تشدید کند، می تواند بر راه رفتن و حفظ پوسچر کشیده اثر سوء بگذارد[1].
2-2- قوس طولی داخلی :
دو مدل برای توصیف قوس طولی داخلی پا وجود دارد: مدل Beam و مدل Truss. هر دو مدل معتبر می باشند و می توانند بطور کلینیکی نشان داده شوند. مدل Beam بیان می کند که قوس طولی داخلی یک منحنی است که حاصل مفاصل مرتبط با هم و لیگامان های حمایت کننده کف پایی می باشد و در نتیجه اعمال وزن بدن نیرو های Tensile، روی سطح تحتانی منحنی و نیروهای Compressive در سطح فوقانی آن متمرکز شده اند. مدل Truss بیان می کند قوس ساختاری مثلثی دارد که دو پایه آن در قاعده به یکدیگر متصل شده اند. دو پایه تحت فشار های Compressive و قاعده آن در معرض نیروهای Tensile قرار دارد. ساختار قاعده ای در این مدل فاسیای کف پایی می باشد[ ].
شکل 1- مدل Beam برای توصیف قوس طولی داخلی
شکل 2- مدل Truss برای توصیف قوس طولی داخلی
فاسیای کف پایی از تکمه داخلی کالکانئوس آغاز می شود و از روی مفاصل تارسال عرضی، تارسومتاتارسال و متاتارسوفالانژیال میگذرد و به صفحه پلنتار لیگامان های متاتارسوفالانژیال و کولترال و همچنین سزاموئید ها ی شست می چسبد. دورسی فلکشن مفاصل متاتارسوفالانژیال، فاسیای کف پایی را می کشد و از طریق مکانیسم "چرخ چاه " باعث افزایش ارتفاع قوس طولی داخلی می گردد. در حین Toe Off در سیکل گیت، وقتی وزن بدن از طریق پا به سمت جلو انتقال می یابد، انگشتان بطور پسیو به دورسی فلکشن می روند، لذا فاسیای کف پایی سفت می شود و فاصله بین پاشنه و سر های متاتارس کاهش می یابد؛ بنابراین ارتفاع قوس افزایش می یابد. اعمال کشش روی فاسیای کف پایی، از طریق اتصالات آن به قسمت داخلی کالکانئوس، به این استخوان انتقال می یابد و می تواند باعث ایجاد اینورژن در کالکانئوس شود[2].
قوس طولی داخلی هر دو عامل حمایت اکتیو و پسیو را دارد. Huang و همکارانش (1993) مطالعه ای زنده از پای در حال تحمل وزن انجام دادند و دریافتند که برش در فاسیای کف پایی منجر به 25% کاهش در سفتی قوس گردید. از دیدگاه آنها سه عامل در ثبات استاتیک قوس نقش دارند: فاسیای کف پایی، لیگامانهای کوتاه و بلند کف پایی و لیگامان Spring. لیگامان Spring نقش یک مهار را برای سر تالوس دارد و مانع از جابجایی آن به سمت پایین و داخل می شود و بدین ترتیب ثبات استاتیک قوس را فراهم می کند[ ].Thordarson و همکارانش (1995) مطالعه ای دینامیک با شبیه سازی فاز Stance انجام داد. در این مطالعه مشخص شد که نقش حمایتی فاسیای کف پایی از طریق دورسی فلکشن در مچ پا بود و تیبیالیس خلفی نیز بیشترین نقش را در ثبات دینامیک قوس داشت[ ]. در مطالعه ای مشابه که روی جسد انجام شد، Kitaoka (1997) نیز نشان داد هنگامی که تنشن در تیبیالیس خلفی کم می شود، ارتفاع قوس نیز کاهش می یابد[ ]. مطالعه کلینیکی 14 پا نیز پس از فاسیاتومی خلف پلنتار با پیگیری بیش از چهار سال نشان داد که ارتفاع قوس 4/1 میلیمتر کاهش داشت[ ]. بنابراین مدل Truss در ثبات قوس حمایت می شود. تغییرات نوروپاتیک مفصلی یا تروما ممکن است حمایت مفصلی و استخوانی قوس را مختل کند و منجر به فرو پاشیدن قوس و ایجاد دفورمیتی Rocker Bottom در پا شود. این تخریب مفصلی مدل Beam را در ثبات قوس حمایت می کند[2].
تیبیالیس خلفی، از قسمت فوقانی قوس می گذرد و در ثبات آن نقشی حیاتی دارد. در حقیقت این عضله ناویکولا را رو به پایین و خلف زیر سر تالوس، می کشد. پرونئوس لانگوس نیز با خم کردن متاتارس اول روی کونئیفورم داخلی و کونئیفورم داخلی روی ناویکولا انحنای قوس را تشدید می کند. فلکسور هالوسیس لانگوس بخش زیادی از قوس طولی داخلی را تحت پوشش قرار می دهد. لذا اثر قدرتمندی بر انحنای آن دارد. عضله فلکسور دیژیتوروم لانگوس عضله نامبرده را در این عمل یاری می کند. این عضله به صورت متقاطع از سطح زیرین فلکسور هالوسیس لانگوس می گذرد. ابدکتور هالوسیس لانگوس تمامی قوس داخلی را پوشش می دهد و با نزدیک کردن دو انتهای قوس انحنای آن را تشدید می کند. از طرف دیگر دو عضله ای که به قسمت تحدب قوس اتصال می یابند یعنی اکستانسور هالوسیس لانگوس (تحت شرایطی خاص) و تیبیالیس انتریور می توانند انحنای قوس را کاهش دهند [1].
3-2- تعادل در ساختار پا :
پا سازه ای سه گوش است که وجه تحتانی آن را قوس کف پایی می سازد و لیگامانها و عضلات کف پایی وتر آن را تشکیل می دهند. وجه قدامی فوقانی شامل دورسی فلکسورهای مچ پا و اکستانسورهای انگشتان پاست و وجه خلفی مشتمل بر پلنتار فلکسورهای مچ پا و فلکسورهای انگشتان می باشد[1].
شکل 3: نمایی شماتیک از موقعیت اکستانسورهای مچ پا و نیز عضلات فلکسور و اکستانسور انگشتان پا
شکل طبیعی قوس کف پایی به پا اجازه می دهد تا خود را بطور صحیح با زمین تطبیق دهد که در نتیجه تعادل بین نیروهایی است که در امتداد این سه وجه عمل می کنند. از این رو پس کاووس (تشدید قوس کف پایی ) می تواند از کوتاه شدن لیگامان ها و عضلات کف پایی و بی کفایتی فلکسورهای مچ پا بوجود آید و پس پلانوس (کاهش قوس کف پا) می تواند حاصل بی کفایتی عضلات یا لیگامان های کف پایی و یا هایپر تونیسیته عضلات متصل به تحدب قوس طولی باشد[1].
1-3-2- پس کاووس(Pes Cavus) :
انحنا و نحوه قرارگیری قوس پلنتار به تعادل بسیار ظریف عضلات مختلف مربوطه بستگی دارد. قوس در اثر وزن بدن و با کانترکچر عضلات متصل به تحدب قوس: تیبیالیس قدامی، پرونئوس ترشیوس، اکستانسور دیژیتوروم لانگوس و اکستانسور هالوسیس لانگوس روی زمین باز می شود. دو عضله آخر تنها زمانی مؤثرند که فالانکس های پروگزیمال به وسیله اینتراسئوس ها ثابت شده باشند. انحنای قوس کف پایی با کانترکچر عضلات متصل به قسمت تقعر: تیبیالیس خلفی، پرونئوس لانگوس و برویس، عضلات پلنتار و فلکسور دیژیتوروم لانگوس افزایش می یابد. همچنین فلج شدن یا کاهش تونسیته عضلاتی که به تحدب قوس منتهی شده اند، می تواند باعث تشدید انحنای قوس گردد و بر عکس فلج شدن یا کاهش تونسیته عضلات سمت تقعر می تواند به صاف شدن انحنای قوس منجر شود. بی کفایتی یا کانترکچر یک عضله تعادل کلی این مجموعه را از هم می پاشد و به بروز پاره ای دفورمیتی ها منتهی می گردد. سه نوع پس کاووس وجود دارد:
1. نوع خلفی که دفورمیتی در اثر بی کفایتی در تری سپس سورای در قسمت خلفی قوس کف پایی بوجود می آید. عضلات موجود در تقعر قوس بصورت ناقص بالانس می یابند و انحنای کف پا افزایش می یابد. دورسی فلکسورهای مچ پا، پا را به وضعیت فلکشن می برند و این امر منجر به تالیپس اکوئینوس می شود که اغلب با دفورمیتی والگوس ترکیب می شود و به دنبال کانترکچر ابدکتورهای پا مثل عضلات اکستانسور دیژیتوروم لانگوس و پرونئوس ها بوجود می آید.
2. نوع حد واسط که نسبتاً نادر است و از کانترکچر عضلات پلنتار ناشی می شود و به دنبال استفاده از کفش های با کفی بسیار سخت یا کوتاهی اپونوروز پلنتار بوجود می آید.
3. نوع قدامی را می توان به گروه های فرعی تقسیم نمود که همگی دارای دفورمیتی اکوئینوس می باشند و دو مشخصه زیر را نشان می دهند:
دفورمیتی اکوئینوس قدام پا که در اثر پایین آمدن قسمت قدامی قوس ایجاد می شود، می تواند تا اندازه ای در حین تحمل وزن کاهش می یابد. بسته به مکانیزم زمینه ساز بیماری انواع زیر را برای نوع قدامی پس کاووس تشریح کرده اند: کانترکچر تیبیالیس خلفی و پرونئوس لانگوس و برویس سبب پایین آمدن قسمت قدامی پا می شود. کانترکچر پرونئوس ها به تنهایی می تواند به پس کاووس منجر شود که در این صورت با دفورمیتی والگوس ترکیب می گردد و اکوئینووالگوس را به وجود می آورد.
نامیزانی در مفاصل متاتارسوفالانژیال علت شایع پس کاووس است: بی کفایتی اینتراسئوس ها کفه موازنه را به نفع اکستانسورهای انگشتان پا سنگین تر می کند و به دنبال آن در فالانکس اول هایپراکستنشن اتفاق می افتد. در مرحله بعد سر متاتارس ها پایین آمده و این امر به پایین آمدن قسمت قدامی پا یعنی پس کاووس منجر می شود.
علاوه بر این پایین آمدن سر متاتارس ها ممکن است حاصل بی کفایتی تیبیالیس قدامی باشد؛ لذا اکستانسور دیژیتوروم لانگوس به جبران آن مبادرت می کند و فالانکس های پروگزیمال را تیلت می دهد. اینک عضلات نامتوازن پا انحنای قوس را تشدید می کنند و فعالیت تری سپس دفورمیتی اکوئینوس مختصری را بوجود می آورد. درجه کمی والگوس از توازن ناقص اکستانسور دیژیتوروم پدید می آید[1].
یکی از علل رایج پس کاووس پوشیدن کفش هایی با طول کوتاه یا پاشنه بلند می باشد. انگشتان به نوک کفش برخورد می کند و به هایپراکستنشن می روند، بطوریکه سر متاتارس ها پایین می افتد. تحت فشار وزن بدن پا در سراشیبی کفش به پایین می لغزد و پاشنه وانگشتان به هم نزدیک می شوند. این پدیده انحنای قوس را تشدید می کند. تشخیص این دفورمیتی از راه مطالعه رد پا آسان تر است. در مقایسه با رد پای طبیعی، در اولین مرحله از پس کاووس یک برآمدگی در لبه خارجی و عمیق تر شدن تقعر لبه داخلی به چشم می خورد. در مرحله بعد اثری از تماس در ناحیه میانی پا با زمین وجود ندارد و بالاخره در دراز مدت این ویژگی ها با ناپدید شدن رد انگشتان بواسطه دفورمیتی ثانویه claw toes دنبال می شود[1].
2-3-2- صافی پا (Pes Planus):
کاهش ارتفاع قوس کف پایی از ضعف عناصر نگهدارنده آن یعنی عضلات و لیگامان ها ناشی می شود. لیگامان ها برای مدت کوتاهی به تنهایی قادر به حفظ انسجام و یکپارچگی قوس می باشند. اگر حفاظت عضلانی به عللی دچار بی کفایتی گردد، سرانجام لیگامان ها دچار استرچ شده و قوس قطعاً فرو می ریزد[1]. بنابراین صافی کف پا عمدتاً ناشی از بی کفایتی عضلانی مثل ناتوانی تیبیالیس خلفی یا عموماً پرونئوس لانگوس است. اگر وزنی بر پا وارد نشود، دفورمیتی واروس در پا ایجاد می شود؛ زیرا پرونئوس لانگوس یک ابدکتور است. از طرف دیگر وقتی وزن بدن بر پا اعمال می شود، قوس داخلی فرو می ریزد و دفورمیتی والگوس به وجود می آید. این دفورمیتی از دو عامل ناشی می شود:
1. قوس عرضی پا که بطور طبیعی بوسیله تاندون پرونئوس لانگوس برقرار است به حالت صاف در می آید؛ در عین حال ارتفاع قوس داخلی کاهش می یابد، قدام پا روی محور طولی به داخل می چرخد بطوریکه کف پا در سراسر سطح آن با زمین تماس می یابد و همزمان قدام پا به خارج جابجا می شود.
2. کالکانئوس روی محور طولی اش در جهت پرونیشن می چرخد و تمایل دارد که بطور تخت روی سطح داخلی قرار گیرد. این درجه از والگوس که قابل رؤیت بوده و از طریق زاویه بین محور پاشنه و تاندون آشیل قابل اندازه گیری است، از محدوده فیزیولوژیک (5 درجه) فراتر رفته و در برخی از موارد نیز می تواند به 20 درجه برسد. از نظر برخی پژوهشگران دفورمیتی والگوس در اصل حاصل مالفورمیشن سطوح مفصل ساب تالار و تا اندازه ای لقی غیر طبیعی لیگامان های اینتراسئوس است . برخی دیگر اینگونه ضایعات را ثانویه می دانند.
علت هرچه باشد، دفورمیتی والگوس مرکز استرس را به جانب لبه داخلی پا جابجا می کند. سرتالوس به پایین و داخل حرکت می کند، سپس حاشیه داخلی وجود سه برجستگی کم و بیش مشخص را نشان می دهد:
1)مالئول داخلی بطور غیرطبیعی برجسته می شود؛
2)قسمت داخلی سر تالوس؛
3)توبرکل استخوان ناویکولا.
توبرکل ناویکولا رأس زاویه منفرجه ای را توصیف می کند که از محور های قسمت های خلفی و قدامی پا تشکیل می شود. اداکشن و پرونیشن قسمت خلفی با ابداکشن و سوپینیشن در قسمت قدامی جبران می گردد، بطوریکه انحنای قوس صاف می شود. تشخیص صافی کف پا از طریق رد پا یا اثر پا ساده است؛ در مقایسه با پای طبیعی، تقعر لبه داخلی پا به تدریج پر می شود و یا حتی ممکن است که لبه داخلی به حالت تحدب در آید[1].
4-2- کینتیک پا:
حداکثر نیروهای اعمال شده به پا شگفت انگیز است. حداکثر نیروی عکس العمل زمین در طول راه رفتن به 120% و در حین دویدن به 275% می رسد[2]. Manter نیروهای Compressive را در شرایط اعمال لود استاتیک در پای جسد اندازه گیری کرد تا بتواند توزیع نیرو ها را از طریق مفاصل پا تعیین کند. مرتفع ترین بخش قوس طولی، یعنی مفاصل تالوناویکولا و ناویکولوکونئیفورم، حداکثر نیرو را در میان مفاصل تارسال تحمل می کنند. ستون خارجی که از مفاصل کالکانئوکوبوئید و دو متاتارسال خارجی تشکیل شده است، نیروی کمتری را انتقال می دهد[ ].
در نیم قرن گذشته، توزیع نیروها زیر پا در طول فاز Stance، یکی از مهم ترین موضوعات مورد بررسی بوده است. در ابتدا مفهوم "قوس عرضی متاتارسال " مطرح شد که بر طبق این مفهوم توزیع نیروها عمدتاً توسط پاشنه، متاتارس اول و متاتارس پنجم انجام می شد. این مفهوم توسط Morton زیر سوال رفت.Morton عقیده داشت که Forefoot در شش نقطه با زمین تماس دارد که بطور یکسان در تحمل وزن دخیلند: دو سزاموئید و سرهای متاتارس های کوچکتر[2]. مطالعات اخیر بر روی فشار کف پا توسط Cavanagh و همکارانش (1987) نشان داد که توزیع نیرو در پا به صورت زیر است: پاشنه 60%، 8% در Midfoot ، 28% در Forefoot و انگشتان 4%. حداکثر فشار پاشنه 6/2 برابر بیش از فشار ناحیه Forefootزیر سر متاتارس دوم اتفاق می افتد[ ]. اندازه گیری های استاتیک رادیوگرافی پا تنها 65% تغییرات فشار دینامیک اندازه گیری شده در افراد مختلف را تخمین می زند. لذا دینامیک گیت مهم ترین تأثیر را بر فشار کف پایی دارد[2].Hutton و همکارانش (1973) پیشرفت مرکز فشار را در کف پا در طول راه رفتن بررسی کرد. در هنگام راه رفتن با پای برهنه ابتدا مرکز فشار زیر پاشنه است. آنگاه به سرعت به Midfoot و Forefoot انتقال می یابد. در Forefoot سرعت انتقال مرکز فشار کاهش می یابد. حداکثر فشارهای Forefoot در 80% فاز Stance اتفاق می افتد و زیر سر متاتارس دوم متمرکز است. در Toe off مرکز فشار، زیر شست منتقل می گردد. سرهای متاتارس در 50% فاز Stance در تماس با زمین می باشند[2].
شکل 4- موقعیت مرکز فشار در حین راه رفتن
Soames (1985) معتقد است که بیشترین فشار و بیشترین ایمپالس های ناشی از تماس پا و زمین، در حین راه رفتن با پای برهنه، در زیر سر متاتارس سوم است نه دوم[ ].
توزیع فشار کف پایی با پوشیدن کفش تغییر می کند. پوشیدن کفش با ایجاد توزیع یکنواخت تری از فشار زیر پاشنه، میزان فشار زیر پاشنه را کاهش می دهد. توزیع نیروی Forefoot به سمت داخل شیفت می یابد و سر های متاتارس اول و دوم بیشتر تحمل وزن می کنند. فشار زیر انگشتان با پوشیدن کفش افزایش می یابد[2].
در طول راه رفتن و دویدن چندین نیرو بین پا و زمین عمل میکنند: نیروی عمودی ، Shear قدامی – خلفی ، Shear داخلی - خارجی و گشتاور چرخشی . نمایش نیروی عکس العمل عمودی زمین به صورت یک منحنی با دو قله می باشد. قله اول منحنی نتیجه تماس پاشنه با زمین در ابتدای فاز Stance است و قله دوم در انتهای فاز Stance قبل از Toe off اتفاق می افتد. از آنجاییکه در بیشتر دونده ها محل اولین تماس با زمین پاشنه می باشد، هنگام دویدن در سرعت های کم تا متوسط نیروی حاصل از برخورد پا با زمین (Impact Force) به سرعت دونده و سطح زمین بستگی دارد که از 5/1 تا 5 برابر وزن بدن متفاوت است و برای مدت زمانی کمتر از ms30 طول می کشد. سرعت پا و مرکز ثقل در لحظه تماس، جرم موثر بدن در لحظه تماس، سطح تماس، خصوصیات مواد از جمله جنس کفش و کفپوش زمین شماری از متغیر هایی است که بر نیروی حاصل از برخورد اثر می گذارند. دومین قله نیروی عکس العمل زمین که در طول تماس پاشنه با زمین ایجاد می شود به قله فعال یا Active Peak موسوم است. پیک فعال در 75–60 درصد بعدی فازStance تا حدود Mid stance اتفاق می افتند و مدت زمانی حدود ms200 و یا اندکی بیشتر بطول می انجامند. بدلیل مدت زمان طولانی تر نیروهای فعال، این بخش از منحنی به عنوان جزء کم فرکانس نیروی عکس العمل زمین محسوب می شود و شواهد علمی پیشنهاد می کنند که این بخش از منحنی نیرو-زمان می تواند نقش زیادی در بروز آسیب های overuse حین دویدن داشته باشد[ ].
شکل 5: نمودار نیروی عکس العمل عمودی زمین در حین دویدن
نیروهای Shear قدامی در ابتدای فاز Stance، نتیجه کاهش شتاب پا می باشند و نیروهای Shear خلفی در حین Push off در انتهای Stance رخ می دهند[2].
بیشترین Shear داخلی–خارجی در جهت خارج می باشد چرا که وزن پا روی بدن به سمت داخل متمایل است. گشتاور چرخشی داخلی در ابتدای Stance بوجود می آید. در ابتدای Stance تیبیا به داخل می چرخد و پا به پرونیشن می رود. گشتاور چرخشی داخلی با گشتاور چرخشی خارجی دنبال می شود که نتیجه چرخش ساق به خارج و سوپینیشن پا می باشد[2].
3- متد های طبقه بندی انواع پا:
مرور مقالات نشان می دهد که هیچ توافق آشکاری روی یک متد ایده آل برای طبقه بندی انواع پا نمی باشد. متدهای موجود عمدتاً بر مبنای پارامتر های مورفولوژی می باشند. اندازه گیری می تواند در حالت ایستاده (استاتیک) و یا در حال حرکت (دینامیک) انجام شود. متد های طبقه بندی انواع Foot بر مبنای شکل می توانند در یکی از طبقات زیر قرار بگیرد:
1. معاینه دیداری غیر کمی
2. مقادیر انتروپومتریک
3. پارامترهای Footprint
4. ارزیابی رادیوگرافیک
که در ادامه توضیح مختصری برای هر متد داده می شود[ ].
1-3- معاینه دیداری غیر کمی :
بخشی از ارزیابی بالینی معمول مشکلات Foot، مشاهده وجود یا عدم وجود انحناهای پاست که از جلو، طرفین وعقب، در سه وضعیت عدم تحمل وزن و تحمل وزن و در طول راه رفتن انجام می شود. به منظور تسهیل عمل برای درمانگر و یا استنادی برای ارزیابی ها و مقایسه در آینده ممکن است در این ارزیابی ها از عکس های رادیوگرافی و ویدیو از نماهای مختلف استفاده شود. با استفاده از Pedoscope می توان ارزیابی دقیق تری را ارائه کرد. در ساختار این وسیله یک آیینه وجود دارد که برای نشان دادن سطح تماس زیرین پا استفاده می شود[11].
اندازه گیری دیداری ساده ترین متد ارزیابی بررسی انحنا و راستای پا است که به راحتی در دسترس درمانگران می باشد. Dahleو همکارانش (1991) با بکار گیری یک متد ارزیابی دیداری، 73/0 توافق در تقسیم بندی پا به سه گروه طبیعی، low Archو High Arch در میان فیزیوتراپیست های با تجربه گزارش کردند. این طبقه بندی برمبنای تخمین های کیفی زاویه قوس و راستای خلف پا، وجود یا عدم وجود بیرون زدگی تالوناویکولا بود. هیچ همبستگی برای سه متغیر استفاده شده در این مطالعه دیده نشد. تمامی تلاشها در این مطالعه برای توصیف پا، به این طریق، سابجکتیو است واطلاعات محدودی به ما می دهد. همبستگی و سطح توافق بین درمانگران مختلف برای ارزیابی دیداری غیرکمی قوس طولی داخلی از عکس پای فرد نیز، ضعیف بود[ ].
2-3- مقادیر انتروپومتریک :
این روش به صورت اندازه گیری مستقیم لندمارک های سطحی یا برجستگی های استخوانی نشان دهنده موقعیت و وضعیت ساختارهای مختلف پا از جمله قوس طولی داخلی تعریف می شود. درمانگر از اطلاعاتی که در مورد موقعیت سگمان های پا در صفحات فرونتال و یا ساژیتال بدست می آورد، برای طبقه بندی پا استفاده می کند[11].
1-2-3- Arch Height :
Arch Height (ارتفاع قوس) اندازه گیری مستقیم بالاترین نقطه قوس طولی داخلی در صفحه ساژیتال است و می توان گفت این روش یکی از آسان ترین روش هایی است که برای درمانگر اطلاعات عددی مربوط به ساختار پا را فراهم میکند. استخوان برجسته ناویکولا که مرتفع ترین نقطه قوس طولی داخلی را نشان می دهد و یا بلندترین نقطه در امتداد لبه بافت نرم قوس داخلی می تواند به عنوان نقطه رفرنس استفاده شود. استفاده از کالیپر می تواند دقت اندازه گیری را افزایش دهد[11]. Hawes (1992) وهمکارانش اعتبار بالایی برای پایایی Intertester و Intratester این روش در اندازه گیری مستقیم ارتفاع قوس با استفاده از یک کالیپر دیژیتالی گزارش کردند[ ].
اندازه گیری مستقیم ارتفاع استاتیک قوس روشی ابجکتیو برای تعیین اختلاف در ساختار پا فراهم می کند. محدودیت اصلی این روش برای طبقه بندی پا این است که طبقه بندی بر مبنای اندازه گیری استاتیک قوس طولی داخلی، نمی تواند بیان کننده رفتار دینامیک پا باشد. Nachbauer و Nigg (1992) ارتفاع قوس را با روش اندازه گیری مستقیم در حالت ایستاده با وضعیت راه رفتن مقایسه کردند و دریافتند که مقدار جابجایی عمودی قوس در حین راه رفتن از اندازه مطلق ارتفاع استاتیک قوس متأثر نیست[ ].
2-2-3- Longitudinal Arch Angle:
این زاویه اولین بار توسط Norkin و Levangie (1983) تحت عنوان Feiss Line تعریف شد. این زاویه توسط خطی که مالئول داخلی را به توبروزیتی ناویکولا متصل می کند و در ادامه به داخلی ترین قسمت سر متاتارس اول می رسد، شکل می گیرد و بطور غیر مستقیم ارتفاع قوس را تعریف می کند. اندازه گیری های استاتیک غیر کمی و کمی این زاویه همراه با دیگر پارامتر ها برای طبقه بندی پا استفاده می شود و پا را به سه گروه نرمال، Low Arch و High Arch تقسیم می کند[11]. همبستگی 90/0 برای پایایی Intratester و 81/0 برای پایایی Intertester در اندازه گیری کمی این روش بدست آمد[ ]. این زاویه از ارتفاع و طول قوس داخلی تشکیل شده است و اطلاعات بیشتری در مورد رفتار و وضعیت قوس به ما می دهد. زاویه دیگری مشابه این زاویه وجود دارد که Supranavicular Angle خوانده می شود و با استفاده از آنالیز سه بعدی وضعیت مارکر در حین دویدن اندازه گیری می شود. این زاویه بین دو خطی که قوزک داخلی را به تکمه ناویکولا و تکمه ناویکولا را به سر متاتارس اول وصل می کنند، تشکیل می شود[11].
3-2-3- Rearfoot Angle:
زاویه ایست که بین خط طولی که (کالکانئوس) را به دو قسمت تقسیم میکند و خطی که ثلث دیستال ساق پا را نصف می کند، تشکیل می شود و اطلاعاتی در مورد وضعیت صفحه فرونتال و حرکات Hindfoot می دهد. این زاویه ممکن است مستقیماً در وضعیت ایستاده و یا چسباندن 4 مارکر که به صورت جفت جفت دو خط را نشان می دهند، در حین راه رفتن و یا دویدن اندازه گیری شود. این تکنیک تا حد زیادی برای ارزیابی اثرات کفش های مختلف و اورتز ها روی حرکات Rearfoot استفاده می شود[11].(شکل 6)
اندازه گیری این زاویه اطلاعاتی در مورد حرکت درمفصل ساب تالار و شاید تا حد کمتری حرکت تالوس در مورتیس به ما می دهد. پیشنهاد شده است که زاویه استاتیک Rearfoot در Single Leg Standing می تواند به عنوان یک شاخص بالینی از ایورژن در Rearfoot مطرح شود[ ].
شکل 6-Rearfoot Angle
4-2-3-Navicular Drop :
با ارزیابی حرکت در صفحه ساژیتال استخوان ناویکولا در حین تحمل وزن، مفهوم ناویکولار دراپ معرفی شد. در این اندازه گیری ابتدا در پایی که تحمل وزن نمی کند، توبروزیتی ناویکولا مشخص می شود؛ در حالیکه پا روی زمین است و ساب تالار در وضعیت نرمال خود می باشد. سپس از فرد خواسته می شود که 50 درصد وزن را روی پا بیندازد.آن گاه حرکت ناویکولا در صفحه ساژیتال با خط کش اندازه گیری می شود. جابجایی ساژیتال توبرکل ناویکولا می تواند پرونیشن مفصل ساب تالار را نشان دهد. علاوه بر این، این تست درجه پلنتار فلکشن تالوس را روی کالکانئوس در حین پرونیشن مفصل ساب تالار نشان می دهد[11]. این تست در سال های اخیر بیشتر مورد قبول واقع شده است. برخی محققان این متد را روشی پایا برای اندازه گیری پرونیشن پا توصیف کرده اند. دراپ ناویکولا بیشتر به الگوی حرکت Rearfoot مربوط است تا اندازه گیری های کلاسیک صفحه فرونتال. پایایی Intratester و Intertester متوسطی برای این تکنیک گزارش شده است[ ].
5-2-3- Navicular Drift:
این مفهوم به جابجایی کم استخوان ناویکولا در صفحه عرضی اطلاق می شود. Medial Drift استخوان ناویکولا از وضعیت طبیعی نسبت به وضعیت Stance با روشی مشابه ناویکولار دراپ اندازه گیری می شود و می تواند یک شاخص عددی در مورد بیرون زدگی داخلی ناویکولا در ارتباط با Pronated Foot به ما بدهد. تنها مزیت این تست بر ناویکولار دراپ این است که Navicular Drift حرکت قوس طولی داخلی را در صفحه فرونتال و ساژیتال نشان می دهد اما ناویکولار دراپ تنها جابجایی ساژیتال قوس را نشان می دهد. مقدار مورد انتظار حرکت از وضعیت طبیعی تا وضعیت تحمل وزن ایستاده در صفحه فرونتال کم است و ممکن است بسیار جزئی باشد. تا امروز در مورد پایایی این تکنیک چیزی گزارش نشده است و تلاشی هم در جهت معتبرسازی این تکنیک صورت نگرفته است[11].
6-2-3- Valgus Index :
این تکنیک به وضعیت صفحه فرونتال مفصل مچ پا نسبت به سطح حمایت کننده پاشنه مربوط می باشد. برای انجام این تکنیک موقعیت مالئول ها را روی فوت پرینت مشخص می کنیم. مرکز خط اتصال دهنده دو قوزک در ارتباط با خطی است که از مرکز پرینت پاشنه به مرکز انگشت سوم متصل می شود و شاخصی به نام Valgus Indexرا به ما میدهد(شکل 7). Valgus Index برابر است با:
VI = 1/2 – AC (100 / AB )
ایندکس مثبت نشان دهنده شیفت مچ پا به داخل است و ایندکس منفی نشان دهنده شیفت مچ پا به سمت خارج است[11].
شکل 7- والگوس ایندکس
3-3- شاخص های Footprint:
در این روش اندازه گیری از نوع Footprint، از یک پد جوهردار شده و یا اخیراً به صورت پیشرفته تر، از ترنسدیوسر های فشاری استفاده می شود. در این روش فرض بر این است که تغییر در شکل و موقعیت اجزای ساختاری پا در این اثر منعکس می شود. اندازه گیری سطح تماس و یا پهنای Footprint می تواند ابزاری ساده و ابجکتیو برای طبقه بندی پا فراهم کند[11].
1-3-3-(شاخص قوس پا) Arch Index :
این شاخص به عنوان کسر بین سطوح تماس بخش های مختلف، بدون محاسبه اثر انگشتان، تعریف شده است. این متد می تواند هم به صورت استاتیک و هم به صورت دینامیک استفاده شود. ( A.I ) Arch Indexتوسط Cavanagh و Rodger در سال(1987) معرفی شد. برای محاسبه این پارامتر ابتدا خطی از مرکز پاشنه به نوک انگشت دوم رسم می شود که همان محور پا تعریف می باشد. خط دوم عمود بر محور طوری رسم می شود که مماس بر قدامی ترین بخش فوت پرینت در جلوی سر متاتارس ها باشد. نقطه تقاطع بین دو خط علامت گذاری می شود. آنگاه خط محوری پا به سه قسمت مساوی تقسیم می شودکه فوت پرینت را به سه ناحیه تقسیم می کند. A.I از تقسیم مساحت یک سوم میانی به کل سطح فوت پرینت (بدون احتساب انگشتان) محاسبه میگردد(شکل 8). Staheli (1987) این شاخص را از تقسیم عرض داخلی-خارجی پا در ناحیه قوس به عرض داخلی - خارجی پاشنه محاسبه کرد[11،13]. همبستگی معکوس معنی داری بین A.I و ارتفاع قوس (اندازه گیری مستقیم ارتفاع با استفاده از کالیپر) بدست آمد[ ].
شکل 8- Arch Index
2-3-3- Modified Arch Index :
در این روش از داده های فشار به جای داده های سطح ژئوگرافی تماس پا با زمین استفاده می شود. پایایی بالا و کاهش subjectivity آن نسبت به A.Iیک برتری می باشد. هرچند که پیچیدگی پردازش اطلاعات می تواند یک فاکتور محدودکننده برای این تکنیک باشد اما این تکنیک می تواند تا حد زیادی به عنوان یک ابزار کلینیکال برای ارزیابی عملکرد پا استفاده شود[11].
3-3-3- Arch Angle ( Footprint Angle ):
این زاویه توسط Clarke (1933) به این صورت تعریف شده است: زاویه بین خطی که داخلی ترین قسمت متاتارسال فوت پرینت را به کناره قوس متصل می کند و خطی که داخلی ترین قسمت ناحیه متاتارسال و داخلی ترین نقطه پاشنه را به هم وصل می کند(شکل 9). ضریب پایایی 97/0 برای اندازه گیری 135 فوت پرینت بدست آمد[ ].
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 110 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله بررسی ارتباط ارتفاع قوس طولی داخلی پا با آسیب
