Funktionsanalyse des Fußes

Funktionsanalyse desFues J.Gabel Abteilung fr Fuchirurgie BG-Unfallklinik Murnau - Aufrechter Gang und Fufunktion Die Evolution des Menschen, whrend welcher sich ber einen Zeitraum von knapp 4 Mio. Jahren der sog. moderne Mensch entwickelte, ist vom zunehmend aufrechten Gang und der damit mglichen Entwicklung der Hand zum komplexen Tast- und Greiforgan sowie der Hirnentwicklung charakterisiert. Lange bevor der Mensch sesshaft wurde, legte er lange Wegstrecken als Nomade zurck. Damit diente der Fu nicht mehr lnger dem Greifen, sondern der Fortbewegung des Zweibeiners Mensch. Der wesentliche Gestaltwandel vollzog sich im Rckfu, mit Reduktion der ursprnglich 5 auf 2 tarsale Knochen und der Vertikalisierung des Rckfues durch Verwringung von Kalkaneus (Fersenbein) und Talus (Sprungbein). Dabei kommt zur pronatorischen, nach auen gerichteten Bewegung des Kalkaneus eine supinatorisch, nach innen gerichtete Gegenbewegung des Talus hinzu. Zustzlich kam es zu einer massiven Verstrkung und Medialisierung des Tuber calcanei und einer Anhebung des Sustentaculum tali. Dieser auch als Balkon des Fues bezeichnete Anteil des Fersenbeins trgt mit seiner medialen Gelenkfacette im subtalaren Gelenk wesentlich zur Stabilisierung des Talus auf dem Kalkaneus bei. Auch der Mittel- und Vorfu passten sich der Funktion als Trag- und Fortbewegungsorgan an. Aus dem halbkugelfrmi Vollstndiger Gangzyklus Abb. 1 8 Schema Gangzyklus, FFfood flat: Kontakt der Fusohlen mit dem Boden, HOheel off: Ablsung der Fersen vom Boden, HSheel strike: Fersenkontakt mit dem Boden, MS und MSWmid swing: mittlere Schwungphase, TOtoe off: Ablsung der Zehen vom Boden. (Aus [2]) Abb. 2 8 Pedobarographie, physiologischer Befund des linken Fues, Rckfuarthrodese des rechten Fues mit verminderter Belastung der Ferse und Druckspitze auf den Kopf des Mittelfuknochens 5 Abb. 3 8 Markerbasierte kinematische Ganganalyse im Ganglabor verletzungen betroffen [8] geschtzt gut 1Mio. Mal pro Jahr in Deutschland. Die bandelastisch gefhrte Verankerung der Grozehe kann in der bekannten Hallux-valgus-Fehlstellung mnden. Zudem ist der menschliche Fu im Laufe des Lebens durch die hohe Belastung geschtzte durchschnittliche Lebenslaufleistung 160Mio. Schritte und Alterungsprozesse gewissen Vernderungen unterworfen. So kommt es typischerweise zu einer Abflachung der Fulngswlbung, einer Verringerung des plantaren Fettpolsters und der koordinativen Beweglichkeit. Der Gang dient der Fortbewegung als Teil der Mobilitt des modernen Menschen. Er ist zyklisch, wobei sich funktionell 2 Aufgaben differenzieren lassen: F die Krpergewichtsbernahme in der Erstkontaktphase und F die Verlagerung des Krpergewichts in der Stand- und Schwungphase nach vorne. Abb. 4 9 Dreifachlngsverspannung des Fues. (Nach [13]) Erst dadurch ist Fortbewegung mglich. Ein vollstndiger Gangzyklus umfasst einen Doppelschritt und beschreibt den Bewegungsablauf, der zwischen dem ersten Aufsetzen der Ferse (Fersenkontakt) und dem darauffolgenden Fersenkontakt des gleichen Fues stattfindet. Unterteilt wird er in F eine Standphase (62% des Gangzyk lus) und F eine Schwungphase (38% des Gang zyklus). Dabei ist das Gehen durch den zyklischen Wechsel zwischen monopedaler (ein Fu hat Bodenkontakt) und bipedaler Phase (beide Fe haben Bodenkontakt) gekennzeichnet ([2, 6], . Abb.1 ). Fr die wissenschaftliche Ganganalyse lassen sich diese beiden Phasen noch differenzierter in insgesamt 8 Abschnitte einteilen, dabei umfasst die lngere Standphase 5 Abschnitte [2]. Die Druckbelastung der Fusohle kann ber eine Pedobarographie (. Abb.2 ) als bildgebendes Verfahren der kinetischen Analyse erfasst werden. Sie etablierte sich im Bereich der Schuhorthopdietechnik und Einlagenversorgung [8]. Biomechanisch ist interessant, dass sich die Funktion des Fues von einem sozusagen mobilen Adapter in der ersten Hlfte der Standphase (Stodmpferphase) zu einem quasi starren Hebel in der zweiten Hlfte (Abstophase, Propulsion) ndert (. Abb.3 ). Um dies zu ermglichen, bedarf es einiger anatomisch-funktioneller Besonderheiten. Anatomische Aspekte Knochen und Gelenke Der Fu besteht aus 26 Knochen und regelhaft 2 Sesambeinen unter dem ersten Mittelfukopf. Funktionell und anatomisch gesehen knnen diese Knochen in Gruppen zusammengefasst werden: Die anatomische Nomenklatur beschreibt F den Tarsus mit den Fuwurzelkno chen: 1Talus, 1Kalkaneus, 1Os naviculare (Kahnbein), 1Os cuboideum (Wrfelbein) und 1den 3 Ossa cuneiformia (Keilbeine), F den Metatarsus mit den 5 Mittelfu knochen und F die Zehenknochen [11]. In der chirurgischen Praxis setzte sich die Einteilung in Rckfu, Mittelfu und Vorfu durch: Rckfu. Er umfasst den Skelettabschnitt vom oberen Sprunggelenk (Talokruralgelenk) bis zur Chopart-Gelenklinie (Articulatio tarsi transversa) und damit die beiden Knochen Talus und Kalkaneus. Mittelfu. Er besteht aus dem Os cuboideum und dem Os naviculare, den 3 Ossa cuneiformia mit der Lisfranc-Gelenklinie (Articulatio tarsometatarsale) und den Mittelfuknochen. Vorfu. Er beginnt an den Zehengrundgelenken (Articulatio metatarsophalangeae) und besteht aus den Fuzehen. Der Fu weist insgesamt 108 Gelenke auf, von welchen nicht alle fr seine Funktion von gleich wichtiger Bedeutung sind. So lassen sich essenzielle von teilweise bzw. nichtessenziellen Fugelenken unterscheiden [4, 9]. Eine herausragende Stellung fr eine physiologische Fufunktion nehmen die 7 essenziellen Fugelenke ein: OSG und Subtalargelenk, Talonavikulargelenk und die Zehengrundgelenke 25. Bei einer Strung der Mechanik und Beweglichkeit dieser Gelenke resultiert eine relevante Einschrnkung der Funktion des gesamten Fues. Dies ist bei der Behandlung von Gelenkverletzungen ebenso zu bercksichtigen, wie bei der Indikationsstellung fr gelenkversteifende Eingriffe (Arthrodesen). Bnder und Muskulatur Da zum Gehen und Laufen eine Einheit mit funktionierender kinematischer Kette zwischen Unterschenkel und Fu bentigt wird, sind die Knochen des Fuskeletts durch ein Netzwerk von insgesamt 57 Bndern ber die Gelenke miteinander verbunden. Besonders deutlich wird die Bedeutung eines intakten Bandapparats am oberen Sprunggelenk, welches seine federnde Festigkeit neben dem Auen- und Innenbandapparat v. a. durch die Syndesmose erhlt. Fr die ligamentre Fhrung und Stabilitt des Fues ist insbesondere das Lig. calcaneonaviculare plantare (Pfannenband, Springligament) zu nennen, das mit seinem berzug aus Faserknorpel den Taluskopf im unteren Sprunggelenk absttzt. Zusammen mit dem Lig. plantare und wesentlich auch der Plantaraponeurose sorgt es auerdem fr die Dreifachlngsverspannung der Fulngswlche theoretische Grundlage fr den in der Behandlung von Erkrankungen und Verletzungen des Fues fuchirurgisch ttigen Orthopden und Unfallchirurgen. Es wird ein praxisrelevanter berblick ber die wesentlichen biomechanischen Aspekte der Fufunktion gegeben, womit das Interesse an diesem Thema geweckt werden soll. Fr weitergehende Fragestellungen sei auf die entsprechende Fachliter (...truncated)