آناتومی استخوان و مفاصل کف پا
کف پا از ۲۶ استخوان تشکیل شده است. دو استخوانی که در پشت پا قرار دارند یعنی استخوان‌های تالوس[1] و پاشنه یا کالکانه[2] را روی هم رفته هیندفوت[3] یعنی پشت پا می‌نامند.
جلوتر از این دو استخوان گروهی متشکل از پنج استخوان کوچکتر قرار دارند که به آنها استخوان‌های تارس[4] می‌گویند. مجموعه این پنج استخوان را میدفوت[5] یا پای میانی هم می‌نامند. این پنج استخوان عبارتند از:
استخوان کوبوئید[6]: این استخوان در جلوی استخوان پاشنه و در قسمت خارجی کف پا قرار گرفته است.
استخوان ناویکولر[7]: این استخوان در جلوی تالوس و در قسمت داخلی کف پا قرار گرفته است.
استخوان‌های کونئیفرم[8]: اینها سه استخوان هستند که به آنها کونئیفرم‌های داخلی[9] و خارجی[10] و وسطی[11] می‌گویند. این سه استخوان در جلوی استخوان ناویکولر قرار گرفته‌اند.
جلوتر از استخوان‌های تارس پنج استخوان بلند قرار دارند که به آنها متاتارس [12]می‌گویند و در واقع کف پا را می‌سازند. جلوتر از متاتارس‌ها انگشتان پا قرار دارند که هر کدام از آنها سه بند دارد (بجز شست پا که دو بند دارد) و به استخوان هر بند فالانکس[13] می‌گویند.
مفاصل بین استخوان‌های تارس و متاتارس را مفاصل تارسومتاتارس[14] می‌گویند. مفاصل بین متاتارس‌ها و بند اول انگشتان پا را مفاصل متانارسوفالانژیال [15]می‌گویند. مفاصل بین بندهای انگشتان پا را مفاصل اینترفالانژیال[16] می‌گویند.
آناتومی عضلات کف پا
عضلاتی که موجب حرکات مفاصل کف پا میشوند دو دسته‌اند. یکی آنها که در ناحیه ساق قرار دارند و تاندون‌های آن از مچ پا عبور کرده و به استخوان‌های پا متصل شده و موجب حرکت آنها میشوند.
این دسته را عضلات خارجی یا اکسترنسیک[17] می‌نامند. دسته دیگر عضلات داخلی یا اینترنسیک[18] هستند که در داخل خود پا، در کف یا پشت آن قرار دارند.
* عضلات پشت پا
عضلات اینترنسیک پشت پایی عبارتند از:
اکستانسور کوتاه انگشتان[19]
این عضله از سطح فوقانی و خارجی استخوان کالکانه (پاشنه) شروع شده و تاندون‌های آن به سطح پشتی چهار انگشت اول پا می‌چسبند. وظیفه آنها بالا آوردن انگشتان پا به بالا است. این بالا آوردن البته بیشتر در مفصل متاتارسوفالانژیال (مفصل بین کف پا و انگشتان پا ) است.
اکستانسور کوتاه شست[20]
این عضله هم از سطح فوقانی و خارجی استخوان کالکانه (پاشنه) شروع شده و تاندون آن به سطح پشتی بند پرگزیمال (بند نزدیک به کف پا) انگشت شست پا می‌چسبد. وظیفه آن بالا آوردن شست پا از مفصل متاتارسوفالانژیال است.
* عضلات زیر پا
عضلات اینترنسیک کف پایی در چهار لایه هستند.
اولین و سطحی‌ترین لایه شامل عضلات زیر است؛
ابدکتور هالوسیس[21]
این عضله از توبروزیته (برجستگ) استخوان کالکانه و از فاشیای پلانتار (پرده بافتی کلفتی که زیر پوست پا است) شروع شده و به قسمت داخلی بند پرگزیمال شست می‌چسبد. وظیفه آن ابداکشن شست یعنی دور کردن آن از انگشتان دیگر است.
فلکسور کوتاه انگشتان[22]
این عضله از توبروزیته استخوان کالکانه و از فاشیای پلانتار شروع شده و به فالانکس (استخوان انگشت) وسطی انگشتان ۵-۲ می‌چسبد. وظیفه آن خم کردن انگشتان مربوطه از مفصل اینترفالانژیال پرگزیمال (مفصل بین انگشتی که به کف پا نزدیک تر است) است
ابدکتور انگشت کوچک[23]
این عضله از توبروزیته کالکانه شروع شده و قسمت خارجی بند پرگزیمال انگشت کوچک می‌چسبد. وظیفه آن ابداکشن انگشت کوچک یعنی دور کردن آن از دیگر انگشتان است
دومین لایه که زیر لایه اول قرار دارد شامل عضلات زیر است:
عضله مربعی کف پا
این عضله از سطح کفی یا زیرین استخوان کالکانه شروع شده و به تاندون های فلکسور (خم کننده) بلند شست می‌چسبد. وظیفه آن کنترل جهت حرکت تاندون‌های ذکر شده و کمک به خم کردن انگشتان ۵-۲ است.
عضلات کرمی یا لومبریکال[24]
این عضله از روی تاندون‌های فلکسور بلند انگشتان ۴-۱ شروع شده و به تاندون‌های اکستانسور (باز کننده) همان انگشتان می‌چسبد. وظیفه این عضلات خم کردن مفاصل متاتارسوفالانژیال و باز کردن مفاصل اینترفالانژیال (مفصل بین بندها) انگشتان مربوطه است.
لایه سوم شامل عضلات زیر است:
فلکسور کوتاه شست[25]
ین عضله از سطح کفی استخوان کوبوئید و کونئیفرم خارجی شروع شده و سطح خارجی و داخلی بند اول شست می‌چسبد. وظیفه آن خم کردن مفصل متاتارسوفالانژیال انگشت شست است.
نزدیک کننده شست[26]
این عضله از قاعده متاتارس (استخوان های کف پایی) های ۴-۲ شروع شده و به سطح خارجی قاعده فالانکس پرگزیمال شست می‌چسبد. وظیفه آن ادداکشن یا نزدیک کردن شست به انگشتان دیگر است.
فلکسور کوتاه انگشت کوچک
این عضله از قاعده متاارس پنجم شروع شده و به قاعده فالانکس پرگزیمال انگشت پنجم پا می‌چسبد. وظیفه آن خم کردن فالانکس پرگزیمال انگشت پنجم است.
لایه چهارم شامل عضلات زیر است:
عضلات بین استخوانی کفی[27] این عضلات سه تا هستند و از تنه متاتارس های ۵-۳ شروع شده و به طرف داخلی قاعده فالانکس پرگزیمال انگشتان ۵-۳ می‌چسبد. وظیفه این عضلات نزدیک کردن انگشتان ۵-۳ به هم است.
عضلات بین استخونی پشتی[28] این عضلات چهار تا هستند و از تنه متاتارس‌ها شروع شده و به کناره فالانکس پرگزیمال انگشتان ۵-۲ می‌چسبند. وظیفه آنها دور کردن انگشتان مربوطه از هم است.
تصویر بالا استخوان‌های کف پا را از نمای زیرین و همچنین عضلات بین استخوانی یا اینتراوسئوس کفی یا پلانتار را نشان می‌دهد
رباط و لیگامان‌های کف پا
بین تمامی استخوان‌های کف پا، رباط یا لیگامان‌هایی وجود دارند. این رباط‌ها دو استخوانی را که در مجاورت یکدیگر قرار گرفته و یک مفصل را تشکیل میدهند را به یکدیگر متصل کرده و در کنار هم قرار می‌دهد.
رباط‌ها از انتهای یک استخوان به ابتدای استخوان مجاور متصل میشود و نام آنها معمولا برگرفته از نام دو استخوانی است که به هم متصل می‌کنند.
ممکن است دو استخوان مجاور به توسط چند رباط به یکدیگر متصل شوند که در جهات متفاوتی قرار گرفته‌اند.
بعضی از این رباط‌ها چنان محکم و نزدیک به استخوان‌ها قرار گرفته‌اند که موجب میشوند استخوان‌های مجاور تنها حرکت اندکی نسبت به هم داشته باشند و برخی دیگر ار رباط‌ها در بعضی جهات سفت و در بعضی جهات دیگر شل هستند بطوریکه اجازه میدهند تا مفصل در جهات خاصی حرکت آزادانه‌تری داشته باشد.
مهمترین رباط پا، فاشیای پلانتار [29]است که از استخوان پاشنه تا استخوان های پنجه پا کشیده شده و موجب میشود تا کف پا انحنا داشته باشد.
در تصویر بالا دیده میشود که با بالا آوردن انگشتان پا فاشیای پلانتار تحت کشش قرار گرفته و قوس کف پا بیشتر میشود
قوس‌های کف پا
کف پا دو قوس طولی و عرضی دارد قوس طولی کف پا[30] قوسی است که وقتی پا را از کنار و سمت داخل نگاه می‌کنیم متوجه آن می‌شویم. این قوس در سمت داخل پا است و سمت خارجی پا قوس ندارد.
قوس طولی کف پا به نحوی است که در حالت ایستادن قسمت عقب قوس یعنی استخوان پاشنه و قسمت جلوی قوس یعنی سر استخوان‌های متاتارس در ناحیه پنجه پا بر روی زمین قرار گرفته و قسمت وسط و داخلی کف پا که حدودا در ناحیه استخوان تالوس است بالاتر بوده و با زمین تماس ندارد. اتصال فاشیای پلانتار به دو انتهای قوس موجب پایداری آن میشود.
قوس عرضی کف پا[31] به علت ترتیب خاص اتصال متاتارس‌ها به استخوان‌های کوبوئید و کونئیفرم ایجاد میشود بطوریکه در هنگام ایستادن متاتارس‌های اول و پنجم به زمین نزدیکتر بوده و متاتارس‌های وسطی بالاتر قرار گرفته‌اند.
قوس طولی و عرضی کف پا
عروق کف پا
عروق پا انتهایی‌ترین عروق اندام تحتانی هستند که از مچ پا شروع شده و به نوک انگشتان پا ختم میشوند. عروق پا شامل شریان یا سرخرگ‌ها و ورید یا سیاهرگ‌ها هستند. وریدهای پا در کنار شریان‌ها قرار گرفته‌اند و همنام آنها هستند. پا سه رگ عمده دارد.
شریان تیبیال قدامی[32]: که از جلوی مچ پا عبور کرده و در سطح پشتی پا سیر میکند. در پشت پا به آن شریان پشت پایی[33] می‌گویند. این شریان به بافت‌های پشت پا خونرسانی میکند.
شریان تیبیال خلفی[34]: از پشت قوزک داخلی عبور کرده و در کف پا به دو شریان کف پایی خارجی[35] و کف پایی داخلی[36] تقسیم میشود که به کف پا خونرسانی میکند.
شریان پرونئال[37]: خونرسانی پشت و خارج پاشنه پا را به عهده دارد.
اعصاب کف پا
اعصاب پا موجب برقراری حس پا و تحریک عضلات پشت و کف پا میشوند. مهمترین اعصابی که از ناحیه مچ پا عبور کرده و به کف پا میرسند عبارتند از؛
عصب پرونئال عمقی که نزدیک به شریان تیبیال قدامی و سپس پشت پایی است و به عضله اکستانسور کوتاه انگشتان حرکت و سپس به پوست بین انگشتان اول و دوم پا حس می‌دهد.
عصب پرونئال سطحی که در پشت پا قرار داشته و حس قسمت اعظم پوست پشت پا را تامین میکند.
عصب پلانتار داخلی که شاخه‌ای از عصب تیبیال است. این عصب تعدادی از عضلات کف پا را که در قسمت داخلی قرار دارند تحریک کرده و حس پوست کف پایی چهار انگشت اول پا را تامین میکند.
عصب پلانتار خارجی که شاخه‌ای از عصب تیبیال است. این عصب تعدادی از عضلات کف پا را که در قسمت خارجی قرار دارند تحریک کرده و حس پوست کف پایی انگشت پنجم پا را تامین میکند.
اعصاب کف و پشت پا
تصویر بالا عبور عصب تیبیال را از زیر قوزک داخلی و رفتن آن به کف پا را نشان می‌دهد
رادیوگرافی کف پا
یکی از مهمترین ابزارهای تشخیصی که برای بررسی ضایعات کف پا از آن استفاده میشود رادیوگرافی ساده است. از مزایای مهم این روش تصویربرداری کم بوده هزینه و راحتی تهیه آن است.
رادیوگرافی ساده کف پا معمولا در سه نمای رخ و نیمرخ و مایل تهیه میشود. برای تهیه رادیوگرافی رخ معمولا اشعه ایکس را از بالا به پایین به استخوان‌های کف پا می‌تابانند و کاست رادیوگرافی را در زیر کف پا قرار میدهند. به این تصویر بدست آمده نمای رخ پا[38] یا به اختصار AP می‌گویند. نمای دیگر نیمرخ[39] است که در آن اشعه از کنار به کف پا تابیده میشود.
متاسفانه در هم در نمای رخ و هم در نمای نیمرخ سایه بعضی از استخوان‌های کف پا روی یکدیگر افتاده و به خوبی دیده نمی‌شوند. به همین خاطر در اکثر اوقات رادیوگرافی استاندارد کف پا نمای مایل آن است. در زیر تصاویر رادیوگرافی طبیعی کف پا دیده میشود.
نمای مایل استخوان‌های پا
نمای رخ استخوان‌های پا
نمای رخ استخوان‌های پا
نمای نیمرخ استخوان‌های پا در حالت ایستاده
اما عملکرد اصلی انگشتان پا ایجاد وضعیت، تعادل، حمایت از وزن بدن و نیروی محرکه در چرخه راه رفتن و دویدن است. نه تنها انگشتان پا در به جلو بردن بدن هنگام راه رفتن نقش دارند، بلکه به افزایش طول گامها و سریعتر رفتن هم کمک می‌کنند.
شیلا دوگان متخصص فیزیوتراپی در مرکز پزشکی دانشگاه راش شیکاگو می‌گوید؛
اگر انگشتان پا قطع شده باشد به معنی این نیست که دیگر قادر به دویدن و راه‌رفتن نباشید. انگشت شست پا حدود 40 درصد بار ناشی از حرکت به‌هنگام راه‌رفتن و دویدن را متحمل میشود که در بین سایر انگشتان پا این رقم بیشترین است.
با قطع انگشتان پا به هر دلیل همچون سانحه، بیماری دیابت، سرمازدگی و ... راه‌رفتن و دویدن بدون انگشتان پا آهسته‌تر، کوتاهتر و محتاط‌تر انجام و باعث میشود به مرور بدن سبک حرکتی خود را برای راه‌رفتن و دویدن اصلاح کند.
بر اساس مطالعات راجر مان رئیس سابق انجمن ارتوپدی امریکا قطع انگشت شست پا منجر به ضخیم‌تر شدن پوست انگشتان دوم و سوم میشود. ولی مراجعه‌کنندگان بیشتر از آنکه نگران این تغییر شکل باشند نگران این هستند که دیگر نتوانند راه بروند. نگرانی که با استفاده از تمرینات اصلاحی، ابزار مناسب همچون کفش و در برخی موارد پروتز مرتفع میشود.
اساساً از دست دادن یک یا چند انگشت پا به مفهوم این نیست که دیگر نتوانید راه بروید یا بدوید، هرچند که ممکن است این موضوع بر تعادل، الگوی بیومکانیکی حرکات شما تاثیر بگذارد.
به صورت تقریبی بهبود عوارض ناشی از جراحی قطع انگشتان پا و خارج کردن بخیه و ... به مدت 10 تا 15 روز طول خواهد کشید و تا 2 الی 4 هفته استفاده از کچ مخصوص یا کفش‌های مخصوص برای بهبود لازم است و بعد از گذشت 2 ماه انجام کارهای روزمره تسهیل می‌گردد.
در ادامه به بررسی و تحلیل بیومکانیکی راه‌رفتن[40]، آهسته دویدن یا قدم آهسته[41]، دویدن[42] و سریع دویدن[43] و نهایتاً مزیت اسکیت‌سواری[44] در مقایسه با آنها و بخصوص برای افرادی که انگشتان پای خود را از دست داده‌اند خواهیم پرداخت؛
همانطور که در نمودار زیر مشاهده می‌کنید در تمام حالت‌های حرکتی به استثنای دویدن سریع که پنجه در ابتدا و انتهای یک چرخه حرکت بیومکانیکی پا و حتی حالت بینابینی نقش کلیدی دارد در موارد دیگر حداقل تا 50 درصد چرخه مذکور بر روی پنجه پا اتفاق می‌افتد.
عملکرد پا در این حرکات حالتی پاندولی (آونگی) در مرکز ثقل بدن ایجاد میکند و باعث تبادل انرژی جنبشی و پتانسیل همانند آونگی معکوس گردد. مکانیک پا و مچ پا (در پاشنه و پنجه) پایه پایدار اجرای حرکات هستند.
هرچه سرعت بیشتر شود رفتار فنری و هرچه سرعت کمتر شود رفتار (پاندولی) آونگی در بیومکانیک حرکت انسان افزایش پیدا میکند.
مقایسه سرعت
رکورد دوی 100 متر سرعت 9.58 متر بر ثانیه اوسین بولت
رکورد دوی 100 متر سرعت 10.91 متر بر ثانیه اسکار پیستوریوس با پروتز تیغه فلزی
رکورد اسکیت 100 متر سرعت روی یخ 15 متر بر ثانیه
پیش‌بینی رکورد حرکت با ابزار یا دویدن تقویت شده در انسان 20.9 متر بر ثانیه
رکورد دوچرخه‌سواری 21.4 متر بر ثانیه
اسکار پیستوریوس[45] سریع‌ترین انسان بدون پا و دونده رشته دوی سرعت از افریقای جنوبی الگوی مناسبی برای جمله معلولیت، محدودیت نیست می‌باشد.
در پایان با توجه به توضیحات آناتومیک و فیزیولوژیک درخصوص پا، تحلیل بیومکانیک انواع حرکت در انسان و نقش پنجه‌پا و انگشتان در آن میتونیم یک پیشنهاد خیلی خوب داشته باشیم؛
اسکیت‌سواری به جای راه رفتن و دویدن!
در شرایط عادی باتوجه به مزایای اسکیت‌سواری همچون 50 درصد شوک کمتر به مفاصل زانو و مچ پا، کالری‌سوزی مناسب با کار کمتر و نشاط بیشتر و .... در مقایسه با دویدن و راه‌رفتن هم جایگزین کردن اسکیت‌سواری به جای دویدن و راه‌رفتن بهتر است. اما در مورد افرادی که به هر دلیل از داشتن انگشتان پا محروم شده‌اند، اسکیت‌سواری می‌تواند جایگزین مناسب‌تری به‌شمار برود.
تحلیل مقایسه‌ای از اسکن کف پا در روش‌های مختلف حرکتی نشان می‌دهد قسمت انگشتان پا (foot) در اسکیت‌سواری به هنگام مقایسه با راه‌رفتن و دویدن فشار کمتری را متحمل میشود و این موضوع انتخاب اسکیت‌سواری برای افراد دارای چنین مشکلی را به یک گزینه مناسب تبدیل میکند.
وبینار زبان اصلی-تحلیل اسکن کف پا در هنگام راه‌رفتن، دویدن و اسکیت‌سواری
تهیه و تنظیم و ترجمه:
مصطفی علیمحمدی
توسعه دهنده اینلاین اسکیت
Mostafa Ali Mohammadi
Inline skating Developer
منبع:
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
© Link
[1] Talus
[2] Calcaneous
[3] Hindfoot
[4] Tarsal bones
[5] Midfoot
[6] Coboid
[7] Navicular
[8] Cuneiform
[9] medial
[10] Lateral
[11] Intermediate
[12] Matatarsals
[13] Phalanges
[14] Tarsometatarsal joints
[15] Metatarsophalangeal joints
[16] Interphalangeal joints
[17] Extrinsic muscles
[18] Intrinsic muscles
[19] Extensor digitorum brevis
[20] Extensor hallucic brevis
[21] Abductor hallucis
[22] Flexor digitorum brevis
[23] Abductor digiti minimi
[24] Lumbricals
[25] Flexor hallucis brevis
[26] Adductor hallucis
[27] Plantar interossei
[28] Dorsal interossei
[29] Plantar fascia
[30] Longitudinal arch
[31] Transverse arch
[32] Anterior tibial artery
[33] Dorsalis pedis artery
[34] Posterior tibial artery
[35] Lateral plantar artery
[36] Medial plantar artery
[37] Peroneal artery
[38] Anteroposterior
[39] Lateral
[40] walking
[41] jogging
[42] running
[43] sprinting
[44] skating
[45] Oscar Pistorius
