Анатомия стопы человека: основные отделы, кости, суставы, мышцы

От 25 до 36%

Здесь минимум первые три пальца имеют одинаковую длину, тем самым, стопа приобретает квадратную, притупленную форму. Здесь подходит широкая, спортивная форма носка колодки.

Греческая форма

От 15 до 20%

Греческая форма пальцев имеет доминирующий второй палец. Здесь правильной будет вытянутая в длину форма обуви.

Детская стопа выглядит по-другому

Детские стопы милые. Маленькие, мягкие, теплые и розовые. Так они выглядят. Через многие годы это изменится. Они будут деформироваться, сдавливаться и сжиматься. Очень часто они обжаты слишком узкой обувью, главное – хорошо выглядеть. Это будущее взрослой стопы. Стопы младенцев и детей выглядят плоскими. Эту плоскость придает подкожная жировая ткань под подошвой, которая перекрывает еще плоский свод стопы. Когда маленькие начинают ходить, сначала их стопы развиваются во взрослую форму медленно. Мышцы развиваются и формируют свод.

В фазе роста мышцы должны делать большую работу, чтобы содействовать подвижности и силе связок и суставов. У новорожденных и маленьких детей так называемое вальгусное плоскостопие часто обусловлено развитием. У них совершенно другое положение стопы. Это объясняется тем, что они еще не могут оптимально смещать свой вес, а положение стопы помогает им при ходьбе. Вплоть до 3-х летнего возраста может быть так, что дети ставят одну или обе стопы в неправильное положение. Но если эти неправильные положения не исчезнут на третьем году жизни, необходимо обратиться к ортопеду.

Детские стопы мягкие как резина. Поэтому они так хорошо входят в большое количество слишком маленькой обуви! Т.к. маленькие дети часто не могут сказать, что обувь жмет, необходимо всегда обращать особое внимание на выбор подходящей по размеру обуви.

Ребенок должен как можно чаще ходить босиком!

Необходимость стелек для детей

Решение о необходимости носить ребенку ортопедические стельки в любом случае принимает врач. Всегда ли стельки являются целесообразными – это уже другой вопрос. Существуют деформации стоп, которые лечатся только стельками (или ортопедической обувью), среди прочего, например, врожденные костные деформации, пороки развития или повреждения нервов. «Классические» деформации, такие как плоская, опущенная, вальгусная и растопыренная стопа, как правило, лучше всего лечить с помощью лечебной гимнастики. Если раньше обычно деформации лечили с помощью стелек, сейчас это уже давно устарело. Правда, здесь необходимо учитывать ситуацию в страховой медицине и желание страховых компаний иногда сэкономить, что не всегда действует во благо ребенка. Вследствие давления страховиков предписания на стельки выдаются очень экономно, хотя существует медицинская необходимость, а сопутствующие заболевания при этом не учитываются. (Сегодня небольшая проблема стопы, завтра повреждение бедра, колена или спины).      

Конечно, необходимые стельки всегда должны изготавливаться авторизированными специалистами в области ортопедии!

Публикация подготовлена по материалам немецких специализированных изданий.

Презентация » Строение стопы человека. Обмер стопы» Дисциплина ОП 02 Основы технологии изделий из кожи. Профессия 29.01.03 Сборщик обуви. | Учебно-методическое пособие по технологии на тему:

Слайд 1

Слайд 2

Строение ноги человека.

Слайд 3

Кости ноги человека 1-стопа. 2-голень. 3-большая берцовая кость. 4-малая берцовая кость. 5-внутренняя лодыжка. 6-наружная лодыжка.

Слайд 4

Строение костей стопы человека Предплюсна Плюсна Пальцы Сустав Фаланги Поперечный свод Продольный внешний свод Продольный внутренний свод.

Слайд 5

Строение стопы. Кости предплюсны Кости плюсны Пальцы

Слайд 6

Антропометрические точки. 1-носочная 2-наружный пучок 3-наружная лодыжка 4-сгиб стопы 5-точка подьема 6-внутренняя лодыжка 7-внутренний пучок.

Слайд 7

Плантограф и контурограф 1 — поливинил — хлоридная пленка; 2 – рамка; 3 — основание; 4 – лист бумаги

Слайд 9

Метод оценки плантограмм детей: а – графический анализ плантограммы; б, в, г – типичные границы отпечатков для детей 3-4-х, 5-7-ми и 8-18-ти лет

Слайд 10

Измерительный лист. Измерительный лист шаблона с нанесенными контурами стопы и следа колодки.

Слайд 11

Обмер стопы. Расположение стопы при обмере

Слайд 12

Измерение высотных параметров.

Слайд 13

Индивидуальный обмер. 1 .Нижнюю поверхность стопы покрыть легкосмываемой краской и поставить на бумагу. При этом голень должна быть вертикальной. 2 .Обвести контур колодки карандашом в 2 приема: 2.1 .- От середины пятки и до большого пальца по внутреннему контуру. 2.2.- От середины пятки и до большого пальца по наружному контуру. Карандаш находиться в вертикальном положении и касается стопы.

Слайд 14

3. Со стопы необходимо снять следующие измерения: 3.1. Обхват стопы в пучках Ос.п .- сантиметровая лента проходит по наиболее вы- пуклой части внутреннего пучка, а с наружной стороны- по наиболее выпуклой части наружного пучка. 3.2 . Обхват стопы в подьеме Ос.под.- лента проходит по наиболее высокой точке гребня стопы и наиболее вогнутый участок подсводной части. 3.3 . Обхват стопы через сгиб подьема и пятку Ос.с.п .-лента проходит по сгибу стопы и нижней точке округлости пяток.

Слайд 15

3.4 . Обхват голени на уровне лодыжек Ог.л .- лента проходит через выступающие точки лодыжек вокруг голени. 3.5. Обхват голени на наиболее узком месте Ог.у .- лента проходит вокруг голени горизонтально на наиболее узком месте. 3.6. Обхват голени в широком месте Ог.ш .- лента проходит вокруг голенигоризонтально на самом широком месте. 3.7 . Высота обуви или голенищ Во .- расстояние от опорной поверхности до желаемой длины.

Слайд 16

Последовательность обмера

Слайд 17

Снятие измерений с проекции стопы. 1 .-пяточкая точка, 2 .-Носочная точка, выступающая точка большого или второго пальца, 3 .-Точка наружного пучка, 4 .-середина стопы, для определения точки 4 соединяют точки1 и 2,затем на середине отрезка1-2 ставят точку 4 . 5.- середина пятки.

Слайд 18

1.Соединить выступающие точки внутреннего контура стопы, отметить линию точкой У. 2.Из точки 1 поставить перпендикуляр к линии У, пересечение- точка О, горизонтальная линия ОХ, вертикальная ОУ. 3.Поставить перпендикуляры из точек 3,4,5 к линии ОУ. 4.Выполнить измерения линейкой с проекции стопы: 4.1. Дс .- длина стопы- расстояние между точками 1 и 2. 4.2. Шс1 .- ширина стопы на уровне пучка. 4.3. Шс2 .- ширина стопы посередине. 4.4. Шс.3 .-ширина стопы посередине пятки.

Слайд 19

Измерения стопы (таблица). Наименование измерения Условное обозначение Величина (мм) Обхват стопы в пучках. Обхват стопы в подьеме . Обхват стопы через сгиб подьема и пятку. Обхват голени на уровне лодыжек. Обхват голени на наиболее узком месте. Обхват голени в широком месте. Высота обуви или голенищ. Длина стопы. Ширина стопы на уровне пучка. Ширина стопы посередине . Ширина стопы посередине пятки. О с.п О с.под О с.с.п О г.л . О г.у О г.ш . В о Д с . Ш с1 Ш с2 Ш с.3

Слайд 20

Работа учащихся

Анатомия в картинках. Атлас анатомии человека онлайн. Строение человека.

Анатомия человека, несомненно, является основным базовым предметом для изучения в медицинских ВУЗах. Не смотря на то, что нормальная анатомия человека это дисциплина, которая стояла и истоков развития медицины, до сих пор появляется большое количество научных работ, которые вносят свои коррективы в современные анатомические атласы.

Казалось бы, человеческая анатомия не может меняться так быстро с ходом эволюции, однако наше представление о ней постоянно совершенствуется, так как появляются новые методы исследования, — доказательством этому служат всё новые версии атласа анатомии.

Атлас анатомии Синельникова Р.Д. в 4-х томах — это, пожалуй, самый авторитетный и проверенный временем источник знаний по данной теме. Он постоянно переиздается, радуя нас своими наглядными иллюстрациями и доступным для всех текстом. Многие студенты для учебы пытались скачать атлас Синельникова, но ссылки либо не работали, либо в папке был вирус … Мы решили эту проблему, сделав сайт, посвященный этому источнику.

Главная цель изучения анатомии человека — создание фундаментальной базы знаний у студентов, для дальнейшего изучения других медицинских дисциплин. Трудно себе представить освоение учебной программы по физиологии, патологической физиологии, патологической и топографической анатомии, оперативной хирургии, и целому ряду клинических дисциплин без досконального изучения нормальной анатомии человека.

Студенту очень важно иметь визуальный образ изученного материала, для этого необходимо изучить анатомию человека в картинках. Главной особенностью данной науки. конечно же, является структуризация её разделов и подразделов, а так же четкая систематизация всей номенклатуры.

Таким образом можно выделить следующие направления, которые соответствуют каждой системе:

• остеология (раздел о костях человеческого скелета). Изучает скелет, как целостный механизм, так и кости по отдельности. Выделяют так же изучение возрастных изменений в костях.
• синдесмология (суставы, связки). Крайне важный раздел для будущих ортопедов и травматологов.
• миология (мышечная система). Изучает не только строение, но и развитие с физиологией.
• спланхнология (внутренние органы). Включает в себя анатомию эндокринной, пищеварительной, дыхательной, выделительной и мочеполовой систем.
• ангиология (сосуды и их производные). Представлена информация о строении кровеносных и лимфатических сосудов.
• неврология (центральная и периферическая нервная система). Крайне важный раздел для успешной диагностики заболеваний и пожалуй самый сложный.
• эстезиология (наука об органах чувств). Всё о зрении, слухе. А ещё о вкусовой, обонятельной и тактильной чувствительности. Тесно связан с неврологией.

Анатомо-физиологический обзор стопы человека

Если у вас есть привилегия узнать кое-что, чего вы не знаете о своей стопе, воспользуетесь ли вы этой возможностью?

Если ваш ответ отрицательный, я предлагаю вам закрыть вкладку прямо сейчас, и если да, то давайте перейдем к обзору структуры и функции стопы.

Стопа человека содержит около 26 костей, 33 сустава и более 100 связок, сухожилий и мышц.

Разве это не кажется излишним для этой плоской конструкции, прекрасно зная, что она выдерживает вес всего тела? Это должно сказать вам, из чего состоит ступня и какую работу она выполняет.

Основная причина, по которой вы все еще можете стоять сегодня, заключается в том, что ваши ноги находятся в хорошем состоянии. Стопа отвечает за поддержку и баланс веса тела.

Поэтому необходимо, чтобы стопа оставалась здоровой и в отличном состоянии, чтобы у вас была правильная осанка, когда вы стоите в разных положениях и под разными углами.

А теперь поговорим немного о строении стопы!

• Фаланги пальцев ног

• Плюсневые кости, проходящие через плоскую часть стопы

• Клиновидные кости, ладьевидная кость и кубовидная кость — все они служат для создания твердой, но в некоторой степени гибкой основы.

• Пяточная кость — кость пятки

• Таранная кость — кость лодыжки

• Таранная кость соединяется с большеберцовой костью, которая является основной костью голени

Человеческая ступня делится на три категории: передняя, ​​средняя и задняя.

Передняя часть стопы состоит из пяти плюсневых костей и фаланг, известных как пальцы ног. Самая короткая из них — первая плюсневая кость, которая также является самой толстой и играет важную роль при движении вперед.

Ближе к головке первой плюсневой кости находятся две сесамовидные кости, которые соединены сухожилиями и связками.

Вторая, третья, четвертая и пятая плюсневые кости переднего отдела стопы более стабильны, потому что они защищены и не подвергаются чрезмерным тяговым усилиям.

Середина стопы представляет собой пирамидальную совокупность костей, которые составляют свод стопы. Он включает пять из семи костей предплюсны, известных как ладьевидная, кубовидная и три клинопись.

Передняя и средняя части стопы соединяются в пяти предплюсневых суставах.

Задняя часть стопы образует лодыжку и пятку и состоит из двух больших костей стопы, известных как таранная и пяточная кости.

Самая крупная кость предплюсны — пяточная кость, она образует пятку, а таранная кость — стержень лодыжки.

Две основные функции стопы — это способность выдерживать вес тела и движение. Для выполнения обоих сервисов он должен быть гибким и поддерживать высокую степень стабильности.

Человеческая ступня состоит из трех арок, например:

Медиальная продольная дуга: она состоит из пяточной кости, ладьевидной кости, таранной кости, клинописи и трех плюсневых костей и очень важна, чем остальные две.

Боковая продольная дуга: состоит из пяточной кости, кубовидной кости, четвертой и пятой плюсневых костей.

Поперечная дуга: состоит из клинописи, кубовидной формы, а также пяти плюсневых оснований стопы, известных как пальцы.

Связка — это гибкая ткань, соединяющая две кости вместе. Они прочные, и их довольно сложно повредить. Единственное повреждение связок — это растяжение связок, то есть разрыв или износ связок.

Но травмы также могут быть более опасными, и когда они случаются, это становится проблемой, потому что связки не получают кровоток, как кости и мышцы, и поэтому они очень медленно восстанавливаются.

Стопа состоит не только из связок, но и имеет подчиненные, и важнейшей из них являются мышцы.

Конечно, в стопе много мышц, и их можно разделить на четыре категории, такие как внутренние мышцы подошвы, мышцы тыла (верхней части стопы), боковые мышцы подошвы и медиальные мышцы стопы. подошва.

Подобно тому, как связки соединяют два сустава вместе, существует также толстая полоса, которая соединяет мышцы с костями, и она называется сухожилиями.Он отвечает за движение, которое происходит всякий раз, когда мышцы тянут кости.

Подошвенный фасциит: возникает в результате воспаления связки подошвенной фасции вокруг подошвы стопы. Сопровождается болью в пятке и своде.

Стопа спортсмена: вызывается инфекцией стопы, приводящей к сухости, шелушению, покраснению и раздражению кожи.

Травма ахиллова сухожилия: это связано с болью в задней части пятки и может указывать на проблему с ахилловым сухожилием.

Пяточная шпора: аномальный рост кости в пятке, который может вызывать сильную боль при ходьбе или стоянии. Пяточная шпора более высока у людей с подошвенным фасциитом, плоскостопием или высоким сводом стопы.

Упавший свод стопы (плоскостопие): можно исправить ортопедической обувью.

Метатарсагал: это вызвано перегрузкой стопы и ношением неподходящей обуви, что сопровождается болью и воспалением в подушечке стопы.

Перелом: кость, которая может повредить кость, является плюсневой костью в результате травмы или многократного использования.Сопровождается припухлостью, болью, покраснением и синяками.

Остеоартрит стопы: это вызвано износом компонентов стопы, а также возрастом. Сопровождается болью и отеками в стопах.

Ортопедические устройства: это помогает исправить и лечить некоторые деформации стоп, поскольку они сконструированы таким образом, чтобы обеспечивать оптимальную поддержку стопам. Примерами являются туфли и сандалии с поддержкой свода и пятки.

Физиотерапия: включает в себя множество физических нагрузок, требующих силы и поддержки ступней и лодыжек.

Хирургия стопы: в некоторых случаях правильным выбором является хирургическая операция.

Специализация по анатомии стопы для осязания и контроля осанки

J Neurophysiol. 1 марта 2012 г .; 107 (5): 1513–1521.

W. G. Wright

¹ Temple University, Филадельфия, Пенсильвания;

г.П. Иваненко

² IRCCS Fondazione Santa Lucia, Рим, Италия; и

В. С. Гурфинкель

³ Орегонский университет здоровья и науки, Портленд, Орегон

¹ Темпл университет, Филадельфия, Пенсильвания;

² IRCCS Fondazione Santa Lucia, Рим, Италия; и

³ Орегонский университет здоровья и науки, Портленд, Орегон

Поступило 22 марта 2011 г .; Принято 4 декабря 2011 г.

Abstract

Антропологические и биомеханические исследования показывают, что человеческая ступня эволюционировала по уникальной конструкции для движения и поддержки. Теоретически дуга и пальцы ног должны играть важную роль, однако многие исследования осанки, как правило, сосредотачиваются на простом шарнирном действии голеностопного сустава.Для дальнейшего изучения роли анатомии стопы и сенсомоторного контроля осанки мы количественно оценили деформацию свода стопы и изучили эффекты локальных возмущений, воздействующих на пальцы ног (TOE) или 1-ю / 2-ю плюсневые кости (MT) в положении стоя. В положении сидя загрузка и подъем 10-килограммового груза на колено соответственно опускали и поднимали свод стопы на 1–1,5 мм. Менее 50% этого изменения может быть связано с компрессией подошвенной поверхности кожи. Во время спокойного стояния датчик свода стопы и раскачивание голени выявили значительную корреляцию, которая показывает, что по мере того, как большеберцовая кость наклоняется вперед, свод стопы становится плоским, и наоборот.При нарушениях ТОЭ и МТ (смещение соответствующей части стопы на 2-6 мм вверх со скоростью 2,5 мм / с) электромиограмма (ЭМГ) передней большеберцовой мышцы и икроножной мышцы выявила заметные изменения, а средние значения квадратная (RMS) вариабельность раскачивания голени значительно увеличилась, причем эти приращения были больше в состоянии MT. Медленное возвращение среднеквадратичного значения к базовому уровню (> 30 с) предполагает, что очень небольшое возмущение изменяет опорную систему координат поверхности, которая затем требует времени для восстановления.Эти данные показывают, что стопа не служит жесткой опорой, а податлива, находится в активном состоянии и чувствительна к мельчайшим деформациям. В заключение следует отметить, что архитектура и физиология стопы с большой чувствительностью способствуют задаче управления двуногой позой.

Ключевые слова: деформация стопы, проприоцепция, контроль осанки человека

Стопа человека — это уникальная структура, образованная множеством костей и суставов и скрепленная тремя слоями связок.Кости стопы человека расположены так, что образуют три сильные дуги: две по длине и одну поперек стопы. Связки связывают кости стопы вместе с сухожилиями мышц стопы. Это помогает надежно удерживать кости стопы в изогнутом положении, но все же дает некоторую упругость и упругость. Известно, что во время движения (особенно при беге) свод стопы подвергается значительным деформациям, что приводит к накоплению упругой энергии в продольном своде стопы для движения. С биомеханической точки зрения стопа обычно рассматривается как «функциональная единица» с двумя важными целями: поддерживать вес тела (статическая стопа) и служить рычагом для продвижения тела вперед при ходьбе и беге (динамическая стопа; Bramble и Либерман 2004; Кер и др.1987; Morton 1935; Ридола и Пальма 2001). Однако поддержка веса тела в вертикальном положении включает не только уравновешивание гравитационной нагрузки, но и поддержание равновесия, которое носит динамический характер.

Перевернутый маятник часто используется в качестве модели двуногой позы человека (Клиффорд и Холдер-Пауэлл, 2010; Фитцпатрик и др., 1994; Гейтв и др., 1999; Маурер и др., 2006; Морассо, Шиппати, 1999; Ветте и др.). 2010; Винтер и др. 2001). Многосуставное растение для контроля осанки также обычно подразумевает твердое тело стопы (Kiemel et al.2008 г.). Тем не менее, две области, структура дуги и пальцы ног, которые были определены как критические в походке из-за большого диапазона движений, отображаемых в голеностопном суставе и проксимальном межфаланговом суставе, также участвуют в осанке. Кроме того, существуют дополнительные источники деформации, которые имеют такую ​​же величину, как в голеностопном суставе и пальцах ног во время спокойного стояния (QS). Например, есть продольные и поперечные дуги, а также мягкие ткани на подошвенной поверхности как под передним отделом стопы, так и под пяточной костью (Hicks 1955; Scott and Winter 1993).Соответственно, соматосенсорная информация о местных деформациях стопы может быть получена от многочисленных рецепторов в связках свода стопы, суставных капсулах, внутренних мышцах стопы и кожных механорецепторах на подошвенных подошвах (Fallon et al. 2005; Gimmon et al.2011; Kavounoudias et al. . 1998; Магнуссон и др. 1990; Мейер и др. 2004; Шиппати и др. 1995).

Какова роль сводчатой ​​формы стопы в поддержании равновесия? В предыдущем исследовании (Gurfinkel et al.1994), мы показали, что наклоны опорной поверхности или тела примерно на 1–1,5 ° относительно вертикали сопровождались не только изменением угла голеностопного сустава, но и заметным сдавлением кожи подошвенной поверхности. Вертикальные смещения пяточной кости, зафиксированные с помощью зажима, жестко закрепленного на пятке, составляли 0,5 ± 0,3 мм / ° при наклоне тела в передне-заднем (A / P) направлении, а соответствующая податливость стопы составляла 0,04 ± 0,03 ° / °. Нм (наклон ступни на единицу изменения крутящего момента в голеностопном суставе), так что фактические изменения угла голеностопного сустава были оценены как половина ожидаемых, если рассматривать стопу как твердое тело, прочно прикрепленное к земле (Gurfinkel et al. al.1994).

Также известно, что при нагрузке на конечности высота продольного свода стопы уменьшается. У молодых людей опускание ладьевидной кости и деформация медиальной продольной дуги во время QS составляли 5,0 ± 2,2 мм и 3,5 ± 2,6 °, соответственно (Bandholm et al. 2008). Высота спинки изменяется на ∼4 мм при изменении нагрузки от 10 до 90% массы тела. В исследовании McPoil et al. (2008), средняя разница в высоте дорсальной дуги между невесомыми и несущими весами составляла даже 10 мм. Эти значения характеризуют деформации свода стопы при значительных изменениях нагрузки на конечность.Однако может случиться так, что во время QS стопа также подвергается некоторым деформациям из-за смещения центра масс (ЦМ). На самом деле степень деформации может оказаться не такой уж и незначительной, если учесть большую массу тела и, как следствие, большую нагрузку на стопы. Сообщалось только об уплощении свода стопы во время QS при визуальном наблюдении (Di Giulio et al. 2009). Следовательно, даже небольшая деформация может привести к относительно большим ошибкам в измеренных изменениях угла голеностопного сустава.Если да, то каково может быть функциональное значение таких деформаций и их последствий?

Чтобы ответить на эти вопросы, важно установить наличие или отсутствие деформаций стопы при нормальных условиях осанки. Это была наша первая цель. В случае положительного результата и зная параметры деформаций, можно дополнительно задаться вопросом, какими могут быть постуральные последствия специально вызванных деформаций свода стопы. С этой целью в нашем исследовании мы ( 1 ) количественно определили деформации стопы в сидячем положении при стационарной нагрузке на стопу, приблизительно соответствующие амплитуде колебаний постурального давления стопы (протокол 1 ), 2 ) количественно измерили деформации стопы во время QS. ( протокол 2 ) и 3 ) применили очень небольшие нарушения свода стопы, приподняв плюсневые кости (MT) или пальцы ног во время QS ( протокол 3 ).Результаты обсуждаются в контексте вклада деформаций стопы в реальные изменения угла голеностопного сустава и раскачивания тела во время QS и их роли в механизмах контроля осанки.

МЕТОДЫ

Субъекты

Двенадцать здоровых субъектов (8 женщин и 4 мужчин) в возрасте от 26 до 44 (33 ± 5) лет, со средним ростом 171,6 ± 7,9 см, средним весом 75,0 ± 15,5 кг , и в этом исследовании не участвовали известные неврологические, вестибулярные или нервно-мышечные нарушения.Все субъекты дали информированное письменное согласие на участие в утвержденных институциональным наблюдательным советом протоколах, проводимых в этом исследовании, в соответствии с местными этическими правилами для исследований на людях и Хельсинкской декларацией.

Оборудование и экспериментальная парадигма

Протокол 1: количественная оценка деформации свода стопы.

Для количественной оценки деформации свода стопы при стационарной нагрузке () испытуемых ( n = 7) усаживали на устойчивое кресло без подлокотников.Его высота была отрегулирована таким образом, чтобы бедро оставалось приблизительно горизонтальным, при этом колени и лодыжка слегка сгибались более чем на 90 °, так что вертикальная ориентация голени была примерно такой же, как при нормальном стоянии вертикально. Испытуемый полностью сидел без поддержки спины, ступни были в естественном расслабленном состоянии, плашмя на устойчивой фиксированной горизонтальной поверхности (силовая пластина AMTI, Уотертаун, Массачусетс). Датчик линейного смещения (Series 200; Trans-Tek, Ellington, CT) помещали либо на тыльную часть левой стопы (), приблизительно над клиновидными костями, но избегая сухожилий тыльного сгиба (например,g., Extensor hallucis longus) или в головке 1-го МТ (МТ1; в отдельных исследованиях). Сила, приложенная датчиком, составляла <0,1 Н, и ни один из испытуемых не знал об изменениях давления кожи датчика на тыльную поверхность стопы. Это устройство было установлено для измерения изменений высоты свода стопы при нагрузке и разгрузке с 10-килограммовым грузом на колене. Обоснованием использования груза весом 10 кг было то, что эта нагрузка приблизительно имитирует амплитуду собственных колебаний в передней части стопы и нагрузку на пятку во время QS.Здесь нас интересовали не деформации стопы, возникающие из-за больших нагрузок на стопу (Bandholm et al. 2008; McPoil et al. 2008), а, скорее, деформации из-за перераспределения нагрузки между передними и задними частями стопы, вызванными смещениями. COM. Учитывая, что центр давления (ЦД) расположен на 4–5 см впереди оси голеностопного сустава, перераспределение давления не превышает 4–8% массы тела во время QS. Во время нагружения экспериментатор (В.Г. Райт). Испытуемому было разрешено вручную управлять боковой стабилизацией веса во время периода нагрузки и удержания, но все 10 кг были вертикально загружены на колено. Затем вес был снят с колена. Погрузка и подъем повторяли не менее трех раз. Для оценки деформаций стопы использовали среднее значение смещения тыла в вертикальном направлении за последние 2 с испытания. В испытаниях, в которых датчик помещался над MT1, чтобы можно было измерить сжатие подошвенной поверхности во время пассивной нагрузки на колено 10 кг, использовалась аналогичная методика измерения.Среднее изменение высоты спинки было значительно больше, чем при MT1 ( P, <0,01;).

Экспериментальная установка. A : аналоговый датчик линейного смещения измерял изменения высоты тыльной поверхности стопы во время 10-килограммовой нагрузки и разгрузки колена в сидячем положении ( протокол 1 ). Пластина силы измеряет силу нагрузки. B : во время спокойного стояния ( протокол 2 ) угловой потенциометр измеряет передний (ANT.) — задний (POST .; A / P) наклон голени, силовая пластина измеряет центр давления (COP) и линейный датчик измеряет изменение высоты тыла стопы. C : датчик смещения точно не показывает ошибок при измерении фиксированной высоты поверхности ( верхний график ), тогда как оптоэлектронная система камеры анализа движения показывает отклонение до 0,2 мм при измерении наземного маркера (2-й график). Система камеры (3-й график) и угловой горшок ( нижний график ) надежно измеряли наклон голени A / P, но первый — менее из-за пониженной чувствительности, а также возможных артефактов движения кожи маркеров в голеностопных и коленных суставах. .град, Градусы. D , верх : вид сверху размещения стопы на подвижных и неподвижных поверхностях (протокол 3, ). В состоянии TOE (пунктирная линия) нарушены только 1–3 фаланги. В состоянии плюсневых костей (МТ) (сплошная линия) 1-й и 2-й МТ и все пальцы ног нарушены подвижной поверхностью, которая может перемещать переднюю часть стопы вверх. Большая часть передней части стопы расположена на подвижной поверхности в состоянии MT, чем в состоянии TOE. Медиальный вид состояния TOE показывает размещение линейного датчика на ногте большого пальца стопы, который измеряет начало смещения поверхности вверх ( внизу слева, ).Точно так же линейный датчик, размещенный на тыльной стороне стопы над головой 1-го МТ (МТ1), измеряет начало смещения поверхности в условиях МТ ( внизу справа ). В протоколе 3 субъекты стоят с закрытыми глазами, в то время как наклон голени измеряется, как показано в B .

A : статическая нагрузка на колено деформирует свод стопы, что измеряется датчиком линейного смещения, размещенным на тыльной стороне стопы ( верхняя линия ). Силовая пластина, измеряющая нагрузку 10 кг веса на колено сидящего субъекта ( нижний график ), показывает высокую корреляцию с деформацией свода стопы. B : среднее изменение роста (± SD) у субъектов, измеренное линейным датчиком, размещенным на голове MT1 (черный) или на тыльной стороне стопы (белый), было значительно меньше на MT1 по сравнению с тыльной стороной ( P <0,01) при статической нагрузке.

Протокол 2: корреляция деформации свода стопы и постурального колебания.

Чтобы проверить связь между раскачиванием тела переднего и нижнего предсердия и деформацией свода стопы во время QS, испытуемые ( n = 7) стояли с закрытыми глазами в течение 60 с на фиксированной горизонтальной силовой пластине AMTI (, B и C. ), на котором измеряли COP.Начало записи начиналось через 5–10 с после того, как испытуемый закрыл глаза, готовясь к испытанию. Датчик линейного смещения помещали на тыльную поверхность левой стопы примерно над клиновидными костями, но избегая сухожилий тыльного сгибателя (например, длинного разгибателя большого пальца стопы или в отдельных испытаниях либо на головке MT1, либо на ногтях большого пальца стопы). Это устройство использовалось для измерения изменений высоты свода стопы во время активного контроля позы. Угловой потенциометр, прикрепленный к передней большеберцовой кости левой ноги, использовался для обнаружения изменения A / P в ориентации большеберцовой кости (т.е.е., наклон голени). Устройство для измерения наклона голени включало жесткий металлический рычаг (40 см), соединенный с чувствительным потенциометром CP-2UK-R250 (Midori America, Fullerton, CA). Металлическая рука была связана с голенью с помощью неэластичной нити, прикрепленной к плоской монтажной детали (6 × 1,5 см), которая была обвязана вокруг голени. Место прикрепления голени находилось на медиальной поверхности диафиза большеберцовой кости, на 5–7 см ниже надколенника (planum tibia). Большеберцовая кость в этом месте имеет плоскую поверхность, а толщина подкожного слоя мала и, таким образом, сводит к минимуму нежелательное смещение монтажной детали, что, таким образом, дает точное измерение ориентации большеберцовой кости.Нить, соединяющая металлический рычаг с большеберцовой костью, удерживалась натянутой с использованием низкой восстанавливающей силы очень тонких эластичных шнуров (0,5 мм), соединенных с металлическим рычагом аналогично симметричным тросам. Чувствительность этого датчика оказалась порядка силовой пластины. Кроме того, кинематические данные с использованием отражающих маркеров, прикрепленных к коже над голеностопным и коленным суставами, были собраны при 120 Гц с использованием системных камер анализа движения (Санта-Клара, Калифорния) во время испытаний QS для проверки точности устройства измерения наклона голени ().Из-за некоторого собственного шума оптоэлектронная система (анализ движения) теряет чувствительность ниже 0,2 мм, тогда как линейный датчик смог обнаружить корреляцию движения тыльной поверхности стопы с наклоном голени при значении значительно ниже 0,1 мм. Хотя потенциометр наклона голени был более чувствителен, чем система камеры, два устройства показали очень значимую корреляцию с каждым ( r = 0,88–0,98, SD 0,049). Таким образом, данные, представленные в результатах, относятся к измерениям с использованием углового потенциометра.

Протокол 3: реакция осанки на нарушения фаланги и плюсны.

Чтобы изучить эффекты осанки после небольших возмущений в различных частях передней части стопы (), испытуемые ( n = 12) стояли с закрытыми глазами, при этом большая часть задней части каждой ступни стояла на устойчиво фиксированной горизонтальной поверхности, в то время как небольшая часть передней части каждой стопы находилась на подвижной платформе. В частности, в состоянии МП головы 1-й и 2-й МП и фаланги были помещены на плоскую подвижную поверхность, которая обеспечивала небольшие перемещения вверх, в то время как задняя часть стопы оставалась на устойчивой фиксированной платформе.В состоянии TOE только первые 3 фаланги находились на передней подвижной платформе, в то время как 1-я и 2-я MT, а также остальная часть средней и задней лапы находились на неподвижной платформе. Стоит отметить, что у всех наших испытуемых была классическая (немортоновская) форма стопы, то есть MT1 была равна или длиннее второй MT (Morton 1927). Передняя подвижная платформа и задняя фиксированная платформа прилегали друг к другу без зазора между ними. Перед смещением передней платформы вверх поверхности были на одном уровне.Моторизованная поверхность с приводом от крутящего момента (Neurocom, Clackamas, OR) использовалась для доставки небольших линейных перемещений вверх, так что левая и правая ступни получали симметричный стимул. Другими словами, субъекты были возмущены в направлении A / P, чтобы вызвать постуральные реакции в сагиттальной плоскости, в то время как асимметрия стимулов вдоль медиолатеральной (M / L) оси отсутствовала. Чтобы подтвердить отсутствие какой-либо систематической асимметрии ответа вдоль оси M / L, мы также выполнили анализ M / L COP. Полные испытания длились 60 с, разделенные на 10 с QS с закрытыми глазами, за которыми следовали 50 с пост-возмущения стоя с закрытыми глазами.Период предвозмущения был переменной длиной, 10 с до возмущения использовались в качестве базовой линии для сравнения с периодом поствозмущения. Четыре величины смещения передней платформы составляли 1,5, 3,0, 4,5 и 6,0 мм, которые случайным образом подавались со скоростью 2,5 мм / с. Скорость 2,5 мм / с была выбрана потому, что она находится в диапазоне нормальной скорости COP во время QS. Хотя наушники не использовались, из-за окружающего шума невозможно было услышать возмущение, поскольку возмущения были настолько малы, а система приводится в движение двигателями с очень низким уровнем шума.Часто субъект сообщал об отсутствии сознательного осознания того, что стимул возник.

Устройство для измерения наклона голени, описанное в протоколе 2 , использовалось для измерения постуральных реакций A / P. Поскольку большая часть стопы находилась на задней фиксированной платформе, а на подвижной платформе находились только передние лапы (), во время смещения передней платформы часть веса испытуемого снималась с задней силовой пластины AMTI. В результате COP показал очевидный сдвиг назад, поскольку силовая пластина AMTI использует вес тела (F _Z ) для расчета COP.Анализ F _Z показал, что 9,2 ± 2,1% в MT или 4,5 ± 1,5% в TOE было поднято с силовой пластины AMTI после того, как подвижная платформа подняла переднюю часть стопы. В этом случае COP не отражает постуральную реакцию, а скорее указывает на механические последствия снятия части нагрузки F _Z с задней силовой пластины на переднюю силовую пластину. Следовательно, в этом протоколе наклон голени использовался как кинематическая мера постуральной реакции A / P, а не COP.Анализ этих двух переменных, проведенный в протоколе 2 , показал значительную корреляцию между A / P COP и раскачиванием голени ( r = 0,84 ± 0,09, P <0,00001), и, таким образом, этот показатель колебания A / P был очень надежным. ().

A : необработанные данные от 2 разных субъектов, показывающие, что продольное смещение свода стопы, измеренное линейным датчиком, размещенным над тыльной стороной стопы ( верхняя линия ), сильно коррелирует с наклоном голени A / P, измеренным с помощью углового установлен потенциометр (2-й график).A / P COP (3-й график) также сильно коррелирует с сводом стопы и наклоном голени, но медиолатеральный (M / L) COP ( нижний график ) — нет. B : общие средние субъекты экспериментальной корреляции наклона голени со смещением по высоте большого ногтя большого пальца стопы (серый), головки MT1 (черный) и тыльной стороны стопы (белый) имеют высокие отрицательные корреляции с наклон голени ( слева, участок). Показаны общие средние (± стандартное отклонение) изменения высоты (размах амплитуды вертикальных колебаний) TOE, MT1 и спины во время спокойного стояния с закрытыми глазами ( правый график ).Корр. коэфф., коэффициент корреляции.

Датчик линейного смещения был помещен на ноготь большого пальца стопы в состоянии TOE или на тыльную поверхность стопы на головке MT1 в состоянии MT. Это использовалось для измерения того, какая часть смещения поверхности вверх была передана через жировую подушку на подошвенной поверхности стопы к опорной скелетно-мышечной структуре. Электромиограмма (ЭМГ) передней большеберцовой мышцы (TA) и боковой икроножной мышцы (GAST) той же ноги, что и датчик, и наклона голени были собраны во время испытаний пертурбации.Поверхностные электроды располагались на расстоянии 5 см друг от друга для сбора дифференциального ЭМГ-сигнала, который был усилен в 2000–5000 раз, отфильтрован нижними частотами ниже 30 Гц и выпрямлен на двух частотах. Все измерительные устройства управлялись одним центральным компьютером, который синхронизировал и собирал данные о силовой пластине, смещении тыльной поверхности и наклоне голени с частотой 120 Гц и данные ЭМГ с частотой дискретизации 1000 Гц.

Анализ данных

Данные датчика наклона голени, смещения и COP были отфильтрованы с использованием низкочастотного фильтра Баттерворта 4-го порядка с частотой среза 5 Гц.Изменения активности ТА и GAST анализировали как относительно исходного уровня (до возмущения), так и относительно изменений в мышце-антагонисте (см. Результаты). Описательная статистика включала средние значения ± стандартное отклонение. Статистические сравнения включали многофакторный дисперсионный анализ общих линейных моделей с повторными измерениями, парные t -тесты и коэффициенты корреляции Пирсона. Непараметрический точный критерий Фишера использовался для биномиальных сравнений. Значимость была установлена ​​на уровне α ≤ 0,05, с поправками Бонферрони, применяемыми при выполнении множественных сравнений с одним и тем же временным рядом.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Измерения деформации свода стопы

В протоколах 1 и 2 измерения, полученные с помощью датчика линейного смещения, показали изменения высоты свода стопы с нагрузкой от веса в пассивном состоянии (сидячее положение) и их корреляцию с изменение кинетических (COP) и кинематических (наклон голени) показателей при активном контроле позы. В частности, в протоколе 1 загрузка и разгрузка 10-килограммового груза на колене в среднем опускала и поднимала свод стопы, соответственно 1.3 ± 0,47 мм. Размещение датчика на тыльной стороне стопы у головки MT1 позволило провести измерения в этом месте, чтобы исключить подошвенное сжатие кожи как причину изменения высоты свода стопы (). Нагрузка на колено предположительно будет сжимать подошвенные подушечки под дополнительным весом, однако наши измерения показали, что <50% величины изменения высоты свода стопы может быть объяснено сжатием кожи.

В протоколе № 2 мы охарактеризовали естественные деформации свода стопы во время QS.Амплитуда (от пика к пику) смещений тыльной поверхности стопы составляла приблизительно 0,2–0,9 мм у всех испытуемых (), а амплитуда наклона голени составляла 1,5–4,1 °. Анализ деформации свода стопы и раскачивания голени выявил значительную корреляцию между двумя показателями в диапазоне от r = 0,70 до 0,90, со средним значением r = 0,81 ± 0,07 ( P <0,0001) во время QS с закрытыми глазами. . Передний наклон голени коррелирует с уплощением свода стопы, а задний наклон - с подъемом свода стопы ().Столь же высокая значимость корреляций была обнаружена между смещениями свода стопы и A / P COP ( r = 0,70 ± 0,09, P <0,0001;). Корреляция M / L COP со смещениями свода стопы была слабой в диапазоне от r = -0,36 до 0,04 со средним значением r = -0,14 (, нижних кривых).

Реакция осанки на поверхностные возмущения стопы

В протоколе 3 нарушение стоя показало измеримые изменения в наклоне голени и ЭМГ (TA и GAST), соответствующие началу смещения передней платформы.В целом подъем платформы привел к более высоким средним значениям подъема фаланг в состоянии TOE, чем фаланги и MT в состоянии MT. Например, возмущение 3 мм привело к вертикальным смещениям 1,84 ± 0,27 и 2,46 ± 0,29 мм в условиях MT и TOE, соответственно. Таким образом, при МТ произошло более сильное сжатие кожи подошвенной поверхности, чем при ТОЭ, что означает, что в среднем пальцы ног были смещены стимулом в большей степени во время ТОЭ, чем возмущения МТ. Однако, несмотря на это, постуральные реакции были значительно более выраженными в МТ по сравнению с условиями ТОЭ.Постуральная реакция наступала в среднем менее чем через 600 мс после начала возмущения. Было выбрано 3-секундное окно, которое представляет период больше, чем постуральные фазовые ответы с длительным латентным периодом, и на 1 с больше, чем самые медленные ответы, наблюдаемые в испытаниях (время ожидания варьировалось от 0,3 до 2,1 с). 10 с QS, предшествовавшие возмущению, были разделены на три окна по 3 с, исключая первую секунду, а затем усреднены, чтобы гарантировать, что измерения изменчивости не были искажены длиной окна. Средняя изменчивость наклона голени за 9 с QS, предшествующих возмущению, составила 0.31 °. Средняя изменчивость наклона голени в течение 3 с сразу после возмущения составила 0,50 ± 0,45 ° в МТ и 0,24 ± 0,29 ° в ТОЭ. По мере того как величина возмущения увеличивалась с 1,5 до 6 мм, величина отклика на наклон голени также увеличивалась, однако это изменение не было значительным ни в условиях MT ( P > 0,10), ни в условиях TOE ( P > 0,5;).

Наклон голени изменяется при возмущении поверхности. A : темные сплошные линии показывают средний наклон голени (сплошная линия) в заднем направлении, который происходит после смещения поверхности вверх (вертикальная пунктирная линия).Обратите внимание, что постуральная реакция часто имеет задержку> 500 мс после поверхностного возмущения. Конверты доверительной вероятности 95% показаны светлыми пунктирными линиями. Состояние MT ( левый столбец ) и состояние TOE ( правый столбец ) отклики наклона голени при 3 амплитудах смещения показывают возрастающий отклик с увеличением амплитуды смещения поверхности. Ответы на условия МТ больше, чем ответы на условия ОО. Все постуральные реакции показывают задержку. B : средние значения групп для каждого условия показывают значительно большие средние абсолютного наклона голени в MT по сравнению с TOE при всех амплитудах смещения поверхности.Планки погрешностей показывают 95% доверительный интервал (ДИ).

Измерение наклона голени показало разные результаты в зависимости от состояния возмущения стопы, MT или TOE. В условиях МТ начальная пассивная реакция на возмущение поверхности обычно была очевидна, когда голень наклонялась назад, когда МТ1 толкался вверх. Это считалось пассивной механической реакцией, которая была очевидна в 87% испытаний, тогда как в условиях TOE явная пассивная реакция была очевидна только в 33% испытаний.После первоначального пассивного ответа субъект либо отвечал компенсаторным наклоном голени вперед, либо продолжал движение назад, как правило, с другой скоростью, чем во время пассивного ответа. В состоянии МТ 30% ответов привели к заднему наклону голени и 59% были передними компенсаторными ответами, тогда как 11% не показали четкого направленного наклона голени. В состоянии TOE 30% были задними ответами, 49% были передними компенсаторными ответами и 35% не показали четкого ответа на наклон голени.Многие из испытаний, показывающих отсутствие реакции на наклон голени, проводились во время поверхностных возмущений малой амплитуды (т.е. 1,5 и 3 мм) в состоянии TOE.

Еще одним показателем реакции позы, который показал явные изменения, был среднеквадратичный (RMS) наклон голени, до и после возмущения. Среднеквадратичное значение наклона голени значительно увеличилось как в TOE ( F _3,25 = 20,5, P <0,0002), так и в условиях MT ( F _3,25 = 39,8, P <0.00001) по сравнению с исходной вариабельностью во время QS. Однако увеличение RMS было значительно больше в состоянии MT ( P <0,009). Кроме того, в среднем СКЗ наклона голени не возвращалось к исходному уровню в течение как минимум 30 с (, следы наклона голени).

Электромиограмма (ЭМГ) в ответ на возмущение стопы. A : небольшое возмущение (<4 мм) за 10 с (пунктирная линия) поднимает MT. ЭМГ передней большеберцовой мышцы (TA) или икроножной мышцы (GAST) и данные наклона передней / задней голени от 3 репрезентативных субъектов показывают, что даже если большая часть стопы поддерживается на устойчивой фиксированной поверхности, постуральная реакция на малый палец ноги или возмущение МП имеет место.Пост-среднеквадратичное (RMS) пост-возмущение наклона голени больше, чем предварительное возмущение при спокойной стойке. B : во время поверхностных возмущений субъекты реагировали либо увеличением GAST и снижением активности мышц TA, как правило, при наклоне вперед (○), увеличением TA и снижением активности мышц GAST, как правило, во время наклона назад (□), либо нет. четкое изменение мышечной активности (♦). C : абсолютное изменение активности ЭМГ (AbsEMG) в TA и GAST было значительно больше в MT, чем в состоянии TOE.

Ответ ЭМГ на поверхностные возмущения стопы

Измерения ЭМГ TA и GAST выявили измеримые изменения мышечной активности, соответствующие началу пертурбации, которые значительно коррелировали с направлением колебаний A / P (). В среднем абсолютное изменение ЭМГ-активности составляло 43,1% относительно 10-секундного исходного показателя ЭМГ-активности до поверхностного возмущения в каждом испытании. Для каждой мышцы это процентное изменение было нормализовано как отношение средней активности ЭМГ (μ _emg ) в течение 3-х секунд ( t ₁ = 10 с до t ₂ = 13 с) после возмущения. минус средняя активность в течение 10 секунд (от t ₀ до t ₁ ) базового уровня QS до возмущения, а затем деленная на базовую активность QS.Отношение было умножено на 100, чтобы получить результат в процентах ( уравнение 1 ).

δemg = 100 ∗ μemg | t1t2 − μemg | t0t1μemg | t0t1

(1)

При среднем абсолютном изменении активности ЭМГ, равном 25%, это использовалось в качестве порога для надежной реакции мышц ног на поверхностное возмущение. Среди испытаний, которые показали четкую реакцию на ЭМГ, передние и задние мышцы ног иногда работали взаимно, то есть, когда TA увеличивалось, GAST уменьшалось или наоборот (см. Также Di Giulio et al.2009), мы также наблюдали испытания с небольшим или отсутствующим ответом на агонист, а также с коактивацией, приводящей к чистому увеличению активности мышц ног. Анализ реакции наклона голени A / P относительно разницы в GAST и TA (Diff _emg ) выявил очень значимую корреляцию ( r = 0,65, P <0,00001) с наклоном голени вперед, соответствующим увеличению Diff _{. emg} ( уравнение 2 ), то есть увеличение GAST и / или уменьшение TA. Поскольку большинство испытаний можно четко разделить на ответы TA или GAST, анализ подписанной активности ( Eq.1 ) для каждого из этих типов ответа, сравнивая изменения ЭМГ (т.е. δ _мышцы ) GAST (δ _GAST ) и TA (δ _TA ) друг с другом (). Высоко значимая разница в активности ЭМГ была очевидна между GAST и TA, когда эти испытания были разделены на соответствующие типы ответа ( F _2,37 = 13,7, P <0,00005). Однако испытания без ответа не показали разницы между мышечной активностью GAST и TA.Мы использовали это как дополнительное обоснование того, что испытания без ответа не могут быть классифицированы как явный мышечный ответ на возмущение. В частности, Diff _emg между мышечной активностью GAST и TA ( уравнение 2 ) в испытаниях без ответа мог достигнуть максимума 50%, если одна мышца увеличилась на 25%, а другая уменьшилась на 25%. Однако среднее значение абсолютных различий (AbsDiff _emg , Eq.3 ) составляло только 13% для испытаний без ответа по сравнению со 160% в испытаниях GAST и TA (где n равно количеству обнаружены испытания со значительными ответами на ТА и GAST или количество испытаний без ответа).

Diff _emg = δ _GAST — δ _TA

(2)

AbsDiff¯emg = ∑i = 1n | δGAST − δTA | n

(3)

. Поверхностные возмущения вызвали ЭМГ-ответ в ногах как в условиях МП, так и в условиях TOE. Дальнейший анализ двух условий на поверхности, MT и TOE, выявил значительные различия в их ЭМГ-ответах. Во-первых, как упоминалось выше, существует значимая корреляция ( r = 0,65) между колебанием A / P и активностью мышц ног, Diff _emg ( Eq.2 ), однако в состоянии MT эта корреляция была r = 0,75 ( P <0,0000), тогда как в состоянии TOE была более слабая корреляция r = 0,31 ( P = 0,02). наблюдаемый. Сравнение абсолютного изменения активности ЭМГ показало значительно большую активность после возмущения МТ, чем возмущения TOE ( F _1,23 = 7,73, P = 0,01). Другими словами, сумма абсолютных изменений ЭМГ (| δ _GAST | + | δ _TA |) была больше в испытаниях MT, чем в испытаниях TOE.Наконец, использование 25% -ного порога для испытаний с отсутствием ответа и выполнение непараметрического анализа количества ответов выше порога по сравнению с испытаниями с отсутствием ответа показали, что 33% были выше порога в испытаниях условий TOE, тогда как в условиях MT 56 % были выше порогового значения, значительно более высокая частота ответа на ЭМГ (точный критерий Фишера, P = 0,01, односторонний).

ОБСУЖДЕНИЕ

В целом результаты подтвердили нашу гипотезу о наличии значительных деформаций стопы (-).Принимая во внимание очень небольшие колебания тела во время QS, эти деформации значительны (∼0,5–1 мм) и могут значительно повлиять на афферентный отток от механорецепторов стопы (и, в частности, на угол голеностопного сустава) при поддержании ортоградной позы. Кроме того, очень небольшое возмущение фаланг или МТ вызывало заметные изменения в ЭМГ-активности и постуральном колебании (-). Интересно, что эти изменения могут превышать продолжительность возмущения на десятки секунд (см. Следы наклона голени), что свидетельствует о потенциальном нарушении эталона позы.

Постуральные деформации стопы

При полной нагрузке на конечность высота тыльной поверхности стопы уменьшается на несколько миллиметров (Bandholm et al. 2008; McPoil et al. 2008). Однако стоит подчеркнуть, что при нормальном стоянии происходит относительно небольшое перераспределение нагрузки между передней частью стопы и пяткой из-за смещения A / P COM. Здесь мы количественно оценили вариации высоты тыла стопы при относительно небольших изменениях нагрузки на конечности, сравнимых с регулировкой позы.В положении сидя нагрузка 10 кг груза на колено снижает свод стопы примерно на 1–1,5 мм (). Более 50% этого изменения можно объяснить деформацией свода стопы, а остальное — компрессией кожи подошвенной поверхности (под компрессией кожи мы подразумеваем выдавливание и изменение формы мягких тканей стопы, поскольку жидкость тела сама по себе является несжимаемый). Кроме того, хотя мы предположили, что стопа ведет себя как упругое тело, нельзя исключать, что часть деформации стопы была вызвана ее пластичностью (например,г. мягких тканей подошвы).

Во время стояния зонд свода стопы и раскачивание голени выявили значительную корреляцию, которая показывает, что при наклоне большеберцовой кости вперед свод стопы становится плоским, и наоборот (). Маловероятно, чтобы изменения высоты датчика линейного смещения были просто следствием сжатия кожных подушечек на подошвенной поверхности стопы (Gurfinkel et al. 1994) по нескольким причинам. Датчик помещали в точку между передней и задней частями стопы (т.э., клиновидные кости). Таким образом, когда A / P COP смещается спереди назад, это сжимает жировую подушку пяточной кости, уменьшая сжатие жировой подушечки передней части стопы, поэтому измерение в точке опоры этого рычажного действия не покажет изменения в тыльной части средней части стопы. . Однако, если изменения высоты стопы были вызваны конформационными изменениями свода стопы, когда происходит колебание A / P, то можно было бы ожидать чистого изменения высоты тыла стопы.

В большинстве работ используются углы голеностопного сустава, определяемые оптоэлектронными системами.Наши результаты ясно показывают, что в зависимости от положения маркера падение свода стопы или деформация мягких тканей могут иметь значительное влияние на фактический измеренный угол голеностопного сустава. Более того, принимая во внимание очень небольшие изменения угла голеностопного сустава и распределенную или неравномерную деформацию различных частей стопы во время стояния (см. Схематическую модель стопы), нельзя быть уверенным в том, что измеряется фактический угол голеностопного сустава. Кроме того, разные мышцы голеностопного сустава или даже разные отделы одной и той же мышцы могут показывать нелогичные изменения в длине мышцы во время постуральных наклонов тела из-за разной геометрии прикрепления и уплощения стопы (Di Giulio et al.2009 г.). Также могут быть большие индивидуальные различия в степени деформации мягких тканей стопы (Gurfinkel et al. 1994). Более того, такие индивидуальные различия в податливости стопы могут влиять на реакцию позы на возмущения опорной поверхности (Gurfinkel et al. 1994). Необходимы дальнейшие исследования для определения точного механизма этих различий и степени изменений податливости стопы в разных популяциях, а также адаптаций на протяжении всего развития (например, из-за распределения мягких тканей и формы стопы у младенцев; Bertsch et al.2004; Hallemans et al. 2006 г.).

Схематическое изображение распределенных деформаций стопы при стоянии. A : оси всех суставов стопы (кроме трех средних лучей) адаптированы по рентгенограммам экспериментальной стопы. Оригинальный рисунок В. Г. Райта, Ю. П. Иваненко и В. С. Гурфинкеля, адаптированный из работы Хикса (1953). B : упрощенная модель стопы (сагиттальная плоскость), состоящая из нескольких частей, действующих как упругая балка.

Наблюдаемые смещения тыла стопы (∼0.5 мм; ) нельзя пренебречь. Принимая во внимание небольшое расстояние между датчиком и голеностопным суставом (5–7 см;), оценочные погрешности угла голеностопного сустава из-за деформаций стопы (∼0,5 / 50 мм = 0,01 рад или 0,6 °) фактически составляют того же порядка, что и угловые колебания перевернутого маятника (около 0,5–1 °), который часто используется в качестве модели, представляющей двуногую позу (Фитцпатрик и др., 1994; Гейтв и др., 1999; Маурер и др., 2006; Морассо и Шиппати, 1999). ; Winter et al. 2001). Учитывая также компрессию кожи на подошвенной поверхности, которая дополнительно снижает фактические изменения угла голеностопного сустава почти в два раза (Gurfinkel et al.1994), гипотетические колебания угла голеностопного сустава и соответствующие изменения в длине икроножной мышцы могут быть незначительными, если они есть (или даже противоположными по знаку) во время естественных постуральных смещений тела A / P. Кроме того, высокая податливость сухожилий (Rack et al., 1983) и «парадоксальное» удлинение / укорочение икроножных мышц при спокойном стоянии человека (Loram et al. 2007, 2009) также ставят под сомнение использование простой схемы управления положением человека, основанной на растяжении. рефлекс в мышцах голеностопного сустава. Следовательно, сенсорная информация, возникающая в результате заметных деформаций свода стопы и мягких тканей, может предоставить важную (или, по крайней мере, дополнительную) информацию о колебаниях тела в позе и / или ориентирах позы.

Постуральные реакции на возмущения TOE и MT

Стоит подчеркнуть, что ступня представляет собой важное рецептивное поле, образованное множеством кожных, суставных, сухожильных и мышечных рецепторов (включая внутренние мышцы стопы), и давно было признано, что повреждение стопы, будь то сенсоневральная потеря или физическое повреждение мышц, костей или опорных тканей, изменяет осанку и стабильность походки. Ряд кожных рефлексов и рефлексов, связанных с нагрузкой, может участвовать в точном контроле позы или положения стопы во время ходьбы (Abbruzzese et al.1996; Aniss et al. 1992; Duysens et al. 2000; Иваненко и др. 2002; Кавунудиас и др. 1998; Nardone et al. 2000; van Wezel et al. 1997; Ян и Штейн 1990). Например, потеря кожной чувствительности может привести к менее стабильной позе и движению (Courtemanche et al. 1996; Dingwell and Cavanagh 2001; Meyer et al. 2004; Perry et al. 2000; Taylor et al. 2004). Кроме того, опорная поверхность также может быть включена как компонент нашего эго-пространства аналогично тому, как внешние объекты и инструменты могут быть включены в схему нашего тела (Iriki et al.1996; Иваненко и др. 1997; Пирсон и Грамлих 2010; Солопова и др. 2003; Райт и Хорак 2007). Тактильная информация от основных опорных областей стопы также используется мозгом для целей восприятия и может вызывать сильные кинестетические иллюзии (Roll et al., 2002), вибротактильные пороги в подушечке и своде подошвы ниже, чем в пятке. и области пальцев ног (Gravano et al. 2011; Inglis et al. 2002).

Здесь мы обнаружили, что нарушение МП или пальцев ног влияет на осанку человека (), что согласуется с предыдущими исследованиями, согласно которым входные данные от стопы помогают контролировать вертикальное равновесие человека (Fujiwara et al.2003; Иваненко и др. 1997; Кавунудиас и др. 2001; Priplata et al. 2006 г.). Возмущение МТ влияет на осанку больше, чем на пальцы ног. Интересно, что эти небольшие возмущения вызывали как немедленные (с задержкой 0,3–2,1 с;), так и длительные (десятки секунд;) эффекты. Медленное возвращение к исходному состоянию (следы наклона голени) может быть связано с изменением системы отсчета, связанной со стопой, аналогично тому, что мы наблюдали ранее в ответах позы на очень медленные наклоны опоры (Gurfinkel et al.1995; Райт и Хорак 2007). Компенсация эталонного возмущения, кажется, требует больше времени, чем компенсация постуральных отклонений от эталонного положения (см. Также Bove et al. 2009). Эти данные подтверждают гипотезу о том, что, помимо оперативного управления, предназначенного для быстрой компенсации отклонений от исходного положения, система постурального контроля включает, по крайней мере, один дополнительный уровень, который развивает эту справочную информацию с использованием информации о взаимном положении звеньев тела, мышечных моментах и взаимодействие с опорой (Fujiwara et al.2003; Гурфинкель и др. 1995; Райт 2011).

Выводы

Имея более 100 мышц, сухожилий и связок, 26 отдельных костей и 33 сустава, стопа и, в частности, свод стопы, вероятно, эволюционировали для такой же специализированной роли, как большой палец и пальцы для точного ручного управления (Rolian et al. 2010 г.). Несмотря на это, многие исследования осанки, как правило, сосредотачиваются на простом шарнирном действии голеностопного сустава без учета распределительного характера деформаций стопы. Здесь мы показываем, что стопа вместо того, чтобы служить жесткой опорой, находится в активном, гибком состоянии и чувствительна к малейшим возмущениям, даже если вся задняя и средняя часть стопы устойчиво поддерживается, а голеностопный сустав не затронут.Мы также обнаружили, что нарушение МП влияет на осанку больше, чем раздражение пальцев ног. Медленное возвращение к исходной позе после очень небольшого возмущения фаланг или 1-й и 2-й МТ может быть связано с изменением системы отсчета поверхности. После изменения системы координат поверхности требуется время, чтобы восстановить новую систему координат. Эти данные свидетельствуют о том, что вся нейрофизиология и анатомическая архитектура стопы уникально разработаны и являются неотъемлемой частью выполнения сложной задачи двуногого контроля позы, факт, упускаемый из виду некоторыми моделями перевернутого маятника оси лодыжки и теориями постурального контроля, которые фокусируются на супрапедальном направлении.

ГРАНТЫ

Это исследование было частично поддержано грантом Национального института неврологических расстройств и инсульта NS-45553 и Седьмой рамочной программой Европейского союза (FP7) — Программы информационных и коммуникационных технологий (ICT) (грант AMARSi № 248311). ).

РАСКРЫТИЕ ИНФОРМАЦИИ

Автор (ы) не заявляет о конфликте интересов, финансовом или ином.

ВЗНОС АВТОРОВ

W.G.W., Y.P.I. и V.S.G. концепция и дизайн исследования; W.G.W., Y.P.I. и V.S.G. проведенные эксперименты; W.G.W. проанализированные данные; W.G.W., Y.P.I. и V.S.G. интерпретированные результаты экспериментов; W.G.W. и Ю.П.И. подготовленные фигурки; W.G.W. и Ю.П.И. составленная рукопись; W.G.W., Y.P.I. и V.S.G. отредактированная и исправленная рукопись; W.G.W., Y.P.I. и V.S.G. утверждена окончательная версия рукописи.

ССЫЛКИ

• Abbruzzese M, Rubino V, Schieppati M. Эффекты, зависящие от задачи, вызываемые афферентами мышц стопы на активность мышц ног у людей.Электроэнцефалогер Клин Нейрофизиол 101: 339–348, 1996 [PubMed] [Google Scholar]
• Анисс А.М., Гандевиа СК, Берк Д. Рефлекторные реакции в активных мышцах, вызванные стимуляцией низкопороговых афферентов стопы человека. J Нейрофизиол 67: 1375–1384, 1992 [PubMed] [Google Scholar]
• Бандхольм Т., Бойсен Л., Хаугаард С., Зебис М.К., Бенке Дж. Деформация медиального продольного свода стопы при спокойном стоянии и походке у пациентов с синдромом медиального напряжения большеберцовой кости. J Foot Хирургия голеностопного сустава 47: 89–95, 2008 [PubMed] [Google Scholar]
• Бертч К., Унгер Х., Винкельманн В., Розенбаум Д.Оценка ранних моделей ходьбы по измерениям распределения подошвенного давления. Итоги первого года обучения 42 детей. Походка 19: 235–242, 2004 [PubMed] [Google Scholar]
• Бове М., Феноджио С., Таккино А., Пелозин Е., Скиппати М. Взаимодействие между зрением и проприоцепцией шеи при управлении стойкой. Неврология 164: 1601–1608, 2009 [PubMed] [Google Scholar]
• Брамбл Д.М., Либерман Д.Е. Бег на выносливость и эволюция Homo . Природа 432: 345–352, 2004 [PubMed] [Google Scholar]
• Клиффорд AM, Холдер-Пауэлл Х.Постуральный контроль у здоровых людей. Clin Biomech (Бристоль, Эйвон) 25: 546–551, 2010 [PubMed] [Google Scholar]
• Courtemanche R, Teasdale N, Boucher P, Fleury M, Lajoie Y, Bard C. Проблемы походки у больных сахарным диабетом. Arch Phys Med Rehabil 77: 849–855, 1996 [PubMed] [Google Scholar]
• Ди Джулио I, Маганарис CN, Бальцопулос V, Лорам ID. Проприоцептивная и агонистическая роль икроножных, камбаловидных и передних большеберцовых мышц в поддержании вертикальной осанки человека.J Physiol 587: 2399–2416, 2009 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Дингвелл Дж. Б., Кавана, ПР. Повышенная вариабельность продолжительной ходьбы по земле у пациентов с невропатиями лишь косвенно связана с потерей чувствительности. Походка 14: 1–10, 2001 [PubMed] [Google Scholar]
• Дуйсенс Дж., Кларак Ф., Круз Х. Механизмы регулирования нагрузки в походке и осанке: сравнительные аспекты. Physiol Rev 80: 83–133, 2000 [PubMed] [Google Scholar]
• Фэллон Дж. Б., Бент Л. Р., Макналти, Пенсильвания, Мейсфилд В. Г..Доказательства сильной синаптической связи между отдельными тактильными афферентами подошвы стопы и мотонейронами, снабжающими мышцы ног. J Нейрофизиол 94: 3795–3804, 2005 [PubMed] [Google Scholar]
• Фитцпатрик Р., Роджерс Д. К., Макклоски Д. И.. Стабильное положение человека с афферентными мышцами нижних конечностей, обеспечивающими единственную сенсорную информацию. J Physiol 480: 395–403, 1994 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Фудзивара К., Асаи Х., Миягути А., Тояма Х., Кунита К., Иноуэ К. Воспринимаемое положение стоя после уменьшения ощущения давления на стопу за счет охлаждения подошвы.Навыки Percept Mot 96: 381–399, 2003 [PubMed] [Google Scholar]
• Гейтв П., Томас С., Кеппл Т., Халлет М. Стратегия равновесия голеностопного сустава с прямой связью в спокойной стойке у взрослых. J Physiol 514: 915–928, 1999 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Джиммон Ю., Раймер Р., Оддссон Л., Мельцер И. Влияние утомления подошвенных мышц-сгибателей на контроль осанки. J Электромиогр Кинезиол 21: 922–928, 2011 [PubMed] [Google Scholar]
• Gravano S, Иваненко Ю.П., Maccioni G, Macellari V, Poppele RE, Lacquaniti F.Новый подход к механической стимуляции стопы при движении человека с опорой на вес тела. Hum Mov Sci 30: 352–367, 2011 [PubMed] [Google Scholar]
• Гурфинкель В.С., Иваненко Ю.П., Левик Ю.С. Вклад деформации стопы в изменение длины мышц и угла в голеностопном суставе у человека в положении стоя. Physiol Res 43: 371–377, 1994 [PubMed] [Google Scholar]
• Гурфинкель В.С., Иваненко Ю.П., Левик Ю.С., Бабакова И.А. Кинестетический эталон для ортоградной осанки человека.Неврология 68: 229–243, 1995 [PubMed] [Google Scholar]
• Халлеманс А., Де Клерк Д., Ван Донген С., Аэртс П. Изменение параметров функции стопы в течение первых 5 месяцев после начала самостоятельной ходьбы: длительное катамнестическое исследование. Походка 23: 142–148, 2006 [PubMed] [Google Scholar]
• Хикс Дж. Х. Стопа как опора. Acta Anat (Базель) 25: 34–45, 1955 [PubMed] [Google Scholar]
• Хикс Дж. Х. Механика стопы. I. Суставы. J Anat 87: 345–357, 1953 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Инглис Дж. Т., Кеннеди П. М., Уэллс К., Чуа Р.Роль кожных рецепторов в стопе. Adv Exp Med Biol 508: 111–117, 2002 [PubMed] [Google Scholar]
• Ирики А., Танака М., Ивамура Ю. Кодирование измененной схемы тела при использовании инструмента постцентральными нейронами макака. Нейроотчет 7: 2325–2330, 1996 [PubMed] [Google Scholar]
• Иваненко Ю.П., Грассо Р., Мацеллари В., Лакванити Ф. Управление траекторией стопы при передвижении человека: роль сил контакта с землей в моделировании пониженной гравитации. J Нейрофизиол 87: 3070–3089, 2002 [PubMed] [Google Scholar]
• Иваненко Ю.П., Левик Ю.С., Талис В.Л., Гурфинкель В.С.Равновесие человека на неустойчивой опоре: важность взаимодействия стопы и опоры. Neurosci Lett 235: 109–112, 1997 [PubMed] [Google Scholar]
• Кавунудиас А, Ролл Р, Ролл JP. Подошва стопы и мышцы голеностопного сустава совместно участвуют в регулировании вертикальной позы человека. J Physiol 532: 869–878, 2001 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Кавунудиас А, Ролл Р, Ролл JP. Подошвенная подошва — это «динамометрическая карта» для контроля баланса человека. Нейроотчет 9: 3247–3252, 1998 [PubMed] [Google Scholar]
• Кер РФ, Беннетт МБ, Бибби С.Р., Кестер Р.С., Александр Р.М.Пружина в своде стопы человека. Природа 325: 147–149, 1987 [PubMed] [Google Scholar]
• Киемель Т., Элахи А.Дж., Джека Дж. Идентификация растения для вертикального положения человека: несколько моделей движения из одной нейронной стратегии. J Нейрофизиол 100: 3394–3406, 2008 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Loram ID, Maganaris CN, Лаки М. Парадоксальное движение мышц при постуральном контроле. Медико-спортивные упражнения 41: 198–204, 2009 [PubMed] [Google Scholar]
• Loram ID, Maganaris CN, Лаки М.Пассивные человеческие икроножные мышцы по отношению к стоянию: нелинейное уменьшение жесткости от короткого до дальнего действия. J Physiol 584: 661–675, 2007 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Магнуссон М., Энбом Х., Йоханссон Р., Виклунд Дж. Значение прессорного воздействия со стороны стопы человека в боковом контроле позы. Влияние переохлаждения на гальванически индуцированное колебание тела. Акта Отоларингол 110: 321–327, 1990 [PubMed] [Google Scholar]
• Маурер С., Мергнер Т., Петерка Р.Дж.Мультисенсорный контроль вертикального положения человека. Exp Brain Res 171: 231–250, 2006 [PubMed] [Google Scholar]
• Макпойл Т.Г., Корнуолл М.В., Медофф Л., Вичензино Б., Форсберг К., Хильц Д. Изменение высоты дуги при стоянии из положения сидя: альтернатива тесту на падение ладьевидной кости. J Foot Ankle Res 1: 3, 2008 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Мейер П.Ф., Оддссон Л.И., Де Лука С.Дж. Роль подошвенных кожных ощущений в невозмутимой позе. Exp Brain Res 156: 505–512, 2004 [PubMed] [Google Scholar]
• Морассо П.Г., Шиппати М.Может ли жесткость мышц стабилизировать вертикальное положение? J Нейрофизиол 82: 1622–1626, 1999 [PubMed] [Google Scholar]
• Morton DJ. Metatarsus atavicus : идентификация отдельного типа поражения стопы. Хирургия суставов J Bone 9: 531–544, 1927 [Google Scholar]
• Morton DJ. Человеческая стопа. Нью-Йорк: Columbia Univ. Press, 1935 [Google Scholar]
• Nardone A, Tarantola J, Miscio G, Pisano F, Schenone A, Schieppati M. Утрата афферентных волокон веретена большого диаметра не влияет на контроль раскачивания тела в вертикальном положении: свидетельство невропатии.Exp Brain Res 135: 155–162, 2000 [PubMed] [Google Scholar]
• Пирсон К.Г., Грамлих Р. Обновление нейронных представлений объектов во время ходьбы. Энн Нью-Йорк Академия наук 1198: 1–9, 2010 [PubMed] [Google Scholar]
• Перри С.Д., Макилрой В.Е., Маки Б.Э. Роль подошвенных кожных механорецепторов в контроле компенсаторных ступенчатых реакций, вызванных непредсказуемым разнонаправленным возмущением. Brain Res 877: 401–406, 2000 [PubMed] [Google Scholar]
• Priplata AA, Patritti BL, Niemi JB, Hughes R, Gravelle DC, Lipsitz LA, Veves A, Stein J, Bonato P, Collins JJ.Контроль баланса с повышенным уровнем шума у ​​пациентов с диабетом и пациентов с инсультом. Энн Нейрол 59: 4–12, 2006 [PubMed] [Google Scholar]
• Стойка PM, Росс HF, Thilmann AF, Walters DK. Рефлекторные реакции голеностопного сустава человека: важность податливости сухожилий. J Physiol 344: 503–524, 1983 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ридола С, Пальма А. Функциональная анатомия и визуализация стопы. Итал Дж Анат Эмбриол 106: 85–98, 2001 [PubMed] [Google Scholar]
• Ролиан С., Либерман Д.Е., Халльгримссон Б.Коэволюция человеческих рук и ног. Эволюция 64: 1558–1568, 2010 [PubMed] [Google Scholar]
• Roll R, Kavounoudias A, Roll JP. Кожные афференты подошвенной подошвы человека способствуют осознанию положения тела. Нейроотчет 13: 1957–1961, 2002 [PubMed] [Google Scholar]
• Скиеппати М., Нардоне А., Силиотто Р., Грассо М. Ранние и поздние реакции на растяжение мышц стопы человека, вызванные нарушением позы. Exp Brain Res 105: 411–422, 1995 [PubMed] [Google Scholar]
• Скотт С.Х., Винтер Д.А.Биомеханическая модель стопы человека: кинематика и кинетика во время фазы опоры при ходьбе. J Biomech 26: 1091–1104, 1993 [PubMed] [Google Scholar]
• Солопова И.А., Казенников О.В., Денискина Н.Б., Левик Ю.С., Иваненко Ю.П. Постуральная нестабильность усиливает двигательные реакции на транскраниальную магнитную стимуляцию у людей. Neurosci Lett 337: 25–28, 2003 [PubMed] [Google Scholar]
• Тейлор AJ, Menz HB, Keenan AM. Влияние экспериментально индуцированной нечувствительности подошв на силы и давление под стопой при нормальной ходьбе.Походка 20: 232–237, 2004 [PubMed] [Google Scholar]
• ван Везель Б.М., Оттенхофф Ф.А., Дуйсенс Дж. Динамический контроль информации о местоположении в тактильных кожных рефлексах от стопы во время ходьбы человека. J Neurosci 17: 3804–3814, 1997 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
• Ветте А.Х., Масани К., Накадзава К., Попович МР. Схема управления с нейро-механической обратной связью генерирует физиологические колебания крутящего момента в голеностопном суставе во время спокойного положения. IEEE Trans Neural Syst Rehabil Eng 18: 86–95, 2010 [PubMed] [Google Scholar]
• Зимний DA, Patla AE, Rietdyk S, Ishac MG.Жесткость голеностопных мышц для контроля равновесия при спокойном стоянии. J Нейрофизиол 85: 2630–2633, 2001 [PubMed] [Google Scholar]
• Райт РГ. Последствия тонизирующего постурального постного покрова, обусловленные стабильностью и динамикой опорной поверхности. Hum Mov Sci 30: 238–248, 2011 г. [PubMed] [Google Scholar]
• Райт WG, Horak FB. Взаимодействие позы и осознанного восприятия гравитационной вертикали и поверхностной горизонтали. Exp Brain Res 182: 321–332, 2007 [PubMed] [Google Scholar]
• Ян Дж. Ф., Штейн РБ.Фазозависимое изменение рефлекса в мышцах ног человека при ходьбе. J Нейрофизиол 63: 1109–1117, 1990 [PubMed] [Google Scholar]

Анатомия, костный таз и нижняя конечность, мышцы стопы — StatPearls

Введение

Человеческая стопа состоит из 29 мышц. (10 футов на голеностопный сустав и 19 внутренних). Десять из этих мышц берут начало за пределами самой стопы, но пересекают голеностопный сустав, воздействуя на голеностопный сустав и помогая расположить стопу. Остальные 19 мышц называются собственными мышцами стопы и действуют только внутри стопы.Мышцы, описанные в этой статье, выполняют различные функции в походке и осанке. Этим мышцам также помогает подошвенная фасция, управляющая механическими векторами стопы. Мышцы стопы влияют на осанку и форму стопы, а также обеспечивают способность передавать мышечное напряжение не только по направлению к земле, но и по всей системе тела.

Эмбриология

Во время беременности наличие конечностей у эмбрионов проявляется на 4-й постовуляторной неделе (длина 3-6 мм — 13-я стадия).Каждая конечность развивается в проксимально-дистальном направлении, и стопа появляется примерно через 4,5 недели (стадия 15). Хрящевой скелет и мышцы становятся видимыми через несколько дней, а вскоре после этого можно увидеть пальцы (стадии 18-19). Скелетные элементы сначала рассматриваются как мезодермальные конденсации, которые затем конденсируются в определенном порядке; Впоследствии происходит окостенение в виде периостального воротничка в трубчатых костях. Сосудистая инвазия костей предплюсны происходит во время плода, в то время как эндохондральное окостенение начинается в некоторых костях предплюсны только после рождения.

Конечности развиваются в результате разрастания мезодермы соматоплевральной в латеральной части тела, которая образует выросты, соответствующие поясничному тракту (3-5-й поясничный сомит) для задних конечностей.

Кровоснабжение и лимфатика

Кровоснабжение стопы начинается в первую очередь с подколенной артерии. Подколенная артерия ответвляется от большой поверхностной бедренной артерии и дает начало трем основным ветвям, снабжающим голень и стопу.Три ветви от проксимального до дистального отдела — это передняя большеберцовая артерия, малоберцовая артерия и задняя большеберцовая артерия. Передняя большеберцовая артерия продолжается дистально, снабжая переднюю и дорсальную части стопы. Как только передняя большеберцовая артерия проходит под удерживателем разгибателя, она становится тыльной стороной стопы. Эту артерию обычно пальпируют для определения пульса на педали. Дорсальная мышца стопы продолжается под длинным разгибателем большого пальца и проходит между ним и длинным разгибателем пальцев.Дорсальная мышца стопы имеет три боковые ветви, называемые проксимальной и дистальной артериями предплюсны и дугообразной артерией, и две медиальные ветви, называемые медиальными артериями предплюсны. Дугообразная артерия разветвляется на уровне 1-го тарзально-плюсневого сустава и проходит через 2-4 плюсневые кости, давая начало дорсальным плюсневым артериям 2-4. Первая дорсальная плюсневая артерия ответвляется непосредственно от dorsalis pedis. Плюсневые ветви снабжают дорсальные межкостные мышцы стопы. Малоберцовая артерия снабжает мышцы боковой и задней частей стопы.Наконец, задняя большеберцовая артерия снабжает заднюю и боковую часть ноги, а также подошвенную поверхность стопы. [1]

Венозная система нижних конечностей состоит из глубоких вен (которые проходят между мышцами) и поверхностных вен (которые составляют сложную сеть непосредственно под кожей). Эти две системы соединены трансфасциальными клапанными коммуникациями, которые составляют реальную систему перфорирующих вен. Перфорирующие вены имеют функцию облегчения оттока крови, которая течет по поверхностной системе (около 10%) к глубокой системе.

В подошве стопы есть своего рода губка, состоящая из сложного переплетения поверхностных и глубоких вен, которые на каждом шаге опорожняются путем сжатия на земле. Благодаря этому механизму кровь проталкивается от щиколотки к икре.

Венозная система берет свое начало в микроциркуляции из артериальных капилляров (афферентная ветвь), чтобы продолжить венозные капилляры, которые сначала сходятся в собирающих венулах, а затем в собирающих венах, составляя, таким образом, начальную эфферентную ветвь венозной макроциркуляции.

В переднем отделе дорсальная венозная сеть стопы через межпальцевые вены, проходящие через межпальцевые промежутки; цифровые вены, соединяющиеся между двумя и двумя в межпальцевых промежутках, образуют плюсневые вены, которые направлены в глубокую подошвенную венозную дугу и сходятся в боковых подошвенных венах; они, после соединения сзади с медиальными подошвенными венами, образуют две задние большеберцовые вены. Передние большеберцовые мышцы берут начало от глубоких вен дорсальной области стопы.Медиальная маргинальная вена стопы, восходящая кпереди от медиальной лодыжки, образует внутреннюю подкожную вену или большую подкожную вену. Боковая маргинальная вена стопы, восходящая кпереди от боковой лодыжки, образует малую подкожную вену.

Лимфа, отводимая от нижней конечности, достигает наружных и общих цепей подвздошных лимфатических узлов. Пальцы и подошва стопы богаты поверхностными лимфатическими сосудами, которые собираются в медиальном и латеральном коллекторах. Лимфа, отводимая глубоко от стопы, касается прежде всего суставной области, костей, мышц и апоневроза; лимфа собирается в подколенных и бедренных коллекторах.

Нервы

В следующих разделах будет более подробно обсуждаться иннервация различных мышц. Первым нервом, который вызывает большую часть иннервации нижней конечности, является седалищный нерв. Седалищный нерв выходит из пояснично-крестцового сплетения и проходит под грушевидной мышцей, а затем проходит дистально. Вокруг дистальной трети бедренной кости ветви седалищного нерва дают начало общему малоберцовому нерву и большеберцовому нерву.Большеберцовый нерв продолжается дистально, давая начало медиальным пяточным ветвям, медиальному икроножному кожному нерву, а также медиальному и латеральному подошвенным нервам. Общий малоберцовый нерв дает начало двум основным ветвям: поверхностному малоберцкому и глубокому малоберцовым нервам. Поверхностный малоберцовый нерв в первую очередь дает начало кожным ветвям, которые получают сенсорную информацию от кожи. Глубокий малоберцовый нерв обеспечивает двигательную функцию многих мышц, ответственных за тыльное сгибание стопы.[2] [3]

Мышцы

Чтобы упростить организацию мышц, следующее разделит их на те, которые действуют на стопу и лодыжку, и те, которые классифицируются как внутренние. [4] [5] [6]

Стопа и лодыжка

Длинная малоберцовая мышца

• Длинная малоберцовая мышца — одна из трех мышц, охватывающих боковую ногу — малоберцовая мышца также может быть заменена малоберцовой, что относится к латеральной кости голени, проходящей глубоко вглубь. малоберцовые мышцы

• Происхождение : Длинная малоберцовая мышца берет начало на головке малоберцовой кости и верхней половине малоберцовой кости — эта мышца пересекает голеностопный сустав и проходит глубоко в стопу и проходит в борозду кубовидная кость.

• Вставка : заднебоковая часть медиальной клиновидной кости и латеральная часть основания первой плюсневой кости

• Действие : Длинная малоберцовая мышца выворачивает стопу, обеспечивает подошвенное сгибание голеностопного сустава и добавляет поддержку к поперечной арке стопы

• Кровоснабжение: Передняя большеберцовая артерия

• Иннервация: Поверхностный малоберцовый нерв

Peroneus Brevis

• 9000vis2 латеральной ножкой и может также называться малоберцовой мышцей, относящейся к малоберцовой кости

• Происхождение: Короткая малоберцовая мышца берет начало на нижних двух третях латеральной малоберцовой кости и проходит кзади от боковой лодыжки малоберцовой кости в конечном итоге

• Вставка: Шиловидный отросток пятой плюсны. sal

• Действие: Первичное действие короткой малоберцовой мышцы заключается в выворачивании стопы и подошвенном сгибании голеностопного сустава

• Кровоснабжение: Малоберцовая артерия

• Внутренний малоберцовый нерв : Поверхностный нерв. Короткая малоберцовая мышца

Peroneus Tertius

• Третичная малоберцовая мышца — это третья и последняя мышца латеральной малоберцовой или малоберцовой мышцы

• Происхождение: Третичная малоберцовая мышца

  3 берет начало от среднего стержня малоберцовой кости

  Вставка: Дорсальная поверхность пятой плюсневой кости

• Действие: Тыльное сгибание, отведение и отведение стопы

• Кровоснабжение: Третичная малоберцовая мышца получает кровоснабжение прежде всего из передней большеберцовой артерии

• Иннервация: Peroneu s tertius иннервация происходит от глубокого малоберцового нерва, иннервация которого отличается от его аналогично названного малоберцового нерва

Anterior Tibialis

• Передняя большеберцовая мышца является наиболее заметной мышцей передней ноги и часто видна во время тыльного сгибания стопы.

• Происхождение: Латеральный мыщелок большеберцовой кости и проксимальная половина до двух третей диафиза большеберцовой кости.

• Место введения: Возникает после прохождения под удерживателем разгибателя и на медиальной и подошвенной поверхностях медиальной клинописи и основания 1-й плюсневой кости.

• Действие: Тыльное сгибание голеностопного сустава и инверсия заднего отдела стопы

• Кровоснабжение: Передняя большеберцовая артерия

• Иннервация: Отходит от глубокого малоберцового нерва

• 0005

  Происхождение : верхние две трети медиальной задней поверхности большеберцовой кости

• Место прикрепления: Сухожилие проходит дистально, разделяется на две части в пяточно-ладьевидной связке и прикрепляется к бугристости ладьевидной кости (поверхностно). скольжение) и подошвенные поверхности двух-четырех плюсневых костей (глубокое скольжение)

• Действие: Задняя большеберцовая мышца является основным инвертором стопы, но также аддуктами, подошвенными сгибаниями и помощниками при супинации стопы

• Кровоснабжение: Коровья, малоберцовая и задняя большеберцовая артерии

• 900 02 Иннервация: Большеберцовый нерв

Extensor Digitorum Longus

• Происхождение : Боковой мыщелок большеберцовой кости и продолжает дистально разделяться на четыре сухожилия после уровня сетчатки разгибателя

• средние и дистальные фаланги

• Действие: Вытяните со второго по пятый пальцы и согните голеностопный сустав сзади

• Кровоснабжение: передняя большеберцовая артерия

• Глубокий нерв Глубокий Внутри Flexor Digitorum Longus

  • Происхождение: Задняя поверхность большеберцовой кости дистальнее подколенной линии

  • Место прикрепления: Продолжает дистально разделяться на четыре отдельных сухожилия, которые прикрепляются к подошвенным поверхностям оснований второго прохода. пятая дистальная фаланга

  90 573

  Действие: Согните пальцы со второго по пятый и может помочь в подошвенном сгибании голеностопного сустава

  • Кровоснабжение: Задняя большеберцовая артерия

  • Иннервация: Большой большеберцовый нерв

    • Происхождение: нижние две трети задней малоберцовой кости

    • Место прикрепления: Подошвенная поверхность основания дистальной фаланги большого пальца стопы

    • Действие: Сгибание большого пальца стопы но может минимально супинировать и подошвенно сгибать голеностопный сустав

    • Кровоснабжение: Малоберцовая и задняя большеберцовая артерия

    • Иннервация: Большеберцовый нерв

    Gastrocnemius

    Gastrocnemius наиболее часто

    • Происхождение: мыщелков бедренной кости

      9 0574

    • Вставка: ахиллово сухожилие толщиной , прикрепляемое к пяточной кости.

    • Действие: Подошвенное сгибание голеностопного сустава.

    • Кровоснабжение: Куральная ветвь подколенной артерии

    • Иннервация: Большеберцовый нерв

    Soleus

    • Подошвенная мышца является самой глубокой мышцей ноги и составляет ее верхнюю часть основная часть голени

    • Происхождение: Верхняя четверть задней малоберцовой кости и средняя треть задней большеберцовой диафрагмы

    • Вставка: Камбаловидная мышца в конечном итоге соединяется с икроножной мышцей и прикрепляется к ахиллову сухожилию. пяточная кость

    • Действие: Действие заключается в подошвенном сгибании голеностопного сустава

    • Кровоснабжение: Задняя большеберцовая, малоберцовая и икроножная артерии

    • Внутренняя нервная система

      ---

      9

      Спинной

      Extensor Digitorum Brevis

      • 9 0008 Происхождение: Дорсальная поверхность пяточной кости

      • Место прикрепления: Основание проксимальной фаланги пальцев со второго по четвертый

      • Действие: Выдвинуть пальцы

      • Педаль спинного мозга:

      • Иннервация: Глубокий малоберцовый нерв

      Дорсальная межкостная мышца

      Extensor Hallucis Brevis

      • Начало: Дорсальная поверхность пяточной кости

        Основание пяточной кости
        9057 большой палец

        • Действие: Раздвинуть большой палец

        • Кровоснабжение: Dorsalis pedis.

        • Иннервация: Глубокий малоберцовый нерв

        Подошвенный

        1-й слой

        Abductor Hallucis

        905 tu72

      • 0008 Calibre
        палец и проксимальная фаланга.

      • Действие: Отведение большого пальца ноги

      • Кровоснабжение: Медиальная подошвенная артерия

      • Иннервация: Медиальный подошвенный нерв

      72

      Бугристость пяточной кости

      • Вставка: Средняя фаланга пальцев со второго по пятый

      • Действие: Согните пальцы со второго по пятый

      • Кровоснабжение:

        Внутренняя подошвенная артерия : Медиальный подошвенный нерв

      Abductor Digiti Minimi

      • Происхождение: Бугристость пяточной кости

      • Вставка: Основание пятой плюсневой кости

      Кровоснабжение: 900 09 Боковая подошвенная артерия

      • Иннервация: Боковой подошвенный нерв, латеральная подошвенная артерия

      2-й слой

      Quadratus Plantae

      • Поверхность подошвенной кости

        F сухожилие длинной мышцы пальца

      • Действие: Помогите согнуть дистальные фаланги

      • Кровоснабжение: Боковая подошвенная артерия

      • Иннервация 3

        L L латеральный отросток

      • В стопе четыре мышцы, называемые поясничными

      • Происхождение : Сухожилие длинного сгибателя пальцев

      • Вставка: Сухожилие длинного разгибателя пальцев

      • 9000

        продлить я межфаланговые суставы

      • Кровоснабжение: Медиальные и латеральные подошвенные артерии

      • Иннервация: Медиальный и латеральный подошвенный нерв

      3-й слой

      Brexe

      Кубовидная и латеральная клинопись

    • Вставка: Проксимальная фаланга большого пальца стопы

    • Действие: Сгибание большого пальца стопы

    • Кровоснабжение:

      Срединная подошвенная артерия
      Подошвенная артерия : Медиальный подошвенный нерв

      Косая и поперечная головка Adductor Hallucis

      • Приводящая мышца большого пальца стопы имеет две головки, косую головку и поперечную головку

      • Происхождение : проксимальное начало концы плюсневых костей с двух по четыре, и Поперечная головка начинается через связки MTP с третьего по пятый

      • Вставка: вставки на проксимальной фаланге большого пальца стопы

      • Действие: Основное действие заключается в приведении большого пальца

      • Кровоснабжение: первая подошвенная плюсневая артерия

      • Иннервация: глубокая ветвь латеральной подошвенной кости

      Flexor Digiti Minimi Brevis

      • Происхождение: Основание пятой плюсневой кости

        Проксимальная фаланга пятой плюсневой кости

      • Действие: Первичное действие — сгибание пятого пальца

      • Кровоснабжение: боковая подошвенная артерия

      • Иннервация

        подошвенного нерва
      Боковой нерв

      4-й слой

      Подошвенное межмолекулярное соединение eous

      • Межкостная подошва (3)

      • Происхождение: медиальный аспект отдельных плюсневых костей с третьего по пятый

      • Вставка: Проксимальные фаланги

      цифры

      • Кровоснабжение: подошвенная плюсневая артерия

      • Иннервация : Боковой подошвенный нерв

      Отделения стопы

      Мышцы стопы разделены на девять отделов стопы. фасция.Медиальный отсек содержит отводящий большой палец, большой сгибатель большого пальца и сухожилие длинного сгибателя большого пальца. Боковой отсек содержит минимальный отводящий палец и минимальный сгибатель пальцев. Поверхностный центральный отсек содержит короткий сгибатель пальцев, четыре поясничных мышцы и сухожилия длинного сгибателя пальцев. Глубокий центральный (он же пяточный) отсек содержит квадратную мышцу подошвы и задний большеберцовый сосудисто-нервный пучок. Глубокое центральное отделение также сообщается с глубоким задним отделом голени.Приводящий отсек содержит приводящую мышцу большого пальца стопы. Есть четыре межкостных отсека; первая находится между первой и второй плюсневыми костями и включает первую спинную межкостную мышцу, вторая — между второй и третьей плюсневыми костями и включает как дорсальные, так и подошвенные межкостные мышцы. Два отдела между третьей и четвертой, а также четвертой и пятой плюсневыми костями также включают спинные и подошвенные межкостные мышцы. [7] [8] [1] [9]

      Физиологические варианты

      Недавние исследования показали вариабельность прикрепления сухожилия передней большеберцовой мышцы, что может быть значительным, поскольку разные точки прикрепления могут иметь разное распределение силы на стопе и лодыжке.Эти различия становятся важными при разрывах сухожилия передней большеберцовой мышцы, когда для биомеханики может быть важно сопоставить предыдущий тип сухожилия [4].

      Добавочные малоберцовые мышцы

      Квартальная малоберцовая мышца — это вспомогательная мышца, обнаруженная у 6–22% людей в зависимости от прочитанного вами исследования. Обычно он возникает из малоберцовой мышцы, но, как было установлено, также происходит от третичной и длинной малоберцовой мышц. Было обнаружено, что эта мышца имеет различные прикрепления, включая кубовидный, латеральный бугорок пяточной кости, апофиз улитки пяточной кости или ретротрохлеарное возвышение пяточной кости.В некоторых случаях эта мышца живота дает начало сухожилию, которое прикрепляется к фаланге пятого пальца, таким образом получая название peroneus digiti quinti. В этом случае peroneus digiti quinti может помочь удлинить пятый палец [10].

      Несколько исследований показали связь наличия малоберцовой мышцы квадратного сечения и наличия сопутствующей патологии. Несколько исследований показали симптоматику в виде боли в голеностопном суставе даже без каких-либо признаков травмы боковой лодыжки.Другая отмеченная патология включает подвывих малоберцовой кости, кальцификацию сухожилий и гипертрофию ретротрохлеарного возвышения пяточной кости, вызывающую боль. [11]

      Клиническая значимость

      Мышцы, которые действуют непосредственно на стопе или вокруг нее, отвечают за многие действия, обеспечивающие нормальную походку, а также поддержание осанки. Травмы этих мышц могут привести ко многим состояниям, которые могут помешать возможности выполнять повседневную деятельность. Разрыв ахиллова сухожилия, молотковый палец стопы и плоская стопа (плоскостопие) являются одними из наиболее распространенных состояний, связанных с мышцами стопы.Каждый из них влияет на пациентов по-разному и может сопровождаться другими сопутствующими заболеваниями. Лечение этих состояний зависит от тяжести и даже возраста пациента. Например, консервативное неоперативное лечение разрыва ахиллова сухожилия не уступает оперативному лечению у пожилых пациентов. [12]

      Другие проблемы

      Существует прямая связь между слабостью мышц стопы и возникновением боли, когда ступня поддерживается.Вероятно, мотивация заключается в том, что сила стопы не способна адекватно управлять центром масс, перекладывая нагрузку на еще более слабые участки стопы. Обычно центр масс управляется несколькими разными областями, которые одновременно меняются. Если мышцы слабые, этого механизма не происходит и возникает боль.

      Непрерывное обучение / вопросы для повторения

      Рисунок

      Мышцы и фасции стопы, пяточной кости, подошвенного апоневроза центральной части, отводящего квинти, отводящего пальца большого пальца, большого сгибателя пальцев, большого сгибателя пальцев и длинной мышцы.Предоставлено Анатомическими пластинами Грея

      Рисунок

      Мышцы стопы; Вид сзади, задняя большеберцовая мышца, длинная подошвенная связка, влагалище длинной малоберцовой мышцы, большой сгибатель большого пальца, приводящий палец большого пальца, приводящий палец большого пальца, большой сгибатель пальца стопы Предоставлено Gray’s Anatomy Plates

      Ссылки

      1.

      Alagoz MS, Orbay H, Uysal AC, Comert A, Tuccar E. Анатомия сосудов плюсневых костей и межкостных мышц стопы. J Plast Reconstr Aesthet Surg.2009 сентябрь; 62 (9): 1227-32. [PubMed: 18572002]

      2.

      Яблон К.М., Хаммер М.Р., Мораг И., Брэндон С.Дж., Фесселл Д.П., Якобсон Дж. А.. УЗИ периферических нервов нижних конечностей: ориентировочный подход. Рентгенография. 2016 март-апрель; 36 (2): 464-78. [PubMed: 26871986]

      3.

      Табер К. Х., Дункан Г., Чиу-Тан Ф, Патни П., Хейман Л. А.. Секционная нейроанатомия II нижней конечности: нога и стопа. J Comput Assist Tomogr. 2001 сентябрь-октябрь; 25 (5): 823-6. [PubMed: 11584247]

      4.

      Olewnik Ł, Podgórski M, Polguj M, Topol M.Трупное и сонографическое исследование морфологии сухожилия передней большеберцовой мышцы — предложение для новой классификации. J Foot Ankle Res. 2019; 12: 9. [Бесплатная статья PMC: PMC6359855] [PubMed: 30733832]

      5.

      Эмис А.А., де Леу, штат Пенсильвания, ван Дейк, CN. Хирургическая анатомия стопы и голеностопного сустава. Коленная хирургия Sports Traumatol Arthrosc. 2010 Май; 18 (5): 555-6. [Бесплатная статья PMC: PMC2855023] [PubMed: 20306016]

      6.

      Chiou-Tan F, Furr-Stimming E, John J, Harrell JS, Zhang H, Taber KH.Процедурно-секционная анатомия стопы. J Comput Assist Tomogr. 2015 январь-февраль; 39 (1): 140-2. [PubMed: 25279850]

      7.

      Faymonville C, Andermahr J, Seidel U, Müller LP, Skouras E., Eysel P, Stein G. Отделения стопы: топографическая анатомия. Хирург Радиол Анат. 2012 декабрь; 34 (10): 929-33. [PubMed: 22638720]

      8.

      Орбай Х., Керем М., Унлю Р.Э., Эсмер А.Ф., Кёмерт А., Тюккар Э., Сенсез О. Анатомия сосудов подошвенных мышц. Ann Plast Surg. 2007 апр; 58 (4): 420-6.[PubMed: 17413886]

      9.

      Калин П.Дж., Хирш Б.Е. Происхождение и функция межкостных мышц стопы. J Anat. 1987 июн; 152: 83-91. [Бесплатная статья PMC: PMC1261748] [PubMed: 3654378]

      10.

      Яммин К. Дополнительные малоберцовые (малоберцовые) мышцы: малоберцовая мышца quartus и peroneus digiti quinti. Систематический обзор и метаанализ. Хирург Радиол Анат. 2015 Август; 37 (6): 617-27. [PubMed: 25638531]

      11.

      Заммит Дж., Сингх Д. Мышца квадратной малоберцовой мышцы.Анатомия и клиническая значимость. J Bone Joint Surg Br. 2003 ноя; 85 (8): 1134-7. [PubMed: 14653594]

      12.

      Чжоу К., Сун Л., Чжан П., Ван С., Ван В. Хирургические и нехирургические методы лечения острого разрыва ахиллова сухожилия: метаанализ рандомизированных контролируемых исследований. J Foot Ankle Surg. 2018 ноябрь — декабрь; 57 (6): 1191-1199. [PubMed: 30368430]

      Фут: анатомия и физиология | Encyclopedia.com

      Человеческая ступня — это одновременно самая функциональная, самая сложная и самая опасная часть анатомии.Сложную скелетную структуру стопы сравнивают с сочетанием механизмов и долговечностью прекрасных швейцарских часов, инструмента, способного толкать тело в любом направлении с высокой скоростью, выдерживая при этом силы, во много раз превышающие вес тела человека. Как структура, поддерживающая тело во всех аспектах вертикального движения, стопа подвергается постоянным физическим нагрузкам, некоторые из которых усугубляются такими условиями, как обувь и погода. Как и многие другие компоненты анатомии человека, которые функционируют постоянно, стопа замечается только тогда, когда она перестает нормально функционировать.

      Стопа превратилась в течение сотен тысяч лет физиологического развития человека в механизм, который одновременно является сложной машиной и основой тела. Включая кости лодыжки, ступня состоит из 26 отдельных костей, многие из которых относительно небольшие и имеют изящную форму. Более 100 мышц, сухожилий и связок в сочетании со скелетными костями образуют 33 отдельных сустава в этой гибкой и динамичной структуре. Сложная серия кровеносных сосудов и нервных путей проходит в отдельных сетях, окруженных тканями стопы, чтобы поддерживать сердечно-сосудистые и неврологические потребности в движении.Сложность скелетной структуры стопы подчеркивается тем фактом, что кости двух человеческих стоп составляют почти 25% всех костей человеческого тела.

      Неравномерность или дисбаланс в структуре стопы часто приводит к поражению других анатомических структур. Например, если человек имеет тенденцию с силой ударяться о землю передней частью подошвы стопы, а не пяткой, большая степень силы имеет тенденцию распространяться на коленный сустав или бедро.

      Костная структура стопы разделена на три части: переднюю часть стопы, среднюю часть стопы и заднюю стопу. Передняя часть стопы состоит из костей пяти пальцев стопы, которые вместе известны как фаланги. Фаланги соединены с другими костями стопы более длинной соединительной костью, называемой плюсневой костью, в суставах, образованных на подушечке стопы с каждым пальцем. Передняя часть стопы способна выдерживать половину веса человека.

      Середина стопы — это часть стопы, которая предназначена для поглощения ударов, создаваемых движением человека.Середина стопы состоит из пяти костей предплюсны и поддерживается подошвенной фасцией, связкой, которая важна для функции свода стопы. Подошвенная фасция проходит по всей длине стопы и прикрепляется к пяточной кости (пяточная кость, самая большая кость стопы) к передней части стопы. Задний отдел стопы, включая структуру голеностопного сустава, соединяется с костями голени таранной костью, голеностопной костью. Сустав, образованный пяткой и голеностопом, является подтаранным суставом, который позволяет голеностопному суставу полностью вращаться по часовой стрелке и против часовой стрелки.

      Двадцать мышц, которые генерируют движение в стопе, имеют такую ​​же тонкую и сложную структуру, как и скелетная кость стопы-компаньона. Эти мышцы, как и ахиллово сухожилие, отвечают за создание стопой всех типов движений. Например, передняя большеберцовая мышца позволяет ступне двигаться вверх, что необходимо для отрыва передней части стопы от земли. Задняя большеберцовая мышца — это мышца, поддерживающая арку. Малоберцовая большеберцовая мышца контролирует движение на внешней стороне лодыжки, например поворот стопы на ее внешний край.Разгибатели используются, чтобы помочь лодыжке поднять пальцы ног, когда тело готовится к шагу вперед. Мышцы-сгибатели стабилизируют пальцы ног на земле, особенно когда тело неподвижно и вертикально. Ахиллово сухожилие, которое соединяет пятку с икроножной и камбаловидной мышцами, или икроножными мышцами, является самым большим и сильным сухожилием в организме. Ахиллес необходим для обеспечения устойчивости всей анатомической структуры голени при беге или прыжке.

      Связки стопы образуют суставы, способные значительно сгибать пищу и нести большой вес.Подошвенная фасция — самая длинная из связок стопы, она действует как амортизирующее устройство для всей конструкции во время движения. Каждый палец ноги имеет небольшие суставы, образованные связками, чтобы обеспечить гибкость каждого из этих придатков, независимо от остальной структуры.

      Каждое движение стопы представляет собой серию синхронизированных мышечно-скелетных движений, выполняемых в координации как с голеностопом, так и с голенью. Каждое движение тела, связанное с его движением вперед, назад или вверх, осуществляется этими компонентами комплексно.В спорте, когда стопа находится в неподвижном положении, она остается функциональной. Примером этого состояния является гребля, где основной упор спортсмена делается на выполнение гребка весла в воде, а ступня постоянно сгибается и способствует общему равновесию и устойчивости тела в плавсредстве. В таких занятиях, как стрельба и парусный спорт, неподвижные ступни спортсмена способствуют эффективному выполнению спортсменом других физических задач.

      см. Также Разрыв ахиллова сухожилия; Анатомия и физиология голеностопного сустава; Анатомия голени.

      Анатомия стопы 101: краткий урок от ортопеда из Нью-Гэмпшира

      Д-р Брайан Надь | 30 января 2018 г.

      Опубликовано в: Общий уход за ногами

      Ваши ноги не просто переносят вас с места на место; они поддерживают вес и суставы всего вашего тела. Сохранение здоровья ног также помогает сохранить ваше тело сильным и здоровым.Так как же ваши ноги могут выдерживать такое давление? Ответ кроется в структуре самой стопы.

      В стопе человека 26 костей

      Три области костей стопы

      Первое, что нужно знать о стопе, — это понимать три основных участка костей. Передняя часть стопы состоит из пальцев стопы (фаланги) и пяти более длинных костей (плюсневых костей), соединенных с ними. Срединная часть стопы включает в себя все кости, из которых состоят ваши дуги (ладьевидная, кубовидная и клинопись).Задняя часть стопы — это пяточная (пяточная) и голеностопная (таранная) кости. Если вам сделали рентгеновский снимок, который выявил проблемы с клинописью или средней частью стопы, это означает, что у вас проблема с сводом стопы. Пока все просто, правда?

      Анатомия стопы: дуги и связки

      26 костей в каждой ступне человека организованы таким образом, чтобы образовать дуг , которые похожи на небольшие мосты. На каждой ступне по три арки; два, идущие по их длине, и один, который проходит через ваши ноги.Своды помогают ноге сгибаться, когда вы идете по неровной поверхности, чтобы ваше тело оставалось опорой. Но арки не поддерживают себя; они получают «подъем» от ваших связок.

      Связки — это полосы ткани, которые поддерживают ваши кости и связывают их вместе. Ваша стопа состоит из различных связок, но основные из них лежат под костями стопы. Сильные связки создают прочную, но гибкую основу, которая поддерживает вес всего тела и помогает двигаться. Врач-ортопед в Нью-Гэмпшире может посоветовать вам выполнять упражнения, укрепляющие связки, если у вас слабые ступни или лодыжки.Кроме того, некоторые виды растяжки могут облегчить тянущую боль в ногах.

      Мышцы и движения стопы

      Кости стопы, своды и связки не двигаются сами по себе; вот для чего нужны мышц . Движение стопы в значительной степени вызвано мышцами голени. Эти мышцы прикрепляются к ногам с помощью сухожилий и делают мышцы стопы более мощными. Мышцы на верхней части стопы (разгибатели) позволяют двигать и растягивать пальцы ног. У вас также есть четыре слоя мышц на ступнях или подошвах.

      Первый слой находится ближе всего к поверхности подошвы ваших ног и помогает сгибать или сгибать пальцы ног. Они чем-то похожи на мышцы ваших рук, которые помогают вашим пальцам двигаться, но не обеспечивают такое же движение, как ваши пальцы; большинство людей не едят, не пишут и не стирают ногами! Остальные три слоя включают в себя сухожилия, и хотя каждый слой имеет собственное предназначение, они в основном работают вместе с остальными мышцами стопы, чтобы поддерживать стабильность сводов стопы.Они также помогают поддерживать общую стабильность и гибкость ваших ног.

      Квалифицированный заботливый ортопед в Нью-Гэмпшире

      Если у вас есть вопросы или опасения по поводу анатомии стопы, свяжитесь с доктором Надь, вашим квалифицированным, опытным и отзывчивым ортопедом в Нью-Гэмпшире. В Nagy Footcare мы уверены, что вы заслуживаете того, чтобы вас выслушали. Мы считаем, что вы заслуживаете того, чтобы ваши вопросы и проблемы были рассмотрены. Если вы страдаете от боли в стопе или лодыжке, мы считаем, что вы заслуживаете того, чтобы избавиться от боли.Мы считаем, что вы должны полностью понимать, что вызывает у вас боль, и какие варианты лечения лучше всего подходят для вас. Мы считаем, что у вас должен быть доступ к новейшим технологиям и доступным методам лечения, и хотим вам помочь. Позвоните Nagy Footcare, вашему ортопеду из Нью-Гэмпшира, сегодня.

      В Nagy Footcare лучший день для нас — это когда вы просыпаетесь без боли в ногах.

      Анатомия стопы 101 | Натуральная обувь

      Ниже представлен след взрослого человека со здоровой стопой, не деформированный обычной обувью .Обратите внимание на то, что самая широкая часть стопы находится на концах пальцев, и обратите внимание на отличный разворот. У большинства людей, носящих обувь, есть хотя бы некоторая деформация пальцев ног, вызванная годами использования обычной обуви.

      Главный свод стопы, средний продольный свод стопы, проходит от пятки до подушечки стопы. Некоторые врачи и исследователи также считают ваши пальцы ног продолжением свода стопы (на самом деле, отдельные кости ваших пальцев ног сами по себе имеют дугообразную форму). Свод стопы может быть коротким, средним или высоким и при этом оставаться здоровым.На самом деле важна не высота арки; то, как поддерживаются концы свода стопы , имеет значение для здоровья стопы.

      В большинстве случаев свод стопы не нужно подпирать . Продукты , которые мы предлагаем через наш сайт, учитывают естественный дизайн вашей стопы и поддерживают внутреннюю прочность и целостность структур вашей стопы.

      Необычное население

      Люди, носящие обувь (или люди с минимальной обувью), почти не испытывают проблем со стопами, характерных для людей, носящих обувь .Наша цель в Natural Footgear — предоставить вам информацию и , продукты , которые помогут вам реабилитировать и восстановить структуры стопы до их естественного состояния, что, в свою очередь, поможет предотвратить распространенные заболевания стопы, такие как бурситы , молоточковые пальцы и подошвенный фасциоз . Мы хотим помочь вам осознать ваше естественное наследие здоровья стопы. Неношеные группы людей — группы людей, которые никогда не носили обувь или носили только минимальную обувь, — существуют во многих частях мира, в том числе в некоторых частях Африки, Латинской Америки, Южной Азии и Юго-Восточной Азии.Изображение, которое вы видите здесь, выше, изображает нормальных человеческих ступней с правильным выравниванием и ориентацией пальцев ног. Большинство из нас, живущих в обутых обществах, никогда не видели таких ступней, а это значит, что мы потеряли истинный образ здоровой и функциональной ступни.

      Последствия длительного использования обычной обуви

      Сейчас существует обувь , которая уважает блестящий дизайн стопы природы. Эта обувь позволяет расставить пальцы ног так, как задумано природой, и позволяет ноге функционировать как босиком внутри обуви. Правильные пальцы стопы , продукт для определения расстояния между пальцами, — еще один полезный инструмент для восстановления надлежащего здоровья стопы и пальцев ног, поскольку он мягко возвращает пальцы ног в их нормальное анатомическое положение. К другим натуральным продуктам для здоровья стопы, которые поддерживают реабилитацию стопы и пальца ноги, относятся носки Injinji и Плюсневые подушечки Pedag или подушечки Strutz . Обычная обувь имеет несколько вредных элементов дизайна, в том числе пружину для мыска , пятку с возвышением , жесткую подошву и (что, пожалуй, наиболее важно) с конусом на носке .На картинке выше вы можете видеть, что длительное использование обуви с сужающимися носками изменило форму стопы владельца ботинка. Такая ориентация пальца стопы — когда большой палец опускается ко второму пальцу и почти не остается пространства между пальцами — чрезвычайно распространена в нашем обществе и приводит к многочисленным проблемам со стопами и нижними конечностями.

      Что было в уме у природы

      Вы родились с идеальными ногами, и природа задумала, что вы будете здоровыми ногами на протяжении всей жизни.Устраняя препятствия для здоровья стопы (например, обычную обувь) и восстанавливая надлежащую структуру стопы и пальцев ног, вы можете избежать обычных травм стопы и голени и сохранить здоровье стопы на всю жизнь. Ходите, бегайте, танцуйте и играйте с уверенностью, зная, что ваши ступни идеально подходят для этих занятий — если им позволено функционировать так, как задумано природой.

      Анатомия, здоровые ноги и проблемы

      Хорошее тело Последнее обновление: 10 апреля 2021 г. Фитнес, обезболивание

      Ваши ноги работают не покладая рук изо дня в день.Часто они являются одной из самых недооцененных частей человеческого тела.

      Чтобы помочь вам лучше понять и оценить свои собственные ноги, мы представляем вам самые интересные факты о ногах.

      1. Почти четверть всех костей нашего тела находится в ногах.

      2. В каждой стопе 26 костей, а также 33 сустава, 19 мышц, 10 сухожилий и 107 связок.

      3. Ваши ступни могут быть самой болезненной частью вашего тела.

      Это потому, что у нас на ногах 8000 нервов.

      • Щекотка ступней — хороший знак , поскольку снижение чувствительности может быть симптомом невропатии, заболевания, которое часто связано с диабетом.

      4. На ваших двух ногах 250 000 потовых желез, способных производить полпинты пота за один день!

      • ЧИТАЙТЕ: 12 (+ 4 бесплатных) лучших обезболивающих и средств для снятия боли в ногах

      5.Пальцем ноги Мортона называется состояние, при котором второй палец ноги длиннее большого пальца. От него страдают 20-30% населения мира.

      6. Когда мы рождаемся, наши стопы недоразвиты, поэтому для формирования сводов требуется время.

      Знаете ли вы?

      Кости в наших стопах не затвердевают до 21 года.

      7. Ноги — ваши естественные амортизаторы.

      8.Хотя протезирование прошло долгий путь, сложность человеческой ступни и голеностопного сустава означает, что его трудно воспроизвести.

      1. Ноги часто отражают ваше общее состояние здоровья. Аномалии или боли в ногах часто могут указывать на более серьезные проблемы со здоровьем.

      2. Средний человек за свою жизнь проходит 110 000 миль.

      • Из наиболее часто регистрируемых заболеваний стопы включают проблем с ногтями , подошвенный фасциит и боли в яичках или пяток стопы.

      Для снятия боли в этих условиях часто можно найти без рецепта и в домашних условиях. Здесь вы найдете одни из лучших продуктов и средств для снятия боли в ногах.

      МИФ:

      Спортивная обувь хороша для ног и обеспечивает максимальный комфорт.

      5. Ахиллово сухожилие — самое сильное сухожилие в организме.

      Он соединяет мышцы голени с пяточной костью и необходим при ходьбе и беге.

      6. Лучше всего ступни работают в голом или естественном состоянии.

      Естественная форма стопы — это когда пятка и передняя часть стопы находятся на одном уровне. Пальцы ног должны свободно сгибаться, разгибаться и разводиться. Обувь обычно приподнимает пятку и ограничивает движение пальцев ног.

      МИФ:

      Если я сломал кость, я не смогу ее сдвинуть.

      1. Растяжение связок голеностопного сустава — наиболее распространенное заболевание стопы, даже по сравнению с волдырями, мозолями, усталостью стопы, потрескавшейся кожей и стопой спортсмена!

      • ЧИТАЙТЕ: 29 Статистика хронической боли: факты, цифры и исследования

      2.Часто наблюдаемые у спортсменов, шины на голени — это кумулятивное стрессовое расстройство, вызванное повторяющимися нагрузками на кости, мышцы и суставы ног.

      • Это в первую очередь связано с тем, что женщины носят каблуки. Западные женщины начали носить каблуки в 17 веке после того, как европейские мужчины переняли эту идею от персидских воинов.

      5. Ревматоидный артрит может вызывать болезненные ощущения в суставах, включая стопы.

      Более 54 миллионов взрослых (в возрасте 18 лет и старше) имеют диагностированный врачом артрит.

      • Женщины чаще болеют диагностированным врачом артритом у 26 процентов по сравнению с 19 процентами мужчин.

      6. Для того, чтобы ноготь на ноге полностью отрастил, требуется 12-18 месяцев.

      7. В течение дня ваши ноги выдерживают совокупную силу в пару сотен тонн.

      1.Размер обуви первоначально измерялся в ячменях.

      Эта единица измерения возникла в Великобритании в 14 веке и до сих пор используется во всем мире.

      В зависимости от длины ячменного зерна каждый размер обуви добавляет треть дюйма, что соответствует тому факту, что в дюйме три ячменя.

      2. При ходьбе на каждую ногу приходится в 1,5 раза больше веса вашего тела.

      3.Во время бега ваши ноги в пять раз превышают ваш вес.

      4. Первая обувь датируется 3500 годом до нашей эры. Сделанный из цельного куска кожи, он был недавно найден на территории современной Армении.

      6. Массаж ног может улучшить ваше настроение и общее состояние здоровья, а также улучшить самочувствие!

      • Для большинства людей регулярное посещение массажистки непрактично. Если вы хотите, чтобы побаловал ноги чаще, чем , почему бы не подумать о устройстве для массажа стоп для домашнего использования.

      Знаете ли вы?

      Согласно данным Harvard Health, массажные устройства из аптек или магазинов здоровья могут расслабить и восстановить ваши ноги.

      Мы надеемся, что вы кое-что узнали о своих ногах. Теперь, когда вы знаете, как тяжело работают ваши ноги изо дня в день, не забывайте уделять время уходу за ними.

      • ЧИТАЙТЕ: Откройте для себя лучший массажер для ног: обзоры (на 2021 год)
      Подпишитесь на список рассылки The Good Body и будьте первым, кто получит наши последние новости! .