21 เม.ย. เวลา 11:00 • การศึกษา

Episode 154: Kinesiology of Ankle and Foot #14 - Biomechanics of Midtarsal joint and Forefoot

บทความที่แล้วผมได้พูดถึงกลไกทาง biomechanics ของ subtalar joint ไปแล้ว วันนี้ผมจะมาพูดต่อถึงโครงสร้างที่ทำงานร่วมกับ subtalar joint ในการสร้างความยืดหยุ่นและความมั่นคงของเท้า นั่นคือข้อต่อที่อยู่ในเท้าอย่าง midtarsal joint และ forefoot ครับ
เริ่มกันที่ "Midtarsal joint" หรือ "Transverse tarsal joint" ประกอบด้วยข้อต่อหลัก 2 ตัว คือ talonavicular joint และ calcaneocuboid joint ซึ่งวางตัวในแนวขวางของเท้า และทำหน้าที่เป็นจุดเชื่อมต่อระหว่าง hindfoot กับ midfoot ครับ
สิ่งที่น่าสนใจของ midtarsal joint คือการมีแกนการเคลื่อนไหว 2 แกนที่ทำงานร่วมกัน แกนแรกเรียกว่า "Longitudinal axis" ซึ่งวางตัวเกือบขนานกับแนวยาวของเท้า และแกนที่สองเรียกว่า "Oblique axis" ซึ่งวางตัวเฉียงจากด้าน posterior-medial-superior ไปยังด้าน anterior-lateral-inferior ความสัมพันธ์ระหว่างสองแกนนี้จะเปลี่ยนไปตามตำแหน่งของ subtalar joint ด้วยครับ
"Talonavicular joint" มีลักษณะเป็นข้อต่อแบบ ball-and-socket ที่มีการเคลื่อนไหวได้มากที่สุดใน midtarsal joint และเป็นข้อต่อหลักที่ควบคุมการเคลื่อนไหวรอบ longitudinal axis ส่วน "Calcaneocuboid joint" จะเป็นข้อต่อแบบ saddle joint ที่มีการเคลื่อนไหวจำกัดมากกว่า และเป็นข้อต่อหลักที่ควบคุมการเคลื่อนไหวรอบ oblique axis ครับ
ต่อมาเรามาดูเรื่องของความสัมพันธ์ระหว่าง subtalar joint กับ midtarsal joint เป็นกลไกที่เรียกว่า subtalar-midtarsal coupling คือเมื่อ subtalar joint อยู่ในท่า pronated แกนการเคลื่อนไหวของ talonavicular joint และ calcaneocuboid joint จะเกือบขนานกัน ทำให้ midtarsal joint มีความยืดหยุ่นสูง (unlocked) เหมาะสำหรับการปรับตัวและดูดซับแรงกระแทก
แต่เมื่อ subtalar joint อยู่ในท่า supinated แกนการเคลื่อนไหวของทั้งสองข้อต่อจะขวางตัดกัน ทำให้ midtarsal joint มีความยืดหยุ่นลดลง (locked) และมีความมั่นคงสูง เหมาะสำหรับการส่งแรงและการรับน้ำหนัก กลไกนี้เป็นส่วนสำคัญของ windlass mechanism ของเท้าด้วยครับ
 
ในท่า pronated ของ subtalar joint, midtarsal joint จะมี range of motion เพิ่มขึ้นประมาณ 50-100% เมื่อเทียบกับท่า supinated ซึ่งแสดงให้เห็นถึงกลไก locking/unlocking mechanism ที่สำคัญของเท้าครับ
ต่อมาเป็นกลไกของ "Forefoot" ซึ่งประกอบด้วย tarsometatarsal joints, metatarsophalangeal joints และ interphalangeal joints ที่ทำงานร่วมกันในการรับน้ำหนัก การปรับตัว และการส่งแรงครับ
"Tarsometatarsal joints" หรือ "Lisfranc joints" มีความสำคัญในการสร้างความมั่นคงของ arches ของเท้า โดยแบ่งออกเป็น 3 กลุ่ม first tarsometatarsal joint ที่มีการเคลื่อนไหวได้มากที่สุด second และ third ที่มีความมั่นคงสูง และ fourth และ fifth ที่มีการเคลื่อนไหวได้ปานกลางครับ
เรื่องสำคัญอีกเรื่องคือ "Metatarsophalangeal joints" โดยเฉพาะ first MTP joint ที่มีความสำคัญมากในกลไก "Windlass mechanism" ของเท้า คือเมื่อ first MTP joint ทำ extension plantar aponeurosis จะถูกดึงให้ตึงขึ้น ทำให้ longitudinal arch ของเท้าสูงขึ้นและเท้ามีความมั่นคงเพิ่มขึ้น กลไกนี้เป็นส่วนสำคัญของการส่งแรงในช่วง push-off ของการเดินและวิ่งครับ
สำหรับการรับน้ำหนักของ forefoot จะกระจายไปที่ metatarsal heads ทั้ง 5 ตัว โดยปกติ first และ second metatarsal heads จะรับน้ำหนักประมาณ 40-50% ส่วน third, fourth และ fifth metatarsal heads จะรับน้ำหนักที่เหลือ การกระจายน้ำหนักนี้จะเปลี่ยนไปตามกิจกรรมและรูปแบบของเท้าแต่ละคนครับ
อีกเรื่องที่น่าสนใจคือ ที่ first MTP joint จะมี sesamoid bones เล็กๆซึ่งมีความสำคัญในการกระจายแรงกดและเพิ่มประสิทธิภาพของกล้ามเนื้อ sesamoid bones ทั้งสองชิ้นทำหน้าที่เป็น pulley system ที่ช่วยเพิ่ม mechanical advantage และป้องกันการฉีกขาดของ tendon ครับ
หากเกิดปัญหากับ midtarsal joint และ forefoot มักจะสัมพันธ์กับการทำงานผิดปกติของ subtalar joint เช่น excessive pronation จะทำให้ midtarsal joint อยู่ในสภาพ unlocked เกินไป ส่งผลให้เกิดความไม่มั่นคงของ forefoot และอาจไปสู่ปัญหา hallux valgus, metatarsalgia หรือ plantar fasciitis ส่วน excessive supination จะทำให้ midtarsal joint อยู่ในสภาพ locked เกินไป และอาจไปสู่ปัญหา stress fractures หรือ lateral overload syndrome ครับ
โดยสรุปแล้ว กลไกทางชีวกลศาสตร์ของ midtarsal joint และ forefoot เป็นระบบที่ซับซ้อนและทำงานร่วมกับ subtalar joint ในการสร้างความยืดหยุ่นและความมั่นคงของเท้า การเข้าใจกลไก locking/unlocking mechanism, windlass mechanism และการกระจายแรงกดมีความสำคัญมากในการประเมิน การรักษา และการป้องกันปัญหาของเท้าครับ ในบทความหน้าผมจะพูดถึงโครงสร้าง arch ของเท้าและกลไกการทำงานของโครงสร้างเหล่านี้ต่อไปนะครับ
ถ้าชอบเนื้อหาแบบนี้ผมฝากกด like กดแชร์ กดติดตามเพจphysioupskillด้วยนะครับ ส่วนถ้าใครมีข้อสงสัยอะไรก็commentไว้ด้านล่างได้เลยครับ
PhysioUpskill
#Physioupskill
⭐สำหรับใครที่อยากเรียนรู้เพิ่มเติม สามารถอ่านบทความอื่นๆได้ที่ https://physioupskill.com/บทความ/ หรือดูรายละเอียดคอร์สเรียนของเพจได้ที่ https://physioupskill.com/คอร์สเรียน/ ได้เลยครับ
Ref.
Neumann, D. A. (2017). Kinesiology of the musculoskeletal system: Foundations for Rehabilitation. Mosby.
Drake, R., Vogl, A. W., & Mitchell, A. W. M. (2019). Gray's Anatomy for Students.
Moore, K. L., Dalley, A. F., & Agur, A. M. R. (2018). Clinically Oriented Anatomy. Wolters Kluwer.
Oatis, C. A. (2016). Kinesiology: The Mechanics and Pathomechanics of Human Movement. Lippincott Williams & Wilkins.
โฆษณา