Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen

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1 Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen D. Hochlenert, G. Engels, S. Morbach. Überblick. Skelett.. Babylon. Gelenke 4.. Hallux valgus und Schneiderballen.. Überlastung des. Mittelfußstrahls.. Was es nicht gibt:»quergewölbe«und -Punkt-Stand 0.4 Gangabwicklung 0.4. Tibialis-posterior-Dysfunktion.4. Verkürzung des Wadenmuskelkomplexes 7.4. Rückfußfehlstellungen Fehlstellungen der Langzehen.4.5 Abrollung und Plantarisierung 0.5 Leisten- und Felderhaut.5. Druckulzera durch Wiederholungsbelastung Literatur D. Hochlenert et al., Das diabetische Fußsyndrom Über die Entität zur Therapie, DOI 0.007/ _, Springer-Verlag Berlin Heidelberg 04

2 Kapitel Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen Dieses Kapitel gibt einen Überblick über Struktur und Funktion des Fußes und des Sprunggelenks sowie über häufige Veränderungen. Die Spezialisierung auf das Gehen und die dafür notwendige Widerstandsfähigkeit nehmen dabei eine herausragende Rolle ein. Normalität und jeweils dazugehörige Abweichungen werden bewusst gemeinsam dargestellt, um die Zusammenhänge klarer aufzuzeigen. 9. Überblick 0 In beiden Füßen zusammen befindet sich mit 5 Knochen ein Viertel der Knochen des menschlichen Körpers. Sie legen im Laufe eines Lebens durchschnittlich über 00 Mio. Schritte zurück, was mehr als Erdumrundungen entspricht. Diese Leistung gelingt dank einer ausgeklügelten Konstruktion, die sowohl in der Menschheitsgeschichte als auch in der individuellen Entwicklung zu unseren jüngsten anatomischen Errungenschaften gehört. Damit sind weitere evolutionäre Schritte verbunden: der aufrechte Gang auf zwei Beinen, die Befreiung der Hände von lasttragenden Aufgaben und in der Konsequenz die Ausbildung von Abstraktionsvermögen seitens des Gehirns. So gehört das aufrechte Gehen zu den qualifizierendsten Entwicklungen der bisher letzten Stufe der Evolution Skelett Die Anatomen teilen den Fuß in Vor- und Mittelfuß sowie Fußwurzel ein (. Abb..). Mit dem Begriff»Vorfuß«sind dabei allein die Zehen gemeint... Babylon Sprachlich ist dies verwirrend, da die übrigen medizinischen Gebiete den Bereich der Mittelfußknochen zum Vorfuß hinzurechnen und den proximalen Teil»Rückfuß«nennen. Ebenso verwirrt leicht, dass viele anatomische Strukturen nicht nur eine deutsche und eine lateinische Bezeichnung haben, sondern auch noch eine traditionelle und eine neue internationale latei nische Bezeichnung. So heißen beispielsweise die Pero- Abb.. Knöcherne Struktur des Fußes. : Phalanx distalis hallucis Endglied der Großzehe, : Phalanx proximalis hallucis Grundglied der Großzehe, : Os metatarsale I. Mittelfußknochen, 4: Os cuneiforme mediale inneres Keilbein, 5: Os cuneiforme intermedium mittleres Keilbein, : Os cuneiforme laterale äußeres Keilbein, 7: Os naviculare Kahnbein, : Phalanx distalis V Endglied 5. Zehe, 9: Phalanx medialis V Mittelglied 5. Zehe, 0: Phalanx proximalis V Grundglied 5. Zehe, : Os metatarsale V 5. Mittelfußknochen, : Tuberositas ossis metatarsi V Basis des 5. Mittelfußknochens, : Os cuboideum Würfelbein, 4: Kal kaneus Fersenbein, 5: Talus Sprungbein, : Tuberositas calcanei Fersenbeinhöcker. (Aus Tillmann 00)

3 . Skelett Longitudinalachse Frontalebene Transversalebene Sagittalebene (hier als Medianebene) Transversalachse Sagittalachse Abb.. Schematische Darstellung der Körperebenen (Aus Wottke 004) neussehnen international Fibularissehnen. Im Folgenden werden weiterhin sehr geläufige tradi tionelle Namen in Klammern erwähnt. Daneben gibt es zahlreiche Synonyme. So bezeichnen z. B.»Plantarfaszie«und»Plantaraponeurose«das Gleiche. Auch für die Darstellung dreidimensionaler Körper gibt es unterschiedliche Sprachregelungen. In diesem Buch verwenden wir für die Ebenen die Begriffe sagittal, frontal und transversal. (. Abb..). Die absenkenden Bewegungen am Fuß werden als Beugung (= Flexion) bezeichnet, die anhebenden als Streckung (= Extension). Die Sprachregelung ist damit bei der Bewegung des Fußes umgekehrt als sonst üblich: Wer sich in der Sonne räkelt und streckt, beugt den Fuß nach diesem medizinischen Sprachgebrauch.»Valgisierung«beschreibt eine Gelenkfehlstellung zur Körpermitte hin,»varisierung«eine Gelenkfehlstellung von der Körpermitte weg. Auch hier gibt es einen Fallstrick: Für das Großzehengrundgelenk hat sich eingebürgert, nicht das Gelenk zur Namensgebung zu verwenden, sondern einen der gelenkbildenden Knochen. Analog dazu wird der Metatarsus primus varus nach dem fehlpositionierten Metatarsaleknochen benannt. Der Hallux valgus ist die Fehlstellung der Großzehe im Grundgelenk von der Körpermitte weg, der Hallux varus zur Körpermitte hin und der Hallux valgus

4 4 Kapitel Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen Abb.. Ansatzpunkte der Sehnen auf der Außenseite des Fußes. : Sehne des M. tibialis anterior, : Sehne des M. extensor digitorum longus, : Malleolus lateralis, 4: Sehne des M. extensor hallucis longus, 5: Achillessehne, : Sehne des M. fibularis (peronaeus) tertius, 7: Sehne des M. fibularis (peronaeus) brevis, : Sehne des M. fibularis (peronaeus) longus, 9: Basis ossis meta tarsi V. (Aus Lanz u. Wachsmuth 97) interphalengeus ist eine Fehlstellung der Großzehe im Endgelenk nach lateral.. Gelenke Das obere Sprunggelenk verbindet den Fuß mit dem Unterschenkel. Sehr vereinfacht dargestellt ermöglicht das Sprunggelenk Bewegungen in der sagittalen Achse, d. h. den Fuß durchzubeugen (Plantarflexion bis 50 ) oder anzuheben (Dorsalextension bis 0 ). Der Talus verbindet oberes und unteres Sprunggelenk. Zusammen ermöglichen sie eine Wendung der Fußsohle einwärts (Inversion bis zu 0 ) oder auswärts (Eversion bis zu 0 ). Diese 4 Bewegungen werden durch Muskelgruppen veranlasst, die im Unterschenkel beheimatet sind. Der Musculus tibialis anterior zieht den Fuß mit der Tibialis-anterior-Sehne hoch. Dabei hilft der Musculus extensor digitorum longus, der die Zehen streckt und anhebt. Die Gegenbewegung wird durch die Gastroknemius- und Soleusmuskeln in der Wade veranlasst. Sie ziehen an der Achillessehne und damit am Kalkaneus und beugen den Fuß. Für die Eversion sind die Fibularis-brevis- und -longus- Muskeln (= Peroneus-brevis- und -longus-muskeln) zuständig. Die jeweiligen Sehnen verlaufen hinter dem Außenknöchel und treffen an der Außen seite auf den Fuß. Die kurze Fibularissehne setzt an einem knöchernen Vorsprung (= Tuberositas) der Basis des 5. Mittelfußknochens an, während die lange Fibularissehne den Fuß auf der Unterseite unterkreuzt, um an der medialen Basis des. Mittelfußknochens und am medialen Keilbein zu inserieren. Sie kann also auch den. Mittelfußknochen nach plantar ziehen und so stabilisieren. Durch den muskulären Ursprung am lateralen Unterschenkel und ihren Verlauf hinter dem Außenknöchel, der als Hypomochlion (= Umlenkrolle) fungiert, werden die Fibularissehnen funktionell zu Beugern (. Abb..). Für die Inversion und damit für unser Laufen auf dem Außenrand des Mittelfußes ist die Tibialisposterior-Sehne zusammen mit dem dazugehörigen Muskel zuständig (. Abb..4). Sie wirkt dem Plattfuß entgegen. Ein Teil der Inversions-/Eversionsbewegung gelingt auch noch bei Fixierung der Ferse und wird dann in Anlehnung an die Bewegung der Hand Supination (Hebung der Innenseite) oder Pronation (Hebung der Außenseite) genannt (. Abb..5). Die weiteren Gelenke in Mittel- und Rückfuß verbinden die Fußwurzelknochen und Mittelfußknochen sehr fest miteinander. Sie bilden auf der Innenseite eine Längswölbung. Bei Belastung kann dieser Bogen ein wenig nachgeben, was die

5 . Gelenke 5 Abb..4 Ansatzpunkte der Sehnen auf der Innenseite des Fußes. : Malleolus medialis, : Achillessehne, : Sehne des M. tibialis posterior, 4: Sehne des M. extensor hallucis longus, 5: Sehne des M. tibialis anterior, : Sehne des M. flexor digitorum longus, 7: Chiasma plantare (Kreuzungspunkt von und ), : Sehne des M. flexor hallucis longus. (Aus Lanz u. Wachsmuth 97) Elastizität und damit die Bruchsicherheit erhöht. Dieser Bogen wird durch Sehnen und Muskeln gehalten, was als passive und aktive Verspannung bezeichnet wird. Die aus der Wade kommenden Beugesehnen der Zehen verlaufen unter der Fußsohle und sind für diese Verspannung ebenfalls wichtig (. Abb..). Gut bewegliche Gelenke sind außerdem die als Kugelgelenke ausgelegten Zehengrundgelenke (Metatarsophalangealgelenke) und die als Scharniergelenke funktionierenden Zehengelenke (proximales Interphalangealgelenk = PIP-Gelenk und distales Interphalangealgelenk = DIP-Gelenk). Das Großzehengrundgelenk ist durch stabile, seitlich verlaufende Kollateralbänder und den Sesambeinkomplex in seiner Beweglichkeit so eingeschränkt, dass im Normalfall lediglich eine scharnierartige Beugung (ca. 40 ) und Streckung (ca. 50 ) erfolgt. Daher entspricht die Biomechanik des Großzehengrundgelenks einem Ellipsoidgelenk (Eigelenk). In der letzten Gangphase wird das Gelenk dorsal extendiert, und die gelenkbildenden Strukturen werden druckexponiert. Ein Schutz entsteht in der Phase der Propulsion (7 Abschn..4,»Gangabwick- lung«) durch die Steigbügelposition des Metatarsale--Kopfs zwischen der Basis des Grundglieds distal und dem Sesambeinkomplex proximal. Dadurch werden die knorpeltragenden Gelenkanteile in der maximalen Druckbelastung erheblich geschützt (. Abb..7). Solange die Streck- und Beugefunktionen durch die parallel zum Skelett verlaufenden Sehnen anatomisch korrekt ablaufen, kommt es bei Beugung der Großzehe zu einem kraftvollen, zentral plantaren Pronation Supination Abb..5 Transversale Bewegungen des Fußes

6 Kapitel Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen 4 5 a b 7 Abb.. a Verspannungen der medialen Säule, sagittales anatomisches Plastinationsschliffpräparat. : Sehne des M. extensor hallucis longus; : Sehne des M. flexor hallucis longus; : Talus; 4: Os naviculare; 5: Achillessehne; : Ligamentum calcaneonaviculare plantare (»Pfannenband«); 7: M. quadratus plantae; : Sehne des M. flexor hallucis longus; 9: Sehne des M. flexor digitorum longus im»chiasma plantare«; 0: M. flexor digitorum brevis; : Kalkaneus; : Plantaraponeurose. b Blick von medial auf ein sagittales anatomisches Schnittpräparat, die Schnittachse ist oben rechts angegeben. : Tibia; : Talus; : Os naviculare; 4: Os cuneiforme II; 5: Basis ossis metatarsalis II; : Sehne des M. flexor hallucis longus; 7: Sehne des M. tibialis posterior; : N. tibialis; 9: N. plantaris medialis; 0: Sehne des M. flexor hallucis longus; : M. quadratus plantae; : M. flexor digitorum brevis; : Sehne des M. flexor digitorum longus. (Abb..b mit freundl. Genehmigung von Prof. Dr. med. Jürgen Koebke, Zentrum Anatomie der Universität zu Köln) 9 0 Aufsetzen der Zehenbeere. Der Sesambeinkomplex ist in das Grundgelenk der Großzehe plantar integriert. Die lange Beugesehne führt zwischen den beiden Sesambeinen an die Basis des Endglieds. Dadurch verläuft die Sehne ungehindert, auch bei einer Vollbelastung des Fußes. Die kurze Beugesehne setzt jeweils mit einem Zügel an den Sesambeinen an. Die Gelenkkapsel leitet den Zug dieser Sehne an die Basis des Grundglieds weiter (Windlass-Mechanismus). Die Zehengrundgelenke ermöglichen eine Dorsalextension und eine Plantarflexion. Wenn die End- und Mittelglieder der Zehen in der Abrollbewegung nach dorsal extendiert werden sollen, ist dies durch die Form der Gelenkoberfläche und durch die Unnachgiebigkeit der Kapsel blockiert. Wie der Daumen der Hand weist die Großzehe Glieder auf und die Zehen 5 (= Langzehen) jeweils Glieder. Beim Gesunden fungieren die Zehen als Vergrößerung der lasttragenden Fläche a.. Abb..7 Steigbügelposition des Metatarsale zwischen der Basis des Grundglieds und dem Sesambeinkomplex in der Endphase der Propulsion schematisch (a) und im anatomischen Dünnschnittpräparat unbelastet (b). (Abb..7b mit freundl. Genehmigung von Prof. Dr. med. Jürgen Koebke, Zentrum Anatomie der Universität zu Köln) b

7 . Gelenke 7 Streckerhaube Abb.. Vereinfachte, schematische Darstellung der intrinsischen Funktion. : Mm. interossei, Beugung im Grundgelenk; : Mm. lumbricales, Beugung im Grundgelenk und Streckung im Mittel- und Endgelenk; : Ligamentum metatarsale transversum profundum des Fußes während der Gangabwicklung. Insbesondere während des letzten Teils, der Propulsion, entwickeln sie wesentliche, nach plantar gerichtete Kräfte, weil sie durch die Einwirkung der langen und der kurzen Beugesehnen sowie der Mm. interossei und der Mm. lumbricales gestreckt bleiben (Redkina et al. 0) (. Abb..). Die Mm. lumbricales liegen an der Fußsohlenseite, sind aber dennoch für die Streckung der Zehe mitverantwortlich. Sie ziehen an einer dünnen, sehnigen Haut, der»strecksehnenhaube«oder»streckerhaube«, die die Grundphalanx umhüllt und auf ihrem Rücken an der langen Strecksehne verankert ist. Wenn der Kopf des MTK im Zehengrundgelenk nach plantar luxiert ist, ziehen diese Sehnen die Zehe immer deutlicher in eine Zickzackposition. Für die Pathologie der Fehlstellungen der Langzehen ist daher das Grundgelenk mit seiner transversalen Drehachse als»schlüsselgelenk«entscheidend. Der M. quadratus plantae ist ein weiterer Muskel, der für die Stellung der Zehen beim Gesunden verantwortlich ist. Der Muskel entspringt sehr variabel am Kalkaneus und setzt an der Sehne des M. flexor digitorum longus an (. Abb..9). Er unterstützt die Funktion der langen Beugesehnen und der Mm. lumbricales. Seine eigentliche Bedeutung besteht aber wahrscheinlich darin, den nach medial gerichteten Zug der langen Beugesehnen auszu gleichen, die, vom Innenknöchel kommend, die ganze Fußsohle schräg durchkreuzen, plantar an der Basis des Grundglieds D D5 ansetzen und ohne Korrektur durch den Quadratus plantae diese Zehen mit ihrer plantaren Seite nach medial drehen würden. Daher entsteht bei seiner Insuffizienz die typische Drehfehlstellung der lateralen Zehen (. Abb..0, 7 Abb..). 9 Abb..9 Tiefe plantare Ansicht des Fußes. : M. digitorum brevis; : Sehne des M. flexor digitorum longus zu D II; : M. ab ductor digiti minimi; 4: M. lumbricalis III; 5: M. lumbricalis IV; : Lig. plantare longum; 7: M. quadratus plantae; : Sehne des M. flexor digitorum longus; 9:»Chiasma plantare«; 0: M. abductor hallucis; : Sehne des M. flexor hallucis longus Abb..0 Quadratus-plantae-Insuffizienz mit Torsion D D5 > > Die verschiedenen Einschränkungen der Beweglichkeit der Gelenke des Fußes bedeuten für die Betrachtung der Gangabwicklung, dass wir Unterschenkel und Fuß wie ein dreigliedriges, zweigelenkiges System betrachten können. 7

8 Kapitel Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen Abb.. Fuß eines Flachlandgorillas Abb.. Fuß eines Neugeborenen.. Hallux valgus und Schneiderballen Bei manchen Menschen ist der erste Mittelfußknochen weniger fest mit dem Kuneiforme (mediales Keilbein) verbunden als bei anderen. Bei Neugeborenen, vielen Primaten und bei Menschen, die dies von Kindheit an trainieren, ist dieser Zeh sogar opponierbar, also etwa so beweglich wie der Daumen (. Abb..;. Abb..). Bei einer gesunden Entwicklung hingegen ist der erste Mittelfußknochen fester mit den anderen Fußknochen verbunden und kann in Höhe seines Kopfs gegenüber dem. Mittelfußknochen nicht mehr als eine halbe Schaftbreite angehoben oder abgesenkt werden. Liegt eine stärker ausgeprägte Mobilität vor, so spricht man vom hypermobilen ersten Strahl (Metatarsus primus elevatus). Der Mittelfußknochen weicht dann leichter in die Varus stellung ab (. Abb..). Einmal aus der Achse geraten, ziehen die starken Sehnen und Muskeln der Großzehe (Caput tansversum und Caput obliquum des M. adductor hallucis) diese immer weiter in eine Valgusfehlstellung und den ersten Mittelfußknochen in eine Varusposition (7 Abschn...,»Babylon«). Eine ähnliche Fehlstellung kann spiegelbildlich den 5. MTK betreffen und wird dann Schneiderballen (Bunionette) genannt (Metatarsus quintus valgus)... Überlastung des. Mittelfußstrahls Der etwas größeren Mobilität des ersten Metatarsalknochens (MTK, Mittelfußknochen = MFK) entspricht eine bessere Ausstattung mit Muskeln. Wenn diese erschöpfen und den ersten Strahl nicht mehr ausreichend nach plantar stabilisieren, muss der. Mittelfußknochen mehr Last übernehmen. Dazu ist er in der Lage, weil er in seiner Basis sehr fest mit den Keilbeinen verbunden ist (Amphiarthrose). Eine Überlastung kann zu Schmerzen, Rissen der Bänder an der Basis des. Mittelfußknochens und zu Brüchen des Knochens führen. Dabei kann der Lisfranc-Bandkomplex an der Basis des. MTK reißen (. Abb..4;. Abb..5;. Abb..). Es kann auch zu Überlastungszeichen der Sohlenhaut im Bereich des Kopfs des MTK kommen, wozu weitere Veränderungen, wie der Wegfall der Lastverteilung auf die Zehe bei Zehenfehlstellungen, beitragen. Im Röntgenbild kann eine kompen-

9 . Gelenke 9 A A B B a b Abb..a,b Metatarsus primus varus und Hallux valgus. a Röntgenbild; b anatomisches Präparat; das Caput transversum des M. adductor hallucis ist in seiner Zugrichtung mit A, das Caput obliquum des M. adductor hallucis mit B gekennzeichnet a b Abb..4 Anatomiepräparat Lisfranc-Band (a) und anatomisches transversales Dünnschnittpräparat (b). (Mit freundl. Genehmigung von Prof. Dr. med. Jürgen Koebke, Zentrum Anatomie der Universität zu Köln)

10 0 Kapitel Wunderwerk Fuß und typische Veränderungen Abb..5 MRT-Normalbefund Lisfranc-Bandkomplex Abb.. Lisfranc-Band-Ruptur und Knochenmarködem der Basis des MTK im MRT satorische Verdickung der Kortikalis des MTK im Bereich des Schafts erkennbar werden. Bei vielen Menschen ist der MTK auch der längste Mittelfußknochen. In diesen Fällen ist die Hebelwirkung auf den Schaft sowie die Druckbelastung auf den Kopf weiter intensiviert (. Abb..7)... Was es nicht gibt:»quergewölbe«und -Punkt-Stand Die Mittelfußknochen enden mit den Mittelfußköpfen. Diese liegen alle in einer transversalen Ebene und tragen Last. Ein Quergewölbe, bei dem nur die Köpfe der MTK und 5 Last übernehmen, gibt es unter funktionellen Gesichtspunkten nicht, somit auch keinen -Punkt-Stand, obwohl dies immer wieder behauptet wird (. Abb..)..4 Gangabwicklung Ein Doppelschritt wird in Stand- und Schwungphase eingeteilt (. Abb..9). In der Schwungphase ist der Fuß angehoben, in der Standphase hat er Kontakt mit dem Boden. Die Standphase wird ihrer seits oft in Teile eingeteilt und beginnt mit der Gewichtsübernahme. Mit dem Anheben des anderen Beins beginnt die mittlere Standphase, die bis zum Anheben der Ferse andauert. Es schließt sich die Endphase an, bis die Großzehe abhebt. Während dieser Endphase kommt beim Gehen das jeweils andere Bein auf. Dahingegen schließt sich beim Laufen die Sprungphase an. In der Sprungphase hat kein Fuß Kontakt mit dem Boden. Der Körperschwerpunkt ändert dabei seine Höhe kaum und bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit nach vorn. Das ergibt Notwendigkeiten in den Bewegungsabläufen, auf die die anatomischen Strukturen vorbereitet sind. Die Phasen sind in. Abb..7 abgebildet.

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