Anatomi och fysiologi I
Lärandemål
- Identifiera indelningen av de nedre extremiteterna och beskriv benen i varje region
- Beskriv benen och benmärkena som artikulerar vid varje led i de nedre extremiteterna
Liksom de övre extremiteterna, är den nedre extremiteten indelad i tre regioner. Låret är den del av den nedre extremiteten som ligger mellan höftleden och knäleden. Benet är specifikt den region som ligger mellan knäleden och fotleden. Distal till fotleden är foten. Den nedre extremiteten innehåller 30 ben. Dessa är lårbenet (femur), knäskålen (patella), skenbenet (tibia), vadbenet (fibula), fotknölarna (tarsalbenen), metatarsalbenen (metatarsalbenen) och falangerna (phalanges). Lårbenet är det enda benet i låret. Patella är knäskålen och har ledband med det distala lårbenet. Skenbenet är det större, viktbärande benet som ligger på benets mediala sida, och fibula är det tunna benet på det laterala benet. Fotens ben är indelade i tre grupper. Den bakre delen av foten utgörs av en grupp med sju ben, som var och en är känd som ett tarsalben, medan den mellersta foten innehåller fem långsträckta ben, som var och en är ett metatarsalben. Tåren innehåller 14 små ben, varav vart och ett är ett fotens falangben.
Femur
Lårbenet, eller lårbenet, är det enda benet i lårregionen (figur 1). Det är kroppens längsta och starkaste ben och utgör ungefär en fjärdedel av en persons totala längd. Den rundade, proximala änden är lårbenshuvudet, som artikulerar med höftbenets acetabulum för att bilda höftleden. Fovea capitis är en mindre fördjupning på den mediala sidan av lårbenshuvudet som fungerar som fästplats för ligamentet i lårbenshuvudet. Detta ligament spänner över lårbenet och acetabulum, men är svagt och ger föga stöd åt höftleden. Det bär dock en viktig artär som försörjer lårbenshuvudet.
Figur 1. Femur och Patella. Lårbenet är det enda benet i lårregionen. Det artikulerar överst med höftbenet i höftleden och underst med skenbenet i knäleden. Patella har endast ledband med den distala änden av lårbenet.
Den smalare regionen under huvudet är lårbenshalsen. Detta är ett vanligt område för lårbensfrakturer. Den stora trochanter är det stora, uppåtriktade, beniga utsprånget som ligger ovanför halsens bas. Flera muskler som verkar över höftleden fäster vid den större trochanter, som på grund av sin utskjutning från lårbenet ger ytterligare hävstångseffekt åt dessa muskler. Trochanter större kan kännas precis under huden på den laterala sidan av ditt övre lår. Den mindre trochanter är en liten, benig utbuktning som ligger på lårbenets mediala sida, strax under halsen. En enda kraftfull muskel fäster vid den lilla trochantermuskeln. Mellan den stora och den lilla trochantern på lårbenets främre sida löper den uppruggade intertrochantära linjen. Trochanterna är också förbundna på baksidan av lårbenet genom den större intertrokantära kammen.
Det långsträckta lårbensskaftet har en lätt främre böjning eller krökning. I sin proximala ände har det bakre skaftet gluteal tuberosity, ett uppruggat område som sträcker sig nedåt från den större trochantern. Längre nedåt går glutealtuberositeten ihop med linea aspera (”grov linje”). Detta är den grova kam som går distalt längs den bakre sidan av mittfemuren. Flera muskler i höft- och lårregionen gör långa, tunna fästen på femur längs linea aspera.
Den distala änden av femur har mediala och laterala benutvidgningar. På den laterala sidan är den släta delen som täcker de distala och posteriora aspekterna av den laterala expansionen femurs laterala kondylus. Det uppruggade området på den yttre, laterala sidan av kondylen är lårbenets laterala epikondyl. På samma sätt är det släta området på den distala och posteriora mediala lårbenet lårbenets mediala kondyl, och den oregelbundna yttre, mediala sidan av denna är lårbenets mediala epikondyl. De laterala och mediala kondylerna är sammanfogade med skenbenet för att bilda knäleden. Epikondylerna ger fästpunkter för muskler och stödjande ligament i knäet. Adduktortuberkeln är en liten knöl som ligger vid den övre kanten av den mediala epikondylen. Bakåt är den mediala och den laterala kondylen åtskilda av en djup fördjupning som kallas den interkondylära fossa. Framifrån förenas kondylernas släta ytor med varandra för att bilda ett brett spår som kallas patellaytan och som möjliggör artikulation med patellabenet. Kombinationen av de mediala och laterala kondylerna med patellaytan ger lårbenets distala ände en hästskoform (U-form).
Klipp på den här videon för att se hur en fraktur i mitten av lårbenet repareras kirurgiskt. Hur stabiliseras de två delarna av det brutna lårbenet under den kirurgiska reparationen av ett brutet lårben?
Patella
Patella (knäskålen) är kroppens största sesamoidben (se figur 1). Ett sesamoidben är ett ben som är införlivat i en muskels sena där denna sena korsar en led. Sesamoidbenet är i led med de underliggande benen för att förhindra skador på muskelsenen på grund av gnidning mot benen vid rörelser i leden. Patella finns i senan till muskeln quadriceps femoris, den stora muskeln i den främre delen av låret som passerar över den främre delen av knät för att fästa vid skenbenet. Patella artikulerar med lårbenets patellayta och förhindrar på så sätt att muskelns sena gnider mot det distala lårbenet. Patella lyfter också senan bort från knäleden, vilket ökar hävstångskraften hos muskeln quadriceps femoris när den verkar över knäet. Patella har ingen artikulation med skenbenet.
Hemostatiska obalanser: Runner’s Knee
Figur 2. Q-vinkeln. Q-vinkeln är ett mått på lårbenets laterala avvikelse från skenbenets vertikala linje. Vuxna kvinnor har en större Q-vinkel på grund av sitt bredare bäcken än vuxna män.
Löparknä, även känt som patellofemoralt syndrom, är den vanligaste överbelastningsskadan bland löpare. Den är vanligast hos ungdomar och unga vuxna och är vanligare hos kvinnor. Det beror ofta på överdriven löpning, särskilt i utförslöpning, men kan också uppstå hos idrottare som gör mycket knäböjningar, t.ex. hoppare, skidåkare, cyklister, tyngdlyftare och fotbollsspelare. Den upplevs som en matt, värkande smärta runt knäets framsida och djupt intill knäskålen. Smärtan kan kännas när man går eller springer, går upp eller ner för trappor, går på knä eller på huk eller efter att ha suttit med böjt knä under en längre tid.
Patellofemoralt syndrom kan initieras av en mängd olika orsaker, bland annat individuella variationer i patellas form och rörelse, en direkt stöt mot patella, eller platta fötter eller olämpliga skor som orsakar en överdriven inåt- eller utåtvändning av fötter eller ben. Dessa faktorer kan orsaka i en obalans i muskeldraget som verkar på patella, vilket resulterar i en onormal spårning av patella som gör att den kan avvika för långt mot den laterala sidan av patellaytan på det distala lårbenet.
Då höfterna är bredare än knaregionen har lårbenet en diagonal orientering inom låret, i motsats till benets vertikalt orienterade skenben (figur 2). Q-vinkeln är ett mått på hur långt lårbenet är vinklat lateralt bort från det vertikala. Q-vinkeln är normalt 10-15 grader, där kvinnor vanligtvis har en större Q-vinkel på grund av deras bredare bäcken. Vid extension av knäet drar muskeln quadriceps femoris patella både över- och underifrån och lateralt, med större lateralt drag hos kvinnor på grund av deras stora Q-vinkel. Detta gör kvinnor mer sårbara för att utveckla patellofemoralt syndrom än män. Normalt kompenserar den stora läppen på den laterala sidan av lårbenets patellayta för det laterala draget på patella och bidrar på så sätt till att bibehålla dess korrekta spårning.
Om dragningen som produceras av quadriceps femoris-musikerns mediala och laterala sidor inte balanseras på rätt sätt, kan det dock uppstå onormal spårning av patella mot den laterala sidan. Vid fortsatt användning ger detta smärta och kan leda till skador på ledytorna hos patella och lårbenet och eventuell framtida utveckling av artrit. Behandlingen innebär i allmänhet att man slutar med den aktivitet som ger upphov till knäsmärta under en viss tid, följt av ett gradvis återupptagande av aktiviteten. Korrekt förstärkning av muskeln quadriceps femoris för att korrigera obalanser är också viktigt för att förhindra återfall.
Tibia
Tibia (skenbenet) är det mediala benet i benet och är större än fibula, som det är parat med (figur 3). Skenbenet är det huvudsakliga viktbärande benet i underbenet och kroppens näst längsta ben efter lårbenet. Den mediala sidan av tibia ligger omedelbart under huden, vilket gör att den lätt kan palperas längs hela det mediala benets längd.
Figur 3. Tibia och fibula. Tibia är det större, viktbärande benet som ligger på benets mediala sida. Fibula är det slanka benet på benets laterala sida och är inte viktbärande.
Den proximala änden av tibia är kraftigt expanderad. De två sidorna av denna expansion bildar tibias mediala kondylus och tibias laterala kondylus. Skenbenet har inga epikondyler. Överytan på varje kondyl är slät och tillplattad. Dessa områden artikulerar med lårbenets mediala och laterala kondylus för att bilda knäleden. Mellan de artikulerande ytorna på tibiakondylerna finns den interkondylära eminensen, ett oregelbundet, förhöjt område som fungerar som den nedre fästpunkten för två stödjande ligament i knäet.
Tuberositeten i skenbenet är ett förhöjt område på den främre sidan av skenbenet, nära dess proximala ände. Det är den sista fästplatsen för den muskelsena som är förknippad med patella. Längre nedåt blir tibias skaft triangulärt till formen. Den främre spetsen av denna triangel bildar den främre gränsen av tibia, som börjar vid tuberositeten i tibia och löper nedåt längs tibias längd. Både den främre gränsen och den mediala sidan av det triangulära skaftet ligger omedelbart under huden och kan lätt palperas längs hela tibias längd. En liten kam som löper längs den laterala sidan av tibiaskaftet är tibias interosseösa gräns. Detta är för fastsättningen av benets interosseösa membran, det ark av tät bindväv som förenar tibia- och fibulabenen. På tibias bakre sida finns soleallinjen, en diagonalt löpande, uppruggad kam som börjar under basen av den laterala kondylen och löper nedåt och medialt över den proximala tredjedelen av den bakre delen av tibia. Musklerna i det bakre benet fäster vid denna linje.
Den stora utvidgning som finns på den mediala sidan av distala tibia är den mediala malleolus (”lilla hammaren”). Denna bildar den stora benknöl som finns på den mediala sidan av fotledsregionen. Både den släta ytan på insidan av den mediala malleolus och det släta området vid den distala änden av tibia artikulerar med fotens talusben som en del av fotleden. På den laterala sidan av det distala skenbenet finns ett brett spår som kallas fibular notch. Detta område artikulerar med den distala änden av fibula och bildar den distala tibiofibulära leden.
Fibula
Fibula är det slanka benet som ligger på den laterala sidan av benet (se figur 3). Fibula bär ingen vikt. Det tjänar främst till muskelinfästningar och är därför till stor del omgivet av muskler. Endast de proximala och distala ändarna av fibula kan palperas.
Fibulahuvudet är den lilla, knoppliknande, proximala änden av fibula. Det artikulerar med den nedre aspekten av den laterala tibiakondylen och bildar den proximala tibiofibulära leden. Fibulas tunna skaft har fibulas interosseösa gräns, en smal kam som löper längs dess mediala sida för fastsättning av det interosseösa membranet som sträcker sig mellan fibula och tibia. Den distala änden av fibula bildar den laterala malleolus, som bildar den lätt palperbara benknölen på den laterala sidan av fotleden. Den djupa (mediala) sidan av den laterala malleolus artikulerar med fotens talusben som en del av fotleden. Den distala fibula artikulerar också med tibias fibulära skåra.
Tarsalbenen
Fotens bakre hälft utgörs av sju tarsalben (figur 4). Det översta benet är talus. Detta har en relativt fyrkantig, övre yta som artikulerar med tibia och fibula för att bilda fotleden. Tre artikulationsområden bildar fotleden: Talusbenets superomediala yta artikulerar med tibias mediala malleolus, talusens övre del artikulerar med tibias distala ände och talusens laterala sida artikulerar med fibulans laterala malleolus. Inferiört artikulerar talus med calcaneus (hälbenet), det största benet i foten, som bildar hälen. Kroppens vikt överförs från tibia till talus till calcaneus, som vilar på marken. Det mediala calcaneus har en framträdande benförlängning som kallas sustentaculum tali (”stöd för talus”) och som stöder den mediala sidan av talusbenet.
Figur 4. Fotens ben. Fotens ben är indelade i tre grupper. Den bakre foten utgörs av de sju tarsalbenen. Mellanfoten består av de fem metatarsala benen. Tåren innehåller falangerna.
Det cuboida benet artikulerar med den främre änden av calcaneusbenet. Cuboidbenet har ett djupt spår som löper över dess nedre yta, vilket ger passage för en muskelsena. Talusbenet artikulerar i främre delen med navicularbenet, som i sin tur artikulerar i främre delen med de tre kilbenen (”kilformade”). Dessa ben är det mediala kilbenet, det mellanliggande kilbenet och det laterala kilbenet. Var och en av dessa ben har en bred övre yta och en smal nedre yta, som tillsammans ger fotens tvärgående (medial-laterala) krökning. Benen navicular och lateral cuneiform har också ledband med den mediala sidan av cuboidbenet.
Metatarsalbenen
Fotens främre hälft utgörs av de fem metatarsalbenen, som är placerade mellan tarsalbenen i den bakre foten och tårnas falanger (se figur 4). Dessa långsträckta ben är numrerade 1-5, med början på fotens mediala sida. Det första metatarsalbenet är kortare och tjockare än de andra. Det andra metatarsalbenet är det längsta. Basen av metatarsalbenet är den proximala änden av varje metatarsalben. Dessa artikulerar med de kubiska eller kilformiga benen. Den femte metatarsalens bas har en stor, lateral utvidgning som ger möjlighet till muskelinfästningar. Denna expanderade bas av den femte metatarsalen kan kännas som en benig bula i mitten längs fotens sidokant. Den expanderade distala änden av varje metatarsal är metatarsalbenets huvud. Varje metatarsalben är i led med den proximala falangen på en tå för att bilda en metatarsophalangealled. Huvudet på metatarsalbenen vilar också på marken och bildar fotens boll (främre ände).
Phalanger
Tåerna innehåller sammanlagt 14 falangben (falanger), som är ordnade på samma sätt som fingrarnas falanger (se figur 4). Tårna är numrerade 1-5 och börjar med stortåen (hallux). Storetåen har två falangben, det proximala och distala falangen. De övriga tårna har alla proximala, mellersta och distala falanger. En led mellan intilliggande falangben kallas för en interfalangealled.
Fotens bågar
När foten kommer i kontakt med marken under gång, löpning eller hoppande aktiviteter sätter inverkan av kroppsvikten ett enormt tryck och en enorm kraft på foten. Under löpning kan den kraft som appliceras på varje fot när den kommer i kontakt med marken vara upp till 2,5 gånger din kroppsvikt. Fotens ben, leder, ligament och muskler absorberar denna kraft och minskar på så sätt kraftigt den mängd stötar som överförs överordnat till underbenet och kroppen. Fotbågarna spelar en viktig roll för denna stötdämpande förmåga. När vikt läggs på foten kommer dessa bågar att plana ut något och på så sätt absorbera energin. När tyngden avlägsnas studsar fotvalvet tillbaka och ger ”fjädring” åt steget. Bågarna tjänar också till att fördela kroppsvikten från sida till sida och till båda ändarna av foten.
Foten har ett tvärgående valv, ett medialis longitudinellt valv och ett lateralt longitudinellt valv (se figur 4). Det tvärgående valvet bildar den medial-laterala krökningen av mellanfoten. Den bildas av kilformade kilben och baserna (proximala ändar) av de första till fjärde metatarsalbenen. Detta valv hjälper till att fördela kroppsvikten från sida till sida i foten, vilket gör att foten kan anpassa sig till ojämn terräng.
De längsgående valven löper längs fotens längd. Det laterala längsgående valvet är relativt platt, medan det mediala längsgående valvet är större (högre). Längsbågarna bildas av tarsalbenen baktill och metatarsalbenen framtill. Dessa bågar stöds i båda ändarna, där de kommer i kontakt med marken. Bakre delen av stödet utgörs av calcaneusbenet och främre delen av metatarsalbenens huvuden (distala ändar). Talusbenet, som tar emot kroppens vikt, är placerat på toppen av de längsgående bågarna. Kroppens vikt transporteras sedan från talus till marken av de främre och bakre ändarna av dessa bågar.
Starka ligament förenar de intilliggande fotbenen för att förhindra att bågarna rubbas under belastning. På undersidan av foten binder ytterligare ligament samman de främre och bakre ändarna av bågarna. Dessa ligament har elasticitet, vilket gör att de kan sträcka sig något under viktbäring, vilket gör att de längsgående bågarna kan sprida sig. Sträckningen av dessa ligament lagrar energi i foten i stället för att överföra dessa krafter till benet. Fotmuskulaturens sammandragning spelar också en viktig roll i detta energiupptag. När tyngden avlägsnas återkommer de elastiska ligamenten och drar ihop bågarnas ändar närmare varandra. Denna återhämtning av fotbågarna frigör den lagrade energin och förbättrar energieffektiviteten vid gång.
Sträckning av de ligament som stöder de längsgående fotbågarna kan leda till smärta. Detta kan inträffa hos överviktiga personer, hos personer som har arbeten som innebär att man måste stå länge (t.ex. servitris) eller gå eller springa långa sträckor. Om sträckningen av ligamenten är långvarig, överdriven eller upprepad kan det leda till en gradvis förlängning av de stödjande ligamenten, med efterföljande nedtryckning eller kollaps av de längsgående bågarna, särskilt på den mediala sidan av foten. Detta tillstånd kallas pes planus (”plattfot” eller ”fallande fotvalv”).
Självkontrollfrågor
Tävla i frågesporten nedan för att kontrollera din förståelse av Bones of the Lower Limb: