PANEL 2: AYAK VE AYAK BİLEĞİ İNSTABİLİTESİ Moderator: Prof. Dr. Haluk YETKİN

AYAK VE AYAK BİLEĞİNİN BİYOMEKANİĞİ

Doç.Dr. Feza KORKUSUZ

Ayak insan vücudunun dış ortam ile ilişkisini sağlayan ve yürüyüş için proprioseptif duyuyu aktaran bir organdır. Biyomekanik olarak değerlendirildiğinde ayağı tek başına bir anatomik yapı olarak incelemek yerine tüm alt ekstremitenin bütün olarak değerlendirilmesinde yarar vardır (1). Ayak bileği ekleminin rotasyon ekseni medial ve leteral malleollerin alt uçlarından geçer. Fizik muayenede bu eksen basit olarak palpasyonla belirlenebilir. Ayağın fleksiyon ve eksstansiyonu sırasında rotasyon gerçekleşmez. Ancak ayak bileği eklemi ekseni oblik konumda olduğundan bu eklemin hareketi sırasında ayakta içe rotasyon gözlenir. Rotasyon dorsal fleksiyonun derecesi ve eksenin eğimiyle orantılıdır. Rotasyonun ortalaması 19 derecedir(2). Ayak bileğinin hareket sınırı 20 ile 36 derece arasında ve ortalaması 24 derecedir. Normal bir kişide ayak bileğinden aktarılan yük vücut ağırlığının 4.5 katı kadardır. İç ve dış rotasyon ayak bileği hareketinin dışında subtalar eklemler birlikte değerlendirilmelidir. Talus ve kalkaneus arasındaki subtalar eklemin ekseni doğrusaldır. Eksen medialden laterale 16 derece ve horizontal planda yaklaşık 42 derecelik açı ile uzanır. Subtalar eklem aynı zamanda daha distalde yer alan eklemleri kontrol eder. Taban çökmesi olan kişilerde subtalar eklemin ekseni normal kişilere oranla daha horizontaldedir ve normale oranla ayakta daha fazla supinasyon veya pronasyon gerçekleşir. Pes kavus'ta bu eklem daha katıdır. İntrinsik kasların hangi fazda aktive oldukları da subtalar eklemin hareketi ile yakından ilişkilidir. Kalkaneokuboid ve talonaviküler eklemler taransvers tarsal eklemi oluşturur. Kalkaneus eversiyondayken kalkaneokuboid ve talonaviküler eklemlerin eksenleri birbirine paraleldir ve ayakta esneklik sağlanır. Kalkaneus inverte pozisyona geldiğinde bu paralellik bozulur ve ayak stabil hale gelir. Klinik olarak değerlendirildiğinde, aşırı inversiyon verilerek gerçekleştirilen bir subtalar artrodezi takiben ayağın orta bölgesinde hareket azalacak, dolayısıyla ayağın dış kısmına gereğinden fazla yük aktarılacaktır. Bir anlamda bu eklem yürüyüşün yük taşıma evresinde kilitlenerek enerji tasarrufu da sağlamaktadır. Metatarsların boyları birbirinden farklıdır. Bu sebepten dolayı metatarsofalangeal (MP) eklemler medialden laterale oblik bir çizgi üzerinde yer alır. İkinci metatars başı en distalde olandır. Birinci metatars ikinciye oranla daha kısa olmakla birlikte sesamoid kemiklerin alttan desteklemesi nedeniyle daha fonksiyoneldir. Topuk yerden kalktığında yük tüm metatars başlarına eşit aktarılır. Bu eşit dağılım MP eklemler seviyesinden ayağın hafitçe laterale yatması ve supinasyonuyla sağlanır. Diğer taraftan plantar aponevroz ileride anlatılacağı üzere yaygın inversiyonuna yardımcı olur. Ayak sabitleşir ve parmak ucuna kalkarken güçlü bir kuvvet kolu oluşur.

Ayakta Stabilizasyonun Mekanizması

Genel olarak ayağın uzunlamasına kemer, medial ve lateral olarak ikiye ayrılır. Kalkaneus, talus, naviküler kemik, medialdeki üç metatars ve parmaklardan oluşan medial bölüm kemerin dinamik kısmını oluşturur. Normal yürüyüşte medial kısım yapısal değişiklikler gösterir. Kalkaneus, kuboid ve lateraldeki dördüncü ve beşinci metatarslar lateral kemeri oluşturur. Lateral kemer mediale oranla stabil olup yük taşır. Ayak kemiklerinin yapısı sebebiyle uzunlamasına kemer tibianın dış rotasyonu, kalkaneus'un inversiyonu ve ön ayağın adduksiyonuyla yüksektir. Buna karşın tibianın içe rotasyonu, kalkaneusun eversiyonu ve ön ayağın abduksiyonu uzanlamasına kemer baskılar. Bu kemer kalkaneal tüberkülden başlayıp ayak parmaklarının proksima-linde sonlanan plantar aponevroz tarafından da desteklenir. Hicks 1954'te plantar aponevrozun bir kuvvet kolu gibi görev yaptığını gcstermiştir (3). Bu mekanizmaya göre metatars başlarını sararak sonlanan plantar aponevroz, ayak parmakları ekstansiyona getirildiğinde ayağın uzunlamasına kemerinde elevasyona yol açar. Elevasyon kas kuvveti gerektirmez ve ayağın yerden kalkması için enerjinin ekonomik uygulamasına yardımcı olur. Ekstrensik kaslar uzunlamasına kemeri birinci olarak instabilize etmemekle birlikte topukta inversiyon ve ayak bileğinde plantar fleksiyonu sağlayarak stabiliteyi desteklerler.

İnversiyon Triadi ve Diş Rotasyon

Talus kalkaneus, kuboid ve naviküler kemikler arasındaki hareketler arasındaki hareket bir bütün olarak değerlendirilir. Oluşan harekete inversiyon triadı adı verilir.

İnversiyon triadı muayenede, (a) ayak dorsalinde kalkaneus ile kuboid arasında gözle görülen veya palpe edilebilin bir basamak olması, (b) ayağın dorsalinde ve lateralinde talus başının görülmesi veya palpe edilmesi ve (c) uygun radyografilerde tarsal sinüs'ün lateral girişinde genişlemenin saptanmasıyla belirlenir.

Kişi ayakta dururken tarsal inversiyon triadı'nın yanisarı tibiotalar rotasyon da gözlenir(4). Tibiotalar rotasyonun muayene bulgusu, (a) talus'un dış rotasyonunun takiben bacak dış rotasyona gider, (b) dış rotasyondaki talus'un altında topuk inversiyona uğrar. Bu sırada talus dışa kayar ve alt ekstremiteyi dıştan destekler, (c) kuboid ve navikhüler kemikler kalkaneus'un inversiyon, abduksiyori ve dorsal fleksiyonunun takip eder, (d) kalkaneus ve kuboid-naviküler kompleksin birlikte inversiyonu medial longitüdinal kemiği yükseltirken lateral kemer baskılanır, (e) kuboid-naviküler kompleksteki görsel abduksiyon ayağın dış kenarını dışa dönmüş göstererek inversiyonu belirgin hale getirir ve (f) birinci metatars plantar fleksiyona gelerek ilave destek sağlar.

Ayak Bileği Artrodezinin Ayak Biyomekaniğine Etkisi

Ayak bileği artodezi diz eklemi ve subtalar eklemden aktarılan yükün artmasına yol açar. Ayak bileği artodezi aşırı iç rotasyonda gerçekleştirilse kişi, vücudun ağırlık merkezi ayak bileği üzerinden aktarılırken rahatsızlık hisseder. Subtalar ve midtarsal eklemlerde artan stres ağırı nedenidir(5). İkincil olarak diz ve kalça hareketlerinde ağrıya neden olabilir. Aşırı dış rotasyondan gerçekleştirilen artrodezde kişi ayak medialine ağrılık verir. Sonuçta halluks valgus deformitesi gelişir. Dış rotasyonda ayak bileği artodezi, diz ekleminin medialinde stresi arttırır.

Eğer subtalar eklemde de sertlik varsa ayak bileğinin valgus pozisyonunda artrodezi gerekir. Böylece plantigrad ayak elde edilebilir. Ayak yanlışlıkla varus pozisyonunda artodeze gidilirse yük lateral kemere aktarılır. Böylece ayakta esneklik kaybolur ve kişi yürümede zorlanır. Fiedman ve arkadaşları, ayak bileği artodezinde 6.5 mm'lik iki çapraz vida kullanılmasının biyomekanik stabiliteyi arttırdığını ıspatlamıştır(6). Ogilvie-Herris ve arkadaşları, 16 anatomik spesmanda gerçekleştirdikleri çalışmada, ayak bileği artodezinin torsiyonel kuvvetlere karşı koyabilmesi için üç farklı yönde vida yerleştirilmesi gereğini vurgulamışlardır(7). Buna karşı Dohm ve arkadaşları, artodez için T plağı kullanılmasını önermişlerdir (8).

Ayak bileği artodezinde dorsal ve plantar fleksiyonun derecesine dikkat edilmelidir. Kuadriseps kasında yetmezliğe bağlı instabil bir diz eklemi söz konusuysa veya alt ekstremite karşı tarafa oranla kısaysa ayak bileği 10 ile 15 derece plantar fleksiyona getirilerek artodez sağlanır. Bu yöntemle diz ekleminde sabitlenir. Eğer sorun ayak bileğine lokalizeyse erkekte nötral, kadında 5 derece plantar fleksiyonda artodeze gidilir. Plantar fleksiyon gereğinden fazla verilirse o taraf ekstremite uzar ve dizde geriye kayma olur. Bu hata dengesiz yürüyüş ve orta ayakta stres artımı ile sonlanır. Azrı dorsal fleksiyonda artodez de ayagın yere deydiği alan topukta odaklanır ve bu durum kornik ağrıya neden olur. Ayak bileği artodezini takiben hastaların transvers tarsal ekleminde hareket sınırı artarak bir anlamda denge sağlanır.

Ortez Mekaniği

Ayak ve ayak bileğindeki pek çok eklemin ekseni ana anatomik eksenlerden farklıdır. Bu nedenle eklem hareketlerinin anlaşılması oldukça güçtür. Ayrıca radyografi gibi iki planda bilgi veren inceleme yöntemleri eklem eksenlerinin sağlıklı çalışılmasını zorlaştırır. Ayak ve ayak bileği eklemlerinin değerlendirilmesinde üç boyutlu düşünmek zorunludur. Ortez veya protez mekaniğine girilmeden önce ortez uygulanacak seviyenin bilinmesi ve bu ortezin proksimal ve distalindeki eklem hareketleriyle eksenlerinin iyi anlaşılması gerekir.

Referanslar

1. Chao EY, Neluheni EV, Hsu RW, Peley D: Biomechanics of malalignment. Orthop Clin North om 25:379-386, 1994.

2. Allinger TL, Engsber JR: A method to determine the range of motion of the ankle joint complex in vivo. J Biomech 26:69-76, 1993.

3. Hicks JH: The mechanism of the foot II. The plantar aponeurosis and the arch. J Anat 88:25, 1954.

4. McKellop HA, Llinas A, Sarmiento A: Effects of tibia malalignment on the knee and ankle. Orthop Clin North Am 25:415-423, 1994.

5. Shih LY, Wu JJ, Lo WH: Changes in gait and maximum ankle torque in patients with ankle arthritis. Foot Ankle 14:97-104, 1994.

6. Fiedman RL, Glisson RR, Nunley JA: A biomechanical comperative analysis of two techniques for tibiotlalar arthrodesis. Foot Ankle Int 15:301-305, 1994.

7. Olgilvie-Harris DJ, Fitsialos D, Hedman TP: Arthrodesis of the ankle. A comparisson of two versus three screw fixation in a crossed configuratin.

8. Dohm MP, Benjamin JB, Harrison J, Szivek JA: A biomechanical evaluation of three forms of intemal fixation used in ankle arthrodesis. Foot Ankle Int 15:297-300, 1994.