Ankle joint biomechanics

Abstract

According to Fick, the three-dimensional patterns of foot motion are best characterized as jawlike movement. Anatomically and biomechanically, this process represents conjoined, synchronous motion within the three mobile segments of the ankle-foot unit: the upper ankle joint, the posterior lower ankle joint and the anterior lower ankle joint. Foot kinematics can be described more completely if the anterior subtalar joint is defined not only as the talocalcaneal navicular joint, but as including the calcaneocuboid joint, thus representing the transverse joint of the tarsus, i.e., the Chopart joint. The axes of these three joints can be defined precisely. In some parts they represent a screwlike motion, clockwise or counter-clockwise, around the central ligamentous structures (fibulotibial ligament, talocalcaneal interosseous ligament, bifurcate ligament). The individual anatomy and structure of these ligaments provide variations in the degree and direction of foot motion. A precise knowledge of foot kinematics is important in surgical ligament and joint reconstruction as well as in selective foot arthrodeses. Das dreidimensionale Bewegungsspiel des Fußes ist am enfachsten durch die sog. Maulschellenbewegung des Fußes nach Fick [5] beschrieben. Gedanklich, biomechanisch und funktionell anatomisch ist dieser Vorgang untrennbar in einer konzertierten, synchronen Bewegung in den 3 gekoppelten Bewegungssegmenten des Sprunggelenkes, dem oberen, hinteren und vorderen unteren Sprunggelenk. Die Kinematik wird verständlicher, wenn das vordere untere Sprunggelenk nicht als Articulatio talo-calcaneo-navicularis definiert ist, sondern das Kalkaneo-Kuboid-Gelenk miteinschließt, was der Articulatio transversa tarsi bzw. dem Chopart-Gelenk entspricht. Die Bewegungsachsen dieser 3 Gelenkabschnitte sind definierbar, sie entsprechen teilweise Achsen einer Schraube mit gleich- oder gegensinniger Drehbewegung, welke regelmäßig durch die zentralen Bandstrukturen verlaufen (Ligg. fib./tib., Lig. talo-calcaneare-interosseum, Lig. bifurcatum). Je nach Anatomie und Struktur dieser Bänder sind die individuellen Bewegungsachsenabweichungen und Freiheitsgrade der Bewegung gegeben. Hinsichtlich rekonstruktiver Bandchirurgie, Gelenkwiederherstellung und/oder arthrodetischer Maßnahmen im Fußbereich erscheint die Kenntnis und Beachtung dieser Bewegungsachsen bedeutsam.