機能解剖学&運動生理学

足関節・足部の機能解剖②~足部アーチ~

こんにちは。

imok株式会社

理学療法士の中北貴之です。

本日は足部アーチについてお話いたします。

ヒトの最大の特徴が直立二足歩行ですが、それを可能にしている要因の一つが足部アーチの存在です。

歴史の授業でお馴染みのアウストラロピテクスには足部アーチがあったと言われています。

足部アーチの存在により、少ないエネルギーで遠くまで移動することができ、生存に役立ったとされています。

・・・いつの間にやら歴史の話で終わりそうな勢いになってきましたね(笑)

そろそろ本筋に戻って足部アーチの構成から確認していきましょう。

足部アーチの構成

足部には内側縦アーチ、外側縦アーチ、横アーチの3つのアーチがあります。

足部のアーチ  Visible Bodyで作図

それぞれ、静的支持組織(靱帯など)と動的支持組織(筋)によって形成されています。

内側縦アーチ

内側縦アーチ  Visible Bodyで作図

踵骨、距骨、舟状骨、内側楔状骨、第1中足骨

靱帯

バネ靱帯(底側踵舟靱帯)、距踵靱帯、楔舟靱帯、足根中足靱帯、長短の足底靱帯、足底腱膜

※特にバネ靱帯、長短の足底靱帯、足底腱膜が重要といわれています。

前脛骨筋、後脛骨筋、長腓骨筋、長母趾屈筋、短母趾屈筋、長趾屈筋、母趾外転筋、足底方形筋

外側縦アーチ

外側縦アーチ  Visible Bodyで作図

踵骨、立方骨、第5中足骨

靱帯

長短の足底靱帯、踵立方靱帯、足根中足靱帯

長腓骨筋、短腓骨筋、短趾屈筋、小趾外転筋、短小趾屈筋、小趾対立筋

横アーチ

横アーチは後足部レベル、楔状骨レベル、中足骨レベルに分類されますので、それぞれに分けて記載します。

横アーチ  Visible Bodyで作図

中足骨レベル

骨:第1~5の中足骨頭

靱帯:深横中足靱帯

筋:母趾内転筋横頭

楔状骨レベル

骨:3つの楔状骨、立方骨

靱帯:楔間靱帯、楔立方靱帯

筋:長腓骨筋

後足部レベル

骨:舟状骨、立方骨、踵骨

靱帯:舟立方靱帯

筋:後脛骨筋

 

内側縦アーチの低下が偏平足に、外側縦アーチの低下がハイアーチに、横アーチの低下が開張足につながっていきます。

なお、ハイアーチは内側縦アーチの過剰な上昇でも起こります。

足部アーチを支える構造的・機能的な仕組み

足部アーチには重要な機能が2つあります。

それが、衝撃吸収足部の剛性向上です。

これらの機能を補助するために、足部には以下のような重要な仕組みがあります。

①トラス構造

足部アーチは下図のような三角構造をしています。

トラス構造  Visible Bodyで作図

上端が骨構造で硬く、底辺が足底腱膜で柔軟な構造をしています。

そのため、荷重時には足底腱膜が伸張されてアーチが沈み込み、負荷を分散(衝撃を吸収)します。

②ウィンドラス機構

歩行において踵離地から足趾離地にかけてMP関節が背屈していくと、足底腱膜の緊張が増加して足部のアーチが高くなります。すると足部の剛性が高まって推進力も増加します。この機構をウィンドラス機構と言います。

ウィンドラス機構  Visible Bodyで作図

母趾伸展テスト

ウィンドラス機構が機能しているかのテストに「母趾伸展テスト」というものがあります。

安静立位で母趾を他動的に背屈させ、内側縦アーチの反応をチェックします。

⇒挙上する=intact

⇒遅延して挙上=limited

⇒挙上しない=absent

「limited」or「absent」だとウィンドラス機構の機能低下が疑われます。

また、後述のFPIの結果において、回内足の割合が高くなるとされています。

③クロスサポートメカニズム

クロスサポートメカニズムとは、長腓骨筋と後脛骨筋による足部安定化メカニズムのことです。

長腓骨筋と後脛骨筋は足底部で交差(クロス)する走行をしており、距腿関節底屈時における回内・回外の制御、後足部の安定、アーチの引き上げに寄与します。

クロスサポートメカニズム  Visible Bodyで作図

本記事の最後にエクササイズもご紹介していますので、ぜひご覧ください。

足部アーチの評価

足部アーチの評価は大別して、X線による画像評価、荷重位での評価、非荷重位での評価に分かれます。

具体的な評価方法は多くありますが、定量的に評価できる方法としてFoot Posture Index(FPI)があります。

6項目を5段階で評価し、-12から+12までにスコア化するものです。

FPIの評価項目

①距骨頭の触診

②外果上下の曲線カーブ

③踵骨の前額面上の位置

④距舟関節部の隆起

⑤内側縦アーチの形態・適合性

⑥後足部に対する前足部の内外転

それぞれ -2、-1、0、+1、+2 の5段階で点数化していく。

評価にはFPIのような数値化できる定量的評価と、数値化できない定性的評価があります。

どちらも大切ですが、定量的評価も行うことでお客様にビフォーアフターが伝わりやすいのでおすすめです!

足部アーチ改善のエクササイズ

それでは、足部アーチの保持におすすめのエクササイズをいくつかご紹介いたします。

①片脚立ち

最もシンプルですが、片脚立ちになるだけで足部内在筋である、足底方形筋・短母趾屈筋・母趾外転筋は、両脚立ちに比べて筋活動が増加します。片脚への負荷が増加するので当然といえば当然ですが(笑)

中枢系の疾患が無ければとても簡単に行えますが、一つ気をつけたいのが「踵骨の荷重バランス」です。踵骨の真ん中に荷重出来ていないと、アライメントが崩れた状態で筋活動を促すことになる為、逆効果になる恐れもあります。

踵骨の荷重が感じにくいという方は、何か薄い物を踵骨の真ん中に当てた状態で行うと分かりやすいかと思います。

20秒~30秒行いましょう。

②母趾と四趾のチョキ運動

これもとてもシンプルですが、慣れないと足がツリそうになる方続出のエクササイズです(笑)

母趾とその他の四趾でチョキを繰り返す運動ですが、ポイントは足趾伸展位でMP関節を動かすことです。そうすることで足部内在筋を活性化することができます。

10回~20回繰り返しましょう。

③カーフレイズ/ピラティスチェア

ここまでの2種目は足部内在筋エクササイズでしたが、最後は足部外在筋のエクササイズをご紹介いたします。

足部アーチを維持するための外在筋としては、クロスサポートメカニズムに関与する後脛骨筋と長腓骨筋が重要です。共に足関節の底屈筋ですので、カーフレイズ動作でトレーニングすることが可能ですが、足部が回内もしくは過剰に回外した状態で行ってしまうと、後脛骨筋と長腓骨筋をバランス良くトレーニングすることができません。

そこで、弊社開発の”ピラティスチェア”を使用することでバランスよく後脛骨筋と長腓骨筋をトレーニングすることができます。

弊社開発のピラティスチェアは、回内・回外を微調整出来ますので、クライアントさんのアライメント(力の入りやすさ)に合わせたカーフレイズが可能です。

フットペダルを軽度回内位に調整

例えば、長腓骨筋を上手く使えないと過剰に回外させて底屈をしてしまいますが、写真のように軽度回内位にフットペダル(足を置く部位)を調整することで、自然と長腓骨筋を使えるようにすることが可能です。

また、下の写真のように片脚立位に近い状態で行うことで、「支持側は足部内在筋」「遊脚側は足部外在筋」をトレーニングすることができます。

手すりを使うことで、ご高齢者の方でも安全に足部エクササイズを行えますね!

ピラティスチェアのセミナーや体験会も定期的に行っていますので、ご興味がある方はご参加をお待ちしております♪

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本日は足部のアーチについてお話をしました。足部アーチは直立二足歩行を可能にしている、とても大切な部分ですね!

最後までお読みいただき、ありがとうございました。

imok株式会社

中北貴之

中北貴之
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中北貴之
中北貴之
理学療法士/健康経営アドバイザー/imok Technical Director/大手フィットネスクラブにて活動後、痛みを抱えているお客様をサポート出来る様になりたいと、理学療法士の学校へ進学。卒業後は理学療法士として整形外科クリニックへ勤務。理学療法士として活動をしながら、トレーニングやコンディショニングの学びを続け、2018年4月よりimok株式会社へ参画。治療からコンディショニング、パフォーマンスアップまでを行えるコンディショニングコーチとして、パーソナルトレーニング指導や専門家向けのセミナー講師として幅広く活動中。