Giải phẫu Cấu trúc & Chức năng Cổ chân và Bàn chân

Cổ chân và bàn chân là một trong những hệ thống quan trọng và phức tạp nhất của cơ thể, đóng vai trò chính trong việc: di chuyển, duy trì trọng lượng, thăng bằng, chịu lực, bù trừ sai lệch cho các khớp lân cận, đồng thời hoạt động như chi trên đối với các bệnh nhân bị cắt cụt / liệt.

Bên cạnh đó, để hỗ trợ cho việc cân bố truyền tải lực cho cổ chân, chúng ta không thể không nhắc tới vùng cẳng chân (lower leg). Trong bài viết này, mình sẽ phân tích cấu trúc giải phẫu của cẳng chân và cổ chân; đồng thời tìm hiểu kĩ các thành phần chính và chức năng của chúng.

Nói sơ qua về chấn thương, có thể khẳng định rằng chấn thương cổ chân là 1 trong những loại chấn thương điển hình dễ gặp-dễ mắc phải nhất khi hoạt động thể thao. Trong bảng thu thập dữ liệu trong số báo “Medical Ethics” của tạp chí British Medical Journal năm 2000, trong 70 môn thể thao được thống kê, chấn thương cổ chân xếp thứ 1/24 dễ mắc phải nhất. Việc tìm hiểu kĩ cấu trúc cổ chân và vùng lân cận giúp chúng ta có cách tiếp cận khách quan trong việc xử trí chấn thương và tập luyện.

1. Cấu Trúc Xương

A. Cẳng chân

Cẳng chân (lower leg) là vùng tiếp nối giữa đùi và cổ chân, bao gồm 2 xương chính: xương chày (Tibia), xương mác (Fibula)

• Xương chày (Tibia): Đây là xương dài, to, đồng thời chịu phần lớn sức nặng của cơ thể từ vùng đùi dồn xuống

<aside> 💡 Xương chày của người Việt Nam dài trong khoảng 33.6 cm, chưa kể củ gian lồi cầu của xương (intercondylar eminence). Chỉ số ở ngang mực lỗ nuôi xương là 69.5. Điều này chứng tỏ cơ cẳng chân sau (posterior leg muscle) của người Việt Nam là rất to. Nếu so sánh với xương của người Pháp (38 cm) thì chúng ta ngắn hơn, nhưng sức cơ mạnh hơn (1)

</aside>

• Xương mác (Fibula): Xương dài, thon hơn, nằm ngoài cẳng chân và song song với xương chày

B. Bàn chân

Bàn chân được chia thành 3 vùng: Vùng trước (forefoot), Vùng giữa (midfoot), Vùng sau (hindfoot / rearfoot). Việc phân chia này hỗ trợ cho việc chẩn đoán, điều trị và nghiên cứu các bệnh lý về bàn chân

Xương bàn chân gồm có 3 khối:

• 7 xương cổ chân (Tarsal): đây là 1 khối xương vững chắc gồm 7 xương nhỏ xếp thành 2 hàng trước-sau.

  • Hàng sau: xương gót – xương sên
    • Xương sên (Talus): hình dạng giống con sên nên được đặt tên là vậy. Xương này nằm giữa xương cẳng chân và xương gót, là điểm tiếp nối giữa chân và cẳng chân, hoạt động như 1 hệ thống ròng rọc phụ trách chuyển động gập-duỗi (plantarflexion – dorsiflexion) và xoay trong-ngoài (eversion – inversion) của bàn chân.
    • Xương gót (Calcaneus): là xương to nhất ở cổ chân, nằm ở dưới xướng sên. Có thể sờ được ở gót chân
  • Hàng trước: xương thuyền – hộp – chêm (trong, giữa, ngoài)

  <aside> 💡 Tips của mình khi học cấu trúc giải phẫu bằng tiếng Anh là sử dụng những câu thần chú (mnemonic). Giống như ở khối xương cổ tay chúng ta có câu ví tiếng Việt: “Thuyền nguyệt tháp đậu, thang thê cả móc”.

  Còn như với khối xương bàn chân mình hay nhớ theo câu này: ”Tiger Cub Needs MILCC”

  

  Thứ tự ghi nhớ: từ trong ra ngoài, từ dưới gót lên ngón chân

  Ngoài ra còn rất nhiều các câu thần chú khác, các bạn có thể tìm hiểu thêm.

  </aside>

• 5 Xương bàn ngón (Metatarsal): Gồm 5 xương đốt dài, đánh số từ I đến V từ trong ra ngoài. Đây cũng là vùng có những chấn thương điển hình như: Tổn thương Lisfranc (Lisfranc fracture), Gãy xương bàn ngón 5 (5th Metatarsal Fracture), …

• 14 Xương đốt ngón (Phalanges): Các xương này tạo thành 1 mối liên kết với nhau rất chặt chẽ và đóng vai trò quan trọng trong việc chịu lực và di chuyển. Mỗi ngón chân đều có 3 đốt là gần, giữa, xa (theo thứ tự từ dưới lên trên). Đặc biệt, riêng ngón cái thì không có đốt giữa

<aside> 💡 Việc ngón cái không có đốt giữa giúp cho cấu trúc trở nên cứng cáp, ổn định và chịu lực tốt hơn các ngón khác hơn. Nhưng bù lại, đây cũng là ngón chân cái có khớp hay bị tổn thương nhất: Bàn chân thảm cỏ (Turf toe injury)

</aside>

2. Cấu Trúc Khớp Cổ Chân

A. Khớp cổ chân

Như đã nói ban đầu, đây là 1 cấu trúc khớp phức tạp gồm nhiều khớp cấu tạo lên, và chúng ta nên nắm chắc tên của 3 khớp chính:

• Khớp cổ chân (Talocrural joint): đây là khớp hoạt dịch dạng bản lề (hinged synovial joint) quan trọng nhất của cổ chân, cấu tạo bởi 3 xương chính là: chày-sên-mác.

  Khớp này nằm trong vòng từ mắt cá chân ngoài (lateral malleolus) vào mắt cá chân trong (medial malleolus), từ đó tạo ra sự ổn định cho cổ chân nhờ có hệ thống dây chằng bám từ các hai mắt cá xuống xương sên và xương gót

  Khớp cổ chân phụ trách chính động tác duỗi (plantarflex) – gập (dorsiflex). Và ở động tác duỗi cổ chân, khi này là khớp cổ chân sẽ dễ bị chấn thương nhất.

  <aside> 💡 Tại sao khớp cổ chân lại dễ bị chấn thương khi duỗi bàn (plantarflex) ?

  1. Cơ chế cơ sinh học (biomechanics): xương sên vốn có thiết diện không đều, rộng ở mặt trước và nhỏ ở mặt sau. Khi gấp bàn chân lên, xương sên sẽ khớp chặt với hố khớp cổ chân (ankle mortise), tạo ra sự ổn định nhất. Còn khi cổ chân duỗi xuống, bờ trước của xương sên bị giảm thiết diện tiếp xúc. Sự lỏng lẻo này khiến cổ chân mất ổn định.
  2. Cấu trúc giải phẫu: Khi duỗi bàn, dây chằng cổ chân bị kéo căng nhất (đặc biệt là dây chằng bên ngoài). Điều này dễ khiến cho chấn thương lật cổ chân trong (inversion) xảy ra.

  </aside>

• Khớp dưới sên (Subtalar joint): là khớp nằm giữa xương sên với xương gót. Nó giúp truyền tải lực xuống bàn chân, đồng thời tạo thăng bằng cho cổ chân. Động tác di chuyển chính của khớp là vặn trong (inversion) – vặn ngoài (eversion).

• Khớp giữa bàn (Midtarsal joint): là sự kết hợp giữa 2 diện khớp nhỏ

  • Khớp gót-hộp (Calcaneocuboid joint)

  • Khớp sên-thuyền (Talonavicular joint)

    

  Động tác di chuyển chính (CHÈN GIF)

  • khép (adduction) + lật trong (supination) = vặn trong (inversion)
  • dạng (abduction) + lật ngoài (pronation) = vặn ngoài (eversion)

Ngoài ra, không thể không kể tới các khớp phụ cận khác, bao gồm như:

• Khớp cổ-bàn chân (Lisfranc joint)
• Khớp gian đốt bàn chân
• Khớp đốt bàn-đốt ngón
• Khớp đốt ngón chân

Nhìn chung, các khớp này có biên độ rất nhỏ và đươc nối với nhau bởi những dây chằng ngắn-chắc để giúp giữ vòm gan chân (medial longitudinal arch of foot)

3. Các Thành Phần Chính Của Khớp Cổ Chân

C. Dây chằng cổ chân

Khớp cổ chân 2 hệ thống dây chằng nằm ở hai bên khớp. Dây chằng là những dải mô liên kết bền chặt giúp gắn kết các xương với nhau. Nhiệm vụ chính của dây chằng là hạn chê biên độ khớp đi quá mức, đồng thời giúp tăng sự ổn định khớp

• Dây chằng bên trong (Medial / Deltoid ligament): đây là tổ hợp dây chằng hình cánh quạt nằm ở phần má trong của khớp cổ chân, hạn chế động tác vặn ngoài (eversion)
  • Nguyên uỷ (origin): bờ dưới mắt cá trong (medial malleolus) của xương mác
  • Bám tận (insertion): cạnh ngoài xương thuyền, xương gót và xương sên
  • Chức năng: đảm bảo sự ổn định khớp cổ chân, hạn chế xoay ngoài và ngửa lòng
• Dây chằng bên ngoài:

  • Dây chằng sên-mác trước (Anterior Talofibular Ligament – ATFL): dây chằng mỏng và thon nhất trong 3 loại. Đây cũng là dây chằng dễ bị tổn thương nhất khi bị lật cổ chân (ankle sprain)

    → Nguyên uỷ (origin): bờ trước mắt cá ngoài (lateral malleolus) của xương mác

    → Bám tận (insertion): cổ xương sên (talar neck)

    → Chức năng: hạn chế động tác vặn ngoài khi duỗi bàn chân, trượt ra phía trước của xương sên

  • Dây chằng mác-gót (Calcaneofibular Ligament – CFL):

    → Nguyên uỷ (origin) bờ dưới mắt cá ngoài (lateral malleolus) của xương mác

    → Bám tận (insertion): mặt ngoài xương gót

    → Chức năng: hạn chế động tác vặn ngoài khi gấp bàn, vặn ngoài của khớp dưới sên (subtalar inversion), đồng thời hạn chế sự trượt của xương sên (talar tilt) trong hố khớp

  • Dây chằng sên-mác sau (Posterior Talofibular Ligament – PTFL): là dây chằng khoẻ nhất trong 3 loại

    → Nguyên uỷ (origin): bờ sau mắt cá ngoài (lateral malleolus) của xương mác

    → Bám tận (insertion): diện sau-ngoài xương sên

    → Chức năng: tăng sự ổn định cho khớp cổ chân

D. Dây chằng cẳng chân

• Dây chằng chày-mác trên trước (Anterior Inferior Tibiofibular Ligament – AITFL)
• Dây chằng chày-mác trên sau (Posterior Inferior Tibiofibular Ligament – PITFL)
• Dây chằng chày-mác ngang (Transverse tibiofibular ligament)

E. Gân và Cân mạc

Gân là cấu trúc mô liên kết dạng sợi, với cấu trúc dày và đàn hồi, giúp liên kết giữa cơ và xương. Cân mạc với cũng với cấu trúc như vậy, nhưng lại có vai trò bao bọc, bảo vệ các cấu trúc cơ nội tại. Với cấu trúc giải phẫu cổ-bàn chân, chúng ta cần lưu ý nhất tới 2 bộ phận:

• Gân Asin (Achilles tendon): đây là gân dày và khoẻ nhất của cơ thể, hỗ trợ việc chạy, nhảy và truyền tải lực
• Cân mạc gan chân (Plantar fascia / aponeurosis): dải mạc này chạy dọc theo lòng bàn chân từ giữa xương gót đến các ngón chân. Cấu trúc có vai trò quan trọng trong việc: hỗ trợ vòm bàn chân, truyền tải phân bố lực khi hoạt động, bảo vệ các cơ nội tại lòng bàn chân

F. Vòm bàn chân

Vòm bàn chân giúp hấp thụ và phân bố lực đều hơn ở bàn chân, đồng thời hoạt động như đòn bảy khi bước đi. Có 3 loại vòm cần lưu ý:

• Vòm dọc trong (Medial longitudinal arch): đây là vòm dài, cao và quan trọng . Nó chạy từ xương gót và bám tới 3 xương hộp (sên-ghe-chêm) và xương bàn ngón I.

  Cân mạc gan chân (plantar aponeurosis) đóng vai trò quan trọng trong việc tạo vòm. Bên cạnh đó, đỉnh cao nhất của vòm dọc trong là diện khớp nông của xương sên. Chóp này được hỗ trợ bởi 2 tác nhân giữ ổn định thụ động là: dây chằng gót-ghe (Spring ligament) và dây chằng Delta (Deltoid ligament).

  Ngoài ra, 2 tác nhân giữ ổn định chủ động là: gân cơ chày trước (Tibiialis anterior) và chày sau (Tibialis posterior). Cụ thể, khi chuyển động, các cơ này giúp giữ vững vòm không bị đổ sập.

  Đặc biệt hơn, cơ gấp ngón cái dài (FHL) hoạt động như 1 “dây cung” giúp duy trì độ cong và ổn định của vòm bàn chân. Chính vì vậy, khi tập PHCN cho các bệnh nhân mắc các chứng về sập vòm, lật cổ chân, … việc kích hoạt các tác nhân chủ động như cơ kể trên là điều vô cùng quan trọng để cải thiện tình hình.

• Vòm dọc ngoài (Lateral longitudinal arch): đây là vòm thấp nhất được tạo nên bởi các xương như: gót-hộp-đốt bàn 4 và 5. Gân của cơ mác dài (Peroneus longus tendon) đóng vai trò quan trọng trong việc giữ vững vòm dọc ngoài.

• Vòm ngang (Transverse Arch): được hình thành từ đầu các đốt ngón bàn, xương hộp và xương chêm. Gân của cơ chày sau (tibialis posterior tendon) và cơ mác dài (peroneus longus tendon) giúp giữ vững vòm ngang từ trong ra ngoài và ngược lại.

4. Các Nhóm Cơ Cẳng Chân Và Bàn Chân

A. Cẳng chân (Extrinsic foot muscles)

Các nhóm cơ quan trọng cần ghi nhớ:

Chúng được chia làm 3 nhóm theo các chuyển động như sau:

• Cơ cẳng chân trước (Anterior compartments): phụ trách động tác gấp bàn chân (dorsiflexion)
• Cơ cẳng chân sau (Posterior compartments): phụ trách động tác duỗi bàn chân (plantarflexion) và vặn ngoài (inversion)
• Cơ mác ngoài (Lateral compartments): phụ trách vặn trong cổ chân (eversion)

Để dễ nhớ, mình thích học thuộc theo chuyển động. Sau đó tự làm để cảm nhận nhóm cơ nông đang di chuyển như nào. Đồng thời là nhìn thật nhiều, thật nhiều theo hình ảnh. Dưới đây mình đã chia thành 4 bảng các nhóm cơ dưới đây theo chức năng của chúng:

1. Gấp bàn chân (Dorsiflexion)

1. Duỗi bàn chân (Plantarflexion)

• xương đốt bàn 2-4
• mỏm chân đế gót | | 4 | Cơ gấp ngón cái dài (Flexor Hallucis Longus – FHL) | diện sau 2/3 xương mác | nền xương đốt xa ngón cái | | 5 | Cơ gấp ngón dài (Flexor Digitorium Longus – FDL) | diện sau xương chày | nền xương đốt xa của 4 ngón còn lại | | 6 | Cơ mác ngắn (Peroneus brevis) | diện bên ngoài, 1/3 cuối xương mác | chỏm củ xương đốt bàn V | | 7 | Cơ mác dài (Peroneus longus) | diện bên ngoài, chỏm xương mác | nền đốt bàn ngón cái |

1. Vặn trong (Inversion)

• xương đốt bàn 2-4
• mỏm chân đế gót | | 3 | Cơ gấp ngón cái dài (Flexor Hallucis Longus – FHL) | diện sau 2/3 xương mác | nền xương đốt xa ngón cái | | 4 | Cơ gấp ngón dài (Flexor Digitorium Longus – FDL) | diện sau xương chày | nền xương đốt xa của 4 ngón còn lại |

1. Vặn ngoài (Eversion)

B. Cơ nội tại lòng bàn chân (Intrinsic foot muscles)

Cơ nội tại lòng bàn chân cùng gân của các cơ vùng cẳng chân sau (posterior compartments) được bao bọc bởi các lớp mạc sợi dày. Chúng được sắp xếp thành 4 lớp đánh số thứ tự từ 1 (nông) tới 4 (sâu) như sau:

• Lớp 1:
  • Cơ dạng ngón út (Abductor digiti minimi)
  • Cơ gấp các ngón chân ngắn (Flexor digitorum brevis)
  • Cơ dạng ngón cái (Abductor hallucis)
• Lớp 2:
  • Cơ vuông gan chân (Quadratus plantae)
  • Cơ giun (Lumbricals)
  • Gân của cơ gấp các ngón chân dài (Flexor digitorum longus tendon) và cơ gấp ngón cái dài (Flexor hallucis longus tendon)
• Lớp 3:
  • Cơ gấp ngón cái ngắn (Flexor hallucis brevis)
  • Cơ khép ngón cái (Adductor hallucis)
  • Cơ gấp ngón út ngắn (Flexor digiti minimi brevis)
• Lớp 4:
  • Các cơ gian cốt (Interosseous muscles)
  • Gân của cơ mác dài (Peroneus longus tendon) và cơ chày sau (Tibialis posterior tendon)

Các lớp cơ này cùng hoạt động để hỗ trợ chức năng phức tạp của bàn chân, giúp duy trì vòm bàn chân và thực hiện các động tác như đi, chạy và nhảy

5. Biên Độ Khớp Cổ Chân (Ankle ROM)

6. Thần Kinh Chi Phối

Chúng chủ yếu bao gồm:

• Thần kinh chày (Tibial nerve): chạy dọc phía sau cẳng chân, chi phối các cơ vùng cẳng chân sau (posterior compartments) và động tác gấp bàn chân (dorsiflexion) và duỗi ngón chân.

  <aside> 💡 Tổn thương dây thần kinh này có thể kể tới Hội chứng đường hầm (Tarsal Tunnel Syndrome)

  </aside>

• Thần kinh mác (Peroneal nerve): là 1 nhánh của thần kinh toạ (sciatic nerve) chạy dọc theo phía ngoài của hố khoeo, qua cổ xương mác, trong lòng cơ mác dài, từ đó chia 2 nhánh là thần kinh mác nông và sâu. Chúng chi phối các cơ vùng cẳng chân trước (anterior compartment) và động tác vặn ngoài (eversion)

7. Các Chấn Thương Thường Gặp

Vùng cẳng chân – cổ chân và bàn chân thường dễ bị tổn thương do các chấn thương như căng cơ, trật khớp, bong gân, gãy xương, … Dưới đây là bảng tổng hợp các chấn thương đa số thường gặp trong thể thao, các bạn có thể theo dõi thêm:

Nguồn tham khảo:

1. Nguyễn Quang Quyền (2012), “Phần II: Chi dưới”, Bài giảng Giải phẫu học tập 1, Nhà xuất bản Y học, trang 135

2. Arthritis Foundation. Anatomy of the foot. Available from: https://www.arthritis/where-it-hurts/foot-heel-and-toe-pain/foot-anatomy.php

3. Golanó P, Vega J, De Leeuw PA, Malagelada F, Manzanares MC, Götzens V, Van Dijk CN. Anatomy of the ankle ligaments: a pictorial essay. Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy 2010;18(5):557-69.

4. Schmidler C. Anatomy of the Foot and Ankle & Common Problems. Available from: https://www.healthpages.org/anatomy-function/anatomy-foot-ankle/

5. Gwani AS, Asari MA, Mohd Ismail ZI. How the three arches of the foot intercorrelate. Folia Morphol (Warsz). 2017;76(4):682-688.

6. Kirsten Wing. Anatomy Block The Lower Limb, Ankle & Foot; Semester 1, Week 1. MSc Sports Therapy course module. 2024