Фронтальная ось коленного сустава
Запрос «Колено» перенаправляет сюда; см. также другие значения.
Коле́нный сустав, коле́но (лат. articulatio genus) — сустав, соединяющий бедренную кость, большеберцовую кость и надколенник.
Анатомия[править | править код]
В передней части сустава расположен надколенник (коленная чашечка). Надколенник и четырёхглавая мышца бедра соединены сухожилием, продолжением которого является связка надколенника. В связочный аппарат входят:
- боковые (малоберцовая и большеберцовая коллатеральные)
- задние (подколенная, дугообразная, связка надколенника, медиальная и латеральная поддерживающие)
- внутрисуставные (крестообразные, поперечная связка колена (между менисками)
Крестообразные связки
находятся в полости коленного сустава. К разрывам их приводят запредельные движения в коленном суставе.
- Передняя крестообразная связка (лат. lig. cruciatum anterius) начинается от задневерхней части внутренней поверхности наружного мыщелка (костного выступа) бедренной кости, пересекает полость коленного сустава и прикрепляется к передней части передней межмыщелковой ямки большеберцовой кости также в полости сустава. Эта связка стабилизирует коленный сустав и не даёт голени чрезмерно смещаться вперёд, а также удерживает наружный мыщелок большеберцовой кости.
- Задняя крестообразная связка коленного сустава (лат. lig. cruciatum posterius) начинается от передневерхней части боковой поверхности внутреннего мыщелка бедра, пересекает коленный сустав и прикрепляется к задней межмыщелковой ямке большеберцовой кости. Она стабилизирует коленный сустав, и удерживает голень от смещения назад.
Суставные поверхности костей покрыты хрящом. Между сочленяющимися поверхностями бедренной и большеберцовой костей имеются внутренний и наружный мениски, представляющие собой серповидные (формы полулуний) хрящи. Коленный сустав имеет несколько синовиальных сумок:
- наднадколенниковая
- глубокая поднадколенниковая
- подсухожильная портняжной мышцы
- подкожная преднадколенниковая
- подколенное углубление
Их число и размеры индивидуально варьируют. Находятся преимущественно между, под, около сухожилий. Синовиальная мембрана образует несколько складок, содержащие жировую ткань.
Является сложным (несколько суставных поверхностей), комплексным (содержит мениски). По форме является мыщелковым.
У человека коленное сочленение допускает движения сгибания и разгибания (фронтальная ось) — общий объём движений 151 градусов, а при согнутом положении (вследствие расслабления коллатеральных связок) — и вращение вокруг оси. Общий объём вращений составляет 15 градусов, пассивное вращение — 35 градусов. Связки играют роль ограничения движений сустава.
Травмы[править | править код]
Колено является наиболее частым местом спортивных травм (таких, например, как разрыв мениска или связки).
Травмы крестообразных связок[править | править код]
Разрыв передней крестообразной связки может произойти при действии силы, направленной вперед, на заднюю поверхность коленного сустава при согнутой и повернутой внутрь голени. Часто встречается не изолированный разрыв крестообразной связки, а так называемая «несчастная триада» или триада Турнера. Это разрыв передней крестообразной связки, разрыв внутренней (коллатеральной большеберцовой) боковой связки и разрыв внутреннего (медиального) мениска.
Разрывы крестообразных связок могут сопровождаться отрывными переломами костных пластинок в местах прикрепления связок или переломом межмыщелкового возвышения, что значительно затрудняет последующее лечение. Очень часто разрывы крестообразных связок происходят у спортсменов во время игры в футбол, при занятиях горнолыжным спортом, у борцов. Задняя крестообразная связка разрывается при резком разгибании голени в коленном суставе или при прямом ударе по передней поверхности голени, когда она согнута в коленном суставе.
Разрывы связок часто бывают сочетанными. Наиболее тяжёлым повреждением считается разрывы обеих крестообразных, обеих боковых и капсулы сустава. Это приводит к разболтанности коленного сустава и к утрате возможности ходьбы этой ногой. При разрыве крестообразных связок возникает резкая боль. Происходит кровотечение в сустав (гемартроз). Сустав увеличивается в размерах. Выявляется симптом «баллотирования» надколенника. Однако для некоторых пациентов сам момент травмы может пройти незамеченным. Позже появляется ощущение неустойчивости, разболтанности в коленном суставе.
Основным симптомом разрыва крестообразных связок считается симптом «выдвижного ящика». При помощи специальных приёмов врач смещает голень пациента вперед или назад. При разрыве передней крестообразной связки голень избыточно смещается вперёд — симптом «переднего выдвижного ящика», а при разрыве задней крестообразной связки голень легко смещается назад — симптом «заднего выдвижного ящика».
При застарелых разрывах связок симптом «выдвижного ящика» может стать нечётким вследствие развития вокруг места разрыва жировой клетчатки, которая отчасти стабилизирует коленный сустав. Диагноз уточняют при рентгенологическом исследовании. Иногда приходится прибегать к введению контраста в полость коленного сустава или к компьютерной или магнито-резонансной томографии. При необходимости проводят артроскопию: вводят зонд в полость сустава и осматривают сустав изнутри. В качестве первой помощи необходимо обезболить место повреждения, обездвижить коленный сустав с помощью шины и доставить пострадавшего в травмпункт.
Лечение разрыва крестообразных связок коленного сустава[править | править код]
Производится пункция коленного сустава для удаления крови из полости сустава. Удалив кровь, в сустав вводят раствор новокаина. После этого, предварительно убедившись, что движения в коленном суставе сохранены и разрыва менисков сустава нет, на ногу накладывают гипсовую повязку. Нога при этом несколько согнута в коленном суставе.
Длительность иммобилизации до одного месяца. Затем гипс снимают и назначают лечебную физкультуру, массаж и физиотерапевтическое лечение. Обычно сразу после травмы хирургическое восстановление целостности крестообразных связок не производят, так как возможны осложнения в виде контрактур коленного сустава. Однако, если произошёл отрывной перелом костного фрагмента и имеется его смещение, проводится срочное оперативное вмешательство. Костный фрагмент фиксируют к кости.
Показанием к отсроченной реконструкции связок служит разболтанность сустава, нарушение функции ходьбы. Проводится она через 5-6 недель после травмы. Связки не сшивают, это бесперспективно. Выполняется пластическая реконструкция. Для этого берут трансплантат из связки надколенника. Иногда прибегают к эндопротезированию связок с помощью искусственных материалов.
Однако срок службы искусственных связок ограничен. Операция может быть выполнена открытым способом, через широкий разрез и вскрытие полости сустава, полуоткрытым — через минимальный разрез или эндоскопическим способом. Эндоскопический способ пластики крестообразных связок является наименее травматичным. Движения в суставе начинают уже через несколько дней после операции, но большие нагрузки на сустав не рекомендуются в течение года.
Методика исследования[править | править код]
Применяются физикальные методы исследования: осмотр, пальпация, а также сбор анамнеза. Из инструментальных методов для визуализации изменений анатомических структур сустава большое распространение получило МР-исследование. Для оценки целостности и структуры костей, формирующих сустав, предпочтение отдаётся рентгенографии и компьютерной томографии.
В настоящее время для диагностики применяют также артроскопию.
Рентгенологическое исследование коленных суставов[править | править код]
Самым доступным, одним из информативных и распространённых исследований является рентгенологическое исследование.
Стандартные проекции, применяемые при рентгенографии коленного сустава – прямая (передне-задняя) и боковая. По мере необходимости их дополняют правой или левой косой, а также аксиальной проекциями. Основным правилом при рентгенологическом исследовании коленного сустава является полипозиционность[2][3].
Эффективность рентгенодиагностики повреждений коленного сустава напрямик зависит от качества рентгенограмм, критериями которого являются:
в прямой проекции: симметричность аксиальных сторон обоих мыщелков бедренной кости;
расположение межмыщелковых возвышений по центру межмыщелковой ямки; частичная маскировка головки малоберцовой кости метаэпифизом большеберцовой кости (примерно на 1/3 своего поперечного размера); наложение контуров надколенника на центральную область метаэпифиза бедренной кости.
в боковой проекции: возможность просмотра надколенно-бедренного сустава и бугристости большеберцовой кости.
На рентгенограммах между суставными поверхностями костей видна так называемая рентгеновская суставная щель. Рентгеновской она называется потому, что, будучи заполненной хрящом и прослойкой синовиальной жидкости, которые не дают изображения на рентгенограммах, она имеет вид более прозрачной полосы между суставными поверхностями.
Снимок, выполненный в положении максимального разгибания колена, является стандартным для передне-задней проекции. Он позволяет исследовать переднюю часть суставной щели. Прямой снимок коленного сустава может производиться как в положении лёжа, так и стоя. Когда суставная патология имеет механическую природу и предполагается повреждение связочного аппарата – предпочтительно производить рентгенографию стоя, как при нагрузке, так и в расслабленном состоянии, для исследования суставной щели и оси сустава.
Рентгенологическое исследование коленного сустава в прямой проекции обязательно дополняется боковым снимком. При боковой рентгенографии центральный луч проходит по суставной щели с уклоном на 10° в каудо-краниальном направлении. При этом края мыщелков бедренной кости накладываются друг на друга и их суставные поверхности смещаются в своей задней нижней части. Это позволяет хорошо различать их контуры и оценить состояние бедренно-надколенникового сочленения.
Боковой снимок коленного сустава производится либо в положении пациента лёжа на боку, в условиях полной расслабленности сустава, либо стоя, без нагрузки на исследуемый сустав. Лёгкое сгибание колена, равное 30° или 15°, позволяет определить состояние бедренно-надколенникового сочленения. Сгибание предназначено для визуализации надколенника в момент его внедрения в межмыщелковое пространство (трохлею).
Для выявления нестабильности надколенника снимок коленного сустава производится в момент сокращения четырёхглавой мышцы бедра. С помощью такого приёма возможна косвенная оценка состояния связочного аппарата и высоты стояния надколенника.
При подозрении на повреждение крестовидных связок дополнительно производится боковая рентгенограмма в условиях физиологической нагрузки. Для этого больного просят перенести вес тела на повреждённую конечность. При повреждениях крестообразных связок происходит смещение концов костей, составляющих коленный сустав, относительно друг друга в зависимости от повреждённой структуры. Так, смещение суставного конца бедренной кости относительно большеберцовой кости вперёд, более чем на 5 мм, говорит о разрыве задней крестообразной связки, тогда как при смещении назад следует предполагать разрыв передней крестообразной связки.
Так же существует укладка по Шпаченко Александру Борисовичу (аксиальная проекция). Применяется для получения снимков с возможностью просмотра надколенно-бедренного сустава и бугристости большеберцовой кости.
Этот тип укладки отличаться множеством способов размещения исследуемого сустава. Возможна корректировка как по углу сгиба коленного сустава так и по горизонтальном/вертикальном перемещении исследуемого сустава, что помогает добиться максимально качественного результата снимка. Больного садят на стул рядом с аппаратом немного выдвигая вперёд ногу которую нужно исследовать, вторую же ногу отводят в сторону противоположную первой. Так же можно поставить ногу на подставку для регулировки по вертикали. Кассету больной держит обеими руками максимально параллельно трубке аппарата, и как можно ближе к коленному суставу. Режим ставят такой же как и при боковой проекции.
Изображения[править | править код]
МРТ коленного сустава.
МРТ коленного сустава.
Рентгенограмма коленного сустава в боковой проекции.
Крестообразные связки.
Передний и латеральный вид колена.
Литература[править | править код]
- Колено, коленное сочленение // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
Примечания[править | править код]
- ↑ 1 2 Foundational Model of Anatomy
- ↑ Кишковский А.Н., Тютин Л.А., Есиновская Г.Н. Укладки для рентгенографии коленного сустава. В кн.“Атлас укладок при рентгенологических исследованиях”. Медицина, Ленинград 1987 стр. 379 – 486.
- ↑ Лагунова И.Г. Рентгенанатомия скелета. Медицина, Москва, 1981, стр. 320 – 335.
Ссылки[править | править код]
- 3D-анимация: костно-связочный аппарат колена на YouTube
- 3D-анимация: артерии коленного сустава на YouTube
- Сайт о заболеваниях коленных суставов
Источник
Анатомо-биомеханические особенности коленного сустава
Коленный сустав по своему анатомическому строению и биомеханическим условиям является одним из самых сложных суставов человека. В образовании коленного сустава принимают участие суставные концы бедренной, большеберцовой костей, а также надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра эллипсоидной формы. При этом кривизна медиального мыщелка больше латерального. Верхние суставные поверхности мыщелков большеберцовой кости слегка вогнуты и не соответствуют кривизне суставных поверхностей мыщелков бедренной кости. Такое несоответствие несколько выравнивают располагающиеся между мыщелками бедра и большеберцовой кости межсуставные хрящи, или мениски (Синельников Р.Д., 1967).
Различия в параметрах кривизны медиального и латерального мыщелков бедренной кости, а также несоответствие их параметрам кривизны суставных поверхностей плато большеберцовой кости определяет характер движений в коленном суставе, где наряду с движением относительно фронтальной оси («сгибание – разгибание») имеет место ротационное движение. Таким образом, коленный сустав представляет собой сочетание блоковидного сустава с вращательным и относится к вращательно-блоковидным суставам (Синельников Р.Д., 1967).
Особенности анатомии коленного сустава и характер движений определяются особенностями торсионного развития нижних конечностей.
Известно, что угол между продольными осями бедренной и большеберцовой костями открыт кнаружи и в норме составляет 170–172°. В этом случае биомеханическая ось нижней конечности проходит через середины тазобедренного и коленного суставов и близко к наружному краю блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку на суставы и функцию всей конечности (Гафаров Х.З., 1990).
Исследованиями Х.З. Гафарова (1984, 1990) установлено, что при нормальном развитии нижней конечности дистальный конец продольной оси большеберцовой кости в процессе торсионного развития отклоняется от вертикальной оси кнаружи во фронтальной плоскости на 10–12 градусов, а ее проксимальный конец – кнутри на 4–6 градусов, при этом величина угла отклонения зависит от величины приведения бедра. Таким образом, угол отклонения продольной оси большеберцовой кости составляет 14–16°. Данное положение определяется тонусом и работой мышц нижней конечности. Отклонение проксимального конца голени кнутри, а дистального кнаружи происходит при внутренней торсии коленного сустава во фронтальной плоскости и по спирали снаружи кнутри, при этом проксимальный конец костей голени отклоняется снаружи кнутри и спереди назад (Гафаров Х.З., 1990). По этой причине коленный сустав получает физиологическое вальгусное положение.
При внутреннем скручивании коленного сустава поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в горизонтальной плоскости описывают дугу 18–22° по определенному радиусу, который находится в зависимости от длины сегментов бедра и голени. При этом поперечные оси мыщелков бедренной и большеберцовой костей в процессе внутреннего скручивания образуют с фронтальной плоскостью угол 4–8°, пересекая ее спереди назад. Дистальный отдел костей голени, скручиваясь кнаружи, отклоняется латерально (кнаружи), при этом обеспечивается физиологический вальгус в коленном суставе. В результате этого биомеханическая ось нижней конечности проходит у наружного края блока таранной кости, что определяет равномерную нагрузку в над- и подтаранном суставах, и способствует правильному развитию сводов стопы и ее рессорной функции (Гафаров Х.З., 1990).
Отклонение дистального конца голени в процессе торсионного развития уменьшает нагрузку на внутренний отдел ростковых пластин бедренной и большеберцовой костей. Это способствует большему развитию внутреннего мыщелка бедра, что в дальнейшем обеспечивает сохранение параллельности щели коленного сустава по отношению к горизонтальной плоскости и равномерную нагрузку на суставы нижней конечности (закон Вольфа, Гюнтера, Фолькманна).
Исследования биомеханики движений в коленном суставе последних десятилетий XX века выявили более сложный характер движений. Этот характер определяется как совокупность смещений (скольжений – перекатываний) между мыщелками бедренной и большеберцовой костей и вращений в коленном суставе в трех плоскостях.
Несомненно, что величина вращательного движения значительно преобладает над остальными видами движений, которые составляют: в передне – заднем направлении 5–10 мм, во внутренне – наружном направлении 2–5 мм и так называемая «компрессия – дистракция» при нагрузке 1–2 мм. При этом само вращательное движение является сложным и происходит в трёх плоскостях: во фронтальной плоскости (ротационное движение), в сагиттальной плоскости «сгибание – разгибание», и в вертикальной плоскости «отведение – приведение» (Johnson R.J., 1988; Lafortune M.A., Cavanaugh P.R., Sommer H.J., 1992; Woo S.L.Y., Livesay G.A., 1994; Putz R., 1995).
Вращательное движение в коленном суставе, которое осуществляется между суставными поверхностями мыщелков бедренной и большеберцовой костей сопряжено с движением «скольжение – перекатывание». При этом движении суставная поверхность мыщелков большеберцовой кости проходит сложный путь перемещений по суставным поверхностям мыщелков бедра, различающимися между собой размерами и радиусами кривизны. Описанная кривая траектории движения между суставными поверхностями мыщелков бедра и большеберцовой кости получила название «вершина кубика» («vertex cubis») (Menshik A., 1974, 1975).
Таким образом, при максимальном сгибании в коленном суставе осуществляется вращение относительно фронтальной оси 135° с одновременным (4–8°) вращением мыщелков большеберцовой кости кнутри и перемещением в переднее – заднем направлении до 10 мм.
При этом проксимальный конец большеберцовой кости оказывается развернутым кнутри и выдвинутым кпереди относительно дистального суставного конца бедра.
Рис. 1.1. наглядно демонстрирует величину и направление перемещений мыщелков бедренной и большеберцовой костей при максимальном сгибании в коленном суставе.
а б в
Рис. 1.1. Перемещение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра при максимальном сгибании в коленном суставе: а – положение разгибания; б – сгибание 90° в – максимальное сгибание в суставе
При полном разгибании в коленном суставе мыщелки бедренной кости выстоят несколько кпереди относительно мыщелков бедра (рис. 1а); сгибание 90° – незначительное выдвижение мыщелков большеберцовой кости кпереди от бедренной кости (рис. 1б). При максимальном сгибании – выдвижение мыщелков большеберцовой кости относительно мыщелков бедра кпереди на 10 мм с внутренней ротацией относительно вертикальной оси – перемещение и наслоение малоберцовой кости на большеберцовую, при этом кпереди выдвигается наружный мыщелок большеберцовой кости (рис. 1в).
Данные положения имеют принципиальное прикладное значение в клинике, так как объясняют механизм и особенности переломов костей, составляющих коленный сустав при травме.
Источник