Мыщелок коленного сустава функции
Самый крупный в теле человека сустав — коленный, является распространенной причиной болей. Он занимает промежуточное место в биомеханической цепи нижней конечности.
Важно знать строение коленного сустава человека и мышцы, приводящие его в движение, чтобы идентифицировать причину боли при конкретном движении. Если болит при разгибании, значит, слабость в четырехглавой мышце и спазм в двуглавой или полусухожильной. Если боль возникает при сгибании, то не справляются сгибатели из-за компрессии седалищного нерва.
Функции коленного сустава
Колено – самый крупный и сложный сустав в теле, необходимый человеку для перемещения в пространстве – вставания, наклонов, ходьбы.
Основные функции коленного сустава – сгибание и разгибание ноги, а небольшое вращение возможно только во время сгибания сустава.
Сустав выдерживает огромные нагрузки: при ходьбе – это вес, превышающий массу тела человека в 1,5 раз, при подъеме по лестнице — в 3-4 раза, а при приседании – в 8 раз.
Проблема в функции коленного сустава заключается в том, что он должен быть достаточно гибким при ходьбе и сгибании, но в то же время – стабильным для поддержания положения стоя.
Частота жалоб и заболеваний коленей неуклонно растет с 50-60 годов прошлого века. Анатомия тел не изменилась, но поменялась среда обитания.
Земля покрыта асфальтом, и человек ходит по траве всего 15-20 минут в месяц. Несмотря на разработку ортопедической обуви, ногам тяжело противостоять бетону.
При контакте с твердыми поверхностями, своды стопы максимально сокращаются, что заставляет стопу обрушиваться внутрь. Чрезмерная пронация приводит к двум проблемам:
- потеря амортизации во время ходьбы;
- неравномерное сгибание колена.
Длительное воздействие приводит к воспалению, нестабильности, перегрузке связок. Причиной всех дегенеративных изменений являются проблемы биомеханики, поскольку колено занимает промежуточное звено между тазом и ступней.
Анатомическое строение
Структура колена включает четыре кости, связки, суставную капсулу, мениски. Фактически выделяют два сочленения:
- бедренно-большеберцовое — шарнирное;
- бедренно-надколенниковое — седловидное.
Они функционируют вместе для создания сустава, который также разделяется на медиальное и латеральное тибиофеморальные сочленения.
Соответственно медиальный мыщелок коленного сустава включает как мыщелки бедренной и большеберцовой костей, как и латеральный.
Из чего состоит колено:
- Большеберцовая кость – спускается от колена до лодыжки, имеет два мыщелка, возвышения между ними, на котором находятся бугорки. На плато прикрепляются два хряща в виде полумесяца – мениски.
- Бедренная кость – самая длинная кость бедра и самая сильная в теле, которая также имеет два мыщелка и бедренно-надколенниковую борозду между ними.
- Надколенник – сесамовиданая кость, предназначенная для распределения трения между костями и мышцами во время сгибания для защиты колена.
- Малоберцовая кость располагается на латеральной стороне вдоль большеберцовой. На ней располагается сухожилия главного сгибателя – двуглавой мышцы бедра.
Связки стабилизируют колено, предотвращая сдвиги элементов относительно друг друга. Нагрузка на них усиливается при снижении тонуса мышц.
Основные структуры связок
В анатомии коленного сустава и связок рассматривают четыре основные структуры:
- медиальная или большеберцовая коллатеральная связка – находится на внутренней стороне бедренной и большеберцовой костей, глубокими волокнами крепится к медиальному мениску;
- латеральная или малоберцовая связка – крепится к наружной стороне бедренной и малоберцовой кости (рядом с ней проходит ветвь малоберцового нерва, связка зависит от тонуса большеберцовой мышцы);
- передняя крестообразная связка – находится внутри колена, ограничивает вращение и движение большеберцовой кости вперед;
- задняя крестообразная связка – самая сильная связка между берцовой и бедренной костями, предотвращает чрезмерное движение колена назад. При ее повреждении подколенная мышца будет держать сустав, а сокращение двуглавой мышцы может вызвать подвывих при угле сгибания выше 40 градусов. Задняя крестообразная связка нагружается при напряжении четырехглавой мышцы бедра при угле 20-60 градусов.
На фото коленного сустава видно, что связок гораздо больше. Только у надколенника есть собственная, которая крепится к бугристости большеберцовой кости, а также медиальная и латеральная поддерживающие. Малоберцовая кость также фиксирована задней и передней связками головки.
Связка надколенника прикрепляет коленную чашечку к голени, пара коллатеральных связок удерживает боковое смещение костей.
Подвздошно-большеберцовый тракт проходит по внешней стороне конечности от бедра до колена и удерживает боковое движение сустава.
Сухожилия
Они соединяют мышцы с костями, необходимы для стабилизации сустава:
- сухожилие четырехглавой мышцы создает тягу для разгибания колена и удерживает надколенник в пателлофеморальной борозде;
- надколенниковое сухожилие соединяет коленную чашку с берцовой костью, служит настоящей связкой.
Хрящи
Хрящи – белая, гладкая соединительная ткань, покрывающая мыщелки костей для защиты во время сгибания и разгибания.
Капсула коленного сустава включает мениски, выполняющие функцию амортизаторов. Медиальный из фиброзной ткани в форме полумесяца хряща находится внутренней стороне колена, а латеральный имеет О-образную форму, крепится с наружной части.
Мениски необходимы для углубления большеберцового плато, принимают до 40-70% нагрузок, удерживают бедренную кость в правильном положении и помогают распространять синовиальную жидкость для смазки сустава.
На схеме коленного сустава можно увидеть синовиальную оболочку, в которой находится несколько складок.
Подколенная артерия (ветвь бедренной) осуществляет кровоснабжение коленного сустава. Сосуд проходит рядом с веной, седалищным и большеберцовым нервами в подколенной ямке, прикрытой снаружи двуглавой мышцей, изнутри – полуперепончатой, снизу – икроножной.
При сгибании и сдавливании артерий кровоснабжение сохраняется из-за развитой сети сосудов.
Как работает колено
При сгибании и разгибании большеберцовая кость с надколенником выступают как единой структурой по отношению к бедренной кости, так устроено колено.
Четырехглавой мышца состоит из четырех отдельных головок, которые образуют одно сухожилие, проходящее по пателлофеморальной борозде.
Это самая мощная мышца над коленом, на которой располагается надколенник для увеличения ее механического рычага. Сокращение четырехглавой мышцы тянет надколенник вверх и разгибает колено до 0 градусов.
Группа разгибателей находится на задней части бедра, их функция заключается в стабилизации сустава. Диапазон сгибание 140 градусов.
Основные мышцы и их функции:
| Мышца | Функция | Нерв | Сегмент позвоночника |
| Четырехглавая мышцы бедра | Мощный разгибатель | Бедренный | L2, L3, L4 |
| Полусухожильная | Сгибание и внутреннее вращение | Большеберцовый | L5, S1, S2 |
| Полумембранозная | Сгибание и внутреннее вращение | Большеберцовый | L5, S1, S2 |
| Гребенчатая | Сгибание и внутреннее вращение | Запирательный | L2, L3, L4 |
| Портняжная | Сгибание и внутреннее вращение | Бедренный | L2, L3 |
| Подколенная | Сгибание и внутреннее вращение, предотвращает скольжение бедра вперед при приседании | Большеберцовый | L4, L5, S1 |
| Напрягатель широкой фасции бедра | Разгибатель колена, сгибание и вращение наружу при сгибании более 30 градусов | Верхний ягодичный | L4, L5 |
| Икроножная мышца | Сгибатель колена, стопы, вращение бедра | Большеберцовый | S1, S2 |
| Двуглавая мышца бедра | Сгибание и наружное вращение | Седалищный | L5, S1 |
Сила и строение мышц колена важны для функции и стабильности сустава. Существуют различные причины потери гипорефлексии мышц со стороны кровоснабжения и иннервации.
Частые болезни колена
Сложное устройство коленного сустава обуславливает разнообразие заболеваний. Патологии можно разделить на три большие группы:
- вывихи и переломы;
- воспалительные и дистрофические процессы;
- повреждения околосуставных тканей.
Переломы костей
Переломы бывают стрессовыми, со смещением, сдавлением, частичным разрушением.
В пожилом возрасте они связаны с дегенеративным остеоартритом и остеопорозом. Врожденные пороки развития бедренно-ацетабулярного сустава, апофизарные или эпифизарные травмы в основном встречаются в раннем возрасте.
У взрослых или скелетно-зрелых пациентов боли обычно связаны с воспалением сухожилий, а перелом – с падениями, ДТП.
Существуют три типа переломов надколенника:
- оскольчатые – связаны с дроблением кости при падении на сгибаемое колено или прямым ударом по нему;
- поперечный и вертикальный – связаны с напряжением мышц, разрывом связок или сухожилий;
- отрывной перелом полюсов – обычно незначительный, но влияет на функцию мышцы, которая крепится к краю данной кости.
Чаще всего колено страдает при падениях и ДТП в комплексных травмах. Выделяют также переломы большеберцового плато.
Травмы вызваны ударами или другими воздействиями на голень с варусной или вальгусной деформацией, с одновременным вертикальным напряжением и сгибанием колена.
Причиной обычно становятся ДТП и иногда спортивные мероприятия: катания на лыжах, верховая езда.
Воспаления и дегенеративные процессы
Дегенеративные заболевания развиваются из-за отсутствия нормальной функции мышц. Из-за малоподвижного образа жизни, плохого питания, стрессов – процессы наступают раньше, чем у предыдущих поколений.
При сидении происходит расслабление прямой мышцы живота и ягодичных мышц. Это приводит к пережатию на уровне паховой связки бедренного нерва и артерии, ослаблению разгибателей колена.
При сидении функцию ягодичных мышц выполняют грушевидные, их спазм пережимает седалищный нерв, потому слабеет двуглавая мышца бедра – наружный ротатор бедренной кости. Это приводит к развороту бедра внутрь, ослаблению голени, дестабилизации сустава.
Сначала боли возникают в месте крепления мышц, так называемые энтезопатии – кратковременные боли во время движения, мышечного сокращения.
Затем воспаление распространяется на сухожилия, суставные сумки. Появляется отек. Процесс происходит через 5-10 лет после ослабления мышцы, и за это время хрящи действительно страдают.
Воспалительные процессы бывают:
- асептические – связанные с травмой острой или хронической, переиспользование колена;
- септические, когда инфекция попадает в сустав или окружающие его структуры.
Наиболее распространен реактивный артрит, который возникает в молодом возрасте после перенесенного ОРВИ или ангины.
Ревматоидный артрит связан с аутоиммунной атакой на сустав также после инфекции. В пожилом возрасте развиваются метаболические воспалительные процессы с накоплением кристаллов мочевой кислоты – подагра.
Болезни колена возникают при острых травмах и при чрезмерных нагрузках. К первым относятся разрывы связок при прямом ударе или при воздействии внешних сил.
Разрыв передней крестообразной связки происходит при сочетании внешнего разворота колена и сгибания на 10-30 градусов, когда бедро вращается при закрепленной на поверхности земли ступне. Растяжению подвергается дугообразная подколенная связка во время тренировок.
Хронические травмы приводят к воспалениям, кистам. Хондромаляция – дегенеративные изменения хряща надколенника у молодых людей.
Синдром Плица – это воспаления синовиальной складки при различных биомеханических нарушениях в коленном суставе.
Травмы можно разделить на внутренние – при повреждении внутрисуставных элементов, и наружные, когда повреждаются сухожилия, расположенные по внешней стороне колена. Примером является разрыв мениска при переносе веса тела на согнутое колено при развороте большеберцовой кости, зачастую сочетается с травмой связок.
К хроническим патологиями относится, например, пателлофеморальный синдром (боли в сухожилии надколенника), бурситы, тендиниты.
Все болезни коленного сустава и их лечение должны завершаться восстановлением мышц, которые стабилизируют сочленение костей, снижают нагрузку на связки и другие элементы.
Заключение
Коленный сустав испытывает колоссальные нагрузки, постепенно разрушаясь в течение жизни человека. Трудно встретить пациента после 45 лет с жалобами на колено и без диагноза «Артроз». Старение и износ хрящевой ткани диагностируют по рентгенограмме или МРТ, а также по симптомам – боли, скованности, отекам.
Проблемы с этим суставом начинаются гораздо раньше при слабости мышечного аппарата. Не забывайте, что при укреплении коленей важно также уделять внимание мышцам живота, таза и стоп. При активных занятиях спортом не забывайте о разминке и защите суставов.
Ортопед. Стаж: 4 года.
Образование: Диплом по специальности «Лечебное дело (Лечебно-профилактическое дело) «, Ижевская государственная медицинская академия (2015 г.)
Курсы повышения квалификации: «Ортопедия», Ижевская государственная медицинская академия (2019 г.)
Источник
Запрос «Колено» перенаправляется 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