ANATOMIA SI BIOMECANICA GENUNCHIULUI 1 Repere anatomice
ANATOMIA SI BIOMECANICA GENUNCHIULUI 1 Repere anatomice Suprafete articulare
Genunchiul este segmentul mobil al aparatului locomotor care leaga coapsa de gamba, articulatia genunchiului fiind cea mai mare articulatie a corpului. Suprafetele articulare sunt reprezentate de: epifiza inferioara a femurului, epifiza superioara a tibiei, si fata dorsala a patelei. Epifiza inferioara a femurului prelungeste corpul la partea partea lui distala. Ea prezinta doua proeminente, condilii condilii femurali lateral si medial. In partea anterioara a epifizei se afla o suprafata articulara pentru rotula, fata patelara. Condilii sunt despartiti posterior de o depresiune, fosa intercondiliana, in care se insera ligamentele incrucisate ale articulatiei genunchiului. Pe fata mediala a condilului medial si laterala a condilului lateral se afla doua proeminente, epicondilii, medial si lateral, pe care se insera ligamentele colaterale, tibial si fibular, ale articulatiei genunchiului .Condilii femurali difera ca aspect si dimensiuni astfel: ● condilul medial, este mai voluminos si mai coborat decat cel lateral; datorita acestei dispozitii femurul creeaza cu tibia un unghi unghi deschis lateral de 170 - 175°; ● curbura suprafetelor articulare a condililor variaza astfel: curbura descrisa anterior corespunde unui cerc cu raza de 43 mm, iar posterior, unui cerc cu raza de 17 mm, descriind astfel o curburaspirala cu raza descrescand dinainte spre inapoi.
Fig.1 Genunchiul R o t u l a (patela)
genunchiului.
este
un
os
scurt
triunghiular,
situat
pe
fata
anterioara
a
Fata anterioara vine in contact cu tegumentul si se poate palpa. Fata posterioara
corespunde in articulatia genunchiului fetei patelare a femurului. La nivelul rotulei se insera tendonul cvadricipital si tendonul rotulian. Epifiza superioara a tibiei este voluminoasa si usor curbata posterior. Este formata din doi
condili (medial si lateral). Fiecare condil prezinta cate o fata articulara superioara pentru condilii femurali. Intre cele doua suprafete articulare se gaseste o proeminenta osoasa, eminenta intercondiliana (spina tibiei). Anterior si posterior de eminenta, se afla cate o depresiune, aria intercondiliana anterioara (se insera ligamentul incrucisat anterior) si aria intercondiliana posterioara (se insera ligamentul incrucisat posterior). Pe fata anterioara a extremitatii superioare a tibiei se afla o proeminenta, tuberozitatea tibiei. Lateral de ea se afla tuberculul Gerdy. Din studiul formei suprafetelor articulare ale femurului si tibiei, se constata ca acestea sunt incongruente. Incongruenta dintre ele este corectata partial de catre meniscurile intraarticulare.
Fig.2 Meniscurile intraarticulare sunt doua formatiuni fibrocartilaginoase, dezvoltate la periferia
suprafetelor articulare ale condililor tibiali. Astfel se gaseste un menisc lateral si unul medial. In sectiune verticala meniscurile au forma triunghiulara si prezinta: -
o fata superioara concava, in raport cu condilul femural respectiv;
-
o fata inferioara plana, in raport cu condilul tibial;
-
o baza prin care adera la capsula articulara;
Fiecare se insera prin cate doua extremitati (anterioara si posterioara) in aria inter-condiliana corespunzatoare. Extremitatile anterioare ale celor doua meniscuri sunt unite prin ligamentul transvers al genunchiului. Meniscul medial se aseamana cu litera 'C', iar meniscul lateral are forma unui inel, distanta dintre cele doua extremitati fiind mai mica. Meniscul lateral, spre deosebire de cel ingust este mai ingust, dar mai gros la periferie. Datorita acestei conformatii ele pot fi mobile in deplasandu-se odata cu condilii femurali pe suprafetele articulare ale condililor tibial. Aderenta lor la capsula imparte cavitatea articulara intr-un etaj suprameniscal si altul inframeniscal. Mijloace de unire
Capsula articulara se insera superior pe femur si inferior pe tibie, prezentand anterior un orificiu pentru patela. Traiectul insertiei pe femur este sinuos, plecand superior de pe fata trohleara, coborand pe condilii femurali si apoi inferior de epicondili, pe care ii lasa extra-capsular si ajungand posterior in fosa intercondiliana. La nivelul acestei fose, capsula se intrerupe si fibrele ei fuzioneaza cu ligamentele incrucisate. Capsula prezinta mici orificii pentru prelungirile sinovialei. Ea adera la meniscuri fiind mai subtire in partea suprameniscala. Este formata din fibre longitudinale situate la exterior si din fibre transversale si oblice situate profund. Anterior este mai subtire, la acest nivel gasindu-se ligamentul rotulian,
iar
posterior
este
mai
densa,
in
special
in
dreptul
condililor. Ligamentul patelei (rotulian) se intinde de la patela la tuberozitatea anterioara a tibiei si reprezinta filogenetic tendonul t erminal al muschiului cvadriceps, separat de
tibie prin bursa
pretibiala. De la marginile sale laterale pleaca formatiunile aponevrotice de intarire ale capsulei, expansiunile muschiului cvadriceps si retinaculele patelei, medial si lateral. Ligamentul Winslow (posterior) se gaseste pe fata posterioara a articulatiei si este alcatuit dintr-o portiune mijlocie si doua portiuni laterale. El trece ca o punte peste scobitura intercondiliana. . Portiunea mijlocie se condenseaza in doua fascicule fibroase: ligamentul popliteu oblic , ligamentul popliteu arcuat. Ligamentul popliteu oblic este de fapt tendonul recurent al muschiului semimembranos pe scara filogenetica, caci se desprinde din partea distala a muschiului omonim ca sa se insere pe calota fibroasa
a
condilului
lateral,
avand
o
directie
oblica
de
jos
in
sus
si
dinauntru
in
afara. Ligamentul popliteu arcuat are de cele mai multe ori forma unei arcade fibroase cu cavitatea proximala pornind de pe condilul lateral spre fosa intercondiliana. De pe marginea convexa, distala a arcadei porneste retinaculul ligamentului arcuat care se insera pe capul peroneului. Portiunea mijlocie a ligamentului Winslow este perforata de un numar apreciabil de vase si nervi. Ligamentul colateral fibular se insera proximal pe epicondilul lateral femural, iar distal pe portiunea laterala a peroneului. Marginea sa posterioara este in raport cu tendonul bicepsului femural cand marginea sa centrala da nastere unei expansiuni fibroase. Fata superficiala vine in contact cu fascia lata, iar cea profunda cu tendonul muschiului popliteu, meniscul lateral si artera articulara supero-interna.
Fig.3 Ligamentele genunchiului Ligamentul colateral tibial are forma unui triunghi cu baza spre rotula si varful spre meniscul articular medial. Se insera proximal pe epicondilul medial femural, iar distal pe partea superioara a fetei mediale a tibiei. Acest ligament este de fapt format din trei unitati functionale: - prima sub forma de fibre verticale este superficiala si reprezinta portiunea cea mai rezistenta - a doua formata din fibre oblice descendente femuro-meniscale este mai profunda, nu-mita si ligamentul capsular mijlociu al lui Slocum si Larsen (ligamentul meniscofemural); - a treia unitate functionala are fibrele orientate oblic ascendent, urca de la tibie spre meniscul medial si spre partea posterioara a capsulei. Portiunile profunda si superficiala ale acestui ligament se opun atat forteior de rotatie cat si celor care tind sa puna genunchiul in valgus. Ligamentele incrucisate se gasesc dispuse profund in scobitura intercondiliana si in traiectul lor se incruciseaza. In functie de dispozitia si insertia lor tibiala distingem un ligament incrucisat anterior si
unul posterior. Desi situate profund aceste ligamente sunt extraarticulare, deoarece se afla in afara membranei sinoviale. Ligamentul incrucisat anterior se insera proximal pe portiunea posterioara a condi-lului lateral, iar distal pe suprafata prespinala a tibiei si partea antero-interna a spinei tibiale, adica pe aria intercondiliana anterioara si partea antero-mediala a eminentei intercondiliene. Directia sa este orientata oblic interior, anterior si medial. Ligamentul incrucisat posterior se insera proximal pe portiunea posterioara a condilului medial si pe partea anterioara a fetei intercondiliene a condilului medial. De aici are o directie oblica spre interior, posterior si lateral ca sa se insere distal pe suprafata retrospinala a tibiei, adica pe aria intercondiliana posterioara. Insertiile tibiale ale acestor ligamente se situeaza anterior de insertia anterioara si posterior de insertia posterioara a cornurilor meniscale. In extensie la nivelul ligamentului incrucisat anterior, anumite fascicule se relaxeaza, pe cand altele sunt contractate. In partea sa anterioara, capsula articulara este intarita de trei formatiuni aponevrotice: fascia genunchiului expansiunea cvadricipitala cu retinaculele si aripioarele patelei. Fascia genunchiului acopera articulatia ca un manson si se continua in sus cu fascia lata, iar in jos cu cea femurala. Partea laterala a fasciei este intarita de tractul iliotibial. Expansiunea cvadricipitala este o lama fibroasa ce se desprinde din tendoanele terminale ale muschiului cvadriceps, acopera articulatia si se fixeaza pe circumferinta epifizei proximale a tibiei. Ea este intarita pe partile laterale de doua formatiuni: retinaculele patelei, medial si lateral. Aripioarele patelei sunt doua formatiuni fibroase intinse in plan orizontal si acoperite de expansiunea cvadricipitala. Ele se insera pe marginile patelei si pe condilul femural respectiv (fata cutanata). Retinaculele verticale pot fi comparate cu niste sine ce conduc miscarile patelei, iar aripioarele patelei cu niste frauri. Sinoviala articulatiei genunchiului este vasta si considerata a fi cea mai complicata sinoviala articulara. Anterior, pleaca de la limita cartilajului articular al trohleei si condililor femurali, urca sub tendonul muschiului cvadriceps alcatuind bursa suprapatelara, apoi se reflecta in jos terminandu-se la limita cartilajului articular de pe patela. In continuare trece peste corpul adipos infrapatelar si se insera anterior de ligamentul incrucisat anterior. Lateral se insera pe marginile cartilajului articular de la nivelul condililor femurali si tibiali, inferior de ligamentele colaterale tibial si fibular, formand fundurile de sac sinoviale. In continuare se reflecta pe capsula, pe care o captuseste, intrerupandu-se la marginea superioara a meniscurilor si reluandu-si traiectul sub cea inferioara. Posterior sinoviala captuseste capsula si se insera la limita dintre cartilajul articular si condili, pana la insertia ligamentului incrucisat posterior. Fundurile de sac sinoviale sunt mai numeroase la articulatia
genunchiului, decat in alte articulatii (fundul de sac subpopliteu, sub-cvadricipital, subgastrocnemian medial). Raporturile articulatiei genunchiu lui.
Articulatia genunchiului vine in raport: - anterior cu :
- portiunea distala a muschiului cvadriceps; - fascia genunchiului; - expansiunea cvadricipitala si aripioarele patelei; - piele.
- posterior cu :
- continutul fosei poplitee; - originea muschilor gastrocnemieni; - tendoanele de insertie ale muschilor biceps femural, semitendinos, semimembranos, popliteu, plantar.
- lateral si medial cu :
- retinaculele patelei; - tractul iliotibial - muschii biceps femural, croitor, drept femural.
Musch ii articulatiei genunc hiului.
Inainte de a trece la analiza biomecanicii articulatiei genunchiului vom prezenta elementul activ, musculatura, care pe langa cele doua elemente pasive, extremitatile osoase si capsula cu ligamentele, meniscurile si sinoviala, alcatuiesc acel tot unitar care este articulatia genunchiului. Muschii motori ai articulatiei genunchiului se impart in functie de miscarile determinante in: flexori, extensori, rotatori laterali (externi) si rotatori mediali (interni). Muschii flexori ai articulatiei genunchiului sunt: -
muschiul biceps femural;
-
muschiul semitendinos;
-
muschiul semimembranos;
-
muschiul croitor;
-
muschiul popliteu. Muschii extensori ai acestei articulatii sunt:
-
muschiul cvadriceps femural;
-
muschiul tensor al fasciei lata. Muschii rotatori laterali sunt reprezentati de:
-
muschiul semitendinos;
-
muschiul semimembranos;
-
muschiul drept intern;
-
muschiul croitor;
-
muschiul popliteu;
-
muschiul gastrocnemian. Iata o scurta prezentare a acestor muschi, insistand insa, asupra actiunii sau a detaliilor privind
biomecanica articulatiei genunchiului. Muschiul biceps femural se gaseste in portiunea postero-laterala a coapsei si se intinde intre ischion si peroneu, avand doua capete de insertie proximala (unul lung, de origine pelviana si altul scurt, de origine femurala) si o insertie distala unica, care se insera pe epifiza proximala a peroneului. Inervat de nervul ischiadic, muschiul biceps femural are actiunea de flexie a gambei pe coapsa, dar si de extensie a coapsei pe bazin. Se apreciaza faptul ca, daca coapsa este flectata pe gamba muschiul biceps femural imprima gambei o usoara miscare de rotatie laterala. Muschiul semitendinos are o dispozitie superficiala in portiunea postero-mediala a coapsei si se intinde de la tuberozitatea ischiatica la tibie, fiind tendinos in portiunea sa distala. Tendonul de insertie distala se insera pe fata mediala a epifizei proximale a tibiei, contribuind cu tendoanele muschilor croitor si gracilis la formatiunea aponevrotica a complexului fibros laba gastei (pes anserinus). Inervat de nervul ischiadic, muschiul semitendinos este un flexor al gambei pe coapsa si un extensor al coapsei pe bazin. Cand genunchiul este flectat, actioneaza si ca rotator medial (intern), fiind in aceasta functie antagonist al muschiului biceps femural.
Muschiul semimembranos se gaseste profund, in portiunea postero-mediala a coapsei si isi are originea pe tuberozitatea ischiatica. Se insera prin trei fascicule distale: fasciculul descendent care se fixeaza pe partea posterioara a condilului femural medial, fasciculul orizontal care inconjoara condilul medial al tibiei si se termina pe partea antero-laterala a acestuia, fasciculul recurent care formeaza ligamentul popliteu oblic al articulatiei genunchiului. Inervat tot de nervul ischiatic are aceeasi actiune ca si a muschiului semitendinos, flexor al gambei pe coapsa si al coapsei pe bazin, rotator medial al genunchiului flectat. Muschiul croitor reprezinta cel mai lung muschi al corpului omenesc, cu o pozitie superficiala si se dispune intre spina iliaca antero-superioara pana la laba gastei de pe fata mediala a epifizei proximale a tibiei, unde se insera tendonul sau terminal impreuna cu ten-doanele muschilor gracilis si semitendinos. In acest lung traiect muschiul croitor incruciseaza in diagonala fata anterioara coapsei. Muschiul este inervat de nervul femural. Este flexor al gambei pe coapsa si flexor al coapsei pe bazin. Sinergist cu muschiul psoas iliac si cu muschiul drept femural, el actioneaza in mers la flexia coapsei pe bazin. Roteaza coapsa lateral si gamba medial. Avand punct fix pe tibie este rotator al bazinului pe partea opusa, flectandu-1 pe coapsa. Muschiul popliteu este un muschi de forma triunghiulara, lat si scurt ce se gaseste pe planseul fosei poplitee. Proximal se insera pe condilul lateral al femurului si dupa un traiect oblic, medial inferior, se insera pe fata posterioara a diafizei tibiale, superior de linia oblica. Inervat de nervul tibial muschiul este flexor si rotator medial al gambei, avand raporturi apropiate directe cu articulatia genunchiului. Toti muschii flexori ai genunchiului, cu exceptia capului scurt al muschiului biceps femural si al muschiului popliteu sunt muschi biarticulari, adica trec peste doua articulatii, deci extind coapsa si flecteaza genunchiul, actiunea lor depinzand de pozitia bazinului. Cu cat muschii posteriori ai coapsei sunt mai intinsi prin flexia bazinului, cu atat eficacitatea lor ca flexori ai genunchiului creste. Acest proces se vede clar in actiunea de catarat. Extensia genunchiului mareste actiunea acestor muschi in miscarea lor de flexie a bazinului. Daca coapsa este maximal extinsa, actiunea de flexie a genunchiului este mai redusa.
Fig.4 Cvadriceps femural Muschiul cvadriceps femural este situat pe fata anterioara a coapsei si format proximal din patru fascicule izolate, reunite distal intr-un puternic tendon care se insera pe rotula. Cele patru componente musculare sunt: dreptul femural, vastul lateral, vastul medial si vastul intermediar. Muschiul drept femural este biarticular, inserandu-se proximal pe spina iliaca antero-inferioara si pe spranceana cotiloida pe punctul ei superior. Intregul muschi cvadriceps este inervat de ramurile nervului femural. Este cel mai puternic extensor al gambei, fiind prin muschiul drept femural si flexor al coapsei pe bazin sau invers, al bazinului pe coapsa, precum si activ tensor al sinovialei articulatiei genunchiului.
2. Biomecanica articulatiei genunchiului. Din punct de vedere biomecanic genunchiului i se pot distinge patru tipuri de structuri: portante, de fixare, de alunecare si care participa la miscari active ale genunchiului. a) Structuri portante: -
extremitatea inferioara a femurului;
-
extremitatea superioara a tibiei;
-
fata posterioara a rotulei.
b) Structuri de fixare: -
capsula articulara;
-
ligamentele de intarire:
-
ligamentul patelei (rotulian);
-
ligamentul Winslow (posterior) - ligamentul popliteu oblic, - ligamentul popliteu arcuat;
-
ligamentul colateral fibular (lateral);
-
ligamentul colateral tibial (medial);
-
ligamentele incrucisate - ligamentul incrucisat anterior, - ligamentul incrucisat posterior;
c) Structuri de alunecare: - meniscurile articulare - meniscul lateral; - meniscul medial; - sinoviala - fundul de sac subcvadricipital - corpul adipos Hoffa; d) Structuri care participa la miscari active ale genunchiului: - Flexori - principali
- bicepsul femural (biceps femoris); - semimembranosul (semimembranosus); - semitendinosul (semitendinosus); - gemenii (gastrocnemius);
- accesori
- gemenii (gastrocnemius); - popliteul (popliteus); - plantarul (plantarus); - croitorul (sartorius); - dreptul intern (gracilis), activ pe genunchiul aflat in usoara
flexie; - Extensori - principali - cvadricepsul (cvadriceps femoris); - accesori - tensorul fasciei lata (tensor fasciae latae), cand genunchiul are deja un grad de extensie; - Rotatori externi - bicepsul femural; - tensorul fasciei lata, cand genunchiul este extins; - cvadricepsul, prin vastul lateral; - Rotatori interni -
semimembranosul;
-
popliteul;
-
muschii 'labei de gasca' (semitendinosul, croitorul si dreptul intern).
Genunchiul este format din trei articulatii, dintre care articulatia femuro-tibiala si articulatia femuro-patelara participa la miscarile sale, in timp ce articulatia tibio-peroniera superioara (o artrodie stransa, care nu permite decat mici miscari de alunecare), participa la miscarile gleznei. Biom ecanica articulatiei femuro -patelara.
Rotula este atasata de tibie prin ligamentul rotulian si aluneca pe suprafata trohleei femurale. Pornita din pozitia de hiperextensie, de deasupra suprafetei articulare (unde o duce contractia cvadricepsului), ea intra in contact cu femurul prin treimea ei inferioara, la inceputul flexiei prin treimea 0
medie, intre 30-60 si pe fata articulara superioara, de la 60°. Cursa ei descrie o curba usoara in plan frontal cu concavitate externa. Dar rotula poate avea si un traiect ascendent, usor oblic la inceput, pentru ca sa ajunga deasupra trohleei si sa se indrepte in afara, pentru a se deplasa deasupra condilului femural extern. In plan sagital rotula se deplaseaza pe o distanta doua ori mai mare decat lungimea sa. Verticala si paralela cu femurul in extensie, rotula devine orizontala cu fata articulara, privind in sus, in flexie maxima. Aceasta translatie circumferentiala se face in jurul axului de flexie a articulatiei genunchiului. Deplasarea este posibila datorita conexiunilor destul de intinse pe care rotula le are cu femurul. In jurul rotulei, capsula articulara formeaza trei funduri de sac, unul cvadricipital si doua latero-rotuliene, care se modifica in cursul flexiei. Atasata de tibie prin puternicul ligament rotulian inextensibil, in cursul miscarii de flexie, rotula sufera o trans-latie circumferentiala in plan sagital si fata de tibie. Translatia se desfasoara in lungul unui arc de cerc cu centrul situat la nivelul tuberozitatii tibiale anterioare, a carei raza este egala cu lungimea ligamentului rotulian. Misca-rile de rotatie ale tibiei
antreneaza si deplasarea rotulei. Rotatia interna, prin deplasarea condililor, antreneaza rotula in afara. Rotatia interna automata din cursul flexiei genunchiului reuseste astfel sa alinieze aparatul extensor,desfiintand unghiul deschis in afara ce exista in plan frontal intre tendonul cvadricipital si ligamentul rotulian. In cursul rotatiei externe a tibiei, rotatia interna a condililor femurali va antrena rotula intr-o deplasare pe aceeasi parte. . Biom ecanica articulatiei femu ro-tibiala Articulatia femuro-tibiala are un singur grad de libertate, prezentand doua miscari principale in plan sagital, flexia si extensia, gambei pe coapsa. Secundar exista si o a doua directie de miscare, rotatia axiala, mult mai redusa ca amplitudine. Articulatia femurotibiala functioneaza ca o parghie de gradul III atunci cand intregul membru inferior actioneaza ca un lant cinematic deschis. In schimb cand membrul inferior actioneaza ca un lant cinematic inchis, articulatia femuro-tibiala. functioneaza ca o parghie de gradul I, cu punctul de sprijin intre forta si rezistenta.
Fig.3 Complexul anatomic al genunchiului.
Genunchiul este o articulatie cu un singur grad de libertate, realizand o parghie de gradul III, cu forta intre punctul de sprijin si cel de rezistenta. Alcatuirea sa ii confera posibilitatea miscarilor de flexieextensie cat si miscari limitate de rotatie si inclinatie laterala. Miscarea de flexie-extensie se face, teoretic, in jurul unui ax transversal orizontal, care trece prin cele doua tuberozitati condiliene ale femurului si care, din cauza valgusului fiziologic, formeaza un unghi de 81° cu axul diafizei femurale si de 93° cu cel al diafizei tibiale. In realitate, datorita volutei condiliene, flexia-extensia se desfasoara in jurul unui ax care se deplaseaza in sus si inapoi in flexie si in sens invers, in extensie. Pornind de la o extensie de 180°, flexia activa atinge o amplitudine de 120° (cand soldul este extins) pana la 140° (cand soldul este flectat), iar cea pasiva de 160°. Miscarea de flexieextensie are o componenta de rulare ( cand noi puncte ale femurului si tibiei intra in contact unul cu celalalt la distante egale) si o alta de alunecare(cand noi puncte ale suprafetei femurale intra constant in contact cu aceleasi puncte de pe platoul tibial). Pornind de la o extensie completa, condilul incepe sa se ruleze fara sa alunece in primele 20° ( primele 10-15°) pentru condilul medial si 20° pentru cel lateral), dupa care alunecarea apare si devine progresiv predominanta, astfel incat la sfarsitul miscarii ei, aluneca fara sa ruleze. La miscarile de flexie-extensie se asociaza o rotatie automata ('miscarea in surub'). Inceputul flexiei este insotit de o relaxare a ligamentului colateral lateral si de o relaxare partiala a ligamentului incrucisat antero-extern. Condilul lateral ruleaza spre inapoi pe platoul tibial, distanta de 1
cm in cursul primelor 15° de flexie. Condilul medial, retinut de ligamentul colateral medial nerelaxat are o rulare limitata la cativa milimetri. Acesta face ca in primele 20° in flexie sa apara o miscare de rotatie interna a tibiei sub femur. De la flexie spre extensie, pana la 160° condilii aluneca pe platoul tibial; de la acest punct incepe rularea. Condilul lateral mai scurt isi termina mai repede cursa decat cel medial, sprijinindu-se pe calota condiliana, care intra in tensiune. Extensia completa nu devine posibila decat daca tibia se roteaza in jurul axului sau vertical cu 2 -5° extern, pentru a da posibilitatea si condilului medial sa puna in tensiune calota condiliana mediala, la capatul cursei sale. Aceasta este rotatia terminala de inchidere care blocheaza genunchiul in extensie. Pentru o noua flexie articulatia trebuie deschisa, actiune ce revine muschiului popliteu care initiaza miscarea, el fiind 'starter'-ul ei; prin contractia sa determina o noua rotatie interna a tibiei: ligamentul incrucisat anteroextem si cel colateral-lateral se relaxeaza si flexia poate incepe. Dispozitia anatomica a ligamentelor face ca axul miscarii de rotatie sa treaca prin glena tibiala mediala, in vecinatatea spinei tibiale. Spre deosebire de ligamentele colaterallateral
si
incrucisat
antero-extern
care
se
relaxeaza
partial,
ligamentele
colateral-medial
si
incrucisat postero-intern raman in tensiune in cursul flexiei. Condilul medial va fi mai strans atasat de platoul medial, pe cand condilul lateral este fixat mai slab. Din cauza acestor tensiuni ligamentare inegale, jumatatea externa a articulatiei este mai mobila decat cea interna. Rotatia automata se datoreaza: -
lungimii mai mari a condilului femural medial; concavitatii glenei tibiale mediale fata de convexitatea glenei laterale, care permite o alunecare mai mare spre posterior a condilului femural lateral;
-
orientarii ligamentelor colaterale, oblicitatea celui lateral permitand o mai mare mobilitate a condilului femural lateral;
-
tensiunii ligamentului incrucisat antero-extem la sfarsitul extensiei; rotatia externa a tibiei il relaxeaza oferind posibilitatea unui grad de extensie in plus.
Flexia-extensia nu este o simpla miscare elicoidala, ci una mult mai complexa. Axele femurului si ale tibiei care in extensie formeaza un valgus fiziologic, se aliniaza la 90°de flexie in acelasi plan sagital. Aceasta corectie a valgusului fiziologic in cursul flexiei demonstreaza ca axul de flexie al genunchiului nu este strict orizontal, ci intr-un plan usor oblic inapoi si inauntru. Flexia este astfel o miscare complexa, care combina cele doua grade de libertate si variatia in plan frontal a unghiului format de axele anatomice ale femurului si tibiei. Miscarile de rotatie ale gambei pe coapsa se explica prin inaltimea diferita a condi-lilor femurali si se asociaza miscarilor de flexie-extensie. Intervin ligamentele incrucisate, care roteaza gamba in afara, in pozitia finala de flexie si inauntru, in pozitia finala de extensie. Amplitudinea miscarii de rotatie activa este de 15-20°, iar de rotatie pasiva de
35-40°. Axul in jurul caruia se executa miscarea este vertical si trece prin centrul spinelor tibiei. Rotatia externa este realizata de biceps, iar rotatia interna de semimembranos, popliteu, semitendinos, drept intern si croitor. Se constata ca rotatorii interni sunt mai puternici decat rotatorii externi deoarece rotatia interna reprezinta miscarea obisnuita a genunchiului, in timp ce rotatia externa este exceptionala. In rotatia externa ligamentele laterale se intind, iar ligamentele incrucisate se relaxeaza, in timp ce in rotatia interna se intind ligamentele incrucisate si se destind ligamentele laterale. Miscarile de inclinare laterala sunt limitate de ligamentele laterale. Cum inclinarea trebuie limitata special in mers, ligamentele laterale sunt puse sub tensiune maxima odata cu extensia genunchiului. In flexia completa ligamentul lateral extern se relaxeaza, dar cel intern se mentine intins. In semiflexie insa, se obtine o relaxare maxima a ligamentelor.
Fig.5. Biomecanica articulatiei genunchiului. Deplasarea inainte si inapoi a platoului tibial pe condilii femurali, cand genunchiul este extins este limitata de ligamentele incrucisate. Ligamentul incrucisat anterior limiteaza deplasarea inainte, iar cel posterior, deplasarea inapoi. Ligamentul incrucisat anterior se intinde in extensie, se relaxeaza in flexia usoara si se intinde din nou in hiperextensie, in timp ce ligamentul incrucisat posterior se intinde in flexie completa, se relaxeaza in semiflexie si se intinde din nou usor in extensie. In semiflexie, ambele ligamente incrucisate fiind mai destinse, se poate obtine o usoara miscare de alunecare in sus anteroposterior a platoului tibial pe condilii femurali. Arhitecto nica osoas a si cartilaginoasa a extrem itatilor osoase ale struc turilor po rtante ale genunchiului:
Structura extremitatilor osoase marcheaza, prin sistemul lor trabecular, traiectoria tensiunilor principale (denumita eronat 'linii de forta' la care sunt supuse). Epifiza distala femurala are doua sisteme trabeculare, unul supus tensiunilor de compresiune plecand din corticala interna si mergand spre condilul omonim si spre condilul lateral pe traiectoria tensiunilor de tractiune, iar al doilea are dispozitia simetrica pornind de la corticala laterala. Unele travee orizontale leaga cei doi condili, iar cele dispuse pe traiectoria tensiunilor de tractiune se incruciseaza spre diafiza femurala. La nivelul epifizei proximale a tibiei, dispozitivul trabecular este simetric plecand din corticalele mediale sau laterale cu punct terminus la nivelul platoului tibial de aceeasi parte sau de cea opusa, traveele orizontale unind cele doua cavitati glenoide. Pe langa sistemul trabecular si fibrele colagene ale cartilajelor articulare se dispun pe traiectoria tensiunilor principale. Astfel, ele urmeaza directia trohleei pe care o acopera si se indreapta spre condilii femurali; pe platoul tibial ele sunt dispuse radiar, iar pe paleta au directia dinspre proximal spre distal.
Razele de curbura ale condililor si a glenelor nu sunt egale, existand o discordanta a suprafetelor articulare. Restabilirea concordantei se datoreaza celor doua meniscuri care se aseaza ca o pana in unghiul diedru al sistemului condilo-glenoidian. Nefiind strict cartilaginoase meniscurile poseda o elasticitate si o deformabilitate mai mare decat a cartilajului.
Bilantul articular al genun chiulu i.
Genunchiul este format din trei articulatii, dintre care femuro-tibiala si femuro-rotuliana participa la miscarile sale, in timp ce articulatia tibioperoniera superioara (o artrodie stransa, care nu permite decat mici miscari de alunecare), participa la miscarile gleznei. Genunchiul este o articulatie cu un singur grad de libertate, cu miscarile de flexie-extensie si miscarile secundare de rotatie externa si interna. Exista si miscari foarte mici de lateralitate si 'de sertar'.
a)Flexia - activa
- cu soldul intins - 0 - 120 ° - cu soldul flectat - 0 -140° - pasiva - 0- 160°
b)Extensia propiu-zisa este nula. Se apreciaza deficitul de extensie sau de hiperextensie in cadrul diformitatii genu-recurvatum. Flexia si extensia se executa in plan sagital, in jurul axei transversale. c)Rotatia externa activa se produce odata cu extensia genunchiului, piciorul orientandu-se in afara. In aceasta miscare ligamentele incrucisate se relaxeaza, iar cele laterale se intind. d) Rotatia interna activa incepe sa apara in timpul flexiei, cand aceasta depaseste 70°. In rotatia interna ligamentele incrucisate se intind, iar cele laterale se relaxeaza.Rotatiile pasive se ex
Supraf ete arti culare
Genunchiul este segmentul mobil al aparatului locomotor care leaga coapsa de gamba, articulatia genunchiului fiind cea mai mare articulatie a corpului. Suprafetele articulare sunt reprezentate de: epifiza inferioara a femurului, epifiza superioara a tibiei, si fata dorsala a patelei. Epifiza inferioara a femurului prelungeste corpul la partea lui distala. Ea prezinta doua proeminente, condilii femurali lateral si medial. In partea anterioara a epifizei se afla o suprafata articulara pentru rotula, fata patelara. Condilii sunt despartiti posterior de o depresiune, fosa intercondiliana, in care se insera ligamentele incrucisate ale articulatiei genunchiului. Pe fata mediala a condilului medial si laterala a condilului lateral se afla doua proeminente, epicondilii, medial si lateral, pe care se insera ligamentele colaterale, tibial si fibular, ale articulatiei genunchiului .Condilii femurali difera ca aspect si dimensiuni astfel: ● condilul medial, este mai voluminos si mai coborat decat cel lateral; datorita acestei dispozitii femurul creeaza cu tibia un unghi deschis lateral de 170 - 175°; ● curbura suprafetelor articulare a condililor variaza astfel: curbura descrisa anterior corespunde unui cerc cu raza de 43 mm, iar posterior, unui cerc cu raza de 17 mm, descriind astfel o curburaspirala cu raza descrescand dinainte spre inapo i.
Fig.1 Genunchiul Rotula (patela)
genunchiului.
este
un
os
scurt
triunghiular,
situat
pe
fata
anterioara
a
Fata anterioara vine in contact cu tegumentul si se poate palpa. Fata
posterioara corespunde in articulatia genunchiului fetei patelare a femurului. La nivelul rotulei se insera tendonul cvadricipital si tendonul rotulian. Epi f iza super ioar a a tibiei este voluminoasa si usor curbata posterior. Este formata din
doi condili (medial si lateral). Fiecare condil prezinta cate o fata articulara superioara pentru condilii femurali. Intre cele doua suprafete articulare se gaseste o proeminenta osoasa, eminenta
intercondiliana
(spina tibi
ei). Anterior si posterior de
eminenta, se afla cate o depresiune, aria intercondiliana anterioara (se insera ligamentul incrucisat anterior) si aria intercondiliana posterioara (se insera ligamentul incrucisat posterior).
Pe fata anterioara a extremitatii superioare a tibiei se afla o proeminenta, tuberozitatea tibiei. Lateral de ea se afla tuberculul Gerdy. Din studiul formei suprafetelor articulare ale femurului si tibiei, se constata ca acestea sunt incongruente. Incongruenta dintre ele este corectata partial de catre meniscurile intraarticulare.
Fig.2 Meniscurile intraarticulare sunt doua formatiuni fibrocartilaginoase, dezvoltate la
periferia suprafetelor articulare ale condililor tibiali. Astfel se gaseste un menisc lateral si unul medial. In sectiune verticala meniscurile au forma triunghiulara si prezinta: -
o fata superioara concava, in raport cu condilul femural respectiv;
-
o fata inferioara plana, in raport cu condilul tibial;
-
o
baza
prin
care
adera
la
capsula
articulara; Fiecare se insera prin cate doua extremitati (anterioara si posterioara) in aria intercondiliana corespunzatoare. Extremitatile anterioare ale celor doua meniscuri sunt unite prin ligamentul transvers al genunchiului. Meniscul medial se aseamana cu litera 'C', iar meniscul lateral are forma unui inel, distanta dintre cele doua extremitati fiind mai mica. Meniscul lateral, spre deosebire de cel ingust este mai ingust, dar mai gros la periferie. Datorita acestei conformatii ele pot fi mobile in deplasandu-se odata cu condilii femurali pe suprafetele articulare ale condililor tibial. Aderenta lor la capsula imparte cavitatea articulara intr-un etaj suprameniscal si altul inframeniscal. M ij loace de uni re
Capsula articulara se insera superior pe femur si inferior pe tibie, prezentand anterior un orificiu pentru patela. Traiectul insertiei pe femur este sinuos, plecand superior de pe fata trohleara, coborand pe condilii femurali si apoi inferior de epicondili, pe care ii lasa extracapsular si ajungand posterior in fosa intercondiliana. La nivelul acestei fose, capsula se intrerupe si fibrele ei fuzioneaza cu ligamentele incrucisate. Capsula prezinta mici orificii pentru prelungirile sinovialei. Ea adera la meniscuri fiind mai subtire in partea suprameniscala. Este
