форма сустава коленного сустава
Научная электронная библиотека
Рябчиков И. В., Панков И. О.,
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.
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.
Коленный сустав: как устроен и почему болит
Боли в колене – самая частая причина обращения к ортопеду-ревматологу. Этот сустав поражается чаще остальных, поскольку ежедневно выдерживает колоссальную нагрузку. Он принадлежит к одним из самых сложных в организме человека. Как устроен коленный сустав и в чем причина болевого синдрома в нем?
Строение коленного сустава в двух словах
Коленный сустав состоит из двух костей – бедренной и большеберцовой. Между костями находятся две соединительные связки, расположенные относительно друг друга крест-накрест. Их называют передняя и задняя. С наружной и внутренней сторон есть две боковые связки (по-научному внутренняя медиальная и наружная латеральная). Связки – это прочные эластичные волокна, задача которых – направлять движение сустава и тормозить его в определенных позициях. Они не имеют ничего общего с сухожилиями.
Связки представляют собой эластичные волокна между костями, а сухожилия соединяют кости с мышцами. Это две совершенно разные субстанции. Мышцы постепенно переходят в сухожилия, которые крепятся к костям. Сгибая или разгибая ногу, человек управляет мышцами, которые через сухожилия тянут за собой кости.
Связки и сухожилия – разные субстанции: не путать!
Хрящи, суставная сумка, синовиальная жидкость…
В месте, где кости соединяются между собой, их головки покрыты хрящом, который защищает их от трения и ударов. Внутри сустава есть два мениска, напоминающих по форме полумесяцы. Они нужны в качестве дополнительной защиты хрящей и костей от механических воздействий.
Хрящи и мениски находятся в так называемой суставной сумке, внутри которой расположена синовиальная жидкость. По аналогии с маслом она смазывает все поверхности сустава и предотвращает их трение. Это справедливо, если синовиальной жидкости достаточно и ее вязкость соответствует нормальной.
Спереди сустава находится надколенник, или коленная чашечка. Ее удерживают связки и сухожилия, а внутри – покрывает хрящ. Надколенник – это своеобразный щит, который защищает внутренние составляющие коленного сустава от повреждения.
Так выглядит коленный сустав изнутри
Как устроен коленный сустав? Наглядная демонстрация с детальными пояснениями:
Что может болеть в суставе
Нервных окончаний в хрящах и менисках нет, поэтому болеть они не могут. По сути, в суставе нет ничего, что могло бы болеть в привычном понимании. Нервы подходят не к костям, а к надкостницам – тонким оболочкам, покрывающим кость снаружи. Поэтому человек испытывает боль при повреждении кости. Что же происходит, если перелома нет?
При отсутствии перелома источником болевого синдрома могут быть связки, окружающие коленный сустав и удерживающие внутри мениски. Кроме того, нервные окончания подходят к суставной сумке, которая также может вызывать боль.
Хрящи не болят: нервных окончаний в них нет
При механической травме происходит следующее:
Спустя какое-то время мелкие связки заживают, отек спадает, жидкость снова начинает циркулировать – боль исчезает. Так происходит, если повреждены только мелкие связки, а крупные и мениск остались целы. При повреждении мениска ситуация развивается иначе, поскольку человек не испытывает боли, а структура продолжает нарушаться.
Со временем мениск повреждается еще больше, хрящи вокруг него также деформируются, оказавшись в неблагоприятных условиях. Их поверхность постепенно истирается, что приводит к трению костей, раздражению нервных окончаний в надкостнице и как следствие – к боли. Именно так развивается артроз коленного сустава – заболевание, которое редко диагностируют на ранней стадии.
Когда человеку назначают лечение артроза или остеоартроза, состояние суставов у него уже оставляет желать лучшего. Почти наверняка в суставной сумке недостаточно синовиальной жидкости, а в условиях дефицита смазки хрящи быстро иссушиваются, трескаются и истираются. Исправить ситуацию можно внутрисуставными инъекциями заменителя синовиальной жидкости «Нолтрекс».
«Нолтрекс» – как недостающий кирпичик в строительстве дома
Препарат вводится внутрь суставной сумки и равномерно распределяется по хрящевым поверхностям. Из-за высокой молекулярной массы он не проникает внутрь, а задерживается там, выполняя функцию смазки. Noltrex не имеет в составе белков животного происхождения, поэтому не вызывает аллергии и не распознается иммунными клетками организма. Нескольких инъекций достаточно, чтобы восстановить физиологические особенности сустава на год, полтора или даже два, а значит, избавить человека от боли.
Форма сустава коленного сустава
Коленный сустав является самым большим и вместе с тем наиболее сложным из всех сочленений. В его образовании принимают участие три кости: нижний конец бедра, верхний конец болыцеберцовой кости и надколенник. Суставные поверхности мыщелков бедра, сочленяющиеся с tibia, выпуклы в поперечном и сагиттальном направлении и представляют отрезки эллипсоида. Медиальный мыщелок больше латерального.
Facies articularis superior большеберцовой кости, сочленяющаяся с мыщелками бедра, состоит из двух слабо вогнутых, покрытых гиалиновым хрящом суставных площадок. Последние дополняются посредством двух внутрисуставных хрящей, или менисков коленного сустава, meniscus lateralis et medialis, лежащих между мыщелками бедра и суставными поверхностями болыцеберцовой кости (рис. 4.20).
Каждый мениск коленного сустава представляет собой трехгранную, согнутую по краю пластинку, периферический утолщенный край которой сращен с суставной сумкой, а обращенный внутрь сустава заостренный край свободен. Латеральный мениск коленного сустава более согнут, чем медиальный; последний по форме похож на букву С, а латеральный приближается к кругу. Концы обоих менисков коленного сустава прикрепляются спереди и сзади к eminentia intercondylaris.
Спереди между обоими менисками коленного сустава протягивается фиброзный пучок, называемый lig. transversum genus.
Капсула коленного сустава. Суставная капсула коленного сустава.
Учебное видео анатомии коленного сустава
Редактор: Искандер Милевски. Дата последнего обновления публикации: 23.07.2021
Что делать с деформацией коленного сустава?
Рассказываем о причинах, способах диагностики и методах лечения деформации коленных суставов.
У многих людей проблемы с суставами колена и бедра начинаются в пожилом возрасте. Это связано с разрушением костей и истончением хрящевой ткани. Но деформация коленного сустава, в отличие от артрита или старых травм, проявляется и в детском возрасте, и даже может быть заложена ещё в период беременности.
Что такое искривление коленного сустава?
Искривлённые колени — одно из самых распространённых ортопедических заболеваний. Из-за него меняется походка, появляется косолапость. Ощущается постоянная боль в коленях. Простые прогулки приносят дискомфорт и усталость. Лёгкая деформация не приносит боли при обычной жизни, и носит исключительно эстетический характер.
При деформации колено смещается внутрь или наружу, что приводит к разворачиванию бедра и голени, изменению угла опоры и искривлению костей ноги. Врачи различают два вида деформации:
Заболевание делится также по степени проявления:
Причины деформации коленного сустава
Заболевание может развиться в разные стадии жизни: до рождения, в детстве и у взрослого человека. Врождённая аномалия формы коленей проявляется, если у матери во время беременности:
Если же ребёнок родился здоровым, то у него есть шанс заболеть деформацией суставов в следующих случаях:
Из-за недостатка питательных веществ кости и хрящи становятся более мягкими и хрупкими. Если ребёнок рано встанет на ноги, которые ещё не будут приспособлены держать его вес, то суставы неизбежно искривятся.
У взрослого человека есть несколько путей приобретения этого заболевания:
Конечно, при недостатке витаминов и минералов в питании проблемы с коленями появятся и у взрослого. Однако на уже развитых суставах риск получить серьёзное искривление куда ниже, чем во время роста.
Как диагностировать и лечить?
Врач увидит сильную деформацию коленного сустава при визуальном осмотре. Для этого он измерит расстояние между щиколотками (при вальгусной деформации) или коленями (при варусной) в расслабленном состоянии. Если у него появится подозрение на патологию, то он назначит полноценные обследования коленей и костей таза:
В редких случаях, при запущенной стадии болезни нужно сделать снимки поясничного и крестцового отделов позвоночника.
Если болезнь проявилась после травмы или развития патологий суставов, врачам придётся поработать с первичным заболеванием. Здесь уже могут понадобиться снимки позвоночника, общий и биохимический анализы крови, а также исследования синовиальной жидкости.
Лечение деформации включает в себя физиотерапию и массаж, использование ортопедической обуви, лёгкую лечебную физкультуру, изменение диеты. Могут назначить хондропротекторы и противовоспалительные препараты. В тяжёлой стадии искривление исправляют хирургическим путём.
Избавиться от болезни-причины необходимо, так как кривизна ног приведёт к тяжёлым последствиям. Нарушается строение не только нижних конечностей, но и всего тела. Деформация коленного сустава имеет множество последствий: от плоскостопия до сколиоза и серьёзных искривлений позвоночника. Боль в коленях и пояснице будет усиливаться со временем, разовьётся быстрая усталость и утомляемость при ходьбе.
Профилактика искривления коленных суставов
У детей
Первую профилактику следует проводить ещё матери: она должна тщательно следить за своим питанием и приёмом лекарств во время беременности. При возможности, нужно провести это время в чистом районе, а не в центре города. Следует избегать любого взаимодействия с токсическими веществами: красками, растворителями, инсектицидами.
В первые годы ребёнок должен получать достаточное количество кальция и витамина D, регулярно бывать на свежем воздухе. Не следует ограничивать его движения или, наоборот, пытаться посадить или поставить на ноги раньше, чем он сам будет готов это сделать. Если у него есть врождённая склонность к слабым суставам, следует наблюдаться у специалиста. Возможно, он посоветует коррекцию питания или физической активности.
У взрослых
Взрослому человеку достаточно вести здоровый образ жизни, регулярно делать хотя бы лёгкую гимнастику, полноценно питаться и носить удобную обувь. Берегите себя от травм, вовремя лечите инфекционные заболевания.
Для предотвращения развития уже имеющейся деформации следуйте рекомендациям врача: принимайте назначенные препараты, используйте ортопедическую обувь, занимайтесь лечебной физкультурой. Обязательно следите за своим питанием, чтобы в нём присутствовало достаточное количество витаминов и минералов. Эти действия не только помогут при проблемах с суставами, но и избавят от множества других неприятных симптомов.
И не откладывайте визит к врачу, если вы или ваш ребёнок почувствовали боль в колене и изменение походки. Деформация коленного сустава намного проще лечится на начальной стадии, когда проблемы ещё почти незаметны.
Анатомия коленного сустава
или звоните 8 (391) 214-01-51
Стабильность костей друг относительно друга обеспечивается за счет связок коленного сустава. К наиболее важным связкам коленного сустава относятся передняя и задняя крестообразные связки, большеберцовая коллатеральная связка (внутренняя боковая связка), малоберцовая коллатеральная связка (наружная боковая связка).
Надколенник располагается в толще сухожилия, разгибающего голень. Это сухожилие образовано слиянием четырех мышц передней поверхности бедра – так называемой четырехглавой мышцы. Снизу от надколенника начинается связка надколенника, которая крепится к передней части большеберцовой кости (к бугристости большеберцовой кости).
Еще одна важная структура коленного сустава — это синовиальные сумки или бурсы, которые облегчают скольжение мышц, сухожилий, фасций при движениях в коленном суставе. Некоторые сумки сообщаются с полостью сустава.
При значительной деформации коленного сустава, возникшей сразу после травмы, немедленно обратитесь к травматологу – так как это может быть и вывих коленного сустава. Это состояние встречается крайне редко, но оно очень опасно, так как вывихнутая голень давит на сосуды и нервы и последствия этой травмы могут быть весьма плачевными – вывих нужно вправить немедленно, и чем скорее, тем лучше. Не пытайтесь вправить вывих голени самостоятельно.
Не откладывайте визит к травматологу, особенно если: