Väzivá kolenného kĺbu

Všetky stabilizátory sa konvenčne nedelia do dvoch skupín, ako sa predtým akceptovalo, ale do troch: pasívne, relatívne pasívne a aktívne. Medzi pasívne prvky stabilizačného systému patria kosti, synoviálna kapsula kĺbu, medzi relatívne pasívne menisky, väzy kolenného kĺbu, fibrózna kapsula kĺbu a medzi aktívne svaly so šľachami.

Medzi relatívne pasívne prvky zapojené do stabilizácie kolenného kĺbu patria tie, ktoré aktívne neposúvajú holennú kosť vzhľadom na stehennú kosť, ale majú priame spojenie s väzmi a šľachami (napríklad menisky), alebo sú samy osebe väzivovými štruktúrami, ktoré majú priame alebo nepriame spojenie so svalmi.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Funkčná anatómia kapsulárno-väzivového aparátu kolena

V kĺbe až do 90°. PCL nadobúda úlohu sekundárneho stabilizátora pre vonkajšiu rotáciu holennej kosti pri 90° flexii, ale hrá menšiu úlohu pri plnej extenzii holennej kosti. D. Veltry (1994) tiež poznamenáva, že PCL je sekundárnym stabilizátorom pri varusovej deviácii holennej kosti.

BCL je primárnym stabilizátorom valgóznej deviácie holennej kosti. Je tiež primárnym obmedzovačom vonkajšej rotácie holennej kosti. Úlohou BCL ako sekundárneho stabilizátora je obmedziť predný posun holennej kosti. Pri intaktnom ACL teda transekcia BCL nezmení prednú transláciu holennej kosti. Avšak po poranení ACL a transekcii BCL dochádza k významnému zvýšeniu patologického posunu holennej kosti dopredu. Okrem BCL aj mediálna časť kĺbového puzdra do istej miery obmedzuje predný posun holennej kosti.

MCL je primárnym stabilizátorom varusovej deviácie holennej kosti a jej vnútornej rotácie. Posterolaterálna časť kĺbového puzdra je sekundárnym stabilizátorom.

Pripojenie väzov kolenného kĺbu

Existujú dva typy úponu: priamy a nepriamy. Priamy typ sa vyznačuje tým, že väčšina kolagénových vlákien preniká priamo do kortikálnej kosti v mieste ich úponu. Nepriamy typ je určený tým, že značný počet kolagénových vlákien pri vstupe pokračuje do periosteálnych a fasciálnych štruktúr. Tento typ je charakteristický pre dĺžkovo významné miesta úponu ku kosti. Príkladom priameho typu je femorálny úpon mediálneho kolaterálneho väzu kolenného kĺbu, kde prechod flexibilného silného väzu na tuhú kortikálnu platničku sa uskutočňuje cez štvorstenné štruktúry, a to: väzy kolenného kĺbu, nemineralizovanú vláknitú chrupavku, mineralizovanú vláknitú chrupavku, kortikálnu kosť. Príkladom rôznych typov úponu v rámci jednej väzivovej štruktúry je tibiálny úpon ACL. Na jednej strane existuje rozsiahly nepriamy úpon, kde väčšina kolagénových vlákien pokračuje do periostu, a na druhej strane existujú niektoré fibrochrupavkové spojenia s priamym vstupom kolagénových vlákien do kosti.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Izometrickosť

Izometria je udržiavanie konštantnej dĺžky väzu kolenného kĺbu počas artikulácií. V kĺbovom kĺbe s rozsahom pohybu 135° je koncept izometrie mimoriadne dôležitý pre správne pochopenie jeho biomechaniky v norme aj patológii. V sagitálnej rovine možno pohyby v kolennom kĺbe charakterizovať ako spojenie štyroch komponentov: dvoch skrížených väzov a kostných mostíkov medzi ich začiatkami. Najzložitejšie usporiadanie sa nachádza v kolaterálnych väzoch, čo je spojené s nedostatkom úplnej izometrie počas artikulácií pri rôznych uhloch flexie v kolennom kĺbe.

Krížové väzy kolenného kĺbu

Skrížené väzy kolenného kĺbu sú zásobované krvou zo strednej tepny. Celkovú inerváciu zabezpečujú nervy popliteálneho plexu.

Predné skrížené väzy kolenného kĺbu sú pás spojivového tkaniva (v priemere 32 mm dlhý, 9 mm široký), ktorý prebieha od zadnej mediálnej plochy laterálneho kondylu stehennej kosti k zadnej interkondylárnej jamke na holennej kosti. Normálny ACL má pri 90° flexii uhol sklonu 27°, rotačná zložka vlákien v miestach úponu na holennej a stehennej kosti je 110°, uhol intrafascikulárneho skrútenia kolagénových vlákien sa pohybuje v rozmedzí 23-25°. Pri plnej extenzii prebiehajú vlákna ACL približne rovnobežne so sagitálnou rovinou. Dochádza k miernej rotácii väzu kolenného kĺbu vzhľadom na pozdĺžnu os, tvar tibiálneho začiatku je oválny, v predozadnom smere dlhší ako v mediálno-laterálnom smere.

Zadný skrížený väz kolenného kĺbu je kratší, silnejší (priemerná dĺžka 30 mm) a vychádza z mediálneho femorálneho kondylu, tvar začiatku je polkruhový. V predozadnom smere je dlhší v proximálnej časti a v distálnej časti na stehennej kosti má vzhľad zakriveného oblúka. Vysoký femorálny úpon dáva väzu takmer vertikálny priebeh. Distálny úpon PCL sa nachádza priamo na zadnej ploche proximálneho konca holennej kosti.

ACL sa delí na úzky anterolaterálny zväzok, ktorý sa naťahuje počas flexie, a široký posterolaterálny zväzok, ktorého vlákna sú napnuté počas extenzie. VZKL sa delí na široký anterolaterálny zväzok, ktorý sa naťahuje počas flexie nohy, úzky posteromediálny zväzok, ktorý je napnutý počas extenzie, a meniskofemorálny pás rôznych tvarov, ktorý je počas flexie napnutý.

Ide však skôr o podmienené rozdelenie zväzkov skrížených väzov kolenného kĺbu vo vzťahu k ich napätiu počas flexie a extenzie, pretože je zrejmé, že vzhľadom na ich úzky funkčný vzťah neexistujú žiadne absolútne izometrické vlákna. Obzvlášť pozoruhodné sú práce viacerých autorov o sekcionálno-transverzálnej anatómii skrížených väzov, ktoré ukázali, že plocha prierezu PCL je 1,5-krát väčšia ako plocha prierezu ICL (štatisticky spoľahlivé údaje boli získané v oblasti úponu stehennej kosti a v strede väzu kolenného kĺbu). Plocha prierezu sa počas pohybov nemení. Plocha prierezu PCL sa zväčšuje od holennej kosti k stehennej kosti a ICL naopak od stehennej kosti k holennej kosti. Meniskofemorálne väzy kolenného kĺbu tvoria 20 % objemu zadného skríženého väzu kolenného kĺbu. PCL sa delí na anterolaterálnu, posteromediálnu a meniskofemorálnu časť. Závery týchto autorov na nás zapôsobili, pretože sú v súlade s naším chápaním tohto problému, a to:

1. Rekonštrukčná chirurgia neobnovuje trojzložkový komplex PCL.
2. Anterolaterálny zväzok PCL je dvakrát väčší ako posteromediálny a hrá dôležitú úlohu v kinematike kolenného kĺbu.
3. Meniskofemorálna časť je vždy prítomná, má podobné prierezové rozmery ako posteromediálny zväzok. Jej poloha, veľkosť a sila zohrávajú významnú úlohu pri kontrole zadného a posterolaterálneho posunu holennej kosti vzhľadom na stehennú kosť.

Ďalšiu analýzu funkčnej anatómie kolenného kĺbu je vhodnejšie vykonať identifikáciou anatomickej oblasti, pretože existuje úzky funkčný vzťah medzi pasívnymi (puzdro, kosti), relatívne pasívnymi (menisky, väzy kolenného kĺbu) a aktívnymi zložkami stability (svaly).

[ 7 ]

Mediálny kapsulárno-väzivový komplex

Z praktického hľadiska je vhodné rozdeliť anatomické štruktúry tejto sekcie do troch vrstiev: hlbokej, strednej a povrchovej.

Najhlbšia tretia vrstva zahŕňa mediálne puzdro kĺbu, ktoré je v prednej časti tenké. Nie je dlhá, nachádza sa pod mediálnym meniskom, čo zabezpečuje jeho pevnejšie uchytenie k holennej kosti ako k stehennej kosti. Strednú časť hlbokej vrstvy predstavuje hlboký list mediálneho kolaterálneho väzu kolenného kĺbu. Tento segment je rozdelený na meniskofemorálnu a meniskotibiálnu časť. V posteromediálnej časti sa stredná vrstva (II) spája s hlbšou vrstvou (III). Táto oblasť sa nazýva zadný šikmý väz.

V tomto prípade je jasne viditeľná úzka fúzia pasívnych prvkov s relatívne pasívnymi, čo hovorí o konvenčnosti takéhoto rozdelenia, hoci obsahuje veľmi špecifický biomechanický význam.

Meniskofemorálne časti väzu kolenného kĺbu ďalej dozadu sa stenčujú a počas flexie v kĺbe majú najmenšie napätie. Túto oblasť spevňuje šľacha m. semimembranosus. Niektoré vlákna šľachy sú votkané do šikmého popliteálneho väzu, ktorý prechádza priečne od distálnej časti mediálneho povrchu holennej kosti k proximálnej časti laterálneho kondylu stehennej kosti v priamom smere k zadnej časti kĺbového puzdra. Šľacha m. semimembranosus tiež dáva vlákna predne do zadného šikmého väzu a do mediálneho menisku. Tretia časť m. semimembranosus je priamo pripojená k posteromediálnemu povrchu holennej kosti. V týchto oblastiach je puzdro zreteľne zhrubnuté. Ďalšie dve hlavy m. semimembranóznych väzov sa pripájajú k mediálnemu povrchu holennej kosti a prechádzajú hlboko (vzhľadom na MCL) do vrstvy, ktorá je spojená s m. popliteus. Najsilnejšou časťou III. vrstvy je hlboký cíp MCL, ktorý má vlákna orientované rovnobežne s vláknami ACL pri plnom natiahnutí. Pri maximálnej flexii je úpon MCL ťahaný dopredu, čo spôsobuje, že väz prebieha takmer vertikálne (t. j. kolmo na tibiálnu plató). Ventrálny úpon hlbokej časti MCL leží distálne a mierne posteriórne od povrchovej vrstvy MCL. Povrchový chlopeň MCL prebieha pozdĺžne v medzivrstve. Počas flexie zostáva kolmý na povrch tibiálnej plató, ale pri posune stehennej kosti sa posúva dozadu.

Je teda viditeľná jasná vzájomná súvislosť a závislosť aktivity rôznych zväzkov kolenného väzu. V polohe flexie sú teda predné vlákna kolenného väzu napäté, zatiaľ čo zadné vlákna sú uvoľnené. To nás viedlo k záveru, že pri konzervatívnej liečbe ruptúr kolenného väzu je potrebné v závislosti od lokalizácie poškodenia kolenného väzu zvoliť optimálny uhol flexie v kolennom kĺbe, aby sa maximalizovalo zníženie diastázy medzi natrhnutými vláknami. Pri chirurgickej liečbe by sa malo v akútnom období vykonať aj šitie kolenného väzu, ak je to možné, berúc do úvahy tieto biomechanické vlastnosti kolenného väzu.

Zadné časti II. a III. vrstvy kĺbového puzdra sú spojené v zadnom šikmom väze. Femorálny začiatok tohto väzu kolenného kĺbu leží na mediálnom povrchu stehennej kosti za začiatkom povrchového cípa BCL. Vlákna väzu kolenného kĺbu smerujú dozadu a nadol a sú uchytené v oblasti posteromedialového uhla kĺbového konca holennej kosti. Menisko-holenná časť tohto väzu kolenného kĺbu je veľmi dôležitá pri úpone zadnej časti menisku. Táto oblasť je dôležitým úponom m. semimembranosus.

Zatiaľ neexistuje zhoda v tom, či je zadný šikmý väz samostatným väzom alebo je zadnou časťou povrchovej vrstvy predného zväzku kolenného kĺbu (BCL). V prípade poranenia predného skríženého väzu (ACL) slúži táto oblasť kolenného kĺbu ako sekundárny stabilizátor.

Komplex mediálneho kolaterálneho väzu obmedzuje nadmernú valgóznu deviáciu a vonkajšiu rotáciu holennej kosti. Hlavným aktívnym stabilizátorom v tejto oblasti sú šľachy svalov veľkej „husej nohy“ (pes anserinus), ktoré pokrývajú stredný kolenný väz (MCL) počas úplnej extenzie holennej kosti. MCL (hlboká časť) spolu s ACL tiež obmedzuje predný posun holennej kosti. Zadná časť MCL, zadný šikmý väz, posilňuje posteromediálnu časť kĺbu.

Najpovrchnejšia vrstva I pozostáva z pokračovania hlbokej fascie stehna a šľachového predĺženia m. artorius. V prednej časti povrchovej časti predkolenia (BCL) sa vlákna vrstiev I a II stávajú neoddeliteľnými. Dorzálne, kde sú vrstvy II a III neoddeliteľné, ležia šľachy m. gracilis a m. scmitendinosus nad kĺbom, medzi vrstvami I a II. V zadnej časti je kĺbové puzdro stenčené a pozostáva z jednej vrstvy, s výnimkou skrytých samostatných zhrubnutí.

Laterálny kapsulárno-väzivový komplex

Bočná časť kĺbu sa tiež skladá z troch vrstiev väzivových štruktúr. Kĺbové puzdro je rozdelené na prednú, strednú, zadnú časť, ako aj meniskofemorálnu a meniskotibiálnu časť. V laterálnej časti kĺbu sa nachádza intrakapsulárna šľacha m. popliteus, ktorá smeruje k periférnemu úponu laterálneho menisku a je pripevnená k laterálnej časti kĺbového puzdra, pred m. popliteus sa nachádza a. geniculare inferior. Existuje niekoľko zhrubnutí najhlbšej vrstvy (III). MCL je hustý prameň pozdĺžnych kolagénových vlákien, voľne ležiaci medzi dvoma vrstvami. Tento väz kolenného kĺbu sa nachádza medzi fibulou a laterálnym kondylom stehennej kosti. Femorálny začiatok MCL leží na väze spájajúcom vstup šľachy m. popliteus (distálny koniec) a začiatok laterálnej hlavy m. gastrocnemius (proximálny koniec). Trochu vzadu a najhlbšie sa nachádza lg. Šľacha m. arcuatum, ktorá vychádza z hlavy fibuly, vstupuje do zadného puzdra v blízkosti lg. obliquus popliteus. Šľacha m. popliteus funguje ako väz. M. popliteus spôsobuje vnútornú rotáciu holennej kosti so zvyšujúcou sa flexiou nohy. To znamená, že je skôr rotátorom nohy než flexorom alebo extenzorom. MCL je obmedzovačom patologickej varusovej odchýlky, napriek tomu, že sa pri flexii uvoľňuje.

Povrchová vrstva (I) na laterálnej strane je pokračovaním hlbokej fascie stehna, ktorá anterolaterálne obklopuje iliotibiálny trakt a posterolaterálne šľachu bicepsu femoris. Medzivrstva (II) je patelárna šľacha, ktorá vychádza z iliotibiálneho traktu a kĺbového puzdra, prechádza mediálne a pripája sa k patele. Iliotibiálny trakt pomáha strednej kolennej kosti (MCL) pri laterálnej stabilizácii kĺbu. Medzi iliotibiálnym traktom a intermuskulárnou priehradkou existuje úzky anatomický a funkčný vzťah pri prístupe k miestu úponu v Gerdyho tuberkulu. Muller V. (1982) to označil ako anterolaterálny tibiofemorálny väz, ktorý hrá úlohu sekundárneho stabilizátora, obmedzujúceho predný posun holennej kosti.

Existujú aj štyri ďalšie väzivové štruktúry: laterálne a mediálne meniskopatelárne väzy kolenného kĺbu, laterálne a mediálne patelofemorálne väzy kolenného kĺbu. Podľa nášho názoru je však toto rozdelenie veľmi podmienené, pretože tieto prvky sú súčasťou iných anatomických a funkčných štruktúr.

Viacerí autori rozlišujú časť šľachy m. popliteus ako väzivovú štruktúru lg. popliteo-fibulare, pretože tento väz kolenného kĺbu spolu s lg. arcuaium, MCL a m. popliteus podporuje PCL pri kontrole zadného posunu holennej kosti. Rôzne kĺbové štruktúry, napríklad tukový vankúšik, proximálny tibiofibulárny kĺb, tu neuvažujeme, pretože priamo nesúvisia so stabilizáciou kĺbu, hoci ich úloha ako určitých pasívnych stabilizačných prvkov nie je vylúčená.

Biomechanické aspekty vývoja chronickej posttraumatickej instability kolena

Bezkontaktné metódy merania pohybov kĺbov počas biomechanického testovania použili J. Perry, D. Moynes a D. Antonelli (1984).

Elektromagnetické zariadenia na rovnaké účely použili J. Sidles a kol. (1988). Bolo navrhnuté matematické modelovanie na spracovanie informácií o pohybe v kolennom kĺbe.

Pohyby kĺbov možno chápať ako rôzne kombinácie translácií a rotácií riadených niekoľkými mechanizmami. Existujú štyri zložky, ktoré ovplyvňujú stabilitu kĺbu a pomáhajú udržiavať kĺbové povrchy v kontakte: pasívne štruktúry mäkkých tkanív, ako sú krížové a kolaterálne väzy kolenného kĺbu, menisky, ktoré pôsobia buď priamo napínaním zodpovedajúcich tkanív, čím obmedzujú pohyby v tibiofemorálnom kĺbe, alebo nepriamo vytváraním kompresného zaťaženia kĺbu; aktívne svalové sily (aktívno-dynamické zložky stabilizácie), ako je trakcia štvorhlavého stehenného svalu, hamstringové svaly, ktorých mechanizmus účinku je spojený s obmedzením amplitúdy pohybov v kĺbe a transformáciou jedného pohybu na druhý; vonkajšie vplyvy na kĺb, ako sú momenty zotrvačnosti vznikajúce počas lokomócie; geometria kĺbových povrchov (absolútne pasívne prvky stability), ktoré obmedzujú pohyby v kĺbe v dôsledku zhody kĺbových povrchov kostí. Medzi holennou a stehennou kosťou existujú tri translačné stupne voľnosti pohybu, ktoré sa opisujú ako anteroposteriórny, mediálno-laterálny a proximálno-distálny; a tri rotačné stupne voľnosti pohybu, a to flexia-extenzia, valgus-varus a externo-vnútorná rotácia. Okrem toho existuje takzvaná automatická rotácia, ktorá je určená tvarom kĺbových plôch v kolennom kĺbe. Pri extenzii nohy teda dochádza k jej vonkajšej rotácii, ktorej amplitúda je malá a dosahuje v priemere 1°.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Stabilizačná úloha väzov kolenného kĺbu

Množstvo experimentálnych štúdií nám umožnilo podrobnejšie študovať funkciu väzov. Bola použitá metóda selektívneho rezania. To nám umožnilo formulovať koncept primárnych a sekundárnych stabilizátorov v norme a pri poškodení väzov kolenného kĺbu. Podobný návrh sme publikovali v roku 1987. Podstata konceptu je nasledovná. Za primárny stabilizátor sa považuje väzivá štruktúra, ktorá poskytuje najväčší odpor voči predozadnej dislokácii (translácii) a rotácii, ku ktorej dochádza pod vplyvom vonkajšej sily. Prvky, ktoré poskytujú menší príspevok k odporu pri vonkajšom zaťažení, sú sekundárne obmedzovače (stabilizátory). Izolované pretínanie primárnych stabilizátorov vedie k významnému zvýšeniu translácie a rotácie, ktorú táto štruktúra obmedzuje. Pri pretínaní sekundárnych stabilizátorov sa nepozoruje žiadne zvýšenie patologického posunu s porušením integrity primárneho stabilizátora. Pri sečnom poškodení sekundárneho stabilizátora a ruptúre primárneho stabilizátora dochádza k výraznejšiemu zvýšeniu patologického posunu holennej kosti vzhľadom na stehennú kosť. Kolenný väz môže pôsobiť ako primárny stabilizátor určitých translácií a rotácií a zároveň sekundárne obmedzovať pohyby iných kĺbov. Napríklad, BCL je primárnym stabilizátorom valgóznej odchýlky holennej kosti, ale pôsobí aj ako sekundárny obmedzovač predného posunu holennej kosti vzhľadom na stehennú kosť.

Predný skrížený väz kolenného kĺbu je primárnym obmedzovačom predného posunutia holennej kosti vo všetkých uhloch flexie v kolennom kĺbe a preberá približne 80 – 85 % odporu voči tomuto pohybu. Maximálna hodnota tohto obmedzenia sa pozoruje pri 30° flexii v kĺbe. Izolované prerezanie predného skríženého väzu (ACL) vedie k väčšej translácii pri 30° ako pri 90°. ACL tiež poskytuje primárne obmedzenie mediálneho posunutia holennej kosti pri plnej extenzii a 30° flexii v kĺbe. Sekundárnou úlohou ACL ako stabilizátora je obmedziť rotáciu holennej kosti, najmä pri plnej extenzii, a je väčším obmedzením vnútornej rotácie ako vonkajšej rotácie. Niektorí autori však poukazujú na to, že pri izolovanom poškodení ACL dochádza k menšej rotačnej nestabilite.

Podľa nášho názoru je to spôsobené tým, že ACL aj PCL sú prvkami centrálnej osi kĺbu. Veľkosť pákového efektu pre ACL na rotáciu holennej kosti je extrémne malá a pre PCL prakticky chýba. Preto je vplyv na obmedzenie rotačných pohybov zo strany skrížených väzov minimálny. Izolované prepojenie ACL a posterolaterálnych štruktúr (šľachy m. popliteus, MCL, lg. popliteo-fibulare) vedie k zvýšeniu predného a zadného posunutia holennej kosti, varusovej odchýlke a vnútornej rotácii.

Komponenty aktívnej dynamickej stabilizácie

V štúdiách venovaných tejto problematike sa väčšia pozornosť venuje vplyvu svalov na pasívne väzivové prvky stabilizácie pomocou napätia alebo uvoľnenia pri určitých uhloch flexie v kĺbe. Najväčší vplyv na skrížené väzy kolenného kĺbu má teda štvorhlavý stehenný sval stehna pri flexii holene od 10 do 70°. Aktivácia štvorhlavého stehenného svalu vedie k zvýšeniu napätia predného skríženého väzu (ACL). Naopak, napätie predného skríženého väzu (PCL) sa znižuje. Svaly zadnej skupiny stehna (hamstring) pri flexii viac ako 70° mierne znižujú napätie ACL.

Pre zabezpečenie konzistentnosti v prezentácii materiálu stručne zopakujeme niektoré údaje, ktoré sme podrobne rozobrali v predchádzajúcich častiach.

Stabilizačná funkcia kapsulárno-väzivových štruktúr a periartikulárnych svalov bude podrobnejšie rozobraná o niečo neskôr.

Aké mechanizmy zabezpečujú stabilitu takéhoto komplexne organizovaného systému v statike a dynamike?

Na prvý pohľad sa tu pôsobiace sily navzájom vyvažujú vo frontálnej rovine (valgus-varus) a sagitálnej (predné a zadné posunutie). V skutočnosti je program stabilizácie kolenného kĺbu oveľa hlbší a je založený na koncepte torzie, t. j. mechanizmus jeho stabilizácie je založený na špirálovom modeli. Vnútorná rotácia holennej kosti je teda sprevádzaná jej valgóznou deviáciou. Vonkajšia kĺbová plocha sa pohybuje viac ako vnútorná. Pri začatí pohybu sa kondyly v prvých stupňoch flexie posúvajú v smere osi rotácie. Vo flexnej polohe s valgóznou deviáciou a vonkajšou rotáciou holennej kosti je kolenný kĺb oveľa menej stabilný ako vo flexnej polohe s varusovou deviáciou a vnútornou rotáciou.

Aby sme to pochopili, zvážme tvar kĺbových plôch a podmienky mechanického zaťaženia v troch rovinách.

Tvary kĺbových plôch stehennej a holennej kosti sú diskruentné, to znamená, že konvexnosť prvej je väčšia ako konkávnosť druhej. Menisky ich robia zhodnými. V dôsledku toho existujú v skutočnosti dva kĺby - meniskofemorálny a mezikotibiálny. Počas flexie a extenzie v meniskofemorálnej časti kolenného kĺbu sa horná plocha meniskov dotýka zadnej a dolnej plochy femorálnych kondylov. Ich konfigurácia je taká, že zadná plocha tvorí oblúk 120° s polomerom 5 cm a dolná plocha - 40° s polomerom 9 cm, to znamená, že existujú dva stredy otáčania a počas flexie jeden nahrádza druhý. V skutočnosti sa kondyly krútia do špirály a polomer zakrivenia sa neustále zväčšuje v zadnoanteriornom smere a predtým pomenované stredy otáčania zodpovedajú iba koncovým bodom krivky, pozdĺž ktorej sa stred otáčania pohybuje počas flexie a extenzie. Bočné väzy kolenného kĺbu vznikajú v miestach zodpovedajúcich centrám jeho rotácie. Pri naťahovaní kolenného kĺbu sa väzy kolenného kĺbu naťahujú.

V menisko-femorálnej časti kolenného kĺbu dochádza k flexii a extenzii a v menisko-tibiálnej časti tvorenej dolnými povrchmi meniskov a kĺbovými povrchmi holennej kosti dochádza k rotačným pohybom okolo pozdĺžnej osi. Tieto sú možné iba vtedy, keď je kĺb ohnutý.

Počas flexie a extenzie sa menisky pohybujú aj v predozadnom smere pozdĺž kĺbových plôch holennej kosti: počas flexie sa menisky pohybujú dozadu spolu so stehennou kosťou a počas extenzie sa pohybujú dozadu, teda menisko-tibiálny kĺb je pohyblivý. Pohyb meniskov v predozadnom smere je spôsobený tlakom kondylov stehennej kosti a je pasívny. Trakcia na šľachy semimembranózneho a popliteálneho svalu však spôsobuje časť ich posunu dozadu.

Možno teda konštatovať, že kĺbové povrchy kolenného kĺbu sú nekongruentné, sú spevnené kapsulárno-väzivovými prvkami, ktoré sú pri zaťažení vystavené silám smerovaným v troch vzájomne kolmých rovinách.

Centrálnym čapom kolenného kĺbu, ktorý zabezpečuje jeho stabilitu, sú skrížené väzy kolenného kĺbu, ktoré sa navzájom dopĺňajú.

Predný skrížený väz vychádza z mediálneho povrchu laterálneho kondylu stehennej kosti a končí v prednej časti interkondylárnej eminencie. Má tri zväzky: posterolaterálny, anterolaterálny a intermediárny. Pri 30° flexii sú predné vlákna napnutejšie ako zadné vlákna, pri 90° sú rovnako napnuté a pri 120° sú zadné a laterálne vlákna napnutejšie ako predné vlákna. Pri úplnej extenzii s vonkajšou alebo vnútornou rotáciou holennej kosti sú všetky vlákna tiež napnuté. Pri 30° s vnútornou rotáciou holennej kosti sú anterolaterálne vlákna napnuté a posterolaterálne vlákna sú uvoľnené. Os rotácie predného skríženého väzu kolenného kĺbu sa nachádza v posterolaterálnej časti.

Zadný skrížený väz začína na vonkajšom povrchu mediálneho kondylu stehennej kosti a končí v zadnej časti interkondylárnej eminencie holennej kosti. Má štyri zväzky: anteromediálny, posterolaterálny, meniskofemorálny (Wrisbcrg) a silne predný alebo Humphreyov väz. Vo frontálnej rovine je orientovaný pod uhlom 52-59°; v sagitálnej - 44-59°. Táto variabilita je spôsobená tým, že plní dvojakú úlohu: počas flexie sa naťahujú predné vlákna a počas extenzie zadné vlákna. Okrem toho sa zadné vlákna podieľajú na pasívnom pôsobení proti rotácii v horizontálnej rovine.

Pri valgóznej deviácii a vonkajšej rotácii holennej kosti predný skrížený väz obmedzuje predný posun mediálnej časti holennej plošiny a zadný skrížený väz obmedzuje zadný posun jej laterálnej časti. Pri valgóznej deviácii a vnútornej rotácii holennej kosti zadný skrížený väz obmedzuje zadný posun mediálnej časti holennej plošiny a predný skrížený väz obmedzuje prednú dislokáciu mediálnej časti.

Pri napätí flexorových a extenzorových svalov dolnej končatiny sa mení napätie predného skríženého väzu kolenného kĺbu. Tak podľa P. Renstroma a SW Armsa (1986) sa pri pasívnej flexii od 0 do 75° napätie väzu kolenného kĺbu nemení, pri izometrickom napätí sedacích a krčných svalov sa predný posun holennej kosti znižuje (maximálny účinok je medzi 30 a 60°), izometrické a dynamické napätie štvorhlavého stehenného svalu je sprevádzané napätím väzu kolenného kĺbu zvyčajne od 0 do 30° flexie, súčasné napätie flexorov a extenzorov dolnej končatiny nezvyšuje jeho napätie pri uhle flexie menšom ako 45°.

Na periférii je kolenný kĺb obmedzený kapsulou so svojimi zhrubnutiami a väzmi, ktoré sú pasívnymi stabilizátormi a pôsobia proti nadmernému posunutiu holennej kosti v predozadnom smere, jej nadmernej odchýlke a rotácii v rôznych polohách.

Mediálny laterálny alebo tibiálny kolaterálny väz pozostáva z dvoch zväzkov: jeden je povrchový, nachádza sa medzi tuberkulózou femorálneho kondylu a vnútorným povrchom holennej kosti, a druhý je hlboký, širší, prebiehajúci pred a za povrchovou fasciou. Zadné a šikmé hlboké vlákna tohto väzu kolenného kĺbu sa naťahujú počas flexie od uhla 90° až po úplné natiahnutie. Tibiálny kolaterálny väz chráni holennú kosť pred nadmernou valgóznou deviáciou a vonkajšou rotáciou.

Za tibiálnym kolaterálnym väzom kolenného kĺbu sa nachádza koncentrácia vlákien nazývaná postero-vnútorné fibro-šľachové jadro (noyau fibro-tendineux-postero-interne) alebo postero-vnútorný uhlový bod (point d'angle postero-inteme).

Laterálny kolaterálny väz alebo fibulárny kolaterálny väz sa klasifikuje ako extraartikulárny. Vychádza z tuberkulu laterálneho kondylu stehennej kosti a pripája sa k hlavici fibuly. Funkciou tohto väzu kolenného kĺbu je zabrániť nadmernej varóznej deviácii holene a vnútornej rotácii.

Vzadu sa nachádza fabellofibulárny väz, ktorý vychádza z fabely a pripája sa k hlavici fibuly.

Medzi týmito dvoma väzmi sa nachádza postero-externé fibro-šľachové jadro (noyau fibro-tendmeux-postero-externe) alebo postero-vnútorný uhlový bod (point d'angle postero-externe), tvorený úponom šľachy popliteálneho svalu a najexternejších vlákien zhrubnutí kapsuly (vonkajší oblúk popliteálneho oblúka alebo väzy kolenného kĺbu).

Zadný väz hrá dôležitú úlohu pri obmedzovaní pasívnej extenzie. Skladá sa z troch častí: strednej a dvoch bočných. Stredná časť je spojená s extenziou šikmého popliteálneho väzu kolenného kĺbu a koncových vláknach semimembranózneho svalu. Prechádzajúc do popliteálneho svalu, oblúk popliteálneho väzu kolenného kĺbu so svojimi dvoma zväzkami dopĺňa zadné stredné štruktúry. Tento oblúk spevňuje puzdro iba v 13 % prípadov (podľa Leebachera) a fabelofibulárny väz v 20 %. Existuje inverzný vzťah medzi významom týchto nekonštantných väzov.

Krídlové väzy kolenného kĺbu alebo patelárna retinakula sú tvorené množstvom kapsulárno-väzivových štruktúr - femoropatelárnymi, šikmými a krížovými vláknami vonkajšieho a vnútorného vastus femoris, šikmými vláknami širokej fascie stehna a aponeurózou krajčírskeho svalu. Variabilita smeru vlákien a úzke spojenie s okolitými svalmi, ktoré ich pri kontrakcii dokážu natiahnuť, vysvetľuje schopnosť týchto štruktúr plniť funkciu aktívnych a pasívnych stabilizátorov, podobne ako krížové a kolaterálne väzy.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Anatomický základ rotačnej stability kolena

Fibro-šľachové periartikulárne jadrá (les noyaux fibro-tendineux peri-articulaires) medzi zhrubovacími zónami kĺbového puzdra sú reprezentované väzmi, medzi ktorými sa rozlišujú štyri fibro-šľachové jadrá, inými slovami, rozlišujú sa rôzne časti puzdra a aktívne svalovo-šľachové prvky. Štyri fibro-šľachové jadrá sa delia na dve predné a dve zadné.

Predné mediálne fibro-šľachové jadro sa nachádza pred tibiálnym kolaterálnym väzom kolenného kĺbu a zahŕňa vlákna jeho hlbokého zväzku, femoropatelárne a mediálne meniskopatelárne väzy; šľachu krajčírskeho svalu, gracilný sval, šikmú časť šľachy semimembranózneho svalu, šikmé a vertikálne vlákna šľachovej časti veľkého stehenného svalu.

Za povrchovým zväzkom tibiálneho kolaterálneho väzu kolenného kĺbu sa nachádza posteromediálne fibrotendinózne jadro. V tomto priestore sa rozlišuje hlboký zväzok spomínaného väzu kolenného kĺbu, šikmý zväzok vychádzajúci z kondylu, úpon vnútornej hlavy lýtkového svalu a priamy a rekurentný zväzok šľachy semimembranózneho svalu.

Anterolaterálne fibrotendinózne jadro sa nachádza pred fibulárnym kolaterálnym väzom a zahŕňa kĺbové puzdro, femoropatelárne a laterálne meniskopatelárne väzy kolenného kĺbu a šikmé a vertikálne vlákna svalu tensor fascia lata.

Posterolaterálne fibrotendinózne jadro sa nachádza za peroneálnym kolaterálnym väzom kolenného kĺbu. Pozostáva z popliteálnej šľachy, fabeloperoneálnej šľachy, najpovrchovejších vlákien vychádzajúcich z kondylu s vláknami vonkajšej časti (klenby) popliteálneho klenby (väz kolenného kĺbu), úponu laterálnej hlavy lýtkového svalu a šľachy bicepsu femoris.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]