BIOMECHANIKA KOLENNÍ KLOUB

Transkript

1 BIOMECHANIKA KOLENNÍ KLOUB

2 KOLENNÍ KLOUB (ARTICULATIO( GENU) Složený kloub, největší a nejsložitější v lidském těle. 3 kosti - femur, tibie, patela 3 oddíly - mediální, laterální, patelofemorální 4 ligamenta - MCL, LCL, ACL, PCL 2 menisky, artikulující chrupavka

3 KOLENNÍ KLOUB Femur Tibie Patela V kolenním kloubu spolu artikulují dvě nejdelší kosti, a tedy i páky lidského těla síly, které zde působí, jsou velké.

4 KOLENNÍ KLOUB Fibula slouží pro připojení tkání není v kontaktu s femurem nebo patelou není částí kolenního kloubu Anthony CP, Kolthoff NJ: Textbook of anatomy and physiology, ed 9, St. Louis, 1975, Mosby

5 KOLENNÍ KLOUB Úloha kolenního kloubu: umožnit stabilitu při současné mobilitě (Véle, 1997) Správná anatomická stavba, ale i souhra statických a dynamických stabilizátorů kolena Statické stabilizátory menisky (med., lat.), vazivový aparát (zkřížené a postranní vazy), kloubní pouzdro Dynamické stabilizátory svalový aparát

6 KOLENNÍ VAZY

7 LIG. CRUCIATUM ANTERIUS Vliv na ventrální posun tibie a předozadní stabilitu kloubu. při plné extenzi dojde k napnutí vazu při 15 flexi tenze vazu klesá minimální napětí mezi flexe s další flexí roste napětí zevní rotace vede k relaxaci vazu, vnitřní rotací se LCA napíná Nejčastější mechanismus poranění: náraz z vnějšího prostředí, násilná vnitřní rotace v konečné fázi extenze (typické pro lyžování, tenis nebo fotbal )

8 LIG. CRUCIATUM POSTERIUS Stabilizuje dorzální posun tibie v plné extenzi kolenního kloubu napjatá pouze posteromediální část, během 20 flexe relaxuje začíná se napínat část anterolaterální při 30 flexi se zvyšuje napětí vazu jako celku největší zatížení LCP je mezi flexe Nejčastější mechanismus poranění: násilný posun tibie dorsálně, hyperextenze kolena při sportu

9 KOLENNÍ VAZY Zkřížené vazy - nejmohutnější stabilizátory kloubu - pevnost 800 N (PCL) Mediální vaz - určuje rozsah zevní rotace, po jeho protětí se rozsah zevní rotace zvětší na dvojnásobek - pevnost 480 N (MCL)

10 ZKŘÍŽEN ENÉ VAZY Přední omezení posunu tibie dopředu a její vnitřní rotace Zadní omezení posunu tibie dozadu a její vnější rotace Čtyřnosníkový kinematický řetězec: AB přední, CD zadní D femur B A tibie C

11 ZKŘÍŽEN ENÉ VAZY Největší síla: 340 N vnitřní torzní moment při hyperextenzi kolena 305 N vnější torze flektované koleno je méně náchylné k poranění ACL i při torzi tibie

12 POSTRANNÍ KOLENNÍ VAZY Funkce: omezení úhlu vbočení a vybočení kolena, vnější a vnitřní rotace, předozadního posunu Různým hodnotám flexe v kolenním kloubu přísluší určité části vazu relativní skluz snopců

13 ZATÍŽEN ENÍ VAZŮ

14 PORANĚNÍ VAZŮ Mechanizmus poranění ACL pokusy s rychlým snížením těla s chodidlem v kontaktu s podložkou + flexe v koleni (zhoršení při působení vnějších sil na kolenním kloubu) hyperextenze v kolenním kloubu s vnitřní rotací tibie Ženy jsou více odolné proti poranění ACL širší pánev, větší flexibilita, méně vyvinutá muskulatura, externí torze tibie,

15 PORANĚNÍ VAZŮ Mechanizmus poranění PCL při rotaci nebo hyperextenzi kolena se současným poraněním dalších vazů přímý úder zepředu do flektovaného kolena pád na koleno ve flekčním postavení (síla tlačí tibii vzad proti femuru)

16 STABILITA KOLENNÍHO KLOUBU koordinace mezi vazivovým a svalovým aparátem neuromuskulární reflex, který slouží k ochraně struktur kolenního kloubu doba trvání cca 330 ms

17 BIOMECHANIKA KOLENNÍCH ORTÉZ Stabilizace LCA Poškození LCA Pohyb v kloubu Korekční princip

18 BIOMECHANIKA KOLENNÍCH ORTÉZ Stabilizace LCP Poškození LCP Pohyb v kloubu Korekční princip

19 POHYB V KOLENNÍM M KLOUBU proložíme-li středem kolenního kloubu tři základní roviny (frontální, sagitální a transverzální), protnou se ve třech přímkách označených jako X, Y a Z, které jsou zároveň osami možných pohybů v kolenním kloubu kolem těchto os je teoreticky možno provést celkem šest druhů pohybu: 3 rotační a 3 translační

20 POHYB V KOLENNÍM M KLOUBU - translační pohyb podél osy X jako přední a zadní zásuvkový příznak, - translační pohyb podél osy Z jako kompresi a distrakci, - translační pohyb podél osy Y není za normálních okolností možný

21 PROVEDENÍ POHYBU (TIBIO- FEMORÁLN LNÍ) Pro plnou extenzi rotace není možná vzájemný dotyk kondylů Rotace se uskutečňuje při současné flexi (největší při flexi v rozsahu ) zevní 21 vnitřní 17 Při flexi přes 90 se rotace snižuje vlivem měkkých tkání Působením axiálního tlaku klesá rozsah rotačních pohybů na polovinu oproti kloubu nezatíženému

22 PROVEDENÍ POHYBU (TIBIO- FEMORÁLN LNÍ) Iniciální rotace na počátku flexe a terminální rotace na konci extenze Válivý pohyb kondylů femuru po tibiálním plató Klouzavý pohyb kondylů femuru po tibiálním plató

23 FLEXE EXTENZE

24 OSA OTÁČEN ENÍ Tvar kloubních ploch největší význam má nesoustředné zakřivení kondylů v sagitální rovině. Jednotlivé části kloubní plochy mají různý poloměr křivosti, který se dorzálně postupně zmenšuje narůstá zakřivení kondylu. Neexistuje stálá osa pohybu, mění se v závislosti na stupni flexe. Hovoříme o tzv. okamžitém středu rotace.

25 UMÍST STĚNÍ OSY OTÁČEN ENÍ Trajektorie vytvořená z poloh osy při flexi/extenzi má tvar spirály nebo šroubovice.

26 Kondyly femoru evoluta

27 VNITŘNÍ A ZEVNÍ ROTACE Rozsah rotací se zvyšuje s postupnou flexí, a to hlavně během prvních 30 flexe. Největší rozsah rotačních pohybů je zhruba mezi 45 a 90 flexe. Údaje o rozsahu rotací se u různých autorů liší: Bartoníček (1986) uvádí rozsah vnitřní rotace 17 a zevní rotace 21, Hoppenfeld (1976) udává pro obě rotace hodnotu 10.

28 PROVEDENÍ POHYBU (TIBIO- FEMORÁLN LNÍ) Abdukce a addukce je taktéž možná s částečnou flexi kolene (plná extenze znemožňuje pohyb) Pasivní zvětšení abdukce a addukce se vyskytuje při flexi kolene <30

29 MENISKY Mediální meniskus je pevně srostlý s vnitřním kolaterálním vazem a s přední částí úponové šlachy m. semimembranosus méně pohyblivý.

30 FUNKCE MENISKŮ Zvětšují plochu kontaktu (až o 70 %), vyrovnávají různá zakřivení kloubních ploch, napínají kloubní pouzdro a brání jeho uskřinutí Rovnoměrně distribuují tlakové síly, působí jako tlumič Zvyšují stabilitu kolenního kloubu (zejména při poranění ACL) Zabraňují turbulenci synoviální tekutiny a tím zlepšují její lubrikační schopnost, zmenšují tření až o 20 %

31 MENISKY POHYB posun dopředu při extenzi posun vzad při flexi Bursy více než 10 v kolenním kloubu a jeho okolí, absorbují náraz a brání tření.

32 PATELOFEMORÁLN LNÍ KLOUB při flexi je patela přímo v kontaktu s kondyly femuru chová se jako osa otáčení levostranně dominantní větší plocha kontaktu povrchu je na laterální straně dva stupně volnosti klouzání pately po kondylech femuru

33 PATELOFEMORÁLNÍ KLOUB Patela mění tak směr tahu šlachy m. quadriceps femoris zvětšuje rameno síly umožňuje jeho efektivnější zapojení při pohybu. Patelofemorální kloub je při chůzi zatížen 1/2 tělesné hmotnosti, při chůzi do schodů 3,3 násobkem a při dřepu až 7 násobkem hmotnosti. Největší zatížení čéšky je při flexe (! práce v kleku, dřepy), vyhýbat se úhlu nad 60 flexe.

34 PATELOFEMORÁLN LNÍ KLOUB Patela je dynamizujícím prvkem extenčního aparátu kolenního kloubu. Tvoří kladku, na které dochází ke změně směru tahu m. quadriceps femoris nárůst síly. Větší změna tahu m. quadriceps femoris větší síla, která tlačí patelu proti přední ploše femuru poškození pately při zatížení v dřepu nebo v kleku.

35 PATELOFEMORÁLN LNÍ KLOUB

36 EXTENZE V KOLENNÍM M KLOUBU Q-ÚHEL Osa tahu m. quadriceps femoris distálně a lehce mediálně, osa lig. patele distálně a mírně laterálně osy svírají tupý úhel otevřený zevně. Patela má při kontrakci m. quadriceps femoris tendenci k lateralizaci je neutralizována celkovou anatomickou stavbou patelo-femorálního kloubu. K vyjádření valgozity se používá tzv. Q-úhel (quadriceps angle). Směru tahu svalu odpovídá spojnice spina iliaca anterior superior a středu pately, osa lig. patele je dána spojnicí středu pately a tuberositas tibie.

37 EXTENZE V KOLENNÍM M KLOUBU Q-ÚHEL U mužů je normální hodnota Q-úhlu do 10, u žen do 15. Hodnoty větší než 20 jsou považovány za patologické

38 ROZSAH POHYBU Aktivity Flexe kolene ( ) Chůze 67 Výstup do schodů 83 Sestup ze schodů 90 Sed Obouvání bot 106 Dřep 130 Flexe/extenze v sagitální rovině 0 až 140 Vnitřní/zevní rotace v transverzální rovině 0 až 45 /0 až 30

39 REAKČNÍ SÍLA V KLOUBU Velikost se mění v průběhu pohybu, podobně jako podíl jednotlivých svalů na celkové velikosti.