Капанджи А.И. Нижняя конечность: Функциональная анатомия. Том 2

Подождите немного. Документ загружается.

Оси коленного сустава

Первая степень свободы связана с поперечной осью

XX' (рис. 1, вид спереди и изнутри; рис. 2, вид полу-

согнутого колена спереди и снаружи), по отношению

к которой происходят движения сгибания и разгиба-

ния в сагиттальной плоскости. Эта ось, лежащая во

фронтальной плоскости, проходит через мыщелки

бедренных костей горизонтально.

Поскольку шейка бедренной кости образует угол с

диафизом (рис. 3, общий вид скелета нижних конеч-

ностей), ось последнего не совпадает с осью голени, а

составляет с ней тупой угол в 170-175°, открытый

кнаружи. Это физиологическое смещение кнаружи

(вальгус) коленного сустава.

С другой стороны, центры трех суставов - тазобед-

ренного Н, коленного О и голеностопного С - лежат

на прямой линии НОС, являющейся механической

осью нижней конечности. На уровне голени НОС

совпадает с осью голени, но составляет острый угол в

6° с осью бедра.

Поскольку тазобедренные суставы дальше отстоят

друг от друга, чем голеностопные, механическая ось

нижней конечности идет косо книзу и кнутри, об-

разуя с вертикалью угол в 3°. Этот угол будет тем

больше, чем шире таз, что характерно для женщин.

Этим объясняется более выраженный физиологичес-

кий вальгус коленного сустава у женщин по сравне-

нию с мужчинами.

Ось сгибания-разгибания XX' проходит горизонталь-

но и не совпадает с биссектрисой Ob, пересекающей

вальгусный угол. Угол между XX' и осью бедренной

кости составляет 81°, а между XX' и осью голени -

93°. Поэтому при полном сгибании в коленном суста-

ве ось голени оказывается не непосредственно позади

оси бедра, а сзади и слегка кнутри от нее, так что пят-

ка перемещается медиально по направлению к плос-

кости симметрии тела. Полное сгибание приводит

пятку в контакт с ягодицей на уровне седалищного

бугра.

Вторая степень свободы коленного сустава связана с

ротацией вокруг продольной оси голени УУ' (рис. 1

и 2) при согнутом коленном суставе. Его строение ис-

ключает ротацию в положении полного разгиба-

ния; ось голени совпадает с механической осью ниж-

ней конечности, и ротация проходит не в коленном, а

в тазобедренном суставе, который в этой ситуации

является как бы комплементарным по отношению к

коленному.

На рис.1 и 2 ось ZZ' идет спереди назад и перпен-

дикулярно к двум другим осям. Эта ось не является

третьей степенью свободы, но благодаря наличию

некоторой механической «игры» в суставе, обеспе-

ченной расслаблением латеральных связок, по от-

ношению к ней происходят боковые движения при

согнутом колене (в пределах 1-2 см, если измерять

на уровне голеностопного сустава). В положении

полного разгибания эти движения исчезают в связи

с натяжением латеральных связок, и их сохране-

ние, как правило, указывает на наличие патологии

связок.

Следует помнить, что поперечные смещения в норме

происходят при малейшем сгибании колена. Чтобы

удостовериться в том, что они не выходят за пределы

нормы, необходимо сравнить оба коленных сустава

при условии, что второй сустав здоров.

Латеральные смещения

в коленном суставе

Помимо физиологических вариаций, связанных с по-

лом, величина вальгуса может изменяться патоло-

гически (рис. 4, вид спереди скелета нижних конеч-

ностей).

Поворот вальгуса кнаружи (красная стрелка) назы-

вается genu varum (левое колено: Var на рис. 4). О

таком человеке говорят, что он кривоногий, с О-образ-

ной деформацией (рис. 6). Центр сустава, проходящий

через бороздку на суставной поверхности большебер-

цовой кости и через межмыщелковую ямку бедренной

кости, оказывается смещенным кнаружи.

Genu varum можно определить двумя способами:

• измерив угол между осями диафизов бедренной и

большеберцовой костей; при варусной деформации

он превышает нормальную величину в 170°, доходя

до 180 - 185°, что представляет изменение тупого

угла;

• измерив величину латерального смещения е

(рис. 5) центра сустава по отношению к механичес-

кой оси нижней конечности, которая в норме со-

ставляет 10-15 мм или 20 мм. Таким образом, мы

отмечаем DE = 15 мм.

И, наоборот, изменение физиологического вальгуса в

сторону закрытия угла кнутри (синяя стрелка) при-

водит к genu valgum (рис. 4, правое колено), т.е. к X-

образной деформации нижних конечностей, косола-

пости (рис. 8).

Эту деформацию можно также оценить двумя спосо-

бами:

• измерив угол между осями диафизов бедренной и

большеберцовой костей, который в этом случае ока-

жется меньше нормальной величины в 170°, напри-

мер 165°;

• определив медиальное смещение i (рис. 7) центра

коленного сустава по отношению к механической

оси нижней конечности, например на 10—15 мм или

20 мм. Таким образом, мы отмечаем DI = 15 мм.

Измерение поперечного смещения является более

точным, чем измерение вальгусного отклонения, но

требует качественных рентгенограмм нижней ко-

нечности (рис. 4) или гониометрии. Несчастный па-

циент, представленный на схеме на рис. 4, имеет

справа genu valgum, а слева - genu varum. Такое на-

блюдается редко, так как в большинстве случаев де-

формация симметрична, но не обязательно одинако-

ва по тяжести. Однако встречаются очень редкие

случаи, когда смещение центра суставов происходит

в одном и том же направлении, как на рисунке. Эта

комбинированная деформация причиняет больному

много неудобств с утратой стабильности, особенно

со стороны genu valgum. Это может произойти в том

случае, когда остеотомия приводит к гиперкоррек-

ции genu varum или genu valgum. В такой ситуации

необходимо без промедления прооперировать второй

коленный сустав, чтобы восстановить нормальный

баланс.

Поперечные смещения в коленном суставе далеко не

безобидны, так как они приводят к развитию остеоар-

троза. Это происходит из-за неравномерного распре-

деления нагрузки между двумя половинами сустав-

ных поверхностей с преждевременным износом внут-

ренней или наружной половины и появлением артро-

за в медиальной или латеральной части бедренно-

болыпебернового сочленения в зависимости от на-

личия genu varum или valgum. Лечение может потре-

бовать какой-либо формы остеотомии большебергр-

вой или бедренной кости.

Именно для профилактики этого осложнения столь

много внимания уделяется сейчас поперечным

смещениям в коленном суставе у маленьких детей.

Действительно, у детей двусторонняя вальгусная де-

формация коленного сустава встречается очень часто

и исчезает по мере роста. Тем не менее такие пациен-

ты нуждаются в диспансерном наблюдении с рентге-

нологическим контролем. Если к концу детского воз-

раста остается значительная деформация, может пот-

ребоваться эпифизиодез медиальной или латераль-

ной части сустава для коррекции genu valgum или

varum соответственно. Эта операция должна быть

произведена до окончания роста, так как ее цель со-

стоит в том, чтобы задержать рост на одной стороне

по отношению к другой.

Движения сгибания и разгибания

Это основные движения в коленном суставе, и их ам-

плитуду измеряют по отношению к исходному поло-

жению, определяемому по следующим критериям:

ось голени лежит на одной линии с осью бедра (рис. 9,

левая нога), т.е., если смотреть сбоку, ось бедра непос-

редственно продолжает ось голени. В этом исходном

положении длина нижней конечности наибольшая.

Разгибание определяется как движение, отдаляющее

заднюю поверхность голени от задней поверхности

бедра. Строго говоря, абсолютного разгибания не

существует, поскольку в исходном положении голень

уже максимально разогнута. Однако можно добиться

пассивного разгибания в 5-10° из исходного положе-

ния (рис. И), что ошибочно называют «гиперэкстен-

зией». У некоторых людей эта гиперэкстензия чрез-

мерно выражена, что приводит к искривлению колен-

ного сустава.

Активное разгибание редко превосходит исходное

положение, а если и превосходит, то очень не намного

(рис. 9), причем это зависит от тазобедренного суста-

ва. По сути, эффективность функции прямой мышцы

бедра как разгибателя коленного сустава увеличивает-

ся с экстензией в тазобедренном (см. стр. 164), так

что разгибание в тазобедренном суставе (рис. 10, пра-

вая конечность, сзади) создает условия для разгиба-

ния в коленном.

Относительное разгибание - это движение, обеспе-

чивающее полное разгибание в коленном суставе, на-

чиная из любого положения сгибания (рис. 10, левая

конечность, впереди). Оно имеет место при ходьбе,

когда неопорная конечность разгибается, чтобы прий-

ти в контакт с плоскостью опоры.

Сгибание - это движение задней поверхности голени

по направлению к задней поверхности бедра. Сгиба-

ние может быть абсолютным, т.е. из исходного поло-

жения, и относительным, т.е. из положения частич-

ного сгибания.

Амплитуда сгибания в коленном суставе варьирует в

зависимости от положения тазобедренного сустава и

в зависимости от того, является ли сгибание актив-

ным или пассивным.

Активное сгибание достигает 140°, если тазобедрен-

ный сустав уже согнут (рис. 12), и только 120°, если

он разогнут (рис. 13). Различие объясняется тем, что

седалищно-бедренные мышцы в какой-то мере утра-

чивают свою эффективность при разогнутом тазобед-

ренном суставе (см. стр. 166). Тем не менее возможно

превысить этот предел в 120° сгибания при разогну-

том тазобедренном суставе, воспользовавшись эффек-

том «продолжения движения» седалищно-бедренных

мышц. Когда они резко и мощно сокращаются, колен-

ный сустав приходит в положение сгибания, и за этим

следует некоторое пассивное сгибание.

Пассивное сгибание в коленном суставе достигает

160° (рис. 14), что позволяет пятке соприкоснуться с

ягодицей. Это важный клинический тест, позволяю-

щий определить свободу сгибания в коленном суставе

и объем пассивного сгибания, измерив расстояние

между пяткой и ягодицей. Обычно величину сгибания

определяют по сближению эластичных мышечных

масс бедра и икры. При наличии патологии пассивное

сгибание бывает ограничено ретракцией разгибатель-

ного аппарата, преимущественно четырехглавой мыш-

цы, или укорочением связок капсулы (см. стр. 122).

Количественно определить дефицит сгибания можно,

измерив разницу между достижимым сгибанием и

максимально ожидаемым (160°), или расстояние меж-

ду пяткой и ягодицей, дефицит разгибания всегда

представлен отрицательным числом: например, дефи-

цит сгибания в -60°, измеренный между положением,

достигаемым при пассивном разгибании, и нейтраль-

ным положением. На рис. 13 голень согнута на 120°, и

если ее нельзя разогнуть больше, то дефицит разгиба-

ния составит-120°.

Осевая ротация коленного сустава

Ротация голени вокруг продольной оси возможна

только при согнутом коленном суставе, тогда как при

разогнутом колене суставной замок превращает боль-

шеберцовую и бедренную кости в единое целое.

Для измерения активной осевой ротации нужно по-

садить больного на край кушетки, чтобы голени сво-

бодно свисали, а коленный сустав был согнут под пря-

мым углом (рис. 15): сгибание в коленном суставе

препятствует ротации в тазобедренном. В этом поло-

жении пальцы стопы слегка развернуты кнаружи (см.

стр. 90).

Внутренняя ротация (рис. 16) поворачивает пальцы

стоп внутрь и играет важную роль в функции приве-

дения стопы (см. стр. 200).

Наружная ротация (рис. 17) поворачивает пальцы

стоп кнаружи, а также играет важную роль в функции

отведении стопы.

Согласно Фику (Fick) наружная ротация составляет

40° и внутренняя — 30°. Ее величина зависит от степе-

ни сгибания в коленном суставе. Так, по данным этого

автора, наружная ротация достигает 32° при сгибании

в коленном суставе на 30° и 42° при сгибании голени

под прямым углом.

Пассивную осевую ротацию можно измерить в по-

ложении больного на животе с согнутыми под пря-

мым углом коленными суставами. Для этого нужно

обеими руками взяться за стопу и поворачивать ее так,

чтобы пальцы смотрели поочередно наружу (рис. 18)

и внутрь (рис. 19). Как и следует ожидать, амплитуда

пассивной ротации будет больше, чем активной.

И, наконец, существует осевая ротация, которую на-

зывают автоматической, поскольку она неизбежна

и непроизвольно связана с движениями сгибания и

разгибания. Особенно отчетливо она проявляется в

конце разгибания и в начале сгибания. Когда колен-

ный сустав разогнут, стопа ротирована кнаружи

(рис. 20), и наоборот, когда он согнут, голень поверну-

та кнутри (рис. 21). Те же самые движения происхо-

дят, когда человек сидит, подложив под себя ноги и

повернув пальцы стоп кнутри (положение плода).

Механизм этой автоматической осевой ротации будет

рассмотрен позже.

Общее строение нижней конечности

и ориентация суставных поверхностей

Ориентация мыщелков бедренной и большеберцо-

вой костей способствует сгибанию в коленном сус-

таве. Суставные концы костей, совершая движения по

отношению друг к другу (рис. 22), приобрели форму,

соответствующую этим движениям (рис. 23) (следуя

опыту Фика (Fick)). Сгибание не будет достигать пря-

мого угла (рис. 24), пока из верхнего компонента сус-

тава не будет удален небольшой фрагмент (рис. 25),

благодаря чему суставные поверхности начинают

приходить в контакт. Создаваемая при этом слабая

точка в кости компенсируется смещением диафиза

бедренной кости кпереди так, что мыщелки оказыва-

ются сзади (рис. 26). Соответственно болыиеберцо-

вая кость оказывается тоньше сзади и мощней спереди

(рис. 27), поэтому ее суставное плато лежит кзади.

В целом изгиб костей нижней конечности отража-

ет воздействующие на них нагрузки в соответствии с

законами Ойлера (Euler), управляющими движени-

ем колонн в условиях эксцентрической нагрузки

(Steindler).

Если колонна свободна с обоих концов (рис. 29, а), она

сгибается по всей длине, что соответствует форме

бедренной кости с вогнутостью кзади (рис. 29, Ь, бед-

ренная кость сбоку).

Если колонна фиксирована снизу и свободна сверху

(рис. 30, а), появляются два разнонаправленных из-

гиба, причем верхний занимает 2/3 колонны. Эти

изгибы соответствуют форме бедренной кости во

фронтальной плоскости (рис. 30, Ь, бедренная кость

спереди).

Если колонна фиксирована с обоих концов (рис. 31, а),

изгиб происходит в двух средних четвертях; это соот-

ветствует изгибу большеберцовой кости во фронталь-

ной плоскости (рис. 31, Ь).

В сагиттальной плоскости большеберцовая кость име-

ет следующие три характеристики (рис. 32, Ь):

• ретроторсия t, т.е. смещение верхнего конца кзади,

что уже упоминалось;

• ретроверсия v, означающую, что мыщелки больше-

берцовой кости наклонены кзади под углом 5-6° по

отношению к горизонтальной плоскости;

• ретрофлексия f, т.е. большеберцовая кость изогнута

с вогнутостью кзади, что соответствует искривле-

нию колонны, подвижной с обоих концов (рис. 32, а),

то же самое характерно и для бедренной кости.

При сгибании (рис. 28, бедренная кость при сгибании)

вогнутости бедренной и большеберцовой костей

повернуты друг к другу, что обеспечивает пространс-

тво для мышечных масс. Подобное строение эквива-

лентно строению плеча (см. том 1), когда костные

изгибы предоставляют пространство для расположе-

ния мышечной массы при сгибании.