Biomecanica Biomecanica genunchiuluigenunchiului

STRUCTURA ARTICULAŢIEI GENUNCHIULUIArticulaţia genunchiului (trohleoartroză) este cea mai mare articulaţie a corpului omenesc, căreia i se acordă o atenţie deosebită datorită următoarelor aspecte: este mai puţin acoperită şi protejată de părţi moi; este solicitată foarte mult în statică şi locomoţie, ceea ce determină uzura mai accentuată a elementelor sale; numeroaselor implicaţii în patologie; Articulaţia prezintă următoarele componente:

A. suprafeţele articulare :epifiza inferioară a femurului având următoarele particularităţi :

este reprezentată de cei doi condili femurali;fiecare condil este orientat oblic , axul său de rotaţie fiind oblic;condilul medial este mai proeminent şi se găseşte pe un plan inferior celui lateral;raza de curbură a celor doi condili descreşte dinainte-înapoi, suprafaţa articulară a condililor apărând ca o curbă spirală;condilul medial este mai îngust şi mai lung decât condilul lateral;cei doi condili diverg dinainte-înapoi, diametrul transversal al extremităţii inferioare a femurului fiind mai mare posterior decât anterior;

epifiza superioară a tibiei – prezintă două fose articulare (cavităţi glenoide) separate prin eminenţa intercondiliană (spina tibiei) ;patela (rotula) ;Observaţie: peroneul (fibula) nu ia parte la alcătuirea articulaţiei.

B. meniscurile intraarticulare - sunt două fibrocartilaje dezvoltate la periferia fiecărei fose articulare tibiale; ele contribuie la o mai bună concordanţă între suprafeţele articulare;

C. mijloacele de unire:capsula articulară – uneşte cele trei oase: femurul, tibia şi patela;ligamentul patelei (ligamentul rotulian);ligamentele posterioare reprezentate de:

ligamentul popliteu oblic sau tendonul recurent al muşchiului semimembranos;ligamentul popliteu arcuat;

ligamentul colateral peroneal (fibular);ligamentul colateral tibial;ligamentele încrucişate:

ligamentul încrucişat antero-extern;ligamentul încrucişat postero-intern;

formaţiuni aponevrotice de întărire a capsulei:fascia genunchiului;expansiunea cvadricipitală consolidată pe marginile patelei de retinaculele medial şi lateral ale patelei.

Arhitectura genunchiului

Cinematica genunchiuluiCinematica genunchiului

Flexie-extensie

Mişcarea principală în această articulaţie este cea de flexie-extensie la care se adaugă mişcări secundare rotaţie (internă şi externă); poate apare şi o foarte redusă mişcare de înclinare laterală.

a. Flexia – extensia este mişcarea principală . Atunci când membrul inferior lucrează în lanţ cinematic deschis articulaţia femuro-tibială joacă rol de pârghie de gradul III, iar în lanţ cinematic închis articulaţia joacă rol de pârghie de gradul I .Mişcarea de flexie-extensie nu se face în jurul unui ax fix datorită formei volute a condililor femurali. Deplasarea segmentelor diferă după modul de acţiune a membrului inferior: în lanţ cinematic deschis femurul rămâne fix, tibia alunecă pe el; în lanţ cinematic închis tibia rămâne fixă, femurul alunecând pe tibie.

Mişcarea de flexie începe cu o rostogolire şi se termină cu o rotaţie pe loc.Limita flexiei o reprezintă întâlnirea feţelor posterioare ale segmentelor (coapsă şi gambă). Principalii flexori ai genunchiului (în lanţ cinematic deschis) sunt: bicepsul femural şi semimembranosul, la care se asociază şi semitendinosul, gemenii (din tricepsul sural), soleus şi croitorul.

Flexia asociază şi o mişcare de rotaţie internă.

Mişcarea de extensie începe cu rotaţia extremităţii femurului şi se termină cu rostogolirea pe platoul tibial. Extensia asociază şi o rotaţie externă a gambei (datorită bicepsului femural) . Extensia este limitată de ligamentul încrucişat anterior şi posterior, ligamentele colaterale şi muşchii ischiogambieri. În extensie completă se obţine poziţia de „înzăvorâre” în care forţa musculară nu mai este necesară . Principalii extensori sunt cvadricepsul şi tensorul fasciei lata; la acţiune se asociază tendonul cvadricepsului şi rotula care fac parte din aparatul complex de extensie al genunchiului . Extensorii, fiind muşchi antigravitaţionali, au forţă de acţiune totală mai mare ca cea a flexorilor.

Rotatie interna-externa

b. Rotaţia internă – externă se datorează înălţimii diferite a condililor femurali şi a ligamentelor încrucişate; rotaţia normală maximă activă este de 15-20o iar cea pasivă de 35-40o şi se realizează în jurul unui ax vertical care trece prin centrul spinelor tibiale.Rotaţia externă este realizată de bicepsul femural iar cea internă de semimembranos, popliteu, semitendinos, dreptul intern şi croitor. Musculatura rotatoare internă este mult mai bine reprezentată decât cea externă, deoarece rotaţia internă este o mişcare obişnuită asociată flexiei, pe când rotaţia externă este excepţională.c. înclinarea laterală - este limitată de ligamentele colaterale; acestea sunt tensionate la maxim în extensie şi complet relaxate în semiflexie .d. deplasarea înainte-înapoi a platoului tibial pe condilii femurali este limitată de ligamentele încrucişate .

ARTICULATIA FEMURO-TIBIALA

GEOMETRIA CONDILILOR FEMURALI

SI A GLENELOR TIBIALE

Profilul condililor este in forma de evolventa, centrul de curbura fiind situat pe doua evolute

Meniscurile sunt solidare cu tibia; ele se deplasează în flexie dinainte-înapoi pe tibie şi se apropie între ele posterior, iar în extensie mişcarea este inversă, prin modificarea formei .Funcţiile biomecanice ale meniscurilor (după Bouillet-Graver) sunt : completează spaţiul liber între suprafeţele articulare; centrează sprijinul femurului pe tibie; participă la lubrefierea suprafeţelor articulare ( asigură repartiţia uniformă a sinoviei pe suprafaţa cartilajelor); amortizor de şoc între extremităţile osoase; scad frecarea - prezenţa meniscurilor împarte articulaţia femuro-tibială în două articulaţii distincte, în care frecarea in dublă devine simplă.

Congruenta articulara (conformitatea intre suprafete) este realizata de meniscurile articulare

Regim de lubrifiere prin starvare indus

0 – 20o → rostogolire pură20o – 60o → rostogolire + alunecare60o – 160o → alunecare pură

CINEMATICA ARTICULATIEI FEMURO-TIBIALE

ARTICULATIA FEMURO-PATELARA

Patela are o miscare de alunecare pe santul intercondilian

Loc de generare a artrozei

BIOMECANICA articulaţiei femuro-patelare În sens vertical, rotula este fixată între tendonul rotulian şi tendonul cvadricipital (între ele ia naştere un unghi deschis înafară), singurul element motor care acţionează asupra rotulei (ridică rotula şi o trage înafară). Rolul rotulei este de a depărta tendonul cvadricepsului de trohlee la extensie maximă; astfel braţul de părghie al cvadricepsului creşte cu 50%. În flexie, forţei reprezentată de greutatea corpului i se opune o rezistenţă reprezentată de cvadriceps şi aparatul rotulian, rotula uşurând activitatea cvadricepsului.

STATICA GENUNCHIULUI - aspecte:

axul biomecanic al femurului face cu axul anatomic un unghi de 6 – 9o deschis în sus;

condilul femural intern este mai jos ( în medie cu 4 mm ) decât condilul extern, deci fiecare cavitate glenoidă primeşte forţele în plan sagital dar la nivele diferite;

axele anatomice ale tibiei şi femurului fac între ele un unghi de 170-177o , deschis înafară , numit genu valgum fiziologic;

greutatea corpului se repartizează în două forţe egale şi paralele cu punct de aplicare în centrul cavităţilor glenoide; devierea centrului de greutate duce la încărcarea uneia din cavităţile glenoide, fenomenului de dislocare opunându-se ligamentul colateral de partea opusă.

STATICA GENUNCHIULUI

Axul mecanic trece prin spinul intercondilian

Presiunile maxime pentru cei doi condili au valori aproximativ egale

Distributia de presiuni se modifica in cazul existentei genu varum sau genu valgum

AFECTIUNI ALE ARTICULATIEI FEMURO-TIBIALE

DINAMICA ARTICULATIEI GENUNCHIULUI

BIOMECANICA GAMBEI