Анатомия коленного сустава

Содержание

Бедренно-надколенниковое сочленение

Коленный сустав — одна из самых сложных в механическом отношении систем человеческого организма: он воспринимает и распределяет нагрузки, в несколько раз превышающие вес тела. Величайшие нагрузки на сжатие и растяжения испытывает бедренно-надколенниковое сочленение. Зная функциональную анатомию этой части сустава, ортопед лучше ориентируется при выявлении травм и выборе лечения. При кажущейся простоте устройства, бедренно-надколенниковое сочленение на самом деле — одна из самых сложных частей сустава. Помимо непростой конфигурации костных поверхностей сочленение имеет множество фасциальных слоев, к нему прикрепляются связки и суставные сумки.

Биомеханика коленного сустава на рентгене

Кожа, подкожная клетчатка и фасции

Описывать анатомию сустава проще всего послойно, начиная с поверхностного подкожного слоя и затем переходя к глубоко расположенной капсуле. Подкожный слой содержит относительно мало жира. Кожа, покрывающая надколенник, очень подвижна и допускает движения с максимальной амплитудой. По бокам в кожу под прямым углом вплетается постепенно увеличивающееся количество небольших фасциальных пучков. Эти пучки ограничивают передний отдел преднадколенниковой синовиальной сумки. Ниже, спереди от надколенниковой связки, также расположена подкожная сумка связки надколенника. Форма и локализация сумок могут быть различны. Следующий слой — поверхностный фасциальный, или дугообразный (так как формирует поперечную дугу), — является продолжением широкой фасции бедра. Этот поверхностный фасциальный слой латерально переходит на подвздошно-большеберцовый тракт, медиально — на дистальную часть четырехглавой мышцы, внизу — на связку надколенника и заканчивается на уровне бугристости большеберцовой кости. Волокна фасции не входят в связку надколенника, но их часто пересекают и затем восстанавливают при подготовке трансплантата из данной связки для реконструкции передней крестообразной связки.

Промежуточный косо расположенный сухожильный слой лежит спереди от надколенника и состоит из передней части сухожилия прямой мышцы бедра, сухожилий медиальной и латеральной широкой мышцы бедра. Этот слой толще дугообразного, и его волокна вплетаются в более глубокие слои по бокам от надколенника, но не в связку надколенника. Пространство между промежуточным и дугообразным слоями содержит подсухожильную преднадколенниковую сумку. Глубокий продольный слой является продолжением сухожилия прямой мышцы бедра; волокна, составляющие глубокий слой, пересекают сверху вниз надколенник и сливаются с его связкой, прикрепляясь затем к бугристости большеберцовой кости. Глубокий слой плотно прилежит к надколеннику и ограничивает снизу глубокую надколенниковую сумку. Следующий по глубине слой состоит из толстых волокон поперечного направления, из которых образуются связки, поддерживающие надколенник. Эти волокна придают бедренно-надколенниковому сочленению устойчивость к статическим нагрузкам. Медиальная связка, поддерживающая надколенник, начинается от медиальной поверхности надколенника и прикрепляется к медиальному мыщелку бедренной кости, латеральная — идет от наружной поверхности надколенника, проходит под подвздошно-большеберцовым трактом и прикрепляется к нему снизу. Самый глубокий слой представлен капсулой сустава, фиксированной по бокам к надколеннику, а затем к менискам.

Мышцы и связки

Подвижность коленного сустава обеспечивают четырехглавая мышца и задняя группа мышц бедра, но четырехглавая мышца, кроме того, является важным структурным и стабилизирующим элементом бедренно-надколенникового сочленения. В первую очередь стабилизация происходит за счет эксцентрических сокращений мышцы. На бедре мышца представлена четырьмя головками: медиальной, латеральной и промежуточной широкими мышцами и прямой мышцей бедра. На уровне коленного сустава медиальная и латеральная широкие мышцы принимают косое направление. Прямая мышца начинается от нижней передней подвздошной ости. В дистальном отделе ее сухожилие охватывает надколенники, а затем ее волокна вплетаются в связку надколенника. Промежуточная широкая мышца начинается от передней поверхности верхней половины бедренной кости, проходит под прямой мышцей и прикрепляется к основанию надколенника. За счет ширины прикрепления нагрузка равномерно распределяется на большую часть сухожилия четырехглавой мышцы. Под промежуточной широкой мышцей лежит суставная мышца колена, берущая начало на передней поверхности дистальной части бедренной кости и прикрепляющаяся к капсуле сустава в области наднадколенниковой сумки. Во время движений мышца оттягивает сумку и нередко принимает участие в образовании медиальной и наднадколенниковой складок.

Медиальная и латеральная широкие мышцы берут начало на передней поверхности тела бедренной кости медиальнее и латеральнее места прикрепления промежуточной широкой мышцы. Прикрепляются они к верхнемедиальному и верхнелатеральному краю надколенника. Медиальная широкая мышца обычно крупнее и прикрепляется дистальнее, сухожилие латеральной прикрепляется в верхнелатеральной части надколенника на большом протяжении. Кроме того, в латеральную мышцу вплетаются волокна подвздошно-большеберцового тракта. Медиальная широкая мышца играет важную роль в стабилизации медиального смещения надколенника при полном разгибании сустава.

Помимо четырехглавой мышцы, стабилизирующей надколенник при движениях, существует еще несколько медиальных связок, играющих роль статического ограничителя, предотвращающего смещение надколенника наружу. Основную нагрузку берет на себя медиальная бедренно-надколенниковая связка, обеспечивая 53% сопротивления наружному смещению надколенника. Далее, по мере убывания значимости, следуют медиальная мениско-надколенниковая связка (22%), а также медиальная связка, поддерживающая надколенник, и медиальная большеберцово-надколенниковая связка.

Растяжение связок колена (лечение)

Связка надколенника

Сложное устройство связки надколенника обеспечивает распределение значительных растягивающих нагрузок от ее начала у верхушки надколенника до места прикрепления к бугристости большеберцовой кости. Волокна связки начинаются далеко друг от друга на задней и нижней поверхности надколенника. По мере приближения к месту прикрепления к ним спереди присоединяются волокна сухожилия прямой мышцы бедра. Плотно прилегающие друг к другу коллагеновые волокна расположены вдоль длинной оси надколенника. Коллаген составляет 85% сухого веса связки, причем в основном это волокна I типа (90%). Волокна связки покрыты тремя оболочками: наружной (паратендинием), промежуточной (эпитендинием) и внутренней (эндотендинием). Через эндотендиний к клеткам и волокнам связки подходят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды.

Надколенник

Надколенник служит центром вращения и обеспечивает эффективную работу четырехглавой мышцы при передаче нагрузки на коленный сустав. Нагрузка на центр вращения распределяется сложно и включает как растяжение, так и сжатие с минимальным трением. Анатомия костной и хрящевой части надколенника отражает непростые соотношения сил, воздействующих на него. Передняя поверхность надколенника выпуклая, на ней расположены прикрепляющееся здесь сухожилие прямой мышцы бедра, а также отверстия для кровеносных сосудов. Задняя, суставная, поверхность имеет три фасетки, покрытые толстым слоем хряща. Самая большая фасетка — латеральная — занимает пространство от основания до верхушки надколенника и сочленяется с наружным мыщелком бедра. От медиальной фасетки ее отделяется продольный центральный гребень, приходящийся на межмыщелковую борозду. Медиальная фасетка по высоте такая же, как латеральная, но приблизительно на треть уже; она сочленяется с внутренним мыщелком бедра. Еще медиальнее расположена небольшая дополнительная фасетка, соприкасающаяся с внутренним мыщелком бедра только при полном разгибании колена. Толстый слой хряща, покрывающий фасетки, улучшает конгруэнтность суставных поверхностей и гасит компрессионные нагрузки, возникающие при разнообразных движениях в суставе.

Литературные источники

Peeler J et al: Structural parameters of the vastus medialis muscle. Clin Anat 2005; 18(4):281.
Sanders TG, Miller MD: A systematic approach to magnetic resonance imaging interpretation of sports medicine injuries of the knee. Am J Sports Med 2005; 33(1):131.

SportWiki энциклопедия ^β