Коленный сустав и его лечение

Коленный сустав соединяет бедро с голенью и состоит из двух суставов. Один ‒ между бедром и голенью, а другой ‒ между бедренной костью и коленной чашечкой. Это самый крупный и сложный сустав в организме человека. Коленный сустав ‒ подвижный блоковый сустав (ключевого шарнирного типа), его строение позволяет сгибание и разгибание, а также небольшой медиальное и латеральное вращение. Так как у людей коленный сустав поддерживает почти весь вес тела, он уязвим к острому повреждению и развитию остеоартрита.

В коленном суставе часто выделяют тибио-феморальные (большеберцово-бедренные) и пателло-феморальные (пателло-бедренные) компоненты (малоберцовые коллатеральные связки часто рассматривается в составе тибио-феморальных компонентов).

Анатомия коленного сустава человека

Коленный сустав является суставом шарнирного типа, который состоит из трех функциональных отсеков. Это феморо-пателлярный (бедренно-чашечный) сустав, он состоит из коленной чашечки, которая расположена на фронтальной поверхности эпифиза бедренной кости, по которой коленный сустав скользит, а также медиального и латерального феморо-тибиальных (бедро-большеберцовых) суставов. Посредством последних связаны бедренная кость с большеберцовой костью - основной костью голени. Коленный сустав омывается синовиальной жидкостью, содержащейся внутри синовиальной оболочки, которая называется суставной капсулой. Постериолатеральные (заднее-боковые) углы коленного сустава являются областью, которая недавно стала предметом исследования.

Коленный сустав является одним из наиболее важных суставов нашего тела. Он играет важную роль в движении, связанном с перемещением массы тела в горизонтальном (бег и ходьба) и вертикальном (скачки) направлениях.

После рождения ребенок не имеет обычную коленную чашечку, но имеет островок роста, состоящий из хряща. У женщин этот островок превращается в нормальную коленную чашечку из кости в возрасте 3 лет, у мужчин ‒ в возрасте до 5.

Суставные коленные образования

Суставными образованиями бедренной кости являются ее латеральный и медиальный мыщелки. Они слегка расходятся дистально и сзади, латеральный мыщелок шире спереди, чем сзади, а медиальный мыщелок имеет большую постоянную ширину. Радиус кривизны мыщелков в сагиттальной плоскости становится меньше сзади. Это уменьшение радиуса обуславливает наличие эвольвентных средних частей (т.е. расположенных по спирали). В результате наличия этих серий поперечных осей возможно скольжение и качение в колене, когда оно согнуто, т.к. коллатеральные связки достаточно эластичны, чтобы разрешить поворот в пределах кривизны медиального мыщелка вокруг вертикальной оси.

Пара мыщелков большеберцовой кости отделяются друг от друга интеркондилическим (межмыщелковым) возвышением, которое состоит из латерального и медиального бугорка.

Коленная чашечка расположена в тонкой передней части стенки суставной капсулы. На ее задней поверхности имеются латеральная и медиальная суставные поверхности, обе сообщаются с поверхностью надколенника, который объединяет два бедренных мыщелка на передней стороне дистального конца кости.

Капсула коленного сустава

Суставная капсула имеет синовиальную и волокнистую мембраны (слои), разделенные жировыми отложениями. Спереди синовиальная оболочка коленного сустава крепится по краю хряща, как на бедре, так и на большеберцовой кости, а на бедре супрапателлярная бурса или ямки расширяют пространство сустава проксимальнее. Супрапателлярная бурса защищена от защемления при растяжении мышцами колена. Позади синовиальная оболочка коленного сустава прикрепляется по краям двух бедренных мыщелков, которые формируют два расширения, похожие на переднее углубление. Между этими двумя расширениями капсула коленного сустава переходит перед двумя крестообразными связками в центре сустава, образуя прямой карман внутрь коленного сустава.

Бурсы

Коленный сустав окружают большое количество бурс. Крупнейшая соединительная бурса – супрапателлярная ‒ была описана выше. Четыре значительно меньшие бурсы расположены в задней части коленного сустава. Две некоммуникативные сумки расположены спереди коленной чашечки и ниже ее, другие бурсы иногда могут присутствовать.

Хрящ коленного сустава

Хрящ - это тонкая, эластичная ткань, которая защищает кости и гарантирует, что суставные поверхности могут легко скользить вдоль друг друга. Хрящ обеспечивает гибкое движение коленного сустава. Есть два типа суставных хрящей в коленных суставах: волокнистый хрящ (мениск) и гиалиновый хрящ. Волокнистый хрящ имеет большую прочность на разрыв и может противостоять давлению. Гиалиновый хрящ покрывает поверхность, по которой суставы двигаются. Хрящ будет носиться на протяжении многих лет. Хрящ имеет очень ограниченный потенциал для самовосстановления. Вновь образованная ткань обычно состоит по большей части из волокнистого хряща более низкого качества, чем изначальный гиалиновый хрящ. В результате новые трещины и срезы с течением времени будут формироваться в хрящевую ткань.

Мениски в коленном суставе

Мениски называют суставными дисками, потому что они лишь частично разделяют суставное пространство коленного сустава. Эти два диска, медиальный и латеральный мениски, состоят из соединительной ткани с большим содержанием коллагеновых волокон и хрящеподобных клеток. Сильные волокна проходят вдоль менисков от одного места крепления к другому, в то время как слабые радиальные волокна переплетены с первыми. Мениски сплющены в центре коленного сустава, они сливаются с синовиальной оболочкой с боков, они могут перемещаться над поверхностью большеберцовой кости.

Мениски служат для защиты эпифизов костей от трения друг об друга и эффективно углубляют большеберцовую розетку, в которую помещается эпифиз бедра. Они также играют роль в амортизации и могут быть сломаны или порваны, когда колено сильно вращается и / или согнуто.

Связки коленного сустава

Связки, окружающие коленный сустав, обеспечивают его стабильное положение, ограничивая движения, и вместе с несколькими менисками и бурсами защищают суставную капсулу.

Интракапсулярные (внутрисуставные)

Коленный сустав стабилизируется парой крестообразных связок. Передние крестообразные связки (ПКС) продолжаются от латерального мыщелка бедренной кости к передней межмыщелковой области. ПКС являются критически важными, поскольку они предотвращает голень от выноса слишком далеко вперед по отношению к бедренной кости. Они часто рвутся во время скручивания или изгиба коленного сустава. Задние крестообразные связки (ЗКС) простираются от медиального мыщелка бедренной кости к задней межмыщелковой области. Повреждения этих связок редки, но они могут произойти в результате прямой принудительной травмы связок. Эти связки позволяют предотвратить заднее смещение голени относительно бедра.

Поперечная связка простирается от латерального мениска к медиальному мениску. Она проходит в передней части мениска. Она разделена на несколько полос в 10% случаев. Два мениска прикрепляются друг к другу спереди при помощи связки. Задний и передний менискобедренные связки растягиваются от заднего рога латерального мениска к медиальному бедренному мыщелку. Они проходят сзади за задней крестообразной связкой. Задняя менискобедренная связка чаще присутствует (30%), чем обе связки одновременно. Менискобедренные связки (или "коронарные") простираются от нижнего края мениска к периферии большеберцового плато.

Экстракапсулярные (внесуставные)

Связку надколенника соединяет надколенник и бугристость большеберцовой кости. Их также иногда называют связками надколенника, потому что нет определенного расстояния между сухожилием четырехглавой мышцы (которая окружает коленную чашечку) и областью, где коленная чашечка присоединена к голени. Эта очень сильная связка помогает дать коленной чашечки ее механические рычаги, а также она функционирует в качестве крышки для мыщелков бедренной кости.

Медиальная коллатеральная связка (МКС голени) простирается от медиального надмыщелка бедренной кости к медиальному мыщелку большеберцовой кости. Она состоит из трех групп волокон: одна растягивается между двумя костями и две сливаются с медиальным мениском. МКС частично закрыта pes anserinus и сухожилием полуперепончатой мышцы и проходит под ней. Она защищает медиальную сторону колена от напряжения открытого сгибания, приложенного к боковой поверхности колена (вальгусной силы). Латеральная коллатеральная связка (ЛКС "малоберцовой кости") простирается от бокового надмыщелка бедренной кости к головке малоберцовой кости. Она отделена от капсулы сустава и бокового мениска. Она защищает латеральную сторону от внутренней сгибающей силы (варусной силы).

Наконец, есть две связки на дорсальной стороне колена. Косая подколенная связка – это ответвление сухожилия полуперепончатой мышцы на медиальной стороне, откуда она идет латерально и проксимально. Дугообразная подколенная связка начинается на верхушке головки малоберцовой кости и тянется проксимально, пересекает сухожилие мышцы подколенной ямки и переходит на капсулу.

Движения в коленном суставе

Коленный сустав позволяет сгибание и разгибание вдоль воображаемой поперечной оси, а также небольшое медиальное и латеральное вращение вокруг оси голени в согнутом положении. Коленный сустав называют "мобильным", потому что движение бедра и бокового мениска происходит по эпифизу голени во время вращения, в то время как бедренная кость вращается и скользит по обоим менискам при растяжении, сгибе.

В центре поперечной оси движения разгибание/сгибание происходит там, где и коллатеральные связки, обе крестообразные связки пересекаются. Этот центр перемещается вверх и назад при сгибании, а расстояние между центром и суставными поверхностями бедренной кости изменяется динамически, с уменьшением кривизны бедренных мыщелков. Общий диапазон движения зависит от нескольких параметров, таких как ограничивающие мягкие ткани, активная недостаточность, герметичность подколенного сухожилия.

В разогнутом состоянии

В разогнутом состоянии латеральная и медиальная коллатеральные связки коленного сустава, а также передняя часть передней крестообразной связки, находятся в натянутом состоянии. Во время растяжения бедренные мыщелки скользят в положение, которое вызывает полное раскрытие большеберцовой коллатеральной связки. В течение последних 10° разгибания запускается обязательный процесс ротации, при котором колено поворачивается медиально на 5°. Окончательный поворот производится боковым вращением голени у необремененной ноги и медиальным вращением бедра у несущей ноги. Этот механизм вращения стал возможен благодаря форме медиального мыщелка бедра, при помощи сокращения мышцы подколенной ямки и илеотибиального тракта, вызван растяжением передней крестообразной связки. Обе крестообразные связки слегка расслабленны, а обе боковые связки становятся тугими.

В согнутом состоянии

В согнутом положении коллатеральные связки находятся в расслабленном состоянии, а крестообразные связки натянуты. Вращение управляется с помощью пересечения крестообразных связок. Две связки получаются закрученными одна вокруг другой в течение медиальной ротации голени (возможно, это уменьшает степень вращения), в то время как они начинают раскручиваться при боковом вращении голени. Из-за наклонного положения крестообразных связок, по крайней мере, часть их всегда напряжена. Эти связки управляют коленным суставом, в то время как коллатеральные связки расслаблены. Кроме того, дорсальные волокна большеберцовой коллатеральной связки напрягаются во время экстремальной медиальной ротации и также уменьшают боковое вращение до 45-60°.

Кровоснабжение

Бедренная артерия и подколенная артерия формируют артериальную сеть, окружающую коленный сустав (суставной сплетение). Есть 6 основных ветвей:

1. Верхняя медиальная артерия колена
2. Верхняя боковая артерия колена
3. Нижние медиальные артерии колена
4. Нижняя боковая артерия колена
5. Нисходящие артерии колена
6. Возвратные ветви передней большеберцовой артерии

Медиальные артерии колена проникают в коленный сустав.

Расстройства и повреждения коленного сустава

Боль в коленном суставе бывает вызвана травмой, перекосами и перерождением, а также такими заболеваниями, как артрит. Наиболее распространенным расстройством коленного сустава, как известно, является пателло-феморальный синдром. Случаи незначительных болей в колене можно лечить в домашних условиях отдыхом и прикладыванием льда, но более серьезные травмы требуют хирургической помощи.

При одной из форм пателл-офеморального синдрома ткани, тесно связанные, создают давление и раздражение в колене между коленной чашечкой и блоком бедренной кости (синдром сжатия надколенника), что вызывает боль. Вторая форма расстройства функции колена включает в себя разрыв, соскальзывание или дислокацию структур колена, что ухудшает способность коленного сустава, чтобы сбалансировать вес (пателло-феморальный синдром неустойчивости). К развитию пателло-феморального синдрома нестабильности может привести либо боль, либо плохое чувство равновесие, либо оба фактора.

Возраст также вносит свой вклад в нарушение функции коленного сустава. Особенно у пожилых людей, боль в коленном суставе часто возникает из-за остеоартрита. Кроме того, ослабление тканей вокруг коленного сустава может усугубить проблему. Надколенно-бедренная нестабильность может быть связана с нарушениями функции бедра или с напряжением окружающих связок.

Повреждения хряща может быть вызвано:

• Несчастные случаи (переломы)
• Травмы
• Удаление мениска
• Травмы передней крестообразной связки
• Травмы задней крестообразной связки
• Травмы постериолатерального угла
• Медиальные травмы колена
• Значительная нагрузка на колено.

Любой вид работы, в течение которого коленные суставы испытывают тяжелую нагрузку, также может быть вредным для хряща. Это особенно верно в отношении профессий, в которых люди часто приходится ходить, поднимать что-либо или сидеть на корточках. Другие причины боли могут быть чрезмерными и изнашивать коленные суставы, в сочетании с такими вещами, как мышечная слабость и избыточный вес.

Обычные жалобы:

• Болезненные, заблокированные или опухшие коленные суставы.
• Больные иногда чувствуют, как будто коленные суставы уступают, или могут чувствовать неуверенность в движении.

Общий фитнес и травмы коленного сустава

Физическая подготовка тесно связана с развитием проблем с коленным суставом. Такие виды деятельности, как подъем по лестнице могут вызывать боль от пателло-феморального сжатия у тех лиц, кто физически неразвит, но не у всех больных (или даже у этого человека в другое время). Ожирение является еще одним важным фактором для развития боли в коленном суставе. Например, 30-летняя женщина, которая весила 54 кг в возрасте 18 лет перед ее тремя беременностями и теперь весит 128 кг, в течение этого времени на ее коленные суставы добавилось 297 кг при каждом ее шаге.

Наиболее частые травмы в результате физической активности

В видах спорта, которые предусмотрено большое давление на коленные суставы, особенно со скручивающей силой, часты разрывы одной или нескольких связок или хрящей. Некоторые из наиболее распространенных травм колена на его медиальной стороне: медиальные травмы колена.

Травмы передней крестообразной связки коленного сустава

ПКС - это наиболее часто травмируемые связки коленного сустава. Обычно это травмы во время занятий спортом. Скручивание колена является распространенной причиной чрезмерного растяжения или разрыва ПКС. Когда ПКС повреждается, можно услышать хлопок, нога может внезапно подвести. Кроме отека и боли, ходьба может быть болезненной, а в коленном суставе будет ощущаться неустойчивость. Небольшие разрывы передней крестообразной связки заживают в течение долгого времени, но разорванные ПКС требуют хирургического вмешательства. После операции период восстановления длительный, необходимы легкие упражнения, рекомендуемые для укрепления сустава.

Травмы с разрывом мениска коленного сустава

Мениски работают в качестве амортизаторов, они отделяют два конца кости в коленном суставе. В коленном суставе есть два мениска, медиальный (внутренний) и латеральный (внешний). Когда разрывается хрящ, это означает, что мениск был поврежден. Разрывы мениска часто возникают во время занятий спортом, когда колено вращается. Травмы мениска могут быть безобидными, человек в состоянии идти после разрыва хряща, но вскоре возникают отек и боль. Иногда коленный сустав будет блокироваться при сгибании. Боль часто возникает, когда человек садится на корточки. Небольшие разрывы мениска лечат консервативно, но наиболее крупные разрывы требуют хирургического вмешательства.

Переломы в коленном суставе

Переломы в коленном суставе редки, но бывают, особенно в результате дорожно-транспортных происшествий. Как правило, быстро возникает боль, отек, человек не может встать на ноги. Мышцы находятся в спазме, даже малейшие движения болезненны. Рентген может легко подтвердить перелом и вероятность операции зависит от степени смещения и типа перелома.

Разрыв сухожилия

Сухожилия обычно прикрепляют мышцы к кости. В коленном суставе иногда могут быть порваны четырехглавая мышца и связки надколенника. Травмы этих сухожилий происходят, когда происходит сильное сгибание коленного сустава. Если сухожилие полностью порвано, сгибание или разгибание ноги невозможно. Полностью порванное сухожилие требует хирургического вмешательства, но частично порванное сухожилия можно лечить с помощью иммобилизации ноги с последующей физической терапией.

Перенапряжение

Травмы от чрезмерных нагрузок на коленные суставы включают тендинит, бурсит, растяжения мышц и илеотибиальный синдром. Эти травмы часто развиваются медленно, в течение недель или месяцев. Причины, которые вызывают боль, обычно задерживают исцеление. Отдых, лед и сжатие помогают в большинстве случаев. Как только опухоль уменьшилась, прикладывание теплых пакетов может увеличить приток крови и способствовать заживлению. Большинство травм от перегрузки утихает со временем, но могут обостриться, если продолжается нежелательный вид деятельности. Чтобы предотвратить эти травмы, необходимо разогреваться перед тренировкой, ограничить высокую активность и держать свой вес под контролем.

Хирургические вмешательства

До появления артроскопии и артроскопической хирургии пациентам, перенесшим хирургическую операцию при разорванной ПКС, требовалось не менее девяти месяцев реабилитации плюс обязательное ношение гипса в течение нескольких недель перед операцией. При нынешних методах такие пациенты могут ходить без костылей через две недели и заниматься некоторыми видами спорта через несколько месяцев.

В дополнение к разработке новых хирургических операций в настоящее время проводят исследования основных проблем, которые могут увеличить благополучие спортсмена, получившего тяжелую травму коленного сустава. Эти результаты могут привести к введению эффективных профилактических мер, особенно у спортсменок, которые, как было показано, особенно уязвимы к разрывам ПКС с относительно незначительными травмами.

Лечение и восстановление суставного хряща:

• Артроскопическая чистка коленного сустава (артроскопический лаваж).
• Мозаика-пластика.
• Микропереломы (Ice-сбор).
• Имплантации аутологичных хондроцитов.
• Остеохондральные аутотрансплантаты и аллотрансплантаты.
• PLC реконструкция.

Анатомия животных

У людей коленный сустав – это соединение между бедром, голенью и коленной чашечкой. У четвероногих, особенно лошадей и копытных, дилетанты используют термин "колено" для обозначения запястья. Соединение между бедром, голенью и коленной чашечкой известно как коленный сустав у четвероногих. У насекомых и других животных термин колено широко используется для обозначения любого сложного блокового сустава.