Направление крестообразных связок
Если смотреть издали (рис. 161), эти связки перекрещиваются в пространстве. В сагиттальной плоскости (рис. 162) передняя крестообразная связка (АС) идёт косо кверху и кзади, а задняя крестообразная связка (PC) – кверху и кпереди. Во фронтальной плоскости (рис. 163, вид сзади) они также идут крест-на-крест, т.к. их прикрепления на большеберцовой кости (чёрные точки) лежат на передне-задней оси сустава (стрелка S), а бедренные прикрепления находятся на расстоянии 1,7 см. Таким образом, задняя крестообразная связка проходит косо кверху и кнутри, а передняя - кверху и кнаружи. В отличие от этого в горизонтальной плоскости они располагаются параллельно друг другу и контактируют своими аксиальными краями.
Крестообразные связки не только перекрещиваются в пространстве друг с другом, но и с боковой связкой на своей стороне. Так, передняя крестообразная перекрещивается с наружной боковой (рис. 165), а задняя крестообразная – с внутренней боковой (рис. 166). Таким образом, каждая из этих связок меняется с соседней в отношении стороны наклона (медио-латеральный или латеро-медиальный).
Угол наклона крестообразных связок различен (рис. 162). При полном разгибании передняя крестообразная связка (АС) проходит более вертикально, а задняя (РС) – более горизонтально. Их прикрепления к бедренной кости показывают подобную же разницу: прикрепление задней крестообразной связки горизонтальное (в), а передней – вертикальное (а).
При согнутом положении коленного сустава (рис. 164) задняя крестообразная связка, которая в положении разгибания лежит плоско и горизонтально, перемещается вертикально, описывая угол в 60° по отношению к большеберцовой кости, а передняя крестообразная связка приподнимается при этом очень незначительно.
Соотношение длин крестообразных связок имеет индивидуальные вариации, но в целом остаётся довольно константным и, как было сказано ранее, является одним из факторов, определяющих форму мыщелков.
Механическая роль крестообразных связок
Обычно крестообразные связки показывают в виде линейных тяжей с точечными прикреплениями. Это справедливо лишь в первом приближении и позволяет понять общую функцию этих связок, но не даёт представления о функциональных тонкостях, поэтому нельзя забывать о 3 следующих факторах.
1. Толщина связки
Толтцина и объём связки прямопропорциональны её силе и обратнопропорциональны её эластичности. Каждое волокно можно рассматривать как маленькую пружину.
2. Структура связки
Поскольку её волокна имеют разную длину, не все они одновременно вступают в действие. Как и в отношении мышечных волокон, волокна связки постепенно вовлекаются при движении, поэтому на разных его этапах сила и эластичность связки разные.
3. Размер и направление прикреплений
Волокна не только не всегда параллельны друг другу, нередко они скручены друг с другом, поскольку линии, соединяющие точки их прикрепления, далеко не всегда параллельны, а чаще идут наклонно или перпендикулярно друг другу. Относительная ориентация прикреплений меняется при движениях, что ведёт к постепенному вовлечению волокон в движение и к модификации действия связки в целом. Эти изменения в направлении хода связки происходят не только в сагиттальной плоскости, но во всех трех плоскостях, объясняя их комплексное и одновременное действие в обеспечении передне-задней, боковой и ротационной стабильности коленного сустава.
Таким образом, геометрия крестообразных связок определяет форму мыщелков бедра и блока во всех трёх плоскостях.
В целом крестообразные связки обеспечивают передне-заднюю стабильность коленного сустава и позволяют блоковидные движения, удерживая суставные поверхности в контакте.
Их роль можно продемонстрировать на простой механической модели (рис. 167). Две планки (А и В) скрепляются двумя лентами (аb и сd), соединяющими противоположные концы планок. Таким путём они могут двигаться по отношению друг к другу. Эти точки "а" и "b" могут накладываться на точки "с" и "d" соответственно, но скользящие движения невозможны.
Крестообразные связки напоминают ленты, при этом движения происходят не в двух блоковидных соединениях, а в целом ряде соединений, лежащих по дуге мыщелка. Как и на модели, движение в передне-заднем направлении невозможно.
На маленьких диаграммах на следующих двух страницах креатообразные связки представлены прямыми линиями (передняя = аb, задняя = сd). На более крупных рисунках они представлены периферическими и средними волокнами с линиями прикрепления.
Начиная из нейтрального положения (рис. 168) или из положения небольшого сгибания под углом 30° (рис. 169), когда крестообразные связки растягиваются до одинаковом степени, сгибание вызывает наклон бедренной "планки" сb (рис. 170), а задняя связка сd распрямляется и передняя связка аb становится ооризонтальной. Как можно видеть на более подробной схеме (рис. 171), сгибание до 60° не оказывает существенного влияния на величину натяжения связок. Пo мере увеличения сгибания до 90° (рис. 172) и затем до 120° (рис. 173) задняя крестообразная связка становится вертикально и растягивается больше чем передняя связка. Как можно видеть из более подробной схемы (рис. 174), средние и нижние волокна передней крестообразной связки расслабляются (–) и лишь только передне-верхние волокна растягиваются (+). Кроме того, при гиперэкстензии (рис. 178) дно межмыщелковой ямки "с" сталкивается с передней крестообразной связкой и растягивает её, как козлы. Передняя крестообразная связка растягивается при разгибании и помогает контролировать переразгибание.
Ф. Боннель недавно подтвердил эти идеи, первоначально высказанные Штрассером (1917), на механических моделях. Более детальный механический анализ подтверждает и высказывание Руда (1913) о том, что крестообразные связки всегда находятся в состоянии частичного натяжения вследствие неодинаковой длины их волокон. Как это часто случается в биомеханике, две казалось бы противоречащие друг другу гипотезы не являются взаимоисключающими.
Мы уже упоминали ранее, что мыщелки бедра катятся и скользят по суставной поверхности большеберцовой кости. Нетрудно представить себе качение, но встаёт вопрос: как же происходит скольжение в этом достаточно фиксированном суставе. Оно активно продуцируется экстензорами, которые тянут большеберцовую кость кпереди по отношению к бедренной кости при разгибании, и флексорами, которые заставляют суставную поверхность большеберцовой кости скользить кзади при сгибании. Но, когда начинаешь изучать эти движения на скелете, становится отчётливо видна и пассивная роль, играемая этими связками. Крестообразные связки тянут мыщелки бедра кзади и заставляют их скользить по суставной поверхности большеберцовой кости в направлении противоположном качению.
Начиная (рис. 179) с разгибания (I), если бы мыщелок катился без скольжения, он оказался бы в положении (II), и прикрепление к бедру (b) передней крестообразной связки оказалось бы в точке (b'), пройдя теоретическое расстояние (bb'). Подобная ситуация, показанная на рис. 108, привела бы к повреждению заднего рога внутреннего мениска. Но точка (b) может двигаться только по кругу с центром (а) и радиусом (аb) (связка в данном примере условно считается неэластичной). Таким образом, истинный путь, пройденный (b), будет не (bb'), а (bb'') соответственно положению (III) мыщелка бадра, лежащего кпереди от положения (II) на расстояние (е). При сгибании передняя крестообразная связка приходит в действие и тянет мыщелок кпереди. Поэтому можно сказать, что при сгибании передняя крестообразная связка заставляет мыщелок скользить кпереди, a сам он катится кзади.
Подобным же образом можно показать и роль задней крестообразной связки при разгибании (рис. 180). При качении из положения (I) в положение (II) мыщелок ощущает тягу кзади со стороны задней крестообразной связки, и путь, который проходит её прикрепление к бедренной кости, будет не (сс), а (сс') по кругу с центром "d" и радиусом "dс". Таким образом, мыщелок скользит кзади на расстояние f, чтобы достичь положения (III). При разгибании задняя крестообразная связка заставляет мыщелок бедра скользить кзади в то время, когда он совершает качение кпереди.
Движения по типу выдвижного ящика, совершаемые голенью по отношению к бедру, являются патологическими и могут быть продемонстрированы в двух положениях:
при сгибании голени под прямым углом,
при полном разгибании в коленном суставе.
При сгибании под прямым углом (рис. 183) в положении больного на спине на жёстком топчане следует сесть на стопу, чтобы не дать ей двигаться. Затем обеими руками нужно взяться за верхний конец голени и при тяге за неё кпереди можно продемонстрировать симптом переднего выдвижного ящика и при тяге кзади – заднего выдвижного ящика, стопа при этом может находиться как в среднем положении, так и быть повёрнутой кнутри или кнаружи.
Симптом заднего выдвижного ящика (рис. 181) констатируется при перемещениях большеберцовой кости кзади от бедренной, он свидетельствует о повреждении задней крестообразной связки, что легко запомнить: "симптом заднего выдвижного ящика = повреждению задней крестообразной связки", Симптом переднего выдвижного ящика (рис. 182) означает смещение большеберцовой кости кпереди по отношению к бедренной, он обусловлен повреждением передней связки, т.е. в данном варианте "передний = повреждению передней крестообразной связки".
При обследовании коленный сустав должен быть разогнут. Подожите одну руку на заднюю поверхность бедра, другую – на верхний конец голени и попытайтесь перемещать её кпереди и кзади (манёвр Лахмана-Трилла). Любое движение кпереди указывает на повреждение передней крестообразной связки и особенно, как считает Буске, её задне-наружного фибротендинозного слоя. Проводить это исследование довольно трудно из-за малой амплитуды проверяемых движений.