функциональная анатомия, нижняя конечность

Судя по округлой форме мыщелков бедра, можно предположить, что они катятся по мыщелкам большеберцовой кости, но это не так. В действительности, когда колесо катится по земле без скольжения

(рис. 61), то каждой точке земли соответствует какаято точка на колесе, поэтому расстояние, пройденное по земле ОО", будет точно равно той части окружности колеса, которая прокатилась по ней (на рисунке это будет расстояние между точкой, обозначенной треугольником, и точкой, обозначенной ромбом). Если бы это было именно так (рис. 62), то после определенной величины сгибания (положение II) мыщелок бедра оказался бы за мыщелком большеберцовой кости, т.е. произошел бы вывих; чтобы избежать этого, последний должен быть длиннее. На деле возможность простого скатывания мыщелка бедра пресекается тем, что длина его окружности вдвое больше длины мыщелка большеберцовой кости.

Теперь представим себе, что колесо скользит, а не катится (рис. 63), поэтому одной точке на земле соответствует один сегмент окружности колеса. Подобную картину можно наблюдать, когда машина при начале движения буксует на скользкой дороге. Такой тип скользящего движения в какой-то мере напоминает движение мыщелка бедра по мыщелку большеберцовой кости (рис. 64). В этом случае одной точке на мыщелке большеберцовой кости соответствовали бы все точки поверхности мыщелка бедра. Но становится ясным, что в такой ситуации сгибание оказалось бы блокированным столкновением бедра с задним краем мыщелка большеберцовой кости (стрелка).

Можно также представить себе, что колесо одновременно катится и скользит (рис. 65), при этом некоторое продвижение вперед все же происходит. Здесь расстоянию ОО', пройденному по земле, будет соответствовать значительно большая часть окружности колеса (на рисунке между ромбом и синим треугольником), чем при скатывании по земле (между синим ромбом и белым треугольником).

Эксперимент, поставленный братьями Веберами

(Weber) (рис. 66) в 1836 г., показал, что в реальности действует последний из описанных выше механизмов. Они пометили на суставном хряще соответствующие

точки контакта между мыщелками бедренной и большеберцовой костей (синий треугольник - разгибание; синий ромб - сгибание) для различных положений между крайним разгибанием и крайним сгибанием. Таким путем было найдено, что, с одной стороны, точка контакта на большеберцовой кости перемещалась кзади при сгибании, а с другой - что расстояние между точками контакта, помеченными на мыщелке бедра, оказалось вдвое больше расстояния между соответствующими точками на мыщелке большеберцовой кости. Этот эксперимент, бесспорно, доказывает, что мыщелок бедра одновременно катится и скользит по мыщелку большеберцовой кости. Ведь только таким путем можно избежать вывихивания мыщелка бедра кзади при большой величине сгибания (160°, сравните со сгибанием на рис. 64 и 66). Эти эксперименты можно воссоздать с помощью модели III, помещенной в конце книги.

Эксперименты Страссэра (Strasser, 1917) показали, что соотношение скатывания к скольжению меняется при сгибании и разгибании. Из положения полного разгибания мыщелок бедра начинает катиться, не скользя, затем скольжение постепенно становится все более значимым, и к концу сгибания мыщелок полностью скользит.

Расстояние, на котором происходит скатывание, для внутреннего и наружного мыщелков бедра разное:

•для наружного мыщелка (рис. 68) такое скатывание продолжается до 20° сгибания.

Таким образом, наружный мыщелок катится значительно больше, чем внутренний. Этим отчасти можно объяснить, почему расстояние, проходимое наружным мыщелком бедра по соответствующему мыщелку большеберцовой кости, больше по сравнению с расстоянием, проходимым внутренним мыщелком. Мы вновь вернемся к этому важному факту, говоря об

автоматической ротации (см. стр. 170—172).

Важно также подчеркнуть, что 15-20° начального скатывания соответствуют нормальной амплитуде сгибания/разгибания при обычной ходьбе.

Позже станет понятно, почему осевая ротация возможна только при согнутом коленном суставе. В нейтральном для осевой ротации положении (рис. 69) при полусогнутом коленном суставе задняя часть мыщелков бедра находится в контакте со средней частью мыщелков большеберцовой кости. Это отчетливо видно на схеме (рис. 70, вид сверху, мыщелки бедренной кости наложены на мыщелки большеберцовой кости), где контур мыщелков бедра наложен на контур мыщелков большеберцовой кости. Из этой схемы также ясно, что при сгибании межмыщелковые бугорки большеберцовой кости выходят из межмыщелковой вырезки бедренной, где они в норме находятся в положении разгибания (это еще один фактор, препятствующий осевой ротации при разгибании).

Во время наружной ротации большеберцовой кости по отношению к бедренной (рис. 71) наружный мыщелок бедра движется кпереди по наружному мыщелку большеберцовой кости, а внутренний мыщелок бедра перемещается кзади по внутреннему мыщелку большеберцовой кости (рис. 72).

Во время внутренней ротации (рис. 73) происходит обратное: наружный мыщелок бедра перемещается кзади, а внутренний — кпереди по соответствующим мыщелкам большеберцовой кости (рис. 74).

Переднезадние движения мыщелков бедра по соответствующим мыщелкам большеберцовой кости не одинаковы для внутреннего и наружного мыщелков:

• внутренний мыщелок бедра (рис. 75) совершает относительно малые движения в вогнутости внут-

реннего мыщелка большеберцовой кости I, которая двояковогнута;

• наружный мыщелок бедра (рис. 76) проходит почти вдвое большее расстояние L по выпуклому наружному мыщелку большеберцовой кости.

При движениях в переднезаднем направлении он «взбирается» по переднему склону выпуклого мыщелка большеберцовой кости, оказывается на «вершине» и затем опускается по заднему склону. Таким образом, мыщелок бедренной кости меняет «высоту» е.

Различия в форме мыщелков большеберцовой кости отражаются в конфигурации межмыщелковых остей (рис. 77). Горизонтальный срез а этих остей на уровне хх' показывает, что латеральная поверхность наружной ости е выпуклая в переднезаднем направлении (как и наружный мыщелок большеберцовой кости), а медиальная поверхность внутренней ости i вогнутая (как и внутренний мыщелок большеберцовой кости). Добавим к этому то, что видно на фронтальном срезе Ь, - внутренняя ость отчетливо выше наружной. В результате этих двух особенностей внутренняя ость является как бы барьером, на который наталкивается внутренний мыщелок бедра, а наружный мыщелок свободно переходит за соответствующую ость. Поэтому истинная ось осевой ротации уу' проходит не между двумя остями большеберцовой кости, а через внутреннюю ость, являющуюся центральным стержнем сустава. Это смещение «центра» в медиальном направлении находит отражение в большем расстоянии, проходимом наружным мыщелком, о чем уже говорилось.

Суставная капсула является фиброзным футляром, покрывающим дистальный конец бедренной и проксимальный конец большеберцовой кости. Она удерживает эти кости в контакте и образует некостную стенку суставной полости. Ее внутренняя поверхность покрыта синовиальной оболочкой.

Общую форму капсулы (рис. 78) легко понять, если сравнить ее с цилиндром с вогнутой задней стенкой (показано стрелкой). Это приводит к образованию перегородки в сагиттальной плоскости, которая почти разделяет суставную полость на внутреннюю и наружную половины. Взаимоотношение капсулы с крестообразными связками будет рассмотрено позже (см. стр. 136). На передней поверхности цилиндра имеется окно для надколенника. Верхний конец цилиндра прикрепляется к бедренной, а нижний — к большеберцовой кости.

Прикрепление суставной капсулы к большеберцовой кости относительно простое (рис. 79): к переднему, наружному и внутреннему краям суставной поверхности 1 (зеленая пунктирная линия). Сзади и медиально она переходит в прикрепление задневнутренней крестообразной связки PI к большеберцовой кости. Сзади и латерально - выстилает край наружного мыщелка кзади от ости большеберцовой кости и присоединяется к большеберцовому прикреплению задневнутренней PI и передненаружной АЕ крестообразных связок. Капсула не проходит между крестообразными связками, межсвязочный промежуток 2 между ними заполняется их синовиальной выстилкой, которую можно рассматривать как утолщение суставной капсулы в межмыщелковой ямке.

Прикрепление суставной капсулы к бедренной кости несколько более сложное (рис. 80-83).

•Спереди (рис. 80, вид мыщелков снизу, спереди и снаружи) капсула прикрепляется к кости по краям

надблоковой ямки сверху 7. Здесь капсула образует глубокий карман (рис. 82, 83), известный как надчетырехглавая сумка 5. Ее значение станет ясно позже

(см. стр. 106).

•Медиально и латерально (рис. 80, 81) капсула прикрепляется по краям блоковой поверхности, образуя латерально-надколенниковые карманы (см. стр. 107), а затем по краям хрящевых поверхностей мыщелков, образуя там капсулъные лестницы Шеврие (Chevrier) 8. На наружном мыщелке прикрепление капсулы лежит выше прикрепления подколенного сухожилия Р, которое тем самым становится интракапсулярным (см. рис. 80).

•Сзади и сверху (рис. 81) капсула прикрепляется вокруг задневерхнего края хрящевой поверхности мыщелков дистальнее прикрепления двух головок икроножной мышцы J. Поэтому капсула выстилает глубокую поверхность этих мышц и отделяет их от мыщелков; в этой области капсула утолщается, образуя структуру, называемую «мыщелковыми пластинками» 6 (см. стр. 120).

•В межмыщелковой вырезке (рис. 82, 83; срез бедренной кости сделан в сагиттальной плоскости) капсула прикрепляется к противолежащим поверхностям мыщелков вдоль суставного хряща, а затем уходит в глубину вырезки, которую она перекрывает. Она прикрепляется к внутреннему мыщелку (рис. 82), идет по линии прикрепления задневнут-

ренней крестообразной связки к бедренной кости 4. Ее прикрепление к наружному мыщелку (рис. 83) лежит между суставным хрящом и прикреплением передненаружной крестообразной связки к бедренной кости 3.

Здесь прикрепление крестообразных связок переходит в капсулу, тем самым укрепляя ее.

Пустое пространство, ограниченное предостной поверхностью ямки большеберцовой кости, задней поверхностью связки надколенника и нижней частью блоковой поверхности бедренной кости (рис. 84, вид сзади и изнутри коленного сустава после удаления нижней части бедренной кости), заполнено довольно значительным слоем жировой ткани 1. Эта прокладка имеет форму четырехугольной пирамиды с основанием, лежащим на задней поверхности 2 связки надколенника 3 и нависающим над передней частью предостной ямки. При рассмотрении открытого коленного сустава спереди (рис. 85) при наклоненном надколеннике мы видим, что верхняя часть жировой прокладки 4 укреплена фиброзно-жировым тяжом, прикрепляющимся к верхушке надколенника и продолжающимся в глубину межмыщелковой вырезки (рис. 84 и 85). Этот тяж является жировой связкой 5. По бокам (рис. 85) связка продолжается кверху вдоль нижней части боковых сторон надколенника в форме двух складок фиброзно-жировой ткани, это крыловидные складки 6. Жировая прокладка действует как рессора в переднем отделе сустава. При сгибании она испытывает давление со стороны связки надколенника и распространяется по обе стороны от верхушки надколенника.

Жировая прокладка является вместилищем срединной перегородки, которая делит сустав на две полости у плода вплоть до 4 месяцев. У взрослого в норме (рис. 84) имеется просвет между жировой прокладкой и срединной перегородкой, образуемой крестообразными складками (стрелка I). Поэтому наружная и внутренняя половины суставной полости сочленяются между собой через этот просвет, а также через свободное пространство, лежащее над прокладкой (стрелка II) и глубже надколенника. Иногда срединная перегородка сохраняется и у взрослого, в этом случае коммуникация возможна только за счет пространства выше жировой прокладки.

Данная структура известна также как инфрапателлярная складка. Система складок состоит из трех синовиальных карманов (рис. 89, вид внутренней половины коленного сустава, разрезанного в сагиттальной плоскости), которые вариабельны, но весьма распространены (наблюдаются в 85% случаев согласно

Дюпону (Dupont)). Эти складки сейчас хорошо известны благодаря артроскопии:

•Инфрапателлярная складка 5 простирается за пределы жировой прокладки и встречается в 65,5% случаев.

•Супрапателлярная складка 6, наблюдаемая в 55,5% случаев, образует горизонтальную перегородку выше надколенника. Перегородка может быть частичной или полной, в последнем случае она изолирует супрапателлярную сумку от суставной полости. В этих условиях может появиться гидрартроз - образование жидкой опухоли над надколенником.

•Межпателлярная складка 7, наблюдаемая в 24%

случаев, образует неполную перегородку между бедром и надколенником, по типу полки. Она может вызывать боли, когда ее свободный край трется о медиальный край внутреннего мыщелка. Артроскопическая резекция эти боли снимает.

Емкость суставной полости разнится в нормальных и патологических условиях. Патологический выпот может быть представлен синовиальной жидкостью, тогда это гидрартроз, или кровью, тогда имеет место гемартроз. Этот выпот существенно увеличивает емкость сустава (рис. 86), если жидкость скапливается постепенно. Жидкость собирается в надчетырехглавой сумке Sq, в парапателлярных карманах и сзади в позадимыщелковой сумке Rc глубже «мыщелковой пластинки».

Распределение жидкости в суставной полости зависит от положения коленного сустава. При разгибании (рис. 87) позадимыщелковая сумка сдавлена напряжением икроножной мышцы, и жидкость перемещается кпереди (белая стрелка), где она скапливается в надчетырехглавой сумке и в парапателлярных карманах. При сгибании (рис. 88) компрессия происходит за счет напряжения четырехглавой мышцы, и жидкость перемещается кзади (белая стрелка).

Между полным сгибанием и полным разгибанием имеется положение так называемой максимальной емкости (рис. 86), при котором жидкость в полости находится в состоянии наименьшего натяжения. Это полусогнутое положение, которое обычно принимают больные с выпотом в коленном суставе, так как при этом они испытывают наименьшие боли.

В норме количество синовиальной жидкости очень невелико - всего лишь несколько см3. Однако благодаря сгибанию/разгибанию суставные поверхности постоянно омываются свежей синовиальной жидкостью, что способствует полноценному питанию сус-

тавного хряща и смазыванию контактирующих суставных поверхностей.

Обратите внимание на схеме на четырехглавую мышцу Q и на суставную мышцу колена SQ, которые натягивают надчетырехглавый карман.

Отсутствие конгруэнтности суставных поверхностей (см. стр. 102) компенсируется наличием менисков или полулунных хрящей, названных так за их форму (рис. 90). Если сферу S положить на плоскость Р, то контакт по отношению к шару будет только по касательной. Чтобы увеличить площадь контакта, достаточно проложить между ними кольцо, соответствующее пространству, ограниченному шаром, плоскостью Р и цилиндром С, прилежащим к шару. Оранжевое кольцо 3 точно воспроизводит форму мениска - треугольную на поперечном срезе с тремя поверхностями:

•внутренняя или осевая поверхность 1, в контакте со сферой;

•периферическая поверхность 2, в форме цилиндра;

•нижняя поверхность 4, плоская.

Посмотрим на систему менисков и связок в «разобранном» виде (рис. 91): мениски подняты над мыщелками. Внутренний мыщелок Mi и наружный мыщелок Me бедренной кости расположены в одной горизонтальной плоскости, над внутренним Gi и наружным Ge мыщелками большеберцовой кости. Тут выделяются:

•верхняя поверхность 1 вогнутая, она контактирует с мыщелками бедренной кости, не показанными на рисунке;

•периферическая поверхность 2 цилиндрической формы, она прилежит к глубокой поверхности капсулы (синего цвета на заднем плане);

•нижняя поверхность 3 не видна на рисунке, она почти плоская, опирается на края мыщелков большеберцовой кости, разделенных межмыщелковыми бугорками. Внутренний бугорок хорошо виден на рисунке.

Поскольку эти кольца неполные, в области межмыщелковых бугорков большеберцовой кости они имеют форму полукружий с передним и задним рогами.

Рога наружного мениска ближе подходят друг к другу, так что этот мениск образует почти полный круг (в форме буквы О), а внутренний мениск имеет полулунную или С-образную форму.

Мениски имеют важные с точки зрения функции

прикрепления:

•на фронтальном срезе коленного сустава (рис. 93) мениски показаны в разрезе, красного цвета, и мы видим прикрепление капсулы с к периферической поверхности менисков;

•передние рога менисков крепятся к большеберцовому плато, на уровне преспинальной поверхности, задние рога - ретроспинальной поверхности (рис. 91);

-передний рог наружного мениска 4 прикрепляется непосредственно спереди от наружного межмыщелкового бугорка;

-задний рог наружного мениска 5 - непосредственно позади наружного межмыщелкового бугорка;

-задний рог внутреннего мениска 7 - к задневнутреннему углу ретроспинальной поверхности;

-передний рог внутреннего мениска 6 - к передневнутреннему углу преспинальной поверхности;

-два передних рога соединены поперечной связкой коленного сустава 8, которая крепится к надколеннику тяжами жировой прокладки;

•фиброзные тяжи идут от наружных краев надколенника R к наружным краям каждого мениска, образуя мениско-надколенные волокна 9;

•внутренняя латеральная связка LLI крепится своими наиболее задними тяжами 2 к внутреннему краю внутреннего мениска;

•наружная латеральная связка LLE, в противовес внутренней, отделена от соответствующего ей мениска подколенным сухожилием Pop, посылающим фиброзный тяж 10 к заднему краю наружного мениска, образуя тем самым то, что некоторые называют точкой задненаружного угла РАРЕ;

•сухожилие полумембранной мышцы 11 также посылает фиброзный тяж к заднему краю внутреннего мениска, что образует симметричную точку задне-

внутреннего угла PAPI;

•отдельные волокна задневнутренней крестообразной связки прикрепляются к заднему рогу наружного мениска, образуя мениско-бедренную связку 12; несколько волокон передненаружной крестообразной связки прикрепляются к переднему рогу внутреннего мениска (см. рис. 166, описание 5, стр. 135).

Фронтальный (рис. 93), а также внутренний сагиттальный (рис. 94) и латеральный (рис. 95) срезы показывают, как мениски располагаются между мыщелками большеберцовой и бедренной костей, за исключением центра каждого мыщелка большеберцовой кости и области межмыщелковых бугорков, как они связаны с надколенником мениско-надколенны- ми волокнами 9 и с капсулой с, а также как мениски

делят сустав на два отдела — надменисковый и подменисковый (рис. 93).