У человека и других приматов колено соединяет бедро с ногой и состоит из двух суставов : одного между бедренной костью и голенью (берцово-бедренный сустав), и другого между бедром и надколенником (надколенник-бедренный сустав). [1] Это самый крупный сустав в организме человека. [2] Колено представляет собой модифицированный шарнирный сустав , который допускает сгибание и разгибание , а также небольшое внутреннее и внешнее вращение. Колено уязвимо к травмам и развитию остеоартрита .
Его часто называют сложным суставом , имеющим большеберцово-бедренный и надколенниково-бедренный компоненты. [3] [4] ( Малоберцовую коллатеральную связку часто рассматривают вместе с большеберцово-бедренными компонентами.) [5]
Колено представляет собой видоизмененный шарнирный сустав , тип синовиального сустава , который состоит из трех функциональных отделов: надколенника , или «коленной чашечки», и надколенника на передней части бедренной кости , по которому оно скользит. ; а также медиальные и латеральные большеберцово-бедренные сочленения, соединяющие бедренную кость или бедренную кость с большеберцовой костью , основной костью голени. [6] Сустав омывается синовиальной жидкостью , которая содержится внутри синовиальной оболочки, называемой капсулой сустава . Задне -латеральный угол колена — это область, которая в последнее время стала предметом пристального внимания и исследований. [7]
Колено – самый крупный сустав и один из самых важных суставов в организме. Он играет важную роль в движении, связанном с переносом веса тела в горизонтальном (бег и ходьба) и вертикальном (прыжки) направлениях. [8]
При рождении коленная чашечка только формируется из хряща , а в возрасте от трех до пяти лет она окостенеет (превратится в кость ). Поскольку это самая крупная сесамовидная кость в организме человека, процесс окостенения занимает значительно больше времени. [9]
Основными суставными телами бедренной кости являются ее латеральный и медиальный мыщелки . Они слегка расходятся дистально и назад, при этом латеральный мыщелок спереди шире, чем сзади, а медиальный мыщелок имеет более постоянную ширину. [10] : 206 Радиус кривизны мыщелков в сагиттальной плоскости уменьшается кзади. Этот уменьшающийся радиус создает серию эвольвентных средних точек (т.е. расположенных по спирали). Получающаяся в результате серия поперечных осей обеспечивает возможность скольжения и перекатывания в сгибаемом колене, обеспечивая при этом достаточное расслабление коллатеральных связок, чтобы обеспечить вращение, связанное с искривлением медиального мыщелка вокруг вертикальной оси. [10] : 194–95.
Пара мыщелков большеберцовой кости разделена межмыщелковым возвышением [10] : 206 , состоящим из латерального и медиального бугорков. [10] : 202
Надколенник также служит суставным телом, а его задняя поверхность называется блоком колена. [11] Он вводится в тонкую переднюю стенку капсулы сустава. [10] : 206 На ее задней поверхности расположены латеральная и медиальная суставные поверхности, [10] : 194 обе из которых сообщаются с поверхностью надколенника , соединяющей два мыщелка бедренной кости на передней стороне дистального конца кости. [10] : 192
Суставная капсула имеет синовиальную и фиброзную оболочки, разделенные жировыми отложениями. Спереди синовиальная оболочка прикрепляется по краю хряща как на бедренной, так и на большеберцовой кости, но на бедренной кости она сообщается с наднадколенниковой сумкой или выемкой и расширяет суставную щель проксимально. [10] : 210 Супрапателлярная сумка предотвращается от защемления во время разгибания суставной мышцей . [12] Сзади синовиальная оболочка прикрепляется к краям двух мыщелков бедренной кости, образуя два расширения (полуперепончатая бурса под медиальной головкой икроножной мышцы и подколенная сумка под латеральной головкой икроножной мышцы) [13] , аналогичные супрапателлярной сумке. Между этими двумя расширениями синовиальная оболочка проходит перед двумя крестообразными связками в центре сустава, образуя карман, направленный внутрь. [10] : 210
Синовиум, выстилающий капсулу и ее сумки. Синовиальная оболочка также выстилает подколенник жировой слой, жировой слой, расположенный под связкой надколенника. Синовиальная оболочка выступает в жировой слой в виде двух складок. [13]
Коленный сустав окружают многочисленные сумки . Самая крупная коммуникативная бурса — описанная выше супрапателлярная бурса . На задней стороне колена расположены четыре сумки значительно меньшего размера. Две несообщающиеся сумки расположены впереди надколенника и ниже сухожилия надколенника , иногда присутствуют и другие. [10] : 210
Хрящ – это тонкая эластичная ткань , которая защищает кость и обеспечивает легкое скольжение суставных поверхностей друг относительно друга. Хрящ обеспечивает гибкость коленного сустава. В коленях существует два типа суставного хряща: волокнистый хрящ (мениск ) и гиалиновый хрящ . Фиброзный хрящ обладает прочностью на растяжение и может противостоять давлению. [ нужны разъяснения ] Гиалиновый хрящ покрывает поверхность, по которой движутся суставы. Коллагеновые волокна внутри суставного хряща были описаны Беннингхоффом как исходящие из субхондральной кости радиально, образуя так называемые готические арки. На поверхности хряща эти волокна располагаются тангенциально и повышают устойчивость к истиранию. Внутри гиалинового хряща нет кровеносных сосудов, питание осуществляется за счет диффузии. Синовиальная жидкость и субхондральный костный мозг служат источниками питания для гиалинового хряща. Отсутствие хотя бы одного источника вызывает дегенерацию. Хрящ изнашивается с годами. Хрящ имеет очень ограниченную способность к самовосстановлению. Вновь образованная ткань обычно состоит из большей части волокнистого хряща худшего качества, чем исходный гиалиновый хрящ. В результате со временем в хряще образуются новые трещины и разрывы. [14]
Суставные диски коленного сустава называются менисками , поскольку они лишь частично разделяют суставную щель. [10] : 26 Эти два диска, медиальный мениск и латеральный мениск , состоят из соединительной ткани с обширными коллагеновыми волокнами, содержащими хрящеподобные клетки. Сильные волокна идут по менискам от одного прикрепления к другому, а более слабые радиальные волокна переплетаются с первыми. Мениски уплощены в центре коленного сустава, сращены с синовиальной оболочкой латерально и могут перемещаться по поверхности большеберцовой кости. [10] : 208 [15] Верхняя и нижняя поверхности менисков свободные. Каждый мениск имеет передние и задние рога, которые встречаются в межмыщелковой области большеберцовой кости. [13]
Медиальный мениск больше, менее изогнут и тоньше. Его задний рог толще (14 мм), чем передний (6 мм). [13]
Латеральный мениск меньше, более изогнут (почти круглый) и имеет более однородную толщину, чем медиальный мениск (10 мм). Латеральный мениск меньше прикрепляется к капсуле сустава, поскольку его заднелатеральная поверхность имеет бороздку подколенного сухожилия, отделяющую мениск от капсулы. Подколенное сухожилие не прикрепляется к латеральному мениску. [13]
Связки, окружающие коленный сустав, обеспечивают стабильность, ограничивая движения, и вместе с менисками и несколькими сумками защищают суставную капсулу. [16]
Колено стабилизируется парой крестообразных связок . Эти связки являются как экстрасиновиальными, так и внутрикапсулярными связками. [17] Передняя крестообразная связка (ПКС) простирается от латерального мыщелка бедренной кости до передней межмыщелковой области . [13] ПКС критически важна, поскольку она предотвращает смещение большеберцовой кости слишком далеко вперед относительно бедренной кости. [13] Часто рвется при скручивании или сгибании колена. [18] Задняя крестообразная связка (ЗКС) простирается от медиального мыщелка бедренной кости до задней межмыщелковой области. Эта связка предотвращает смещение большеберцовой кости кзади относительно бедренной кости. [13] Повреждение этой связки встречается редко, но может произойти как прямой результат насильственной травмы связки. [ нужна цитата ]
Поперечная связка простирается от латерального мениска к медиальному мениску . Он проходит впереди менисков. В 10% случаев он делится на несколько полосок. [10] : 208 Два мениска спереди прикрепляются друг к другу связкой. [19] Задняя (Врисберга) и передняя мениско-бедренные связки (Хамфри) простираются от заднего рога латерального мениска до медиального мыщелка бедренной кости . Они проходят спереди и сзади от задней крестообразной связки соответственно. [13] [10] : 208 Менискотибиальные связки (или «коронарные») простираются от нижних краев менисков к периферии плато большеберцовой кости.
Связка надколенника соединяет надколенник с бугристостью большеберцовой кости . Его также иногда называют сухожилием надколенника, поскольку нет четкого разделения между сухожилием четырехглавой мышцы бедра (окружающим надколенник) и областью, соединяющей надколенник с большеберцовой костью. [20] Эта очень прочная связка обеспечивает надколеннику механический рычаг [21] , а также выполняет функцию колпачка для мыщелков бедренной кости. Латеральнее и медиальнее связки надколенника латеральный и медиальный ретинакулы соединяют волокна латеральной широкой и медиальной мышц большой берцовой кости с большеберцовой костью. Некоторые волокна из подвздошно-большеберцового тракта расходятся в латеральный удерживатель, а в медиальный удерживатель входят некоторые поперечные волокна, отходящие от медиального надмыщелка бедренной кости. [10] : 206
Медиальная коллатеральная связка (MCL, также известная как «большеберцовая кость») простирается от медиального надмыщелка бедренной кости к медиальному мыщелку большеберцовой кости . Он состоит из трех групп волокон, одна из которых проходит между двумя костями, а две срастаются с медиальным мениском. СКЛ частично прикрыта гусиной стопой , под ней проходит сухожилие полуперепончатой мышцы . [10] : 206 Он защищает медиальную сторону колена от сгибания под действием напряжения, приложенного к латеральной стороне колена (вальгусная сила ). [10] : 206
Латеральная коллатеральная связка (LCL, также известная как «малоберцовая кость») простирается от латерального надмыщелка бедренной кости до головки малоберцовой кости . Он отделен как от капсулы сустава, так и от латерального мениска. [10] : 206 Защищает боковую сторону от внутренней изгибающей силы ( силы варус ). Переднелатеральная связка (ALL) расположена впереди LCL. [ нужна цитата ]
Наконец, на тыльной стороне колена есть две связки. Косая подколенная связка представляет собой лучистость сухожилия полуперепончатой мышцы на медиальной стороне, откуда направляется прямо латерально и проксимально. Дугообразная подколенная связка берет начало на верхушке головки малоберцовой кости, тянется проксимально, пересекает сухожилие подколенной мышцы и переходит в капсулу. [10] : 206
Большинство мышц, отвечающих за движение коленного сустава, принадлежат переднему , медиальному или заднему отделу бедра. Разгибатели обычно относятся к переднему отделу, а сгибатели — к заднему. Двумя исключениями из этого правила являются gracilis, сгибатель, который относится к медиальному отделу, и портняжная мышца, сгибатель, в переднем отделе. Кроме того, некоторые мышцы голени, а именно икроножные мышцы , обеспечивают слабое сгибание колена , в дополнение к своей основной функции перемещения стопы.
Задний отсек
Медиальный отсек:
Бедренная артерия и подколенная артерия формируют артериальную сеть или сплетение , окружающее коленный сустав. Выделяют шесть основных ветвей: две верхние коленчатые артерии , две нижние коленчатые артерии , нисходящая коленчатая артерия и возвратная ветвь передней большеберцовой артерии . [24]
Медиальные коленные артерии проникают в коленный сустав.
Колено допускает сгибание и разгибание вокруг виртуальной поперечной оси, а также небольшое медиальное и латеральное вращение вокруг оси голени в согнутом положении. Коленный сустав называется «подвижным», потому что бедренная кость и латеральный мениск при ротации перемещаются [25] : 399 по большеберцовой кости, а при разгибании-сгибании бедренная кость перекатывается и скользит по обоим менискам. [10] : 212–213.
Центр поперечной оси движений разгибания/сгибания расположен там, где пересекаются обе коллатеральные связки и обе крестообразные связки. Этот центр при сгибании перемещается вверх и назад, при этом расстояние между центром и суставными поверхностями бедренной кости динамически изменяется по мере уменьшения кривизны мыщелков бедренной кости. Общий диапазон движений зависит от нескольких параметров, таких как ограничения мягких тканей, активная недостаточность и напряжение подколенных сухожилий. [25] : 398
В разогнутом колене латеральные и медиальные коллатеральные связки , а также передняя часть передней крестообразной связки натянуты. Во время разгибания мыщелки бедренной кости скользят и перекатываются в положение, которое вызывает полное раскрытие коллатеральной связки большеберцовой кости . На последних 10° разгибания запускается обязательная терминальная ротация , при которой колено поворачивается медиально на 5°. Окончательная ротация производится латеральной ротацией большеберцовой кости в ноге, не несущей вес, и медиальной ротацией бедренной кости в ноге, несущей вес. Эта терминальная ротация становится возможной благодаря форме медиального мыщелка бедренной кости, чему способствует сокращение подколенной мышцы и подвздошно-большеберцового тракта и вызвано растяжением передней крестообразной связки. Обе крестообразные связки слегка разматываются, а обе боковые связки натягиваются. [10] : 212
В согнутом положении коллатеральные связки расслаблены, а крестообразные связки натянуты. Вращение контролируется перекрученными крестообразными связками; две связки скручиваются друг вокруг друга во время медиального вращения большеберцовой кости, что уменьшает возможную величину вращения, в то время как они разматываются во время латерального вращения большеберцовой кости. Из-за косого положения крестообразных связок по крайней мере часть одной из них всегда напряжена и эти связки контролируют сустав, тогда как коллатеральные связки расслаблены. Кроме того, дорсальные волокна коллатеральной связки большеберцовой кости напрягаются во время крайней медиальной ротации, и связка также уменьшает латеральную ротацию до 45–60°. [10] : 212
Боль в колене вызвана травмой, смещением, дегенерацией и состояниями, вызывающими артрит . [26] Наиболее распространенное заболевание коленного сустава известно как надколенниково-феморальный синдром . [26] Большинство незначительных случаев боли в коленях можно лечить дома с помощью отдыха и льда, но более серьезные травмы требуют хирургической помощи. [26]
Одна из форм пателлофеморального синдрома включает в себя проблемы, связанные с тканями, которые создают давление и раздражение в колене между надколенником и блоком (синдром компрессии надколенника), что вызывает боль. Второй основной класс заболеваний коленного сустава включает разрыв, соскальзывание или вывих, которые нарушают структурную способность колена балансировать ногу (синдром пателлофеморальной нестабильности). Синдром пателлофеморальной нестабильности может вызывать либо боль, либо ощущение плохого равновесия, либо и то, и другое. [26]
Препателлярный бурсит, также известный как « колено горничной», представляет собой болезненное воспаление препателлярной бурсы (лобной коленной сумки), часто вызываемое профессиональной деятельностью, например работой на кровельных работах.
Возраст также способствует расстройствам коленного сустава. Особенно у пожилых людей боль в коленях часто возникает из-за остеоартрита. Кроме того, проблеме может способствовать ослабление тканей вокруг колена. [27] Пателлофеморальная нестабильность может быть связана с аномалиями тазобедренного сустава или с напряжением окружающих связок. [26]
Поражения хряща могут быть вызваны:
Любая работа, во время которой колени подвергаются сильной нагрузке, также может оказаться губительной для хрящей. Это особенно актуально для профессий, в которых людям часто приходится ходить, поднимать тяжести или приседать. Другими причинами боли могут быть чрезмерная и изнашивающаяся боль в коленях в сочетании с такими явлениями, как мышечная слабость и избыточный вес .
Частые жалобы:
Физическая подготовка неразрывно связана с развитием проблем с коленями. Одна и та же деятельность, например подъем по лестнице, может вызвать боль от сдавления надколенника и бедренной кости у физически непригодного человека, но не у кого-то другого (или даже у этого человека в другое время). Ожирение является еще одной важной причиной боли в коленях. Например, 30-летняя женщина, которая весила 120 фунтов (54 кг) в возрасте 18 лет до трех беременностей, а сейчас весит 285 фунтов (129 кг), добавила 660 фунтов (300 кг) силы на свои мышцы. надколенниково-бедренного сустава при каждом шаге. [28]
В видах спорта, в которых на колени оказывается сильное давление, особенно с скручивающими силами, часто происходит разрыв одной или нескольких связок или хрящей. Некоторые из наиболее распространенных травм колена — это травмы медиальной стороны: медиальные травмы колена . [29]
Передняя крестообразная связка является наиболее часто травмируемой связкой коленного сустава. Травмы часто возникают во время занятий спортом. Скручивание колена является распространенной причиной чрезмерного растяжения или разрыва передней крестообразной связки. При повреждении передней крестообразной связки может быть слышен хлопок, и нога может внезапно отказать. Помимо отека и боли, ходьба может быть болезненной, а колено будет нестабильным. Небольшие разрывы передней крестообразной связки могут со временем зажить, но разрыв передней крестообразной связки требует хирургического вмешательства. После операции восстановление затягивается, и для укрепления сустава рекомендуются упражнения с низкой нагрузкой. [30]
Мениски действуют как амортизаторы и разделяют два конца кости коленного сустава . В коленном суставе два мениска: медиальный (внутренний) и латеральный (наружный). Когда имеется разрыв хряща, это означает, что мениск поврежден. Разрывы мениска часто возникают во время занятий спортом, когда колено подвернуто. Травма мениска может быть безобидной, и после разрыва человек может ходить, но вскоре появляется отек и боль. Иногда колено блокируется при сгибании. Боль часто возникает при приседании. Небольшие разрывы мениска лечатся консервативно, но при больших разрывах требуется хирургическое вмешательство. [31]
Переломы колена редки, но случаются, особенно в результате дорожно-транспортного происшествия . Переломы колена включают перелом надколенника и тип отрывного перелома, называемый переломом Сегонда . Обычно возникает немедленная боль и отек, а также затруднение или неспособность стоять на ноге. Мышцы спазмируются и даже малейшие движения болезненны. Рентгеновские снимки могут легко подтвердить травму, а хирургическое вмешательство будет зависеть от степени смещения и типа перелома.
Сухожилия обычно прикрепляют мышцу к кости. В колене иногда могут рваться четырехглавая мышца бедра и сухожилие надколенника. Повреждения этих сухожилий возникают при сильном сокращении колена. Если сухожилие полностью разорвано, сгибание или разгибание ноги невозможно. Полностью разорванное сухожилие требует хирургического вмешательства, но частично разорванное сухожилие можно вылечить иммобилизацией ноги с последующей физиотерапией .
Травмы коленного сустава, вызванные чрезмерным перенапряжением, включают тендинит , бурсит , растяжение мышц и синдром подвздошно-большеберцовой кости . Эти травмы часто развиваются медленно, в течение недель или месяцев. Действия, вызывающие боль, обычно замедляют заживление. Отдых, лед и компрессионные сжатия помогают в большинстве случаев. Как только отек уменьшится, тепловые пакеты могут увеличить кровоснабжение и способствовать заживлению. Большинство травм, вызванных чрезмерным перенапряжением, со временем проходят, но могут обостриться, если быстро возобновить занятия. [32] Люди могут снизить вероятность травм от чрезмерного перенапряжения, разогреваясь перед тренировкой, ограничивая нагрузки с высокой нагрузкой и контролируя свой вес. [ нужна цитата ]
Существует два заболевания, связанных с аномальным углом во фронтальной плоскости на уровне колена:
Степень варусной или вальгусной деформации можно количественно оценить по углу бедра , колена и голеностопного сустава [33] , который представляет собой угол между механической осью бедра и центром голеностопного сустава . [34] Обычно у взрослых он составляет от 1,0° до 1,5° варусного угла. [35] Нормальные диапазоны у детей различаются. [36]
![Угол бедра-колена-лодыжки в зависимости от возраста, с 95%-ным интервалом прогнозирования.[36]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/0/07/Hip-knee-ankle_angle_by_age.png/1280px-Hip-knee-ankle_angle_by_age.png)
До появления артроскопии и артроскопической хирургии пациентам, перенесшим операцию по поводу разрыва передней крестообразной связки, требовалось не менее девяти месяцев реабилитации, первоначально проведя несколько недель в полноразмерной гипсовой повязке. Используя современные методы , такие пациенты могут ходить без костылей через две недели и заниматься некоторыми видами спорта через несколько месяцев.
Помимо разработки новых хирургических процедур, текущие исследования изучают основные проблемы, которые могут увеличить вероятность получения спортсменом серьезной травмы колена. Эти результаты могут привести к принятию эффективных профилактических мер, особенно у спортсменок, которые, как было показано, особенно уязвимы к разрывам передней крестообразной связки из-за относительно незначительной травмы.
Лечение суставного хряща :
И передняя крестообразная связка (ПКС), и задняя крестообразная связка (ЗКС) гипоинтенсивны как на Т1, так и на Т2-взвешенных изображениях МРТ. Однако в дистальной части ПКС часто наблюдаются полосы с высоким уровнем сигнала, что делает ПКС более высокой интенсивностью, чем ПКЛ при МРТ. [17]
У людей термин «колено» относится к суставам между бедренной костью, большеберцовой костью и надколенником на ноге.
У четвероногих животных, таких как собаки, лошади и мыши, гомологичные суставы между бедренной костью, голенью и надколенником на задней ноге известны как коленный сустав . Также у четвероногих животных, особенно у лошадей, копытных и слонов, термин «колено» обычно относится к обращенному вперед суставу передней ноги , запястью , которое гомологично человеческому запястью .
У птиц «колено» — это сустав между бедренной костью и большеберцовой костью, а также надколенник (при его наличии). Непрофессионал термин «колено» может также относиться к суставу (нижнему и часто более заметному из-за того, что он не покрыт перьями) между большеберцовой и предплюсненной костью, который гомологичен человеческой лодыжке .
У насекомых и других животных термин «колено» широко относится к любому шарнирному суставу .
{{cite journal}}: CS1 maint: multiple names: authors list (link)
СМИ, связанные с коленом, на Викискладе?