Повреждение передней крестообразной связки происходит, когда передняя крестообразная связка (ПКС) растягивается, частично или полностью разрывается. [1] Наиболее распространенной травмой является полный разрыв. [1] Симптомы включают боль, слышимый треск во время травмы, нестабильность колена и опухание сустава . [1] Отек обычно появляется в течение нескольких часов. [2] Примерно в 50% случаев повреждаются другие структуры колена , такие как окружающие связки , хрящи или мениски . [1]
Основной механизм часто включает быстрое изменение направления, внезапную остановку, приземление после прыжка или прямой контакт с коленом. [1] Это чаще встречается у спортсменов, особенно у тех, кто занимается горными лыжами , футболом , нетболом, американским футболом или баскетболом . [1] [5] Диагноз обычно ставится при физическом осмотре и иногда подтверждается магнитно-резонансной томографией (МРТ). [1] При физическом осмотре часто выявляют болезненность вокруг коленного сустава, уменьшение диапазона движений колена и повышенную подвижность сустава. [6]
Профилактика заключается в нервно-мышечной тренировке и укреплении корпуса . [3] [4] Рекомендации по лечению зависят от желаемого уровня активности. [1] Людям с низким уровнем будущей активности может быть достаточно нехирургического лечения, включая фиксацию и физиотерапию . [1] Людям с высоким уровнем активности часто рекомендуется хирургическое вмешательство с помощью артроскопической реконструкции передней крестообразной связки . [1] Это предполагает замену сухожилия, взятого из другой части тела или трупа . [6] Реабилитация после операции включает постепенное расширение диапазона движений сустава и укрепление мышц вокруг колена. [1] Хирургическое вмешательство, если оно рекомендовано, обычно не проводится до тех пор, пока не исчезнет первоначальное воспаление, вызванное травмой. [1] Также следует принять меры предосторожности, чтобы нарастить как можно больше силы в мышцах, из которых извлекается труп, чтобы снизить риск травм.
В США ежегодно заболевают около 200 000 человек. [2] В некоторых видах спорта женщины подвергаются более высокому риску травмы передней крестообразной связки, в то время как в других от нее страдают оба пола в равной степени. [5] [7] Хотя у взрослых с полным разрывом коленного сустава чаще развивается остеоартрит, стратегия лечения, по-видимому, не меняет этот риск. [8] Разрывы ПКС также могут возникать у некоторых животных, например, у собак. Наиболее распространенной травмой колена у собак является разрыв передней крестообразной связки или крестообразной связки.
Когда у человека травма передней крестообразной связки, он, скорее всего, услышит «хлопок» в колене, за которым последует боль и отек. Они также могут испытывать нестабильность в колене после возобновления ходьбы и других видов деятельности, поскольку связки больше не могут стабилизировать коленный сустав и удерживать большеберцовую кость от скольжения вперед. [9]
Уменьшение диапазона движений колена и болезненность по линии сустава также являются частыми признаками острой травмы передней крестообразной связки. Боль и отек могут пройти сами по себе; однако колено останется нестабильным, и возвращение в спорт без лечения может привести к дальнейшему повреждению колена. [1]
Причины могут включать в себя:
Эти движения приводят к быстрому смещению голени от бедренной кости, создавая нагрузку на коленный сустав и потенциально приводя к разрыву передней крестообразной связки. Около 80% травм передней крестообразной связки происходят без прямой травмы. [10] Факторы риска включают женскую анатомию, определенные виды спорта, плохую физическую форму, усталость и игру на газоне. [11]
Спортсмены в два-восемь раз чаще напрягают крестообразные связки при занятиях спортом, включающим резку и прыжки, по сравнению с мужчинами, занимающимися теми же видами спорта. [12] Данные NCAA выявили относительный уровень травм на 1000 спортсменов, подвергшихся воздействию, следующим образом: [ нужна ссылка ]
Самый высокий уровень травм крестообразных связок у женщин наблюдался в гимнастике: уровень травм на 1000 спортсменов, подвергшихся воздействию, составил 0,33. Из четырех видов спорта с самым высоким уровнем травматизма крестообразных связок три были женскими – гимнастика, баскетбол и футбол. [13]
Различия между мужчинами и женщинами, идентифицированные как потенциальные причины, заключаются в активной мышечной защите коленного сустава, различиях в положении ног и таза, а также относительной слабости связок, вызванной различиями в гормональной активности эстрогена и релаксина. [12] [14] Противозачаточные таблетки также снижают риск повреждения крестообразной связки. [15]
Некоторые исследования показали, что существует четыре нервно-мышечных дисбаланса, которые предрасполагают женщин к более высокой частоте травм крестообразных связок. Спортсмены с большей вероятностью будут прыгать и приземляться с относительно прямыми коленями и наклоняться друг к другу, в то время как большая часть веса их тела приходится на одну ногу, а верхняя часть тела наклоняется в одну сторону. [16] Было описано несколько теорий, объясняющих этот дисбаланс. К ним относятся теории доминирования связок, доминирования квадрицепсов, доминирования ног и доминирования туловища. [ нужна цитата ]
Теория доминирования связок предполагает, что когда спортсменки приземляются после прыжка, их мышцы недостаточно поглощают воздействие земли. В результате связки колена должны поглощать силу, что приводит к более высокому риску травмы. [17] Доминирование квадрицепсов означает тенденцию спортсменок преимущественно использовать квадрицепсы для стабилизации коленного сустава. [17] Учитывая, что четырехглавые мышцы работают над тем, чтобы тянуть большеберцовую кость вперед, сильное сокращение четырехглавой мышцы может вызвать нагрузку на крестообразную связку, увеличивая риск травмы. [ нужна цитата ]
Доминирование ног описывает наблюдение, согласно которому женщины склонны переносить больший вес на одну ногу, чем на другую. [18] Наконец, доминирование туловища предполагает, что мужчины обычно демонстрируют больший контроль над туловищем в рабочих ситуациях, о чем свидетельствует большая активация внутренней косой мышцы. [17] Спортсмены с большей вероятностью приземляются с наклоном верхней части тела в одну сторону и с большим весом на одной ноге, чем на другой, поэтому на колени приходится большая вращательная сила. [19]
До полового созревания различий в частоте разрывов ПКС между полами не наблюдается. Предполагается, что изменения уровня половых гормонов, в частности повышенные уровни эстрогена и релаксина у женщин во время менструального цикла, вызывают предрасположенность к разрывам передней крестообразной связки. Это связано с тем, что они могут увеличить слабость суставов и растяжимость мягких тканей, окружающих коленный сустав. [12] Продолжающиеся исследования выявили более высокую частоту травм ПКС у женщин во время овуляции и меньше травм во время фолликулярной и лютеиновой фаз менструального цикла. [20]
Результаты исследования показали, что у спортсменок-студентов с уровнем концентрации релаксина более 6,0 пг/мл риск разрыва крестообразной связки в четыре раза выше, чем у спортсменов с более низкими концентрациями. [21]
Кроме того, женский таз расширяется в период полового созревания под воздействием половых гормонов. Этот более широкий таз требует, чтобы бедренная кость была наклонена к коленям. Этот угол по отношению к колену называется углом Q. Средний угол Q для мужчин составляет 14 градусов, а средний для женщин — 17 градусов. Можно предпринять шаги для уменьшения этого угла Q, например, используя ортопедические стельки. [22] Относительно более широкое женское бедро и расширенный угол Q могут привести к увеличению вероятности разрыва передней крестообразной связки у женщин. [23]
В период полового созревания половые гормоны также влияют на реконструированную форму мягких тканей по всему телу. Ремоделирование тканей приводит к тому, что женские ПКС становятся меньше и разрушаются (т.е. рвутся) при более низких нагрузках, а также к различиям в жесткости связок и мышц между мужчинами и женщинами. Женские колени менее жесткие, чем мужские, во время мышечной активации. Сила, приложенная к менее жесткому колену, с большей вероятностью приведет к разрыву передней крестообразной связки. [24]
Кроме того, четырехглавая мышца бедра является антагонистом передней крестообразной связки. Согласно исследованию, проведенному среди спортсменок в Мичиганском университете , 31% спортсменок первыми задействовали четырехглавую мышцу бедра по сравнению с 17% у мужчин. Из-за повышенного сокращения четырехглавой мышцы бедра во время физической активности на ПКС оказывается повышенная нагрузка из-за «переноса большеберцовой кости вперед». [25]
Коленный сустав образован тремя костями: бедренной (бедренной), большеберцовой (большеберцовой) и надколенником (коленной чашечкой). Эти кости скрепляются связками, которые представляют собой прочные полосы ткани, которые обеспечивают стабильность сустава во время ходьбы, бега, прыжков и т. д. В коленном суставе есть два типа связок: коллатеральные связки и крестообразные связки. [ нужна цитата ]
Коллатеральные связки включают медиальную коллатеральную связку (вдоль внутренней части колена) и латеральную или малоберцовую коллатеральную связку (вдоль внешней стороны колена). Эти две связки ограничивают боковое движение колена. [6]
Крестообразные связки образуют букву «X» внутри коленного сустава: передняя крестообразная связка проходит от передней части большеберцовой кости к задней части бедренной кости, а задняя крестообразная связка проходит от задней части большеберцовой кости к передней части бедренной кости. Передняя крестообразная связка предотвращает скольжение большеберцовой кости вперед к бедренной кости и обеспечивает ротационную стабильность. [6]
Есть также две хрящевые структуры С-образной формы, называемые медиальным мениском и латеральным мениском , которые располагаются на вершине большеберцовой кости в коленном суставе и служат подушкой для костей. [1]
Большинство травм передней крестообразной связки можно диагностировать, исследуя колено и сравнивая его с другим, неповрежденным коленом. Когда врач подозревает травму передней крестообразной связки у человека, который сообщает о щелкающем звуке в колене, сопровождающемся отеком, болью и нестабильностью коленного сустава, он может провести несколько тестов, чтобы оценить повреждение колена. Эти тесты включают тест поворота-сдвига , тест переднего выдвижного ящика и тест Лахмана . Тест поворота-сдвига включает в себя сгибание колена, удерживая лодыжку и слегка вращая большеберцовую кость внутрь. [26] В тесте переднего выдвижного ящика исследующий сгибает колени на 90 градусов, садится на ступни человека и осторожно тянет большеберцовую кость на себя. [27] Тест Лахмана выполняется путем помещения одной руки на бедро человека, а другой на голень и вытягивания голени вперед. [28] Эти тесты предназначены для проверки того, цела ли ACL и, следовательно, способна ли она ограничить движение большеберцовой кости вперед. Тест Лахмана признан большинством авторитетных специалистов наиболее надежным и чувствительным из трех. [29]
Хотя клиническое обследование в опытных руках может быть точным, диагноз обычно подтверждается магнитно-резонансной томографией , которая позволяет получить изображение мягких тканей, таких как связки и хрящи вокруг колена. [1] Это также может позволить визуализировать другие структуры, которые могли быть случайно вовлечены, например, мениски или коллатеральные связки. [30] Дополнительно может быть проведен рентген, чтобы оценить, была ли сломана одна из костей коленного сустава во время травмы. [9]
МРТ, пожалуй, является наиболее часто используемым методом диагностики состояния ПКС, но это не всегда самый надежный метод, поскольку ПКС может быть скрыта кровью, заполняющей сустав после травмы. [31]
МРТ особенно полезна в случаях частичного разрыва передней крестообразной связки. Переднемедиальная полоса повреждается чаще, чем заднелатеральная. [32]
Другой формой оценки, которую можно использовать в случае, если физикальное обследование и МРТ не дали результатов, является лаксиметрическое тестирование (т. е. артрометрия и визуализация нагрузки), которое включает в себя приложение силы к ноге и количественную оценку результирующего смещения колена. [31] Эти медицинские устройства по сути повторяют ручные тесты, но предлагают объективные оценки. [33] Например, артрометр GNRB представляет собой коленный артрометр, который считается более эффективным, чем тест Лахмана . [34]
Травма связки называется растяжением. Американская академия хирургов-ортопедов определяет травму передней крестообразной связки по степени тяжести и классифицирует ее как растяжение связок 1, 2 или 3 степени. [1] Растяжение 1 степени возникает, когда связка слегка растягивается, но стабильность коленного сустава не нарушается. Растяжение 2 степени возникает, когда связка растягивается до такой степени, что становится свободной; это также называется частичным разрывом. Растяжение 3 степени возникает, когда связка полностью разрывается на две части, и коленный сустав теряет устойчивость. Это наиболее распространенный тип травмы передней крестообразной связки. [ нужна цитата ]
Около половины травм передней крестообразной связки происходит в сочетании с повреждением других структур колена, включая другие связки, мениски или хрящи на поверхности костей. Особый тип травмы, называемый « несчастливой триадой » (также известной как «ужасная триада» или «триада О'Донохью»), включает повреждение передней крестообразной связки, передней крестообразной связки и медиального мениска и возникает, когда к колено, пока ступня зафиксирована на земле. [35]
Интерес к уменьшению бесконтактных травм передней крестообразной связки был очень велик. Международный олимпийский комитет после всестороннего анализа профилактических стратегий заявил, что программы профилактики травматизма оказывают измеримое влияние на снижение травматизма. [36] Эти программы особенно важны для спортсменок, у которых частота травм ПКС выше, чем у спортсменов-мужчин, а также для детей и подростков, которые подвергаются высокому риску повторного разрыва ПКС. [37] [38]
Исследователи обнаружили, что спортсменки часто приземляются с относительно прямыми коленями и поджатыми внутрь друг к другу, при этом большая часть веса тела приходится на одну ногу, а верхняя часть тела наклонена в одну сторону; эти четыре фактора создают чрезмерную нагрузку на связки колена и, таким образом, увеличивают вероятность разрыва передней крестообразной связки. [39] [17] Существуют доказательства того, что занятия нервно-мышечной тренировкой (НМТ), направленные на укрепление подколенных сухожилий, баланс и общую стабильность, снижают риск травм за счет улучшения моделей движений во время движений с высоким риском. Такие программы полезны для всех спортсменов, особенно для спортсменок-подростков. [40] [19]
Программы профилактики травм (IPP) надежно снижают факторы риска заболеваний ACL, что соответствует теориям доминирования. Теория доминирования связок снижает пиковый момент отведения колена, но должна быть более сосредоточена на определении приоритетности индивидуальных упражнений, ориентированных на конкретную задачу, с упором на профиль риска спортсмена. [41] Это более выгодно, чем стандартная программа. Происходит увеличение углов сгибания бедра и колена, например, при выполнении плиометрики и задач на приземление в прыжке, что снижает риск доминирования квадрицепсов. Однако не было обнаружено никаких изменений для пиковой vGRF (силы вертикальной реакции земли), которая измеряет «более мягкие» приземления. К сожалению, не было убедительных данных о том, как ИПП снижают риск, связанный с теорией доминирования ног. [41]
Лечение разрывов передней крестообразной связки важно для: [42]
Нехирургическое лечение разрыва крестообразной связки включает в себя прогрессивную, структурированную реабилитацию, направленную на восстановление мышечной силы, динамического контроля над коленом и психологической уверенности. Действующий систематический обзор с метаанализом, последний раз обновленный в 2022 году, на основе трех рандомизированных контролируемых исследований показал, что первичная реабилитация с дополнительной хирургической реконструкцией приводит к таким же результатам, как и ранняя хирургическая реконструкция. [43] У некоторых ПКС может зажить без хирургического вмешательства в процессе реабилитации (т. е. разорванные части воссоединяются, образуя функциональную связку). [44]
Целью ЛФК является восстановление нормального функционирования мышечной и балансовой системы коленного сустава. Исследования показали, что при правильной тренировке мышц вокруг колена с помощью физических упражнений тело может снова «научиться» контролировать колено, и, несмотря на дополнительные движения внутри колена, колено может чувствовать себя сильным и способным выдерживать силу. [ нужна цитата ]
Как правило, этот подход предполагает посещение физиотерапевта или специалиста по спортивной медицине вскоре после травмы для наблюдения за интенсивной структурированной программой упражнений. На начальном этапе можно использовать другие методы лечения, например, мануальную терапию, чтобы уменьшить боль. Физиотерапевт будет выступать в качестве тренера во время реабилитации, обычно устанавливая цели восстановления и давая обратную связь о прогрессе.
Предполагаемый период нехирургического восстановления составляет 3–6 месяцев и зависит от степени первоначальной травмы, существующей физической подготовки и приверженности реабилитационным и спортивным целям. Некоторые могут быть не удовлетворены результатом нехирургического лечения и могут выбрать операцию позже. [ нужна цитата ]
Операция по реконструкции передней крестообразной связки включает замену разорванной передней крестообразной связки «трансплантатом», который представляет собой сухожилие, взятое из другого источника. Трансплантаты могут быть взяты из сухожилия надколенника, сухожилия подколенного сухожилия, сухожилия четырехглавой мышцы как у человека, подвергающегося процедуре (« аутотрансплантат »), так и от трупа (« аллотрансплантат »). Трансплантат служит каркасом, на котором будет расти новая ткань связки. [1] Из трех различных видов аутотрансплантатов трансплантаты сухожилий четырехглавой мышцы бедра вызывают меньшую боль в месте взятия по сравнению с трансплантатами сухожилий надколенника и подколенных сухожилий. Также было показано, что трансплантаты сухожилий четырехглавой мышцы дают лучшие результаты, когда дело касается стабильности и функции колена. [45]
Операция проводится с помощью артроскопа или крошечной камеры, вставленной внутрь колена, с дополнительными небольшими разрезами вокруг колена для введения хирургических инструментов. Этот метод менее инвазивный и, как доказано, приводит к меньшей боли во время операции, меньшему времени пребывания в больнице и более быстрому восстановлению, чем «открытая» операция (при которой делается длинный разрез на передней части колена и вскрывается сустав). и выставлено). [1]
Юным спортсменам или всем, кто решается на операцию на ПКС, следует подумать о том, чтобы отложить операцию и пройти 4-6-недельную программу предварительной реабилитации. Хотя нет единого мнения о том, из чего должна состоять реабилитация, некоторые из основных параметров включают восстановление диапазона движений, уменьшение отека и обеспечение адекватной силы квадрицепсов. У пациентов, прошедших 4-6-недельную программу предварительной реабилитации, были лучшие результаты на острых этапах операции, в то время как результаты через 3-6+ месяцев все еще неубедительны [46].
Американская академия хирургов-ортопедов заявила, что существуют умеренные доказательства в поддержку рекомендации о том, что реконструкция передней крестообразной связки должна произойти в течение пяти месяцев после травмы, чтобы улучшить функцию человека и защитить колено от дальнейших травм; однако необходимо провести дополнительные исследования, чтобы определить наилучшее время для операции и лучше понять влияние времени на клинические результаты. [47] Однако было показано, что отсрочка реконструкции передней крестообразной связки у детей и подростков более чем на 3 месяца значительно увеличивает риск повреждения мениска. [48]
В Соединенных Штатах ежегодно проводится более 100 000 операций по реконструкции передней крестообразной связки. Более 95% реконструкций ПКС выполняются в амбулаторных условиях. Наиболее распространенными процедурами, выполняемыми во время реконструкции передней крестообразной связки, являются частичная менискэктомия и хондропластика . [49] Возможна асимметрия в восстановленном колене, и было обнаружено, что она оказывает большое влияние между конечностями на пиковую силу вертикальной реакции опоры, пиковый момент разгибания колена и скорость нагрузки во время приземления на две конечности, а также среднее значение коленного сустава. момент разгибания и поглощение энергии колена как при приземлении на две, так и на одну конечность. Анализ суставной симметрии наряду с моделями движений должен стать частью возвращения к спортивным критериям . [50]
Целью реабилитации после травмы передней крестообразной связки является восстановление силы и подвижности колена. Если человек с травмой передней крестообразной связки подвергается хирургическому вмешательству, процесс реабилитации сначала будет сосредоточен на медленном увеличении диапазона движений сустава, а затем на укреплении окружающих мышц для защиты новой связки и стабилизации колена. Наконец, начинается функциональная тренировка, специфичная для действий, необходимых для определенных видов спорта. Рекомендуется отложить возвращение в спорт как минимум на девять месяцев, поскольку вероятность повторного возвращения в спорт становится в 7 раз выше для тех, кто возвращается раньше 9 месяцев. Кроме того, для созревания ACL требуется около 2 лет; однако нереально ожидать, что спортсмены будут ждать два года, чтобы вернуться в спорт. Еще один фактор, который следует учитывать, заключается в том, что 30% случаев рецидивов возникают в течение первых 30 занятий спортом, а 50% — в течение первых 72 занятий спортом. Наконец, пациент снижает вероятность рецидива с каждым месяцем отсрочки возвращения к спорту после 9-месячной отметки. [51] В педиатрической практике широко распространены повторные разрывы ПКС после хирургического вмешательства, 94,6% из которых требуют ревизионной операции. Без надлежащей реабилитации могут возникнуть ростовые или угловые деформации, что также потребует ревизионной операции. [52] Пациентам необходимо убедиться, что их физиотерапевт имеет опыт лечения пациентов с ПКС, поскольку многие терапевты могут обрекать своих пациентов на неудачу. Более половины физиотерапевтов до сих пор используют методы ручного мышечного тестирования для измерения силы ног перед возвращением в спорт, что является субъективными и недостоверными данными. [53] Кроме того, не существует согласованных критериев для возвращения в спорт, однако есть соображения, которые терапевт должен принять перед выпиской своего пациента. Пациенты должны проходить ряд тестов на протяжении всего периода реабилитации, чтобы убедиться, что они готовы к требованиям своего вида спорта. Тесты должны включать психологический компонент, плиометрическое тестирование, силовую симметрию между обеими нижними конечностями и различные функциональные оценки движений, связанные со спортом пациента. [54]
Прогноз при травме передней крестообразной связки, как правило, хороший: у многих людей функция поврежденной ноги восстанавливается в течение нескольких месяцев. [6] Травма передней крестообразной связки раньше считалась травмой, завершающей карьеру спортсменов; однако в последние годы операция по реконструкции передней крестообразной связки с последующей физиотерапией позволила многим спортсменам вернуться к уровню производительности, существовавшему до травмы. [55]
Отдаленные осложнения травмы передней крестообразной связки включают ранний артрит коленного сустава и/или повторный разрыв связки. Факторы, повышающие риск артрита, включают тяжесть первоначальной травмы, повреждение других структур колена и уровень активности после лечения. [9] Отсутствие восстановления разрывов передней крестообразной связки иногда может привести к повреждению хряща внутри колена, поскольку при разрыве передней крестообразной связки большеберцовая и бедренная кости с большей вероятностью будут тереться друг о друга. [1] Тем не менее, разрывы передней крестообразной связки сами по себе увеличивают маркеры воспаления в колене, что может влиять на развитие остеоартрита . [56]
К сожалению, молодые спортсменки имеют значительный риск повторного разрыва трансплантата передней крестообразной связки или разрыва передней крестообразной связки на другом колене после выздоровления. Этот риск зарегистрирован почти у 1 из каждых 4 молодых спортсменов. [57] Таким образом, спортсмены должны быть проверены на наличие нервно-мышечного дефицита (т.е. слабость одной ноги больше, чем другая, или неправильная форма приземления) перед возвращением в спорт. [16]
Ежегодно в США происходит около 200 000 разрывов крестообразных связок. Разрывы передней крестообразной связки впервые возникают примерно у 69 случаев на 100 000 в год, при этом частота у мужчин составляет 82 на 100 000, а у женщин - 59 на 100 000. [58] При разбивке показателей по возрасту и полу женщины в возрасте от 14 до 18 лет имели самый высокий уровень травматизма - 227,6 на 100 000 человек. У мужчин в возрасте от 19 до 24 лет был самый высокий уровень травм – 241 на 100 000 человек. [58]
Частота повторных разрывов среди спортсменов колледжей была самой высокой у футболистов-мужчин - 15 на 10 000, за ними следовали гимнастки - 8 на 10 000 и футболистки - 5,2 на 10 000. [59]
Спортсмены старших классов подвергаются повышенному риску разрыва крестообразных связок по сравнению с неспортсменами. Среди школьниц в США самым высоким риском разрыва крестообразной связки является футбол, за которым следуют баскетбол и лакросс. В женском баскетболе и футболе США разрывы крестообразных связок больше всего, чем во всех других видах спорта. [60] Самым рискованным видом спорта для школьников в США был баскетбол, за ним следовали лакросс и футбол. [61] В баскетболе женщины в 5–8 раз чаще страдают от разрывов крестообразной связки, чем мужчины. [60]
Разрыв крестообразной связки — распространенное ортопедическое заболевание у собак. Изучение данных страхования показало, что большинство пород с повышенным риском разрыва крестообразной связки были крупными или гигантскими. [62]
Когда показана реконструкция передней крестообразной связки, умеренные доказательства подтверждают необходимость реконструкции в течение пяти месяцев после травмы для защиты суставного хряща и менисков.