Polvinivelen nivelsiteet

Perinteisesti kaikki stabilointiaineet jaetaan aiemmin hyväksytyn ryhmän sijaan kolmeen: passiiviseen, suhteellisen passiiviseen ja aktiiviseen. Stabilointijärjestelmän passiivisiin osiin kuuluvat luut, nivelen nivelkalvokapseli, suhteellisen passiivisiin meniskit, polvinivelen nivelsiteet, nivelen kuitukapseli ja aktiivisiin lihakset jänteineen.

Polvinivelen vakauttamiseen osallistuviin suhteellisen passiivisiin elementteihin kuuluvat ne, jotka eivät aktiivisesti siirrä sääriluuta reisiluuhun nähden, mutta joilla on suora yhteys nivelsiteisiin ja jänteisiin (esimerkiksi meniskit) tai jotka ovat itse nivelsiderakenteita, joilla on suora tai epäsuora yhteys lihaksiin.

[ 1 ], [ 2 ], [ 3 ]

Polven kapseli-ligamentouslaitteen toiminnallinen anatomia

Nivelessä jopa 90° kulmaan asti. PCL toimii toissijaisena stabiloijana sääriluun ulkorotaatiossa 90° fleksiossa, mutta sen rooli on vähäisempi sääriluun ollessa täysin ojentuneena. D. Veltry (1994) huomauttaa myös, että PCL on toissijainen stabiloija sääriluun varus-poikkeamassa.

Nivelside on sääriluun valguspoikkeaman ensisijainen stabiloija. Se on myös sääriluun ulkorotaation ensisijainen rajoitin. Nivelsideen rooli toissijaisena stabiloijana on rajoittaa sääriluun etusijoitusta. Näin ollen ehjän eturistisiteen tapauksessa eturistisiteen katkaisu ei muuta sääriluun anteriorista siirtymää. Eturistisiteen vaurioitumisen ja eturistisiteen katkaisun jälkeen sääriluun patologinen siirtymä eteenpäin kasvaa kuitenkin merkittävästi. Nivelsideen lisäksi myös nivelkapselin mediaalinen osa rajoittaa sääriluun etusiirtymää jossain määrin.

MCL on sääriluun varus-poikkeaman ja sen sisäänpäin rotaation ensisijainen stabiloija. Nivelkapselin posterolateraalinen osa on toissijainen stabiloija.

Polvinivelen nivelsiteiden kiinnitys

Kiinnittymistyyppejä on kaksi: suora ja epäsuora. Suoralle tyypille on ominaista se, että suurin osa kollageenikuiduista tunkeutuu suoraan kortikaaliseen luuhun kiinnityskohdassa. Epäsuoralle tyypille on ominaista se, että merkittävä määrä kollageenikuituja sisäänkäynnillä jatkuu luukalvoon ja faskiaalirakenteisiin. Tälle tyypille on ominaista merkittävän pitkät kiinnityskohdat luuhun. Esimerkki suorasta tyypistä on polvinivelen mediaalisen sivusiteen reisiluun kiinnitys, jossa joustavan vahvan nivelsiteen siirtyminen jäykkään kortikaalilevyyn tapahtuu neliseinäisten rakenteiden kautta, nimittäin: polvinivelen nivelsiteet, mineralisoitumaton kuituinen rusto, mineralisoitunut kuituinen rusto, kortikaalinen luu. Esimerkki erilaisista kiinnitystyypeistä saman nivelsiteen sisällä on eturistisiteen sääriluun kiinnitys. Toisaalta on olemassa laajalle levinnyt epäsuora kiinnitys, jossa suurin osa kollageenikuiduista jatkuu luukalvoon, ja toisaalta on joitakin fibrokartilaginous-liitoksia, joissa kollageenikuidut pääsevät suoraan luuhun.

[ 4 ], [ 5 ], [ 6 ]

Isometrisyys

Isometrisyys tarkoittaa polvinivelen nivelsiteen vakiopituuden ylläpitämistä nivelten liikkeiden aikana. Sarananivelessä, jonka liikelaajuus on 135°, isometrisuuden käsite on erittäin tärkeä sen biomekaniikan oikean ymmärtämisen kannalta sekä normaalissa että patologisessa tilanteessa. Sagittaalitasossa polvinivelen liikkeitä voidaan luonnehtia neljän komponentin yhteydeksi: kahden ristisiteen ja niiden alkupisteiden välisten luusillojen. Monimutkaisin järjestely löytyy sivusiteistä, mikä liittyy täydellisen isometrian puutteeseen nivelten aikana polvinivelen eri fleksiokulmissa.

Polvinivelen ristisiteet

Polvinivelen ristisiteet saavat verta keskivaltimosta. Yleisestä hermotuksesta vastaavat polvitaipeen hermopunoksen hermot.

Polvinivelen etummaiset ristisiteet ovat sidekudosnauha (keskimäärin 32 mm pitkä, 9 mm leveä), joka kulkee reisiluun lateraalisen nivelnastan takaosan mediaalipinnalta sääriluun takaosan interkondylaariseen kuoppaan. Normaalissa eturistisiteessä (ACL) on 27° kaltevuuskulma 90°:n fleksiossa, kuitujen rotaatiokomponentti sääriluun ja reisiluun kiinnityskohdissa on 110°, ja kollageenikuitujen faskikulaarinen kiertymiskulma vaihtelee 23–25°:n välillä. Täydessä ojennuksessa eturistisiteen kuidut kulkevat suunnilleen sagittaalitason suuntaisesti. Polvinivelen nivelsiteessä on lievä rotaatio pituusakseliin nähden, sääriluun lähtökohdan muoto on soikea ja pidempi anteroposteriorisessa suunnassa kuin mediaalis-lateraalisessa suunnassa.

Polvinivelen takimmainen ristiside on lyhyempi, vahvempi (keskimääräinen pituus 30 mm) ja lähtee reisiluun sisemmästä nivelnastan päästä. Alkukohdan muoto on puoliympyrän muotoinen. Proksimaaliosassaan se on anteroposteriorisessa suunnassa pidempi ja distaalisessa osassa reisiluussa se näyttää kaarevalta. Korkea reisiluun kiinnityskohta antaa nivelsiteelle lähes pystysuoran kulun. PCL:n distaalinen kiinnityskohta sijaitsee suoraan sääriluun proksimaalisen pään takapinnalla.

ACL jaetaan kapeaan, anteromediaaliseen kimppuun, joka venyy fleksiossa, ja leveään posterolateraaliseen kimppuun, jossa on kuitujännitystä ojennuksen aikana. VZKL jaetaan leveään anterolateraaliseen kimppuun, joka venyy jalan fleksiossa, kapeaan posteromediaaliseen kimppuun, joka kokee jännitystä ojennuksen aikana, ja erimuotoiseen meniskofemoraaliseen vyöhykkeeseen, joka on jännittynyt fleksiossa.

Tämä on kuitenkin pikemminkin polvinivelen ristisiteiden kimppujen ehdollinen jaottelu suhteessa niiden jännitykseen koukistuksen ja ojennuksen aikana, koska on selvää, että niiden läheisen toiminnallisen suhteen vuoksi ei ole olemassa absoluuttisesti isometrisiä kuituja. Erityisen huomionarvoisia ovat useiden kirjoittajien työt ristisiteiden poikkileikkaus- ja poikittaisanatomiasta, jotka osoittivat, että PCL:n poikkileikkauspinta-ala on 1,5 kertaa suurempi kuin ICL:n (tilastollisesti luotettavaa tietoa saatiin reisiluun kiinnityskohdan alueelta ja polvinivelen nivelsiteen keskeltä). Poikkileikkauspinta-ala ei muutu liikkeiden aikana. PCL:n poikkileikkauspinta-ala kasvaa sääriluusta reisiluuhun ja ICL:n päinvastoin reisiluuhun. Polvinivelen meniskofemoraaliset nivelsiteet muodostavat 20 tilavuusprosenttia polvinivelen takimmaisesta ristisiteestä. PCL jaetaan anterolateraaliseen, posteromediaaliseen ja meniskofemoraaliseen osaan. Olemme vaikuttuneita näiden kirjoittajien johtopäätöksistä, sillä ne ovat linjassa ymmärryksemme kanssa tästä ongelmasta, nimittäin:

1. Rekonstruktiivinen kirurgia ei palauta PCL:n kolmikomponenttista kompleksia.
2. PCL:n anterolateraalinen kimppu on kaksi kertaa suurempi kuin posteromediaalinen ja sillä on tärkeä rooli polvinivelen kinematiikassa.
3. Meniskofemoraalinen osa on aina läsnä, ja sen poikkileikkausmitat ovat samanlaiset kuin posteromediaalisen kimpun. Sen sijainti, koko ja lujuus ovat merkittäviä sääriluun posterolateraalisen ja posterolateraalisen siirtymän säätelyssä reisiluun suhteen.

Polvinivelen toiminnallisen anatomian jatkoanalyysi on tarkoituksenmukaisempaa suorittaa anatomisen alueen tunnistamisen perusteella, koska passiivisten (kapseli, luut), suhteellisen passiivisten (meniskit, polvinivelen nivelsiteet) ja aktiivisten vakauden komponenttien (lihakset) välillä on läheinen toiminnallinen suhde.

[ 7 ]

Mediaalinen kapseli-ligamentaarinen kompleksi

Käytännössä on kätevää jakaa tämän osan anatomiset rakenteet kolmeen kerrokseen: syvään, keskimmäiseen ja pinnalliseen.

Syvin kolmas kerros käsittää nivelen mediaalisen kapselin, joka on etuosaltaan ohut. Se ei ole pitkä ja sijaitsee mediaalisen meniskin alla, mikä varmistaa sen vahvemman kiinnityksen sääriluuhun kuin reisiluuhun. Syvän kerroksen keskiosaa edustaa polvinivelen mediaalisen sivusiteen syvä lehti. Tämä segmentti jaetaan meniskofemoraaliseen ja meniskotibiaaliseen osaan. Posteromediaalisessa osassa keskimmäinen kerros (II) yhdistyy syvempään kerrokseen (III). Tätä aluetta kutsutaan takimmaiseksi vinoksi nivelsiteeksi.

Tässä tapauksessa passiivisten elementtien läheinen fuusio suhteellisen passiivisten elementtien kanssa on selvästi nähtävissä, mikä puhuu tällaisen jaon tavanomaisuudesta, vaikka sillä onkin hyvin spesifinen biomekaaninen merkitys.

Polvinivelen nivelsiteen taempana olevat meniskofemoraaliset osat ohenevat ja niillä on pienin jännitys nivelen koukistuksen aikana. Tätä aluetta vahvistaa jänne m. semimembranosus. Osa jänteen kuiduista on kudoutunut vinoon polvitaiteeseen, joka kulkee poikittain sääriluun mediaalisen pinnan distaalisesta osasta reisiluun lateraalisen nivelnastan proksimaaliseen osaan suorassa suunnassa nivelkapselin takaosaan. Jänne m. semimembranosus antaa kuituja myös etupuolelta takimmaiseen vinoon nivelsiteeseen ja mediaaliseen meniskiin. M. semimembranosuksen kolmas osa on kiinnittynyt suoraan sääriluun posteromediaaliseen pintaan. Näillä alueilla kapseli on huomattavasti paksuuntunut. M. semimembranosuksen kaksi muuta päätä kiinnittyvät sääriluun mediaalipintaan ja kulkeutuvat syvälle (suhteessa MCL:ään) kerrokseen, joka on yhteydessä m. polvitaipeeseen. Kerroksen III vahvin osa on MCL:n syvä läppä, jonka kuidut ovat täydessä ojennuksessa ECL:n kuitujen suuntaisesti. Maksimaalisessa fleksiossa MCL:n kiinnityskohta vedetään eteenpäin, jolloin nivelside kulkee lähes pystysuoraan (eli kohtisuoraan sääriluun tasanteeseen nähden). MCL:n syvän osan ventraalinen kiinnityskohta sijaitsee distaalisesti ja hieman MCL:n pinnallisen kerroksen takana. MCL:n pinnallinen läppä kulkee pituussuunnassa välikerroksessa. Se pysyy kohtisuorassa sääriluun tasanteen pintaan nähden fleksion aikana, mutta siirtyy taaksepäin reisiluun siirtyessä.

Näin ollen polvinivelsiteen eri kimppujen toiminnan välinen yhteys ja keskinäinen riippuvuus on nähtävissä. Koukistusasennossa polvinivelsiteen etummaiset kuidut ovat jännittyneitä, kun taas takimmaiset kuidut ovat rentoutuneita. Tämä johti meidät siihen johtopäätökseen, että polvinivelsiteen repeämien konservatiivisessa hoidossa on polvinivelsiteen vaurion sijainnista riippuen tarpeen valita optimaalinen koukistuskulma polvinivelessä, jotta repeytyneiden kuitujen välinen diastaasi vähenee mahdollisimman paljon. Kirurgisessa hoidossa polvinivelsiteen ompelu akuutissa vaiheessa tulisi myös suorittaa, jos mahdollista, ottaen huomioon nämä polvinivelsiteen biomekaaniset ominaisuudet.

Nivelkapselin II ja III kerroksen takaosat liittyvät toisiinsa takavinoisessa nivelsiteessä. Tämän polvinivelen nivelsiteen reisiluun alkulähde sijaitsee reisiluun mediaalipinnalla lonkansisäisen ristisiteen pinnallisen läppäreunan alkukohdan takana. Polvinivelen nivelsiteen kuidut suuntautuvat taaksepäin ja alaspäin ja kiinnittyvät sääriluun nivelpään posteromediaaliseen kulmaan. Tämän polvinivelen nivelsiteen menisko-tibiaalinen osa on erittäin tärkeä meniskin takaosan kiinnittymisessä. Sama alue on myös m. semimembranosuksen tärkeä kiinnityskohta.

Ei ole vielä yksimielisyyttä siitä, onko takimmainen vino nivelside erillinen nivelside vai BCL:n pinnallisen kerroksen takaosa. ACL-vamman sattuessa tämä polvinivelen alue toimii toissijaisena stabiloijana.

Mediaalinen sivusidekompleksi rajoittaa sääriluun liiallista valgus-poikkeamaa ja ulkokiertoa. Tämän alueen tärkein aktiivinen stabiloija on hanhenjalkalihasten (pes anserinus) jänteet, jotka peittävät MCL:n sääriluun täyden ojennuksen aikana. MCL (syvä osa) yhdessä ACL:n kanssa rajoittaa myös sääriluun etummaista siirtymää. MCL:n takaosa, takimmainen vino ligamentti, vahvistaa nivelen posteromediaalista osaa.

Pinnallisin kerros I koostuu reisiluun syvän faskian jatkeesta ja m. sartoriuksen jännejatteesta. BCL:n pinnallisen osan etuosassa kerrosten I ja II kuidut ovat erottamattomat. Dorsaalisesti, missä kerrokset II ja III ovat erottamattomat, m. gracilis- ja m. scmitendinosus -jänteet sijaitsevat nivelen päällä kerrosten I ja II välissä. Takaosassa nivelkapseli on ohennettu ja koostuu yhdestä kerroksesta lukuun ottamatta piileviä erillisiä paksuuntumia.

Sivukapseli-ligamentaarinen kompleksi

Nivelen lateraalinen osa koostuu myös kolmesta nivelsiderakenteiden kerroksesta. Nivelkapseli jaetaan etu-, keski- ja takaosaan sekä meniskofemoraaliseen ja meniskotibiaaliseen osioon. Nivelen lateraalisessa osassa on kapselinsisäinen jänne m. popliteus, joka kulkee lateraalisen meniskin perifeeriseen kiinnityskohtaan ja on kiinnittynyt nivelkapselin lateraaliseen osaan. M. popliteuksen edessä on a. geniculare inferior. Syvimmässä kerroksessa (III) on useita paksuuntumia. MCL on tiheä pitkittäisten kollageenisäikeiden säie, joka sijaitsee vapaasti kahden kerroksen välissä. Tämä polvinivelen nivelside sijaitsee pohjeluun ja reisiluun lateraalisen nivelnastan välissä. MCL:n reisiluun lähtökohta on nivelsiteessä, joka yhdistää m. popliteus -jänteen suuaukon (distaalinen pää) ja m. gastrocnemius -jänteen lateraalisen pään alun (proksimaalinen pää). Hieman takana ja syvimmällä on lg. arcuatum, joka lähtee pohjeluun päästä, menee takakapseliin lähelle polvitaipeen vasenta jännettä (lg. obliquus polvitaip. Jänne m. popliteus toimii kuten nivelside. M. popliteus saa aikaan sääriluun sisäänpäinkiertoa jalan koukistuksen lisääntyessä. Toisin sanoen se toimii enemmän jalan kiertäjänä kuin koukistajana tai ojentajana. MCL on patologisen varuspoikkeaman rajoittaja, vaikka se rentoutuukin koukistuessa.

Lateraalisella puolella oleva pinnallinen kerros (I) on reiden syvän faskian jatke, joka ympäröi iliotibiaalista traktusta anterolateraalisesti ja hauisreisilihaksen jännettä posterolateraalisesti. Välikerros (II) on polvilumpion jänne, joka saa alkunsa iliotibiaalitraktista ja nivelkapselista, kulkee mediaalisesti ja kiinnittyy polvilumpioon. Iliotibiaalitrakti auttaa MCL:ää nivelen lateraalisessa stabiloinnissa. Iliotibiaalitraktin ja lihasten välisen väliseinän välillä on läheinen anatominen ja toiminnallinen suhde lähestyttäessä Gerdyn tuberkullin kiinnityskohtaa. Muller V. (1982) nimesi tämän anterolateraaliseksi tibiofemoraaliseksi ligamentiksi, joka toimii toissijaisena stabiloijana rajoittaen sääriluun etummaista siirtymää.

On myös neljä muuta nivelsiderakennetta: polvinivelen lateraaliset ja mediaaliset meniskopatellaariset nivelsiteet sekä polvinivelen lateraaliset ja mediaaliset patellofemoraaliset nivelsiteet. Mielestämme tämä jako on kuitenkin hyvin ehdollinen, koska nämä elementit ovat osa muita anatomisia ja toiminnallisia rakenteita.

Useat kirjoittajat erottavat osan m. popliteus -jänteestä nivelsiteeksi nimeltä lg. popliteo-fibulare, koska tämä polvinivelen nivelside yhdessä lg. arcuium, MCL ja m. popliteus -jänteen kanssa tukee PCL:ää sääriluun taaksepäin suuntautuvan siirtymän sääriluun sisällä. Erilaisia nivelrakenteita, esimerkiksi rasvapatjaa ja proksimaalista sääri- ja pohjeniveltä, emme käsittele tässä, koska ne eivät liity suoraan nivelen vakauttamiseen, vaikka niiden roolia tietyinä passiivisina vakauttavina elementteinä ei olekaan poissuljettu.

Kroonisen traumaperäisen polven instabiliteettiin liittyvät biomekaaniset näkökohdat

J. Perry, D. Moynes ja D. Antonelli (1984) käyttivät kosketuksettomia menetelmiä nivelten liikkeiden mittaamiseen biomekaanisissa testeissä.

J. Sidles ym. (1988) käyttivät samoihin tarkoituksiin sähkömagneettisia laitteita. He ehdottivat matemaattista mallinnusta polvinivelen liikettä koskevan tiedon käsittelyyn.

Nivelliikkeitä voidaan ajatella erilaisina translaatioiden ja rotaatioiden yhdistelminä, joita säätelevät useat mekanismit. Nivelen vakauteen vaikuttaa neljä komponenttia, jotka auttavat pitämään nivelpinnat kosketuksissa toisiinsa: passiiviset pehmytkudosrakenteet, kuten polvinivelen risti- ja sivusiteet, meniskit, jotka toimivat joko suoraan jännittämällä vastaavia kudoksia rajoittaen liikkeitä sääri-reisilihaksessa tai epäsuorasti luomalla puristavan kuormituksen nivelelle; aktiiviset lihasvoimat (vakautuksen aktiiviset-dynaamiset komponentit), kuten nelipäisen reisilihaksen ja takareisien veto, joiden vaikutusmekanismi liittyy nivelen liikkeiden amplitudin rajoittamiseen ja yhden liikkeen muuttamiseen toiseksi; ulkoiset vaikutukset niveleen, kuten liikkumisen aikana syntyvät hitausmomentit; nivelpintojen geometria (absoluuttisesti passiiviset vakauden elementit), joka rajoittaa nivelen liikkeitä luiden nivelpintojen yhteneväisyyden vuoksi. Sääriluun ja reisiluun välillä on kolme translaatioliikkeen vapausastetta, joita kuvataan anteroposterioriseksi, mediaalis-lateraaliseksi ja proksimaalis-distaaliseksi; ja kolme rotaatioliikevapausastetta, nimittäin fleksio-ekstensio, valgus-varus ja ulko-sisäänrotaatio. Lisäksi on niin sanottu automaattinen rotaatio, joka määräytyy polvinivelen nivelpintojen muodon mukaan. Näin ollen, kun jalka ojennetaan, se rotoi ulospäin ja sen amplitudi on pieni ja keskimäärin 1°.

[ 8 ], [ 9 ], [ 10 ], [ 11 ]

Polvinivelen nivelsiteiden vakauttava rooli

Useat kokeelliset tutkimukset ovat mahdollistaneet nivelsiteiden toiminnan yksityiskohtaisemman tutkimisen. Käytimme selektiivistä leikkausmenetelmää. Tämä mahdollisti primaaristen ja sekundaaristen stabilisaattoreiden käsitteen muodostamisen sekä normaalissa että polvinivelen nivelsiteiden vaurioituessa. Julkaisimme samanlaisen ehdotuksen vuonna 1987. Käsitteen ydin on seuraava. Primaarisena stabilisaattorina pidetään nivelsiderakennetta, joka tarjoaa suurimman vastuksen ulkoisen voiman vaikutuksesta tapahtuvalle anteroposterioriselle sijoiltaanmenolle (translaatiolle) ja rotaatiolle. Elementtejä, jotka tarjoavat pienemmän osuuden vastukseen ulkoisen kuormituksen aikana, pidetään sekundaarisina rajoittimina (stabilisaattoreina). Primaaristen stabilisaattoreiden yksittäinen leikkaus johtaa merkittävään translaation ja rotaation kasvuun, jota tämä rakenne rajoittaa. Sekundääristen stabilisaattoreiden risteyksessä ei havaita patologisen siirtymän kasvua primaarisen stabilisaattorin eheydessä. Sekundäärisen stabilisaattorin leikkausvaurion ja primaarisen stabilisaattorin repeämän yhteydessä sääriluun patologinen siirtymä kasvaa merkittävämmin reisiluun suhteen. Polven nivelside voi toimia tiettyjen translaatioiden ja rotaatioiden ensisijaisena stabilisaattorina ja samalla toissijaisesti rajoittaa muita nivelliikkeitä. Esimerkiksi BCL on ensisijainen sääriluun valgus-poikkeaman stabiloija, mutta toimii myös toissijaisena rajoittimena sääriluun etummaiselle siirtymälle reisiluuhun nähden.

Polvinivelen etummainen ristiside on sääriluun etummaisen siirtymän ensisijainen rajoittaja kaikissa polvinivelen koukistuskulmissa ja ottaa vastaan noin 80–85 % tämän liikkeen vastuksesta. Tämän rajoituksen maksimiarvo havaitaan nivelen 30 asteen koukistuksessa. Yksittäinen eturistisiteen leikkaus johtaa suurempaan siirtymään 30 asteen kulmassa kuin 90 asteen kulmassa. Eturistiside tarjoaa myös ensisijaisen rajoituksen sääriluun mediaaliseen siirtymään täydessä ojennuksessa ja 30 asteen koukistuksessa nivelessä. Eturistisiteen toissijainen rooli stabiloijana on rajoittaa sääriluun rotaatiota, erityisesti täydessä ojennuksessa, ja se rajoittaa sisäkiertoa enemmän kuin ulkokiertoa. Jotkut kirjoittajat kuitenkin huomauttavat, että yksittäisen eturistisiteen vaurion yhteydessä esiintyy vähäistä rotaatioepästabiilisuutta.

Mielestämme tämä johtuu siitä, että sekä eturistisiteen (ACL) että eturistisiteen (PCL) osat ovat nivelen keskiakselia. Eturistisiteen vipuvaikutus sääriluun rotaatioon on erittäin pieni ja eturistisiteen tapauksessa sitä ei käytännössä ole. Siksi ristisiteiden vaikutus rotaatioliikkeiden rajoittumiseen on minimaalinen. Eturistisiteen ja posterolateraalisten rakenteiden (m. popliteus, MCL, lg. popliteo-fibulare) erillinen leikkauspiste johtaa sääriluun anteriorisen ja posteriorisen siirtymän lisääntymiseen, varus-poikkeamaan ja sisäänpäin rotaatioon.

Aktiivi-dynaamiset vakautuskomponentit

Tätä aihetta käsittelevissä tutkimuksissa on kiinnitetty enemmän huomiota lihasten vaikutukseen passiivisiin nivelsidekudoksiin jännityksen tai rentoutumisen avulla tietyissä nivelen koukistuskulmissa. Näin ollen reisilihaksella on suurin vaikutus polvinivelen ristisiteisiin, kun sääri on koukussa 10–70°. Reisilihaksen aktivoituminen johtaa eturistisiteen jännityksen lisääntymiseen. Päinvastoin, eturistisiteen jännitys vähenee. Reiden takaosan lihakset (reisilihakset) vähentävät eturistisiteen jännitystä jonkin verran, kun niitä koukistetaan yli 70°.

Jotta materiaalin esitystapa olisi johdonmukainen, toistamme lyhyesti joitakin tietoja, joista keskustelimme yksityiskohtaisesti edellisissä osioissa.

Kapseli-ligamentousrakenteiden ja nivelsidelihasten vakauttavaa toimintaa käsitellään tarkemmin hieman myöhemmin.

Mitkä mekanismit varmistavat tällaisen monimutkaisesti organisoidun järjestelmän vakauden statiikassa ja dynamiikassa?

Ensi silmäyksellä tässä vaikuttavat voimat tasapainottavat toisiaan frontaalisuunnassa (valgus-varus) ja sagittaalisesti (etu- ja takasiirtymä). Todellisuudessa polvinivelen stabilointiohjelma on paljon syvällisempi ja perustuu torsion käsitteeseen, eli sen stabilointimekanismi perustuu spiraalimalliin. Siten sääriluun sisäänpäin suuntautuvaan rotaatioon liittyy sen valgus-poikkeama. Ulompi nivelpinta liikkuu enemmän kuin sisempi. Liikkeen alkaessa nivelnastan liukuvat rotaatioakselin suuntaan ensimmäisissä fleksioasteissa. Fleksioasennossa, jossa on valgus-poikkeama ja sääriluun ulkorotaatio, polvinivel on paljon epävakaampi kuin fleksioasennossa, jossa on varus-poikkeama ja sisärotaatio.

Ymmärtääksemme tämän, tarkastellaan nivelpintojen muotoa ja mekaanisen kuormituksen olosuhteita kolmessa tasossa.

Reisiluun ja sääriluun nivelpintojen muodot ovat epäyhtenäiset, eli reisiluun ja sääriluun kuperaus on suurempi kuin sääriluun koveruus. Meniskit tekevät niistä yhtenevät. Tämän seurauksena niveliä on itse asiassa kaksi - meniskofemoraalinen ja mesikotibiaalinen. Polvinivelen meniskofemoraalisen osan koukistuksen ja ojennuksen aikana meniskin yläpinta koskettaa reisiluun nivelnastan taka- ja alapintoja. Niiden muoto on sellainen, että takapinta muodostaa 120° kaaren, jonka säde on 5 cm, ja alapinta 40° kaaren, jonka säde on 9 cm, eli rotaatiokeskipisteitä on kaksi ja koukistuksen aikana toinen korvaa toisen. Todellisuudessa nivelnastan kiertyminen tapahtuu spiraalin muodossa ja kaarevuussäde kasvaa jatkuvasti posteroanterior-suunnassa, ja aiemmin mainitut rotaatiokeskipisteet vastaavat vain niitä käyrän päätepisteitä, joita pitkin rotaatiokeskipiste liikkuu koukistuksen ja ojennuksen aikana. Polvinivelen sivuttaissiteet lähtevät kohdista, jotka vastaavat sen rotaatiokeskittymiä. Polvinivelen laajentuessa polvinivelen nivelsiteet venyvät.

Polvinivelen menisko-reisiluun osassa tapahtuu koukistusta ja ekstensiota, ja meniskien alapintojen ja sääriluun nivelpintojen muodostamassa menisko-sääriluun osassa tapahtuu pyörimisliikkeitä pituusakselin ympäri. Jälkimmäiset ovat mahdollisia vain nivelen ollessa koukussa.

Fleksiossa ja ekstensiossa meniskit liikkuvat myös anteroposterioriseen suuntaan sääriluun nivelpintoja pitkin: fleksiossa meniskit liikkuvat taaksepäin yhdessä reisiluun kanssa ja ekstensiossa ne liikkuvat takaisin, eli meniskin ja sääriluun välinen nivel on liikkuva. Meniskien liike anteroposterioriseen suuntaan johtuu reisiluun nivelnastojen paineesta ja on passiivista. Semimembraanisen ja polvitaipeen lihasten jänteisiin kohdistuva veto aiheuttaa kuitenkin osan niiden siirtymisestä taaksepäin.

Näin ollen voidaan päätellä, että polvinivelen nivelpinnat ovat epäjohdonmukaisia, niitä vahvistavat kapseli-ligamenttiset elementit, jotka kuormitettuina altistuvat kolmelle keskenään kohtisuorassa tasossa suuntautuville voimille.

Polvinivelen keskeinen tukipiste, joka varmistaa sen vakauden, on toisiaan täydentävät polvinivelen ristisiteet.

Etumainen ristiside alkaa reisiluun lateraalisen nivelnastan mediaalipinnalta ja päättyy nivelnastojen välisen eminentian etuosaan. Siinä on kolme kimppua: posterolateraalinen, anterolateraalinen ja välimainen. 30° fleksiossa etummaiset kuidut ovat jännittyneempiä kuin takimmaiset kuidut, 90° kulmassa ne ovat yhtä jännittyneitä, ja 120' kulmassa takimmaiset ja lateraaliset kuidut ovat jännittyneempiä kuin etummaiset kuidut. Täydessä ojennuksessa sääriluun ulko- tai sisäkiertymän yhteydessä kaikki kuidut ovat myös jännittyneitä. 30° kulmassa sääriluun sisäkiertymän yhteydessä anterolateraaliset kuidut ovat jännittyneitä ja posterolateraaliset kuidut ovat rentoutuneita. Polvinivelen etummaisen ristisiteen rotaatioakseli sijaitsee posterolateraalisessa osassa.

Takaristiside alkaa reisiluun mediaalisen nivelnastan ulkopinnalta ja päättyy sääriluun nivelnastojen välisen eminenssin takaosaan. Siinä on neljä kimppua: anteromediaalinen, posterolateraalinen, meniskofemoraalinen (Wrisbcrg) ja voimakkaasti eteenpäin suuntautuva eli Humphreyn nivelside. Otsatasossa se on suuntautunut 52–59 °:n kulmaan ja sagittaalisessa tasossa 44–59 °:n kulmaan. Tämä vaihtelu johtuu siitä, että sillä on kaksoisrooli: koukistuksessa etummaiset kuidut venyvät ja ojennuksessa takimmaiset kuidut. Lisäksi takimmaiset kuidut osallistuvat passiiviseen rotaation vastavaikutukseen vaakatasossa.

Sääriluun valguspoikkeamassa ja ulkokiertymässä etummainen ristiside rajoittaa sääriluun tasannealueen mediaalisen osan etusijoitusta ja takimmainen ristiside rajoittaa sen lateraalisen osan takasijoitusta. Sääriluun valguspoikkeamassa ja sisäänpäinkiertymässä takimmainen ristiside rajoittaa sääriluun tasannealueen mediaalisen osan takasijoitusta ja etummainen ristiside rajoittaa mediaalisen osan etummaista sijoiltaanmenoa.

Kun säären koukistaja- ja ojentajalihakset jännittyvät, polvinivelen etummaisen ristisiteen jännitys muuttuu. Näin ollen P. Renstromin ja SW Armsin (1986) mukaan passiivisessa 0–75°:n koukistuksessa polvinivelen nivelsiteen jännitys ei muutu, iskiokruraalisien isometrisessä jännityksessä sääriluun etummainen siirtymä pienenee (suurin vaikutus on 30–60°), nelipäisen reisilihaksen isometriseen ja dynaamiseen jännitykseen liittyy polvinivelen nivelsiteen jännitys, yleensä 0–30°:n koukistuskulmassa, säären koukistaja- ja ojentajalihasten samanaikainen jännitys ei lisää sen jännitystä alle 45°:n koukistuskulmassa.

Perifeerialla polviniveltä rajoittaa kapseli paksunnoksineen ja nivelsiteineen, jotka ovat passiivisia stabilisaattoreita, jotka estävät sääriluun liiallista siirtymistä anteroposteriorisuunnassa, sen liiallista poikkeamaa ja pyörimistä eri asennoissa.

Mediaalinen lateraalinen eli sääriluun sivuside koostuu kahdesta kimpusta: toinen on pinnallinen ja sijaitsee reisiluun nivelnastan kyhmyn ja sääriluun sisäpinnan välissä, ja toinen on syvä ja leveämpi ja kulkee pinnallisen faskian edessä ja takana. Polvinivelen tämän nivelsiteen taka- ja vinot syvät kuidut venyvät koukistuksessa 90° kulmasta täyteen ojennukseen. Sääriluun sivuside estää säären liiallista valguspoikkeamaa ja ulospäin suuntautuvaa rotaatiota.

Polvinivelen sääriluun sivusiteen takana on kuitujen keskittymä, jota kutsutaan postero-interniseksi fibro-tendinous-tumakkeeksi (noyau fibro-tendineux-postero-interne) tai postero-internaaliksi kulmapisteeksi (point d'angle postero-inteme).

Sivuttainen sivuside eli pohjeluun sivuside luokitellaan nivelsiteeksi. Se lähtee reisiluun lateraalisen nivelnastan kyhmystä ja kiinnittyy pohjeluun päähän. Tämän polvinivelen nivelsiteen tehtävänä on estää sääriä kiertymästä liikaa varus-asentoon ja kiertämästä sisäänpäin.

Takana on fabellofibulaarinen nivelside, joka lähtee fabellasta ja kiinnittyy pohjeluun päähän.

Näiden kahden nivelsiteen välissä sijaitsee postero-external fibro-tendinoosiydin (noyau fibro-tendmeux-postero-externe) tai postero-internal kulmapiste (point d'angle postero-externe), joka muodostuu polvitaipeen lihaksen jänteen ja kapselin paksuuntumien uloimpien kuitujen (polvitaipeen kaaren ulkokaaren tai polvinivelen nivelsiteiden) kiinnittymisestä.

Takanivelsiteellä on tärkeä rooli passiivisen ojennuksen rajoittamisessa. Se koostuu kolmesta osasta: keskimmäisestä ja kahdesta lateraalisesta. Keskimmäinen osa liittyy polvinivelen vinon polvitaipeen nivelsiteen jatkeeseen ja puolikalvolihaksen päätysäikeisiin. Polvinivelen polvitaipeen nivelsiteen kaari kahdella kimpullaan täydentää takaosan mediaanirakenteita. Tämä kaari vahvistaa kapselia vain 13 %:ssa tapauksista (Leebacherin mukaan) ja fabellofibulaarinen nivelside 20 %:ssa tapauksista. Näiden epävakaiden nivelsiteiden tärkeyden välillä on käänteinen suhde.

Polvinivelen luuydinnivelsiteet eli polvilumpion retinakula muodostuvat useista kapseliligamenttirakenteista - ulomman ja sisäisen reisilihaksen polvilumpion vinoista ja risteävistä kuiduista, reisilihaksen leveän faskian vinoista kuiduista ja sartorius-lihaksen aponeuroosista. Kuitujen suunnan vaihtelevuus ja läheinen yhteys ympäröiviin lihaksiin, jotka voivat venyttää niitä supistuessaan, selittävät näiden rakenteiden kyvyn toimia aktiivisina ja passiivisina stabilisaattoreina, samalla tavalla kuin risti- ja sivusiteet.

[ 12 ], [ 13 ], [ 14 ], [ 15 ]

Polven rotaatiovakauden anatominen perusta

Nivelkapselin paksuuntumisvyöhykkeiden välissä sijaitsevat nivelsidekudos-jännetukiumakkeet (les noyaux fibro-tendineux peri-articulaires) koostuvat nivelsiteistä, joista neljä erotetaan toisistaan nivel-jännetukiumakkeista eli kapselin eri osista ja aktiivisista lihas-jänneosista. Neljä jännetukiumaketta jaetaan kahteen etu- ja kahteen taka-ydintukiumakkeeseen.

Etumainen mediaalinen fibro-jänneydin sijaitsee polvinivelen sääriluun sivusiteen edessä ja sisältää sen syvän nipun kuidut, reisiluun ja polvilumpion mediaalisen ja polvilumpion mediaalisen nivelsiteen; sartorius-lihaksen jänteen, gracilis-lihaksen, puolikalvolihaksen jänteen vinon osan sekä reisilihaksen jänneosan vinot ja pystysuorat kuidut.

Polvinivelen sääriluun sivusiteen pinnallisen kimpun takana sijaitsee posteromediaalinen fibrotendinoosiydin. Tässä tilassa erotetaan mainitun polvinivelen nivelsiteen syvä kimppu, nivelnastan läpi tuleva vino kimppu, gastrocnemius-lihaksen sisäisen pään kiinnityskohta sekä semimembraanisen lihaksen jänteen suora ja toistuva kimppu.

Anterolateraalinen fibrotendinoosiydin sijaitsee pohjeluun sivusiteen edessä ja sisältää nivelkapselin, polvinivelen reisiluun ja polvilumpion lateraaliset nivelsiteet sekä tensor fascia lata -lihaksen vinot ja pystysuorat kuidut.

Polvinivelen peroneaalisen sivusiteen takana sijaitsee posterolateraalinen fibrotendinoosiydin. Se koostuu polvitaipeen jänteestä, fabelloperoneaalisesta jänteestä, nivelnastan pinnallisimmista kuiduista, polvitaipeen kaaren ulomman osan (kaaren) kuiduista (polvinivelen nivelside), gastrocnemius-lihaksen lateraalisen pään kiinnityskohdasta ja reisilihaksen jänteestä.

[ 16 ], [ 17 ], [ 18 ], [ 19 ]