Распределение нагрузки в коленном суставе

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Воробьев А.А., Муха Ю.П., Колмаков А.А., Безбородов С.А., Егин М.Е.

Предложен метод определения индивидуального распределения нагрузки на коленный сустав , позволяющий определять характер распределения нагрузки на сустав, в той или иной степени прогнозировать развитие гонартрозов, выбирать тактику лечения и профилактики патологий, связанных с нарушением распределения нагрузки в коленном суставе.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Воробьев А.А., Муха Ю.П., Колмаков А.А., Безбородов С.А., Егин М.Е.

плотности (см. табл.). Следует отметить, что инсталляция дентальных внутрикосгных винтовых имплан-татов во всех представленных случаях проводилась в лунки ранее удаленных зубов (6—9 мес. после удаления по поводу осложненного кариеса).

Высокая воспроизводимость регистрируемых денситометрических показателей свидетельствует о возможности выбора области имплантации с объективным учетом индивидуальных особенностей костных структур, определения сроков и прогнозирование морфофункциональной реабилитации околоим-плантатной костной ткани. Это может являться объективным критерием остеоинтеграции дентального имплантата, позволяющим проводить оценку качества осуществленного лечения и его мониторинг.

МЕТОДИКИ ДИАГНОСТИКИ И ПЛАНИРОВАНИЯ ХИРУРГИЧЕСКИХ ВМЕШАТЕЛЬСТВ НА ОСНОВЕ ТРЕХМЕРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ С УПРАВЛЯЕМОЙ СТЕПЕНЬЮ ИНДИВИДУАЛИЗАЦИИ

А. А. Воробьев, А. В. Пструхпн, М. Е. Егин, А. В. Золотарев

Волгоградский научный центр РАМН и Администрации Волгоградской области, Волгоградский государственный технический университет

В результате исследования разработаны методики диагностики и планирования хирургических вмешательств на основе трехмерного моделирования с управляемой степенью визуализации.

Ключевые слова: хирургическое вмешательство, трехмерное моделирование, индивидуализация.

Методы медицинской визуализации известны со времен открытия рентгеновских лучей. Использование современных методов визуализации, таких как трехмерное УЗИ с доплеровским сканированием, рентгеновская компьютерная томография, магнитно-резонансная томография, цифровая рентгенография, позитронно-эмиссионная томография (РИД) отвечают практически на все вопросы лечащего врача, однако зачастую для планирования дальнейшего лечения, особенно хирургического, необходимо создание трехмерной компьютерной модели. Существующие на сегодняшний день методы трехмерного моделирования не удовлетворяют запросов практикующих специалистов и основаны на усредненных параметрах.

Мы предлагаем создание индивидуальной компьютерной модели на основе любых методов современной медицинской визуализации с управляемой степенью индивидуализации, что позволит более качественно провести диагностику патологии, спланировать дальнейшее лечение, дать рекомендации практикующим специалистам. Предлагаемые методики предназначены для модификации результатов,

полученных средствами медицинской визуализации для четкого планирования дальнейшего лечения с учетом индивидуальных особенностей анатомического строения человеческого тела с целью избежания возможных интраоперационных осложнений. Проведенный анализ свидетельствует, что на сегодняшний день ни отечественных, ни мировых аналогов нет.

В результате разработаны новые методики диагностики и планирования дальнейшего лечения на основе трехмерных моделей с управляемой степенью индивидуализации. Компьютерная модель создается на основе данных современных методов медицинской визуализации, что позволит с помо-шью задаваемых параметров достичь степени индивидуализации, достаточной в контексте проводимого исследования.

С помошью разрабатываемых методик возможно проводить диагностику на трехмерной модели с управляемой степенью индивидуализации; возможно обучать методике построения индивидуальной трехмерной модели курсантов постдипломного образования и практикуюших специалистов; возможно проводить компьютерную обработку результатов диагностических исследований в зависимости от степени индивидуализации.

Таким образом, с помошью компьютерного моделирования с управляемой степенью индивидуализации можно достаточно точно выявить и оценить индивидуальные особенности анатомического строения тела живого человека, четко провести предоперационную подготовку пациента, дать рекомендации оперируюшему хирургу и избежать возможных ошибок во время операции, связанных, прежде всего, с индивидуальными особенностями анатомического строения пациента.

МЕТОДИКА ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНДИВИДУАЛЬНОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ НА КОЛЕННЫЙ СУСТАВ

А. А. Воробьев, Ю. П. Муха*, А. А. Колмаков, С. А. Безбородов*, М. Е. Егин

Волгоградский государственный медицинский университет, ВНЦ РАМН и АВО, Волгоградский

государственный технический университет*

Предложен метод определения индивидуального распределения нагрузки на коленный сустав, позволяющий определять характер распределения нагрузки на сустав, в той или иной степени прогнозировать развитие гонартрозов, выбирать тактику лечения и профилактики патологий, связанных с нарушением распределения нагрузки в коленном суставе.

Ключевые слова: коленный сустав, распределение нагрузки, примитив нагружения.

Артроз коленных суставов занимает одно из ведуших мест среди патологий опорно-двигательного аппарата. Практически каждый человек в

возрасте 45—50 лет в той или иной степени страдает от каких-либо проявлений развивающегося или уже развившегося гонартроза.

Одним из ключевых факторов в развитии этой патологии является неравномерное распределение нагрузки на коленный сустав. Именно поэтому определение индивидуального распределения нагрузок в коленном суставе - один из актуальных вопросов ортопедии, решение которого позволило бы осуществлять профилактику артрозов коленных суставов, по-новому рассматривать проблемы хирургической коррекции осевых деформаций нижних конечностей, использовать индивидуализированный подход к эндопротезирова-нию. В литературе имеются данные по биомеханике коленных суставов, построены трехмерные модели, но эти данные основаны на усредненных параметрах, нет четкой физико-математической модели нагружения коленного сустава, что не позволяет осуществлять индивидуальный подход к диагностике, выбору метода лечения и профилактики патологий коленного сустава, связанных с нарушением распределения нагрузок в нем.

Целью нашего исследования является создание метода определения индивидуального распределения нагрузок на коленный сустав.

Существует способ стабилометрии, позволяющий определять проекцию центра масс человеческого тела на горизонтальной опоре. Известны методы тензиометрии, подометрии, с помощью которых возможно определение нагрузки на поверхность стопы. Однако перечисленные способы не дают возможность спроецировать нагрузки на коленные суставы.

Широко применяемый в настоящее время рентгенологический метод может быть ограниченно использован для диагностики, но не может применяться для прогнозирования развития артрозов коленных суставов в силу своей низкой разрешающей способности по отношению к мягкотканым структурам (хрящам, связкам), невозможности выполнения каких-либо расчетных задач. Также этот метод имеет определенные ограничения в связи с оказываемой лучевой нагрузкой.

Использование рентгеновского компьютерного и магнитно-резонансного томографических исследований дает четкую визуализацию костных и мягкотканых структур коленного сустава, возможность получения морфометрических данных об индивидуальных особенностях его строения. Возможно получение 3D-модели сустава с помощью программного обеспечения, имеющегося в консоли томографа, но как-то интерпретировать эту модель с точки зрения нагружения невозможно.

Разрабатываемый нами метод определения индивидуального распределения нагрузок на коленный сустав основан на совместном использовании новых информационных технологий (трехмерное моделирование), методов медицинской визуа-

Исследование проводится на базе архива данных отдела лучевой диагностики Волгоградского областного клинического кардиологического центра, кафедры оперативной хирургии и топографической анатомии Волгоградской государственного медицинского университета, лаборатории моделирования патологии Волгоградского научного центра РАМН и Администрации Волгоградской области. В связи с наличием аспектов, связанных с построением физико-математической модели, работа проводится в рамках договора о научном сотрудничестве с кафедрой вычислительной техники Волгоградского государственного технического университета.

Второй этап заключается в проецировании нагрузок, создаваемых человеческим телом, на определенные точки нижних конечностей. Для осуществления данного этапа проводится стабилометрическое (МБН Стабилометр (МБН)) и подометрическое (программный пакет Pad Professional (Extra Comfort)) исследования. На основе данных, полученных при построении индивидуальной модели нагружения человеческого тела, проецируется распределение общей массы человеческого тела на определенные точки биомеханических осей нижних конечностей.

Результатом проведения первых двух этапов нашего исследования стало определение следующих данных: вес тела, действующий на стабило-метрическую платформу; точное расположение проекции центра масс человеческого тела на горизонтальную платформу; расстояния между выбранными контрольными точками. Эти результаты

дают возможность рассчитать силы FK1 и FK2 -силы, действующие на коленные суставы.

На завершающем этапе выполняется построение 3D-модели коленного сустава на основе данных рентгеновского компьютерного (Somatom plus 4 (Siemens)) и магнитно-резонансного (Magnetom Vision 1,5 (Siemens)) томографических исследований. Суммируя данные первых этапов с получаемой SD-мо-делью, используя метод аналитической геометрии и физики, мы получаем индивидуальную прижизненную модель нагружения коленного сустава, а именно распределение результирующей силы FK, действующей на коленный сустав, по поверхности сустава.

Таким образом, используя полученную модель нагружения коленного сустава конкретно данного пациента, мы сможем четко определять характер распределения нагрузки на сустав, в той или иной степени прогнозировать развитие артрозов, выбирать тактику лечения и профилактики. То есть мы сможем определить показания к хирургической коррекции осевых деформаций нижних конечностей для нормализации распределения нагрузок в коленном суставе.

Возможные области применения разработанного метода:

- профилактика заболеваний, связанных с нарушением распределения нагрузок на коленный сустав;

- коррекция осевых деформаций нижних конечностей;

- эндопротезирование, изготовление индивидуальных эндопротезов;

- подбор ортопедической обуви, стелек;

- спортивная медицина, разработка спортивной обуви;

- учебный процесс на кафедрах медицинских, технических, физкультурных вузов.

РЕАБИЛИТАЦИЯ ДЕЗАДАПТИРОВАННЫХ БОЛЬНЫХ С СИНДРОМОМ ДИСФУНКЦИИ ВИСОЧНО-НИЖНЕЧЕЛЮСТНОГО СУСТАВА

И. В. Войтяцкая, Т. А. Лопушанская, Л. Б. Пстросян, Ю. А. Гуторов, А. В. Качанов, В. В. Бабич

Медицинская академия постдипломного образования, г. Санкт-Петербург

Выявлено влияние вегетативной нервной системы до и после комплексного лечения больных с болевым синдромом дисфункции височно-нижнечелюстно-го сустава.

Ключевые слова: синдром дисфункции височно-нижнечелюстного сустава, вегетативная нервная регуляция, кардиоинтервалограмма.

Типичным ответом на стресс болевого характера является повышение активности симпатико-

адреналового компонента вегетативной нервной системы. Фибромиалгии и миофасциальные боли в челюстно-лицевой области отличаются генерализацией процесса за счет дополнительного включения в эту патологическую систему лимбико-ре-тикулярного комплекса и высших центров вегетативного обеспечения, что способствует формированию стойких невротических и депрессивных реакций, а также вегетативных расстройств.

Цель работы: оценить вклад вегетативной нервной регуляции до и после комплексного лечения больных с болевым синдромом дисфункции височно-нижнечелюстного сустава.

Использованы общепринятые значения показателей спектрального анализа вариабельности сердечного ритма (ВСР):

Физиологический оптимум: П-ХН- — 0,5—2,0.

Функциональное состояние снижено: — 2,1—3,0.

Функциональное состояние резко снижено: — более 5,0.

Известно, что физиологическим ответом на боль является повышение активности симпатико-адреналовой системы, оцененной по отношению Ц-/Н-. Избыточная активация симпатико-адрена-ловой системы (Ц--компонент) и уменьшение активности (тонуса) парасимпатической системы регуляции (Н--компонент) являются отображением, маркером развития реакции дезадаптации, которая может клинически проявляться как синдром вегетативной дисфункции. В то же время при адекватно проведенном лечении наблюдаются следующие тенденции: нормализация Ц-/Н-, не происходит увеличение Ц-, нормализация Н-.

По данным ВСР, исходя из текущего функционального состояния, пациенты распределены на группы: функциональное состояние резко снижено (22 больных), функциональное состояние снижено (28 больных), физиологический оптимум (10 больных).

Проведено комплексное лечение с применением шинотерапии. Рекомендовано постоянное или

Коленный сустав, наряду с тазобедренным, является самым большим и мощным сочленением человеческого скелета. Он объединяет кости бедра и голени, обеспечивающие размах движений при ходьбе. Сочленение имеет сложное комплексное строение, в котором каждый элемент обеспечивает функционирование колена в частности и способность ходить в целом.


Устройство коленного сустава человека объясняет причину возникающих патологий, помогает понять этиологию и течение воспалительных и дегенеративных заболеваний. Даже небольшие отклонения от нормы в любом элементе сочленения могут стать причиной болевого синдрома и ограничения подвижности.

Анатомия

В формировании сочленения участвуют три кости коленного сустава: бедренная, большеберцовая и коленная чашечка. Внутри сустава, на плато большеберцовой кости расположены мениски – амортизирующие хрящевые прокладки, увеличивающие стабильность структуры и обеспечивающие рациональное распределение нагрузки. Во время движения мениски пружинят – сжимаются и разжимаются, обеспечивая плавность походки и защищая элементы сочленения от истирания. Несмотря на небольшой размер, значение менисков очень велико — при их разрушении снижается стабильность колена и неизбежно наступает артроз.


Помимо костей и менисков, составными элементами сочленения являются суставная капсула, образующая завороты коленного сустава и синовиальные сумки, и связки. Формирующие сустав колена связки образованы соединительной тканью. Они фиксируют кости, укрепляют сочленение и ограничивают объем движений. Связки обеспечивают стабильность сустава и препятствуют смещению его структур. При травмах происходит растяжение или разрыв связок.

Иннервация колена осуществляется подколенным нервом. Он находится сзади сочленения и является частью седалищного нерва, проходящего к стопе и голени. Седалищный нерв обеспечивает чувствительность и двигательную способность ноги. За кровоснабжение отвечают подколенные артерия и вена, повторяющие ход нервных ветвей.

Строение коленного сустава

Основными суставообразующими элементами принято считать следующие:

  • мыщелки бедренной кости
  • плато большеберцовой кости
  • коленная чашечка
  • мениски
  • суставная капсула
  • связки

Непосредственно коленный сустав образован головками бедренной и большеберцовой кости. Головка большеберцовой кости почти плоская с небольшим углублением, и ее называют плато, в котором выделяют медиальную, расположенную по срединной линии тела, и латеральную части.

Головка бедренной кости состоит из двух больших округлых выступов шарообразной формы, каждый из которых получил название мыщелок коленного сустава. Расположенный с внутренней стороны мыщелок коленного сустава называют медиальным (внутренним), а противоположный – латеральным (наружным). Суставные головки не совпадают по форме, и их конгруэнтность (соответствие) достигается за счет двух менисков – медиального и латерального соответственно.

Суставная полость представляет собой щель, которая ограничена головками костей, менисками и стенками капсулы. Внутри полости находится синовиальная жидкость, которая обеспечивает оптимальное скольжение при движении, уменьшает трение суставных хрящей и питает их. Входящие в сочленение поверхности костей покрыты хрящевой тканью.


Гиалиновый хрящ коленного сустава белого цвета, блестящий, плотный, толщиной 4-5 мм. Его предназначение – снижение трения между суставными поверхностями при движении. Здоровый хрящ коленного сустава имеет идеально гладкую поверхность. Различные заболевания (артрит, артроз, подагра и пр.) приводят к повреждению поверхности гиалинового хряща, что, в свою очередь, становится причиной болей при ходьбе и ограничения объема движений.

Коленная чашечка

Сесамовидная кость или коленная чашечка закрывает сустав колена спереди и защищает его от травм. Она расположена в сухожилиях четырехглавой мышцы, не имеет фиксации, обладает подвижностью и может смещаться во всех направлениях. Верхняя часть надколенника имеет округлую форму и называется основанием, вытянутую нижнюю часть называют верхушкой. С внутренней стороны колена находится гусиная лапка — место соединения сухожилий 3-х мышц.

Капсула сустава

Суставная сумка коленного сустава представляет собой фиброзный футляр, ограничивающий снаружи суставную полость. Она крепится к большеберцовой и бедренной костям. Капсула имеет слабое натяжение, за счет чего в колене обеспечивается большая амплитуда движений в разных плоскостях. Суставная сумка питает элементы сочленения, защищает их от внешнего воздействия и изнашивания. Расположенный с внутренней стороны колена задний отдел капсулы толще и напоминает решето – через многочисленные отверстия проходят кровеносные сосуды, и обеспечивается кровоснабжение сочленения.

Капсула коленного сустава имеет две оболочки: внутреннюю синовиальную и наружную фиброзную. Плотная фиброзная оболочка выполняет защитные функции. Она имеет простое строение и прочно зафиксирована. Синовиальная оболочка вырабатывает жидкость, получившую соответствующее название. Она покрыта небольшими выростами – ворсинками, которые увеличивают площадь ее поверхности.

В местах контакта с костями сочленения синовиальная оболочка образует небольшое выпячивание — заворот коленного сустава. Всего выделяют 13 заворотов, которые классифицируют в зависимости от места расположения: медиальный, латеральный, передний, нижний, верхний заворот. Они увеличивают полость сочленения, а при патологических процессах служат местами скопления экссудата, гноя и крови.

Сумки коленного сочленения

Синовиальные сумки являются важным дополнением, благодаря которому мышцы и сухожилия могут свободно и безболезненно двигаться. Выделяют шесть основных сумок, которые имеют вид небольших щелевидных полостей, образованных тканью синовиальной оболочки. Внутри они содержат синовиальную жидкость и могут сообщаться с полостью сочленения или нет. Сумки начинают образовываться после рождения человека, под влиянием нагрузок в области коленного сочленения. С возрастом увеличивается их количество и объем.


Биомеханика колена

Коленный сустав предоставляет опору всему скелету, принимает на себя вес тела человека и испытывает наибольшую нагрузку при ходьбе и движении. Он выполняет много разнообразных движений, в связи с чем обладает сложной биомеханикой. Колену доступно сгибание, разгибание и круговые вращательные движения. Сложная анатомия коленного сустава человека обеспечивает его широкий функционал, слаженную работу всех элементов, оптимальную подвижность и амортизацию.

Патологии коленного сочленения

Патологические изменения костно-мышечной системы могут быть вызваны врожденной патологией, травмами и заболеваниями. Основными признаками, сигнализирующими о наличии нарушений, является:

  • воспалительный процесс;
  • болезненные ощущения;
  • ограничение подвижности.

Степень поражения элементов сочленения вкупе с причиной их возникновения определяет локализацию и интенсивность болевого синдрома. Боли могут диагностироваться периодически, носить постоянный характер, появляться при попытке согнуть/разогнуть колено или быть следствием физических нагрузок. Одним из последствий протекающих воспалительно-дегенеративных процессов служит деформация коленного сустава, приводящая к тяжелым заболеваниям вплоть до инвалидности.

Аномалии развития коленного сочленения

Встречается вальгусная и варусная деформация коленных суставов, которая может быть врожденной или приобретенной. Диагноз ставится с помощью рентгеновского снимка. В норме ноги стоящего человека прямые и расположены параллельно друг другу. При вальгусной деформации коленного сустава они искривлены – с наружной стороны появляется открытый угол в области колена между голенью и бедром.


Каждый вид искривления является сложной патологией, требующей комплексного лечения. Если ее не лечить, довольно высок риск формирования чрезмерной подвижности колена, привычных вывихов, тяжелых контрактур, анкилозов и патологий позвоночника.

Она является приобретенной патологией и чаще всего появляются при деформирующем артрозе. При этом хрящевая ткань сочленения подвергается разрушению и необратимым изменениям, приводящим к потере подвижности колена. Также деформация может стать следствием травм и воспалительно-дегенеративных заболеваний, вызвавших изменения структуры костей, мышц и сухожилий:

  • сложный перелом со смещением;
  • разрыв связок;
  • привычный вывих колена;
  • иммунные и эндокринные заболевания;
  • артрит и артроз.


У взрослых лечение деформированного коленного сустава неразрывно связано с основной причиной и носит симптоматический характер. Терапия включает следующие пункты:

  1. обезболивающие препараты;
  2. НПВС — нестероидные противовоспалительные средства;
  3. глюкокортикостероиды;
  4. сосудорегулирующие препараты и венотоники;
  5. хондропротекторы;
  6. ЛФК;
  7. физиотерапевтическое лечение;
  8. массаж.

Медикаментозное лечение направлено на устранение болевого синдрома, восстановление хрящей, улучшение обмена веществ и питания тканей, сохранение подвижности сочленения.

Проявляющаяся к 10-18 месяцам приобретенная варусная или вальгусная деформация коленных суставов у детей связана с отклонениями в формировании опорно-двигательной системы ребенка. Как правило, деформация диагностируется у ослабленных детей, имеющих мышечную гипотонию. Она появляется в результате нагрузки на ноги на фоне слабого мышечно-связочного аппарата. Причиной такого отклонения может быть недоношенность ребенка, внутриутробная гипотрофия, врожденная слабость соединительной ткани, общая слабость организма, перенесенный рахит.

Причиной вторичной патологии, вызвавшей аномалии в формировании коленного сустава, выступают нейромышечные заболевания: полинейропатии, ДЦП, миодистрофии, полиомиелит. Деформация сочленения не только вызывает искривление ног, но и крайне пагубно сказывается на всем организме.

Довольно часто страдают стопы и тазобедренные сочленения, с возрастом развиваются плоскостопие и коксартроз.

Лечение вальгусной и варусной деформации у детей включает:

  • ограничение нагрузок;
  • ношение ортопедической обуви;
  • использование ортезов и туторов;
  • массаж;
  • физиопроцедуры, наиболее часто — парафиновые обертывания;
  • занятия лечебной физкультурой.

Заключение

Имеющий сложное строение коленный сустав несет большую нагрузку и выполняет множество функций. Он является непосредственным участником хождения и влияет на качество жизни. Внимательное отношение к своему организму и забота о здоровье всех его составляющих элементов позволит избежать боли в коленях и надолго сохранить активный образ жизни.

Коленный сустав это сложная анатомическая структура – самый крупный и сложно структурированный элемент в организме человека. В большинстве источников указано, что состоит сустав колена из 3 костей, но это ошибочное представление о его анатомии. На самом деле колено включает в себя четыре кости (бедренная, большеберцовая, малоберцовая, надколенник), большое количество групп мышц и сухожилий. Сустав колена (articulatio genus) изначально описывался как шарнирное соединение, но в реальности все получается значительно сложнее. Нужно рассматривать колено, как три в одном, потому что работа каждой отдельно взятой части сустава происходит самостоятельно.

Кости коленного сустава

Коленный сустав называют комплексным, так как он состоит из нескольких костей.

Прежде всего, опорную функцию колена выполняют три важные кости. Находящаяся сверху называется бедренной, нижняя большая берцовая и посередине надколенник

Нижняя кость имеет значительные отличия, характеризуясь плоскими суставными поверхностями, нежели чем уплотненная шарообразная форма верхней кости.

Эти кости в обязательном порядке покрыты суставным хрящом, который выполняет амортизирующую функцию и препятствует трению суставных костей. Суставная капсула предохраняет сустав от различных внешних повреждений, питая и увлажняя его.

Связки коленного сустава и их функции

Связки суставов это прочные, плотные образования, которые укрепляют соединения между костями и ограничивают амплитуду движения в суставах. Связки расположены как снаружи, так и внутри коленного сустава, обволакивая кости по всей длине.

Наружные называются медиальными, внутренние латеральными связками, в сердцевине сустава располагаются крестообразные связки, делящиеся на переднюю и заднюю. Передняя делает коленный сустав более стабильным, удерживая голень от смещений вниз и назад, задняя не позволяет расшатываться голени вперед. Крестообразные связки удерживают соединения костей на стыке.

Работая, все связки обеспечивают стабильность сустава в целом, ограничивая его излишнюю подвижность и возможность соскальзывания

Форма и движения

Разобрав особенности анатомии сочленения, можно выделить его основные характеристики. По форме коленный сустав является мыщелковым, блоковидным.

Форма колена обусловливает его роль в организме и максимальную амплитуду движений во всех плоскостях. Возможные движения:

  • Сгибание на 130 градусов. При пассивном движении возможно на 160 градусов.
  • Разгибание на 10–15 градусов.
  • Небольшая супинация – вращение кнаружи, пронация – вращение кнаружи.

Мениски в коленном суставе и их функции

Мениск – это хрящевая прослойка, стабилизирующая коленный сустав. Он делит весь сустав на все пропорционально равные части. Выделяют медиальный и латеральный мениск зависимости от их расположения.

Латеральный более подвижный, поэтому его повреждения менее возможны. Медиальный мениск связан с латеральной связкой колена, активно двигающийся, и легко смещающийся, при внезапных натяжениях и нагрузках, что приводит к наиболее частым повреждениям.

Мениски соединяются между собой поперечной связкой. Одной из важных задач менисков является равномерное распределение веса на большеберцовую кость. Они защищают коленный сустав от чрезмерных перегрузок.

Кровоснабжение

Кровоснабжение коленного сустава осуществляется благодаря крупной подколенной артерии. Этот сосуд является продолжением глубокой артерии бедра и находится на задней поверхности сочленения.

Артерия разделяется на ряд крупных веточек, окружающих сочленение со всех сторон. Такое ветвление позволяет обеспечить крупный элемент опорно-двигательного аппарата достаточным количеством кислорода и питательных веществ.

Венозная кровь собирается от тканей сочленения в венулы, которые также образуют венозную сеть. Она объединяется в подколенную вену, являющуюся одной из частей системы глубоких вен нижней конечности.

Сумки коленного сустава

Сумки являются компонентами коленного сустава, выполняя вспомогательную работу мышц. Сумки синовиального типа находятся около сухожилий или даже между ними, отличаются между собой размерами, содержат жировую прослойку.

Клетки сумок вырабатывают специальную жидкость, позволяющую легко скользить суставными поверхностями, не вызывая дискомфортного трения. Сумки бывают 6 видов: надколенниковая, поднадколенниковая, преднадколенниковая, полупоперечная, подколенная.

Одним из самых неприятных заболеваний является бурсит -процесс воспаления суставов сумки, вызванный травмами, открытыми ранами, избыточным весом

Нервы коленного сустава

Различают два вида нервов коленного сустава:

  • большеберцовый;
  • малоберцовый.

Оба они составляют подколенный нерв. Особой функцией нервов является сигнализирование о целостности колена ил его повреждении и обеспечивание иннервации колена.

Благодаря нервам, расположенным в коленном суставе боль передается в область голени, бедра, стопы, реже в поясничный отдел. Стоит помнить, что боль может сигнализировать об остром воспалительном процессе, переломе, разрывах, раздроблении.

Мышцы

Костные и связочные структуры являются неподвижными элементами любого сустава в организме. За функцию подвижных сочленений отвечают окружающие их мышцы. Это касается и такого крупного элементу костно-суставной системы, как коленный сустав.

Какие мышцы приводят крупнейшее сочленение ног в движение? Они подразделяются на 3 категории.

Передняя группа, ответственная за сгибание колена:

  • Четырехглавая мышца бедра – одна из самых крупных во всем организме. Находится на бедре в области его передней части и состоит из четырех крупных пучков.
  • Портняжная мышца – берет начало от тазовой кости и огибает коленный сустав вплоть до бугристости большеберцовой кости.

Внутренняя группа – мышцы, приводящие бедро к телу:

  • Тонкая мышца – начинаясь от лобковой кости, этот небольшой пучок мышечных волокон достигает бугристости на большеберцовой кости.
  • Больная приводящая мышца – этот пучок волокон имеет довольно крупный размер. Он начинается на нижней поверхности тазовой кости и идет к коленному суставу. Вместе с полусухожильной и портняжной мышцей образует сухожилие, называемое поверхностной гусиной лапкой.

Мышцы-разгибатели на задней поверхности сочленения:

  • Двуглавая мышца бедра – начинается двумя головками от седалищной кости и бедра и направляется к малоберцовой кости в области проксимального эпифиза.
  • Полусухожильная мышца – находится очень близко вместе с предыдущей мышцей, начинается в области седалищного бугра, формирует поверхностную гусиную лапку.
  • Полуперепончатая мышца – начинается на седалищной кости и прикрепляется к фасции подколенной мышцы, формирует глубокую гусиную лапку.

Все эти структуры позволяют осуществлять колену большой объем движений.

Мышцы коленного сустава обеспечивают различные движения в нем, благодаря которому человек обладает способностью передвигаться. При фиксированном бедре, мышцы колена обеспечивают сгибание, разгибание, супинацию и пронацию (вращения) голени, а при фиксированной голени обеспечивают супинацию, пронацию, а также движение вперед и назад бедра.

Сгибание обеспечивается благодаря следующей группе мышц:

  • двуглавая мышцы бедра;
  • полусухожильная и полуперепончатая мышца бедра;
  • портняжная и тонкая мышца;
  • подколенная мышца;
  • икроножная мышца;
  • подошвенная мышца.

Разгибание обеспечивается благодаря следующей группе мышц;

  • прямая мышца бедра;
  • латеральная и медиальная широкая мышца бедра;
  • промежуточная широкая мышца бедра.

Пронация коленного сустава обеспечивается следующими мышцами:

  • полусухожильная и полуперепончатая;
  • портняжная и тонкая;
  • медиальная головка икроножной;
  • подколенная.

Супинация коленного сустава обеспечивается двуглавой мышцей бедра и латеральной головкой икроножной.

Вот мы в общих чертах и ознакомились с тем, какая анатомия коленного сустава и что он из себя представляет. А схема его работы и ее подробное описание предложены в следующем видео сюжете.

Коленный сустав – самый большой и сложный по своему строению в человеческом организме, его анатомия чрезвычайно сложна, ведь он должен не только выдерживать вес тела всего владельца, но и позволять ему совершать самые разнообразные движения: от танцевальных па до позы лотоса в йоге.

Для обеспечения основных движений в коленном суставе, сгибания и разгибания, имеются мышцы-сгибатели и разгибатели. Четырехглавая мышца бедра, очень мощная мышца, является разгибателем. Она начинается от подвздошной кости и, закрывая переднюю и боковые поверхности бедра, прикрепляется к надколеннику, заканчиваясь сухожилием на бугристости большеберцовой кости.

Эта мышца разгибает ногу из любого исходного положения, а также наклоняет туловище вперед при фиксированной конечности. Надколенник служит для равномерного перераспределения силы четырехглавой мышцы.

Для сгибания ноги в колене служат несколько мышц: двуглавая, портняжная, подколенная, полуперепончатая, тонкая. Пронирование обеспечивается шестью мышцами, а супинация – двумя. Эти движения возможны только во время сгибания колена, когда коллатеральные связки находятся в свободном состоянии. Все мышечные группы, окружающие коленный сустав, действуют слаженно и динамично, делая движения свободными и плавными.

Мышцы колена

Кровеносные сосуды, питающие сустав, являются разветвлениями крупных артерий: бедренной, подколенной, глубокой артерии бедра, передней большеберцовой. Образовавшаяся сеть мелких сосудов и капилляров окутывает весь сустав, пронизывая кости, связки, мышцы.

Артерии и нервы коленного сустава

Иннервация коленного сустава, или наличие в нем нервных волокон, обеспечивается тремя нервными стволами. Это большеберцовый, малоберцовый и седалищные нервы. Рецепторы имеются во всех элементах сустава. Они немедленно реагируют при травме, воспалении, аллергическом процессе, изменении трофики. Иннервация необходима для синхронной работы всех механизмов, обеспечивающих функциональность сустава.

Нервы коленного сустава

Здоровье и работоспособность коленного сустава зависят от состояния всех его элементов. Необходимо беречь их от травм, чрезмерных нагрузок и воспалений.

Автор статьи: Василий Шевченко

Функции коленного сустава

По вышеперечисленным анатомическим показателям можно уверенно сказать, что коленный сустав берет на себя огромную нагрузку и ряд непростых функций. Коленный сустав – самый крупный опорный сустав человеческого организма.

Он выполняет функцию сгибания и разгибания, вращения вокруг оси в согнутом положении. Без выполнения таких задач ноги человека не могут передвигаться легко и без чувства дискомфорта. Больному становится тяжело ходить, возникают перегрузки ноги в целом, появляются болевые ощущения, в следствие чего появляется чувство неполноценности.

Элементы колена

Основные, составляющие части колена:

  1. крупные кости с мышцами, формирующие всю структуру коленной области;
  2. мениски, благодаря которым сустав двигается;
  3. нервы и кровеносные сосуды отвечают за чувствительность и реакцию на различные раздражители;
  4. связки с хрящами соединяют кости и мышцы. На эти элементы приходится основная нагрузка коленной области.

Анатомия коленного сустава очень сложная, и делает непростым лечение этого участка в случае различных заболеваний. Чтобы проще разобраться с анатомией этого важного участка скелета, предлагаем рассмотреть строение коленного сустава в картинках, и ознакомиться с каждым составляющим элементом колена отдельно.

БедреннаяВыпуклая часть (снизу) представляет собой поверхность сустава (верхняя кость). Снизу кости есть две шарообразных возвышенности, покрытых тканями хряща. Это и есть суставная плоскость
Большая берцоваяТрубчатая структура, находится у самой стопы (нижняя кость)
НадколенникОкруглая косточка, находится спереди колена.
Бедренные мыщелкиРазмещены внизу бедренной плоскости. Отличаются шарообразной формой, соприкасаются с большой берцовой костью

Анатомия строения коленного сустава такова, что составляющие его кости покрыты хрящами. Ткань хрящей предназначена для того, чтобы уменьшить нагрузки на ткани костей при движении (кости не стираются друг о друга).

Для надколенника преградой от стирания служат согласно анатомии коленного сустава сумки, наполненные синовиальной жидкостью. Назначение сумок, так же в помощи мышцам во время ходьбы.

Область колен снабжена двумя группами мышц, отвечающих за сгибание и разгибание конечностей.

Разгибатели находятся впереди бедренной кости. Эти мышцы отвечают за двигательную активность, при их работе коленный сустав способен выпрямляться.

Сгибатели находятся сзади бедра ив коленной области. При сокращении этого вида мышц, конечность может сгибаться в колене.

Обратимся опять к анатомии коленного сустава в картинках, где можно посмотреть детально расположение элементов.

Мениски находятся между мыщелками и плоскостью большой берцовой кости. Их назначение — распределение нагрузки с бедренной кости на большеберцовую.

Если с менисками происходит какое-либо повреждение, или при хирургическом вмешательстве их приходится удалять, то могут развиться необратимые изменения у тканей хряща.

В центральном участке мениски намного тоньше, чем в периферийной. За счёт этого, на поверхности большеберцовой кости, формируется впадина небольшой глубины, равномерно распределяющая нагрузки.

Тыльная поверхность колена снабжена подколенными нервными окончаниями, обеспечивающими одновременно чувствительность голени и стопы.

Поднимаясь немного выше сустава колена, подколенный нерв разделяется на два вида: большеберцовый, малоберцовый. Первый находится на плоскости голени (тыльной части), второй переходит на её переднюю область. При травмах области колен (такова анатомия строения), оба нервы находятся у зоны риска (могут получить повреждения).

К большим сосудам относятся подколенная артерия и подколенная вена. Оба кровеносных сосуда расположились на тыльной плоскости части колена.

Задача этих сосудов — снабжение кровью голени и стопы. Артерия несёт поток питательных веществ периферийно, подколенная вена — к направлению сердца.

Артерия так же делится на следующие сосуды, несущие кровь:

  • верхняя латеральная, которая разделяется на ещё более меткие сосуды;
  • верхняя медиальная (над медиальным мыщелком);
  • средняя коленная, питающая капсулу сустава;
  • нижняя, коленная литеральная;
  • нижняя, коленная медиальная.

Вена подразделяется на:

  • большую подкожную, которая впадает в крупную бедренную вену;
  • малую подкожную, начинающуюся от тыльной части стопы. Далее, вена поднимаясь проходит к подколенной ямке, где сливается, образуя подколенную.

Читайте также:

Пожалуйста, не занимайтесь самолечением!
При симпотмах заболевания - обратитесь к врачу.