Коленный сустав, строение коленного сустава человека

Коленный сустав - это самый большой по размерам сустав в человеческом организме. Травматические вывихи голени встречаются сравнительно редко. Они встречаются у 1,5—2% больных по отношению к вывихам других локализаций. Это находит свое объяснение в анатомо-физиологических особенностях коленного сустава, который по своей анатомической сложности и биомеханике занимает особое место.

Коленный сустав образован дистальным концом бедра, проксимальным концом большеберцовой кости и надколенником. Причем со стороны бедра в нем участвуют внутренний и наружный мыщелки бедра, разделенные сагиттально расположенной межмыщелковой ямкой. Внутренний мыщелок несколько больше наружного. Передние поверхности мыщелков бедра, переходя одна в другую, образуют слегка вогнутую суставную поверхность для надколенника, который, являясь самой крупной сесамовидной костью, заложен в сухожилии четырехглавой мышцы. Задняя поверхность надколенника покрыта хрящом, и сагиттально идущий суставной гребень делит ее на 2 неравные части: наружную — большую и внутреннюю — меньшую. При движениях надколенник смещается только по отношению бедра, причем при сгибании он занимает межмыщелковый промежуток, а при разгибании прилежит к надколенниковой поверхности, а его гребень находится в его выемке.

Со стороны голени в образовании коленного сустава принимает участие суставная поверхность большеберцовой кости своими внутренним и наружным мыщелками. Причем суставная поверхность внутреннего мыщелка несколько вогнута, а наружного — более плоская и длиннее. Между мыщелками расположено межмыщелковое возвышение.

Инконгруэнтность суставных поверхностей бедра и большеберцовой кости в значительной степени компенсируется межсуставными хрящами, которые располагаются на соответствующих мыщелках большеберцовой косаи и своими передними и задними концами прикрепляются к межмыщелковому возвышению. Впереди мениски соединены поперечной связкой колена. Они имеют серповидную форму, наружный край которых утолщен и сращен с капсулой сустава, а внутренний, обращенный в полость сустава, несколько заострен и более свободен. Нижняя поверхность менисков плоская; верхняя — несколько вогнута. Благодаря этому коленный сустав фактически разделен на 2 сообщающихся между собой сустава: верхний — более обширный — мениско-бедренный и нижний — щелевидный — мениско-большеберцовый. Вследствие своей эластичности и относительной подвижности, меняя свою толщину и форму соответственно кривизне мыщелков бедра, мениски приспосабливаются к различным положениям коленного сустава, что имеет большое значение в его биомеханике.Отличительной особенностью коленного сустава являются внутрисуставные крестообразные связки, которые, перекрещиваясь друг с другом, прочно соединяют бедро с большеберцовой костью. Передняя крестообразная связка идет от внутренней поверхности наружного мыщелка бедра косо вниз и медиально к внутреннему межмыщелковому бугорку, а задняя — от наружной поверхности внутреннего мыщелка бедра идет косо вниз и латерально к наружному межмыщелковому бугорку. Указанные связки вместе с менисками, выполняя роль амортизаторов, представляют собой сложную буферную и тормозную систему, что имеет немаловажное значение в функции коленного сустава.

Капсула сустава обширна, натянута слабо и сравнительно тонка. Она прикрепляется в области бедра спереди на 4—5 см выше суставного хряща мыщелков, сзади — по краю суставного хряща, а по бокам — над его краем. В области большеберцовой кости капсула прикрепляется несколько ниже края суставного хряща. Состоит она из наружного фиброзного слоя, более плотного по задней поверхности и прочно сращенного с сухожильным растяжением четырехглавой мышцы бедра по передней поверхности и внутреннего синовиального слоя, выстилающего полость коленного сустава. Синовиальный слой образует многочисленные складки, между которыми заключена жировая ткань, заполняющая свободные пространства, возникающие вследствие инконгруэнтности суставных поверхностей. Особенно развиты парные крыльные складки, расположенные по бокам надколенника и идущие до верхнего края менисков. Поднадколенниковая складка, идущая от верхушки надколенника к переднему межмыщелковому полю, вместе с крестообразными связками делит полость сустава на сообщающиеся между собой наружный и внутренний отделы. Объем полости сустава меняется в зависимости от его положения. Особенно увеличивают полость сустава карманы — завороты. Самым большим является передне-верхний заворот, который образован переходом синовиальной оболочки с задней поверхности сухожилия четырехглавой мышцы на бедренную кость. Остальные располагаются вокруг хрящевого покрова мыщелков бедра и большеберцовой кости. Все они сообщаются с полостью сустава, которая увеличивается еще больше вследствие соединения со слизистыми сумками.

Коленный сустав окружает крепкий и хорошо развитый связочный аппарат. Большеберцовая окольная связка идет от внутреннего надмыщелка бедра к верхнему отделу болыпеберцовой кости, срастается с сумкой сустава и внутренним мениском, а малоберцовая окольная связка направляется от наружного надмыщелка бедра к головке малоберцовой кости. Задние отделы капсулы укреплены косой и дугообразной подколенными связками. Первая идет косо сверху от наружного мыщелка бедра вниз к внутреннему мыщелку болылеберцовой кости, вторая — от наружного надмыщелка бедра, соединяясь с предыдущей, и достигает головки малоберцовой кости. Последние 2 связки имеют меньшее отношение к устойчивости сустава, чем 2 предыдущие. Особо важную роль здесь играет сухожилие четырехглавой мышцы, которое начинается на 8—10 см выше надколенника, направляется к его основанию, охватывая его спереди и с боков, опускается в виде прочного тяжа вниз, образуя связку надколенника, и прикрепляется к бугристости большеберцовой кости. Другая часть пучков от боковых отделов надколенника направляется к соответствующим мыщелкам бедра, образуя так называемые боковые поддерживающие связки надколенника. Сосудистая система коленного сустава отличается большой сложностью и многообразием строения. Его кровоснабжение осуществляется за счет богатой артериальной сети, образованной анастомозами между ветвями бедренной артерии, подколенной, являющейся продолжением первой и передней большеберцовой артерии, отходящей от подколенной артерии. Указанные источники кровоснабжения находятся в определенной зависимости от анатомо-физиологических особенностей коленного сустава и играют особо важную роль в коллатеральном кровообращении голени, особенно при повреждении подколенной артерии.

Иннервация осуществляется за счет кожных и мышечных ветвей бедренного нерва, запирательного, внутреннего кожного нерва, а также ветвей боль-шеберцовой и малоберцовой частей седалищного нерва.

Функционально коленный сустав относится к вращательно-блоковидным. Блоковидный бедренно-менисковый сустав обеспечивает сгибательно-разгибательные движения вокруг фронтальной оси, а вращательный большеберцово-менисковый обеспечивает ротацию голени по отношению к бедру вокруг продольной оси. В блоковидном суставе движения носят спиральный характер, вокруг внутреннего мыщелка, а так как последний несколько больше наружного, к концу полного разгибания голень отклоняется несколько кнаружи. Наряду с вращательными движениями типа перекатывания для коленного сустава характерны и движения типа скольжения. Первые обеспечивают сгибание голени в пределах 20°, вторые в пределах 110°. Разгибание голени в основном происходит за счет скольжения. В положении разгибания суставные поверхности больше соприкасаются между собой, чему способствует и большая приспособляемость менисков. При сгибании, наоборот, зона контакта уменьшается, она смещается кзади с преимущественной опорой на область внутреннего мыщелка. Поэтому устойчивость конечности в положении сгибания заметно уменьшается. Свободная амплитуда сгибания в коленном суставе равна 130°. Дальнейшее сгибание ограничивает естественный объем конечности, а также действие крестообразных связок. Тормозом для переразгибания служат предельно напряженные боковые связки и задняя крестообразная связка, а также сухожилия сгибателей голени. Препятствием для приведения и отведения в положении разгибания голени являются напряженные боковые и крестообразные связки, которые, кроме того, удерживают суставные поверхности относительно друг друга, а при сгибании препятствуют смещению их в передне-заднем направлении. Вращательные движения, которые осуществляются вокруг продольной оси, проходящей через внутренние мыщелки бедра и большеберцовой кости с перемещением наружного мыщелка бедра и соответствующего мениска по отношению к наружному мыщелку большеберцовой кости, возможны только в положении сгибания. Наружная ротация достигает 30°, внутренняя—10°. Последняя тормозится крестообразными связками, которые при наружной ротации несколько расслабляются.По мере разгибания голени объем ротационных движений уменьшается и в положении полного разгибания они исчезают. Надколенник, являясь передатчиком силы сокращающейся четырехглавой мышцы бедра на голень, при сгибательно-разгибательных движениях перемещается только вдоль межмыщелковой поверхности бедра. Боковые смещения его возможны при разогнутой голени только пассивно. Наилучший контакт между суставными поверхностями бедра и надколенника достигается при сгибании голени под углом 145—150°. В других положениях, особенно при разгибании и максимальном сгибании, полного соответствия между ними нет. С внутренней стороны надколенник фиксирован менее прочно, чем с наружной, где поддерживающие его боковые связки толще и крепче. Наружная суставная поверхность его более покатая и плоская, а наличие физиологического наружного отклонения голени при каждом сокращении прямой мышцы бедра способствует смещению надколенника кнаружи, создавая анатомические предпосылки к его вывиху.

Коленный сустав расположен поверхностно, его костные образования рельефно вырисовываются и сравнительно легко доступны для пальпации. Вместе с тем в его механике, кроме крепкого сумочно-связочного аппарата, принимает участие около полутора десятка мышц, обеспечивая довольно большой объем движений, хотя жизненные запросы для их полного использования возникают сравнительно редко. Указанные анатомо-физиологические особенности, где форма и функция взаимно обусловливают друг друга, делают коленный сустав более устойчивым к механическим воздействиям, которые могли бы стать непосредственной причиной травматических вывихов.