Механическая роль крестообразных связок коленного сустава
Обычно крестообразные связки изображают в виде линейных тяжей с точечными прикреплениями. Это справедливо лишь в первом рассмотрении и позволяет понять общую функцию этих связок, но не дает представления о функциональных тонкостях, поэтому нельзя забывать о трех следующих факторах:
— Толщина связки
Толщина и объем связки прямо пропорциональны ее прочности и обратно пропорциональны ее эластичности. Каждое волокно можно рассматривать как маленькую пружину малой эластичности.
— Структура связки
Из-за размера ее прикреплений волокна связки имеют разную длину. Важное следствие этого состоит в том, что не все они одновременно вступают в действие. Как и мышечные волокна, волокна связки постепенно вовлекаются в движение, поэтому на разных его этапах прочность и эластичность связки неодинаковы.
— Размер и направление прикреплений
Волокна не только не параллельны друг другу, но нередко скручены, поскольку и линии, соединяющие точки их прикрепления, далеко не всегда параллельны, они чаще идут наклонно или перпендикулярно друг другу. Относительная ориентация прикреплений меняется при движениях, что ведет к постепенному вовлечению волокон в движение и к изменению действия связки в целом. Изменения в направлении связки происходят не только в сагиттальной плоскости, но и во всех трех плоскостях, объясняя комплексное и одновременное действие связок в обеспечении переднезадней, боковой и ротационной стабильности коленного сустава.
Таким образом, геометрия крестообразных связок определяет форму мыщелков бедра и блока в целом во всех трех плоскостях.
В целом крестообразные связки обеспечивают перед- незаднюю стабильность коленного сустава и позволяют шарнирные движения, удерживая суставные поверхности в контакте.
Их роль можно продемонстрировать на простой механической модели (рис. 185, вид модели в разрезе). Две картонки А и В скрепляются двумя лентами ab и cd, соединяющими противоположные концы деталей. Таким путем они могут двигаться по отношению друг к другу на своих «петлях». Эти точки а и b могут накладываться на точки c и d соответственно, но скользящие движения в данном случае невозможны.
Крестообразные связки напоминают такие ленты за тем исключением, что движения происходят не в двух блоковидных соединениях, а в целом ряде соединений, лежащих по дуге мыщелка. Как и на модели, скольжение в переднезаднем направлении невозможно.
На дальнейших схемах (рис. 186 и рис. 188) крестообразные связки представлены прямыми линиями (передняя = ab, задняя = cd). На рис. 187 и 189 они представлены крайними и средними волокнами с соответствующими местами прикрепления. Начиная из нейтрального положения стоя (рис. 186) или из положения небольшого сгибания под углом 30° (рис. 187), когда крестообразные связки натягиваются до одинаковой степени, сгибание вызывает наклон бедренной пластины cb (рис. 188), при этом задняя связка cd распрямляется и передняя связка ab становится горизонтальной. Как можно видеть на более подробной схеме (рис. 189), сгибание в 60° перемещает бедренное прикрепление задней крестообразной связки кверху (красного цвета), а бедренное прикрепление передней крестообразной связки — книзу (зеленого цвета). Необходимо дальнейшее изучение постепенного натяжения отдельных волокон связок при различных движениях коленного сустава, поскольку ясно, что все волокна испытывают различное натяжение в соответствии с положением всей связки в целом (рис. 190, схема волокон задней крестообразной связки).
По мере увеличения сгибания до 90° (рис. 191) и затем до 120° (рис. 192) задняя крестообразная связка выстраивается вертикально и натягивается больше, чем передняя. Как можно видеть на более подробной схеме (рис. 193), средние и нижние волокна передней крестообразной связки расслабляются (—) и только передневерхние волокна натягиваются (+), с задней крестообразной связкой происходит обратное. Задневерхние волокна расслабляются (—), а передненижние — напрягаются (+). Задняя крестообразная связка натягивается во время сгибания.
При разгибании и переразгибании (рис. 194) из нейтрального положения (рис. 195 и 196) натягиваются все волокна передней крестообразной связки (+) и только задневерхние волокна задней крестообразной связки (+). Кроме того, при гиперэкстензии (рис. 197) дно межмыщелковой ямки с приходит в контакт (маленькая черная стрелка) с передней крестообразной связкой и натягивает ее, как тетиву лука. Передняя крестообразная связка натягивается при разгибании и помогает контролировать переразгибание. Ф. Боннел (F. Bonnel) на механических моделях недавно подтвердил идеи, первоначально высказанные Страссэром (Strasser) в 1917 г. по поводу того, что передняя крестообразная связка натягивается при разгибании, а задняя — при сгибании. Более детальный механический анализ подтверждает и предположение Роуда (Roud) в 1913 г. о том, что крестообразные связки всегда находятся в состоянии некоторого натяжения вследствие неодинаковой длины их волокон. Как это часто случается в биомеханике, две, казалось бы, противоречащие друг другу гипотезы могут оказаться правильными и не являются взаимоисключающими.
Мы уже упоминали ранее, что мыщелки бедра катятся и скользят по суставному плато большеберцовой кости. Нетрудно представить себе движение скатывания, но встает вопрос: каким образом происходит скольжение в этом достаточно плотно замкнутом суставе? Оно активно осуществляется мышцами-разгибателями, которые тянут большеберцовую кость кпереди по отношению к бедренной кости при разгибании, и мышцами-сгибателями, которые заставляют суставную поверхность большеберцовой кости скользить кзади при сгибании. Но при изучении этих движений на анатомическом препарате становится заметным участие пассивных факторов, а именно крестообразных связок, которые выходят на первый план. Они тянут мыщелки бедра кзади и заставляют их скользить по суставной поверхности большеберцовой кости в направлении, противоположном скатыванию.
Из положения разгибания I (рис. 198), если бы мыщелок катился без скольжения, он оказался бы в положении II, и прикрепление к бедру b передней крестообразной связки ab оказалось бы в точке b», пройдя теоретическое расстояние bb’. Подобная ситуация привела бы к повреждению заднего рога внутреннего мениска. Но точка b может двигаться только по кругу с центром а и радиусом ab (связка в данном примере условно считается неэластичной). Таким образом, истинный путь, пройденный b, будет соответствовать не bb», a bb’ соответственно положению III мыщелка бедра, лежащего кпереди от положения II на расстояние е. При сгибании в коленном суставе передняя крестообразная связка приходит в действие и тянет мыщелок бедра кпереди. Поэтому можно сказать, что при сгибании передняя крестообразная связка заставляет мыщелок скользить кпереди, а сам он катится кзади.
Подобным же образом можно продемонстрировать и роль задней крестообразной связки при разгибании (рис. 199). При скатывании из положения I в положение II мыщелок ощущает тягу кзади со стороны задней крестообразной связки cd, и путь, который проходит ее прикрепление к бедренной кости, будет равен не сс’, а сс» по окружности с центром d и радиусом dc. Таким образом, мыщелок скользит кзади на расстояние n, чтобы достичь положения III. При разгибании задняя крестообразная связка заставляет мыщелок бедра скользить кзади в то время, когда он совершает скатывание кпереди. Демонстрация всего выше написанного возможна при конструировании модели, где натяжение связок представлено эластичными лентами.
Движения по типу выдвижного ящика, совершаемые большеберцовой костью по отношению к бедренной в переднезаднем направлении, являются патологическими и могут быть продемонстрированы в двух положениях: при сгибании под прямым углом и при полном разгибании в коленном суставе. Для выявления этого симптома голень сгибают под прямым углом (рис. 202) в положении пациента на спине на жесткой кушетке; врач садится на стопу, чтобы фиксировать ее. Затем он берется обеими руками за верхний конец голени: при тяге кпереди выявляется симптом переднего выдвижного ящика: симптом заднего выдвижного ящика проверяют перемещением голени в обратном направлении. Стопа при этом может располагаться прямо — поиск прямого ящика, повернутой кнаружи — ящик при наружной ротации, и повернутой кнутри — ящик при внутренней ротации.
Симптом заднего выдвижного ящика (рис. 200) состоит в смещении большеберцовой кости кзади по отношению к бедренной, он свидетельствует о разрыве задней крестообразной связки (черная стрелка), т. е. «симптом заднего выдвижного ящика → повреждение задней крестообразной связки». Симптом переднего выдвижного ящика (рис. 201) базируется на смещении большеберцовой кости кпереди по отношению к бедренной, он обусловлен повреждением передней крестообразной связки, т.е. «симптом переднего выдвижного ящика → повреждение передней крестообразной связки». При проведении теста Лашмана — Трийа (Lachmann — Trillat) коленный сустав должен быть разогнут. Врач одной рукой поддерживает заднюю поверхность бедра и, взявшись другой рукой за верхний конец голени, пытается сдвинуть ее спереди назад. Любое движение кпереди (передний симптом Лашмана) указывает на повреждение передней крестообразной связки в сочетании, как считает Буске (Bousquet), с задненаружным фиброзно-сухожильным листком. Проводить это обследование довольно трудно из-за малой амплитуды проверяемых движений.
«Нижняя конечность. Функциональная анатомия»
А.И. Капанджи
