Biomecanica genunchiului

Biomecanica genunchiului

Complexul anatomic al genunchiului realizeaza o parghie de gradul III, cu forta intre punctul de sprijin si cel de rezistenta (fig. 16). Alcatuirea sa ii confera o singura directie de miscare, si anume in plan sagital, in sensul flexie-extensie. Secundar. exista si o a doua directie, care permite rotatia axiala limitata.

        Miscarea de flexie-extensie se face, teoretic, in jurul unui ax transversal

orizontal, care trece prin cele doua tuberozitati condiliene ale femurului si care, din cauza valgus-ului fiziologic, formeaza un unghi de 81 cu axul diafizei femurale si de 93 cu cel al diafizei tibiale (fig. 17). In realitate, datorita volutei condiliene, fexia-extensia se desfasoara in jurul unui ax care se deplaseaza in sus si inapoi in flexie, si in sens invers in extensie.

Fig. 16 -Complexul anatomic al genunchiului realizeaza o pirghie de gradul III.

Pornind de la o extensie de 180, flexia activa, atinge o amplitudine de 120 (cand soldul este extins) pana la 140 (cand soldul este flectat), iar cea pasiva de 160^c.

Fig.17.- Genunchiul in ansambluI Fig.18 -Miscarea descrisa

membrului inferior in cursul flexiei-extensiei

La miscarile de flexie-extensie se asociaza o rotatie automata (,,miscarea de surub''). Inceputul flexiei este insotita de o relaxare a ligamentului colateral lateral si de o relaxare partiala a ligamentului incrucisat antero-extern. Condilul lateral ruleaza spre inapoi pe platoul tibial, pe o distanta de 1 cm in cursul primelor 15 de flexie. Condilul medial, retinut de ligamentul colateral medial nerelaxat, are o rulare limitata la cativa milimetri. Aceasta face ca in primele 20 de flexie sa apara o miscare de rotatie interna a tibiei sub femur. De la flexie spre extensie- pana la 160-, condilii aluneca pe platoul tibial ; de la acest punct incepe rularea. Condilul lateral mai scurt isi termina mai repede cursa decat cel medial, sprijinindu-se pe calota condiliana, care intra in tensine. Extensia completa nu devine posibila decat daca tibia se roteaza in jurul axului sau vertical cu 2 pana la 5 extern, pentru a da posibilitatea si condilului medial sa puna in tensiune calota condiliana mediala, la capatul cursei sale. Aceasta este rotatia terminala de inchidere care blocheaza genunchiul in extensie.Pentru o noua flexie articulatia trebuie deschisa, actiune ce revine muschiului popliteu care initiaza miscarea; prin contractie sa determine o noua rotatie interna a tibiei: ligamentul incrucisat antero-extern si cel colateral-lateral se relaxeaza usor si flexia poate incepe.

Dispozitia anatomica a ligamentelor face ca axul miscarii de rotatie sa treaca prin glena tibiala mediala, in vecinatatea spinei tibiale .Spre deosebire de ligamentele colateral-lateral si incrucisat antero-extern care se relaxeaza partial,ligamentele colateral-medial si incrucisat postero-intern raman in tensiune in cursul flexiei. Condilul medial va fi mai strans atasat de platoul medial, pe cand condilul lateral este fixat slab. Din cauza acestor tensiuni ligamentare inegale, jumatatea externa a articulatiei este mai mobila decat cea interna. In cursul miscarii de rotatie, platoul tibial lateral descrie sub femur un arc de circumferinta, in timp ce platoul medial se roteste pe loc, datorita micii libertati pe care i-o lasa ligamentul colateral-medial; ligamentul incrucisat postero-intern, cel mai intins, este cel mai apropiat de axul de rotatie.

Rotatia automata se datoreaza :

        lungimii mai mari a condilului femural medial;

        concavitatii glenei tibiale mediale fata de convexitatea glenei laterale,care

permite o alunecare mai mare spre posterior a condilului femural lateral ;

         orientarii ligamentelor colaterale, oblicitatea celui lateral permitand o mai mare

mobilitate condilului femural lateral;

• tensiunii ligamentului incrucisat antero-extern la sfarsitul extensiei; rotatia

externa a tibiei il relaxeaza oferind posibilitatea unui grad de extensie in plus.

Fig.19. -Rotatia externa se insoteste de o inclinare in varus a gambei

Fig. 20. - Rotatia interna se insoteste de o inclinare in valgus a gambei

Axele femurului si ale tibiei, care in extensie formeaza un valgus fiziologic, se aliniaza la 90 flexie in acelasi plan sagital. Aceasta corectie a valgus-ului fiziologic in cursul flexiei demonstreaza ca axul de flexie a genunchiului nu este strict orizontal, ci intr-un plan usor oblic inapoi si inauntru. Flexia este astfel o miscare complexa, care combina cele doua grade de libertate si o variatie in plan frontal a unghiului format de axele anatomice ale femurului si tibiei.

In afara miscarii automate, exista si o rotatie axiala, pasiva si activa, posibila numai in flexie si atingand, la un unghi femuro-tibial de 90, amplitudinea sa maxima de 30% pentru rotatia interna, si de 40, pentru cea externa .La 90 flexie, rotatia interna realizeaza, alinierea sistemului extensor, punand pe aceeasi linie tuberozitatea tibila anterioara, central rotulei si axul femurului. Astfel, rotatia externa se insoteste de o inclinare in varus a tibiei(fig.19),iar rotatia interna, de o inclinare in valgus (fig. 20).

• Fiziologia meniscurilor. Deplasarile meniscurilor, in cursul miscarilor

genunchiului, se fac pasiv (prin impingerea lor de catre condilii femurali) si active (prin tractiunea lor : anterioara in extensie, de catre ligamentul jugal si aripioarele meniscorotuliene, si posterioara in flexie, prin expansiunea semitendinosului. pentru meniscul medial, si a popliteului, pentru cel lateral). Cursa meniscului medial este de 6 mm, iar a celui lateral de 12 mm. In rotatii menisciurile urmeaza, de asemenea, deplasarile condililor pe glene. In rotatia externa - deci in miscarea spre interior a condililor femurali -, meniscul lateral este tras spre partea anterioara a glenei tibiale, in timp ce meniscul medial este tras posterior. In timpul rotatiei interne meniscul medial este translat inainte, iar cel lateral este deplasat posterior. De fapt, meniscurile se deplaseaza prin deformarea lor, avand punctele de insertie fixe.

Se enumera cinci functii importante ale meniscurilor ;

• completeaza spatiul mort dintre femur si tibie ; in extensie condilii se

gasesc pe glene, care au raza de curbura cea mai mare si meniscurile sunt strans interpuse intre suprafetele lor ceea ce favorizeaza transmiterea pe o suprafata mare a fortelor de compresiune ; in flexie, condilii femurali prezinta glenelor tibiale o raza de curbura mica, meniscurile pierd partial contactul, ceea ce, impreuna cu relaxarea partiala a unor ligamente, favorizeaza mobilitatea in detrimentul stabilitatii:

• centreaza femurul pe tibie in cursul miscarilor;
• participa la lubrifierea suprafetelor articulare ;
• joaca rolul de amortizor al socului intre extremitatile osoase ;
• impartind articulatia in doua etaje - femuro-meniscal si menisco-tibial

transforma frecarea accentuata ce ar trebui sa se produca intre suprafetele articulare care aluneca in sens invers, intr-o frecare simpla in fiecare din cele doua compartimente articulare.

                  Articulatia femuro-patelara. Rotula este atasata de tibie prin puternicul

ligament rotulian si aluneca pe suprafata trohleii femurale. Pornita din pozitia de hiperextensie, de deasupra suprafetei articulare (unde o duce contractia cvadricepsului), ea intra in contact cu femurul in treimea ei inferioara la inceputul flexiei, prin treimea rnedie intre 30 si 60 si pe fateta articulara superioara de la 60. In plan sagital rotula se deplaseaza pe o distanta de doua ori mai mare decat lungimea sa (descriind o curba spre trohleea femurala), pe o distanta ce variaza intre 5 si 7 cm. Verticala in extensie si paralela cu femurul, rotula devine orizontala cu fata articulara privind in sus in flexie maxima si se aplica sub condilii femurali(fig. 24 a). Aceasta translatie circumferentiala se face in jurul axului de flexie a articulatiei genunchiului. Deplasarea importanta este posibila datorita conexiunilor destul de intinse pe care rotula le are cu femurul. In jurul rotulei, capsula articulara formeaza trei funduri de sac - unul subcvadricipital si doua laterorotuliene - , care se modifica, in cursul flexiei.

Fig. 24. - a- verticals in extensie, rotula devine orizontala in flexia maxima ; b - fata de tibie rotula se deplaseaza in jurul unui arc de cere, a carui raza este ligamentul rotulian (dupa Kapandji, modificat).

Atasata de tibie prin puternicul ligament rotulian inextensibil, in cursul miscarii de flexie rotula sufera o translatie circumferentiala in plan sagital si fata de tibie. Translatia se face in lungul unui arc de cere cu centrul situat la nivelul tuberozitatii tibiale anterioare, a carui raza este egala cu lungimea ligamentului rotulian (fig. 24 b). Situata intre 0 si 60 flexie inaintea tuberozitatii anterioare, rotula ajunge la 60 exact deasupra acesteia. Pana la 60 unghiul din planul sagital dintre tendonul cvadri-cipital-rotula si rotula-ligamentul rotulian este superior unghiului de flexie a genunchiului, ceea ce asigura cvadricepsului un important rol stabilizator. Continuand miscarea de flexie peste 60, unghiul din planul sagital dintre axa cvadricepsului si a ligamentului rotulian va diminua mai repede decat unghiul de flexie a genunchiului.

Miscarile de rotatie ale tibiei antreneaza si deplasarea rotulei. Rotatia interna, prin deplasarea condililor, antreneaza rotula in afara. Rotatia interna automata din cursul flexiei genunchiului reuseste astfel sa alinieze aparatul extensor, desfiintand unghiul deschis in afara ce exista in plan frontal intre tendonul cvadricipital si ligamentul rotulian. In cursul rotatiei externe a tibiei, rotatia interna a condilior femurali va antrena rotula intr-o deplasare de aceeasi parte.

Vom enumera sase functii ale rotulei :

Functia primordiala este aceea de a intari forta cvadricepsului. Aceasta indica faptul ea activitatea cvadricepsului intruneste conditii optime la un grad mic de flexie (25), care corespunde pozitiei genunchiului in timpul mersului.

       Prin prezenta cartilajului articular, rotula diminueaza considerabil frecarea de

tendonul cvadricipital si inlesneste alunecarea sa.

Centralizeaza fortele divergente ale celor patru portiuni ale cvadricepsului,

transmitandu-le ligamentului rotulian ; in felul acesta este evitiaza luxatia tendonului.

       Rotula regleaza tensiunea capsulara a genunchiului.

               Rotula protejeaza, ca un scut, cartilajul trohleii.

               Participa la estetica genunchiului.

Lubrifierea articulatiei genunchiului. Ceea ce domina fiziologia miscarii

articulare este coeficientul de frecare, deosebit de scazut mai mic decat acela al

frecarii dintre patine si gheata pe are aluneca.

Frecarea, neglijabila pentru miscarea de rulare, este prezenta odata cu aparitia miscarii de alunecare. Spre deosebire de un lagar mecanic, care se roteaza continuu si cu viteze mari, articulatia genunchiului - ca dealtfel toate articulatiile umane - oscileaza lent, viteza scazand pana la 0 atunci cand se schimba sensul miscarii. De asemenea, regimul de presiune pe care-l suporta articulatia variaza, miscarea facandu-se uneori sub presiunea importanta a greutatii corpului, alteori, cand membrul este oscilant, doar sub presiunea mai mica, creata de contractia musculara.Fenomenele de lubrifiere articulara sunt strans legate de aceste caracteristici mecanice, ca si de proprietatile fizice, chimice si fiziologice ale constituentilor articulari.

Suprafetele portante sunt acoperite de cartilajul articular - cuzinetul lagarelor mecanice - fin polizat. Cartilajul este elastic, fiind deformabil atat in sens vertical cat si transversal. Gradul sau de elasticitate diminueaza daca incarcarea sa dureaza peste o anumita limita, deci elasticitatea sa scade de unde si interesul unei functionari intermitente. Asocierea deformarii verticale cu cea transversala, in incarcare si in mers, asigura etalarea suprafetelor de contact. Datorita porozitatii sale, cartilajul functioneaza ca un burete. Acest sistem de pompa este indispensabil atat nutritiei cartilajului, cat si unei eficiente lubrifieri articulare.

Lubrifiantul - lichidul sinovial - este in cantitate de 1-2 ml pe intreaga suprafata a articulatiei genunchiului. Constituit dintr-un dializat de plasma sanguina., el este in mod normal clar, galben-pal si viscos. Se deosebeste de plasma prin marea sa viscozitate, prin numarul mic de celule, printr-o concentratie mai redusa si o distributie electroforetica deosebita a proteinelor sale.

Stabilitatea genunchiului. Conformatia anatomica complexa a genunchiului concura nu numai la realizarea unei ample imobilitati, ci da si posibilitatea obtinerii unei importante stabilitati articulare. Din acest punct de vedere se poate considera ca genunchiul este alcatuit dintr-un pivot central - ligamentele incrucisate - si din formatiuni capsulo-liga-mentare. Ligamentele colaterale controleaza stabilitatea in varum-valgum, iar capsula si ligamentele in totalitate, pe cea rotativa. Stabilitatea pasiva a genunchiului, in toate directiile, este asigurata de mai multe formatiuni capsulo-ligamentare - element preferential pus imediat in tensiune- si de altele de ajutor si intarire, care intra in actiune cand elementul preferential este insuficient.

Rolul de stabilizator al ligamentelor incrucisate este legat de variatiile lor de directie si tensiune. In hiperextensie, ambele ligamente incrucisate sunt in tensiune, cel anterior sprijinindu-se in scobitura intercondiliana (fig. 26 B). In cursul flexiei (fig. 26 C), ligamentul incrucisat anterior tinde sa devina orizontal, atingand aceasta dircetie la 90 (fig. 26 D), iar celpostero-intern se verticalizeaza. In flexia completa ligamentul incrucisat postero-intern este vertical, iar cel antero-extern, relaxat (fig. 26 E). Deoarece fibrele ligamentelor incrucisate nu au toate aceeasi lungime si directie,

Fig. 16. - Rolul de stabilizator al ligamentelor incrucisate este legat de directia si tensiunea lor.

A - pozitia ligamentelor in extensie ; B - in hiperextensie; C - in flexie de 45=; D - in flexie de 90=; E - in flexie maxima.

Cele doua ligamente incrucisate nu sufera modificari in lungime, atat timp cat cei doi condili femurali sunt in contact cu cele doua platouri tibiale.

Fiecare ligament - element de stabilitate pasiva - este intarit de un grup muscular element de stabilitate activa. Ligamentul colateral peronier face parte, impreuna cu tendonul popliteului, tractul ilio-tibial si tendonul bicepsului, din aparatul stabilizator lateral. Aparatul medial este reprezentat de insertiile complexe ale semimembranosului si ale ligamentului colateral tibial. Regiunea posterioara se afla sub controlul semimembranosului, popliteului si al gemenilor, care, nu numai ca stabilizeaza capsula, dar produc si tractiuni pe meniscul lateral si medial in cursul flexiei. Medial, genunchiul are o arie mai putin protejata, situata intre semitendinos si semimembranosul posterior - arie care este mai vulnerabila la traumatisme.

Stabilitatea genunchiului in extensie este o problema relativ simpla ca urmare a absentei rotatiei axiale. In hiperextensie (fig. 27), verticala centrului de greutate, trecand inaintea axului de flexie-extensie a genunchiului, stabilitatea articulatiei se realizeaza pasiv, prin tensionarea importantelor elemente capsulo-ligamentare posterioare. In rectitudine (fig. 28), verticala centrului de greutate trecand inapoia axului de flexie-extensie,

S 6

Fig.

Fig. 28

Fig. 27. - In hiperextensie, verticala centrului de greutate trece inaintea axului de flexie-extensie a genunchiului (dupa Kapandji).

Fig. 2S. - In rectitudine, verticala centrului de greutate trece inapoia axului de flexie-extensie

(dupa Kapandji).

exista tendinta de accentuate a flexiei genunchiului. Stabilitatea este asigurata de contractia statica a cvadricepsului. In plan frontal, pe langa elementele pasive capsulo-ligamentare de stabilitate, intervine si tensorul faseiei lata. Acest muschi biarticular formeaza, impreuna cu marele fesier si bandeleta ilio-tibiala, ceea ce autorii de limba franceza denumesc ,,deltoidul fesier', care intervine atat in echilibrul soldului, cat si in cel al genunchiului.

Stabilitatea genunchiului in flexie, mai ales in timpul sprijinului uniped, devine mult mai complexa, caci necesita controlul concomitent al gradului de flexie, de rotatie axiala si de deviere laterala in varum sau in valgum. Exista doua pozitii extreme de stabilitate a genunchiului in diverse grade de flexie:

        pozitia de flexie - valgum - rotatie externa (fig. 29);

- pozitia de flexie - varum - rotatie interna fig. 30)

F : : -. - Stabilizarea gemmchiului in flexie-valgum -rotatie externa (dupa Beusquet si Dejour).

F : . - Stabilizarea gemmchiului in flexie-yarum-rotatie interna (dupa Bousquet si Dejour).

In mod normal, rotatia externa antreneaza. o inclinare a tibiei in varum in raport cu femurul si, invers, rotatia interna - o inclinare in valgum (fig 22 si 23). Aceste modificari ale axelor femuro-tibiale in cursul miscarilor de rotatie devin importante pentru stabilitatea articulatiei. In pozitia de flexie - valgum - rotatie externa, rotatia externa si valgum se blocheaza reciproc. Pentru ca o noua flexie sa fie posibila, este necesara o diminuare fie a valgum-ului fie a rotatiei externe. In pozitia de flexie - varum - rotatie interna se realizeaza acelasi echilibru, orice tendinta de varum fiind blocata de rotatia interna si invers. Pentru ca o noua flexie sa fie posibila, este necesara o diminuare fie a varum-ului, fie a rotatiei interne.

Controlul activ al stabilitatii flexiei este asigurat de cvadriceps (fig. 31). Actionand prin inteimediul rotulei si al ligamentului rotulian, acesta trage de tuberozitatea anterioara a tibiei. Forta cvadricepsului poate fi descompusa in doi vectori : unul dirijat spre axa de flexie-extensie, aplica rotula pe trohleea femurala (R5), iar al doilea, orientat in prelungirea ligamentului rotulian (Lr), poate fi descompus la randul sau intr-o forta dirijata spre axul de flexie-extensie, aplicand tibia pe femur (R4), si o alta tangentiala, care este singura componenta eficace a extensiei (Fe). In tot timpul miscarii, presiunea dintre suprafetele articulare este mai mare decat tractiunea pe

tuberozitatea anterioara a tibiei.Contractia muschiului va presa puternic suprafetele articulare una pe alta, evitandu-se astfel orice aproximatie in desfasurarea miscarii. In extensia maxima genunchiul se blocheaza, contractia cvadricepsului nu mai este necesara. La cel mai mic grad de flexie, contractia puternica a cvadricepsului este cea care asigura stabilitatea genunchiului. In controlul stabilitatii diverselor grade de flexie intervine de asemenea tricepsul, care, dublind prin gemeni calotele con-diliene, participa la formarea peretelui posterior pe care se va sprijini cvadricepsul. De asemenea, ischiogambierii, la un grad de flexie mai mare de 60, au un rol de stabilizator activ al tibiei sub femur.

Miscarile de rotatie, controlate pasiv prin punerea in tensiune a elementelor capsulo-ligamentare, solicita

si ele un control muscular activ.

Controlul rotatiei externe este realizat de un sistem activ foarte bine

diferentiat, data fiind importanta acestei miscari pentru o perfecta adaptare a piciorului la sol(fig. 32). Controlul se realizeaza printr-un dublu mecanism :

        Sistemul cvadriceps-popliteu este activ pentru primele 60 de flexie. El este

format din doua elemente - unul anterior si altul posterior. Cel anterior, cvadricepsul, prin unghiul dintre tendonul cvadricipital si ligamentul rotulian deschis extern, creeaza la nivelul tuberozitatii tibiale anterioare o forta ce tinde sa roteze tibia intern, in sensul realinierii sistemului extensor (fig. 33). Aceasta forta controleaza activ orice rotatie externa aparuta in cadrul primelor 60 de flexie. Elementul posterior - popliteul -, prin actiunea sa de rotatie interna, controleaza si el orice rotatie externa a tibiei.

        Sistemul muschilor labei de gasca si al semimembranosului controleaza

rotatia externa incepand de la o flexie de 60 a genunchiului, cand pozitia lor se orizontalizeaza. Elementul anterior este reprezentat de genunchii labei de gasca, iar cel posterior, de semimembranos.

Muschii labei de gasca, fiind varizanti si rotatori interni, sunt in acelasi timp si motori ai blocajului in varum - rotatie interna.

        Controlul rotatiei interne este mai sumar. De la 60 de flexie, bicepsului

ii revine rolul de a controla rotatia interna. Fiind in acelasi timp un muschi valgizant si rotator extern, el devine elementul motor al blocajului in valgum rotatie externa.

Jocul normal al genunchiului nu este posibil fara sa existe si stabilizarea aiticulatiei femuro-patelare. Aceasta este asigurata prin concursul trei elemente:

  stabilitatea osoasa creata de raportul normal intre trohleea femurului

adica, cu panta sa externa mai larga si mai oblica si rotula de forma triunghiulara, adaptabila perfect suprafetei femurale ;

  stabilitatea ligamentara realizata de continuitatea complexului

cavdriceps-ligament rotulian peste fata anterioara a rotulei si de aripioarele rotuliene care formeaza o adevarata chinga transversala;

  stabilitatea musculara, datorita, in plan sagital, cvadricepsului care, prin

contractia sa, are tendinta de a aplica rotula pe femur, iar in
plan transversal, expansiunilor vastului medial, lateral si a fasciei lata,
care se opun deplasarilor externe si, respectiv, interne ale rotulei.

Dispozitia anatomica - valgus-ul anatomic, directia tendonului cvadricipital si rotulian - creeaza o solicitare a rotulei in translatie externa, la care genunchiul se opune prin patru obstacole :

  proeminenta versantului lateral al trohleii;

  rezistenta aripioarei rotuliene mediale;

  componenta fortei care placheaza rotula pe femur ;

  contractia vastului medial.

  Statica genunchiului. Privind genunchiul in ansamblul membrului inferior

(vezi fig. 19), apare evident faptul ca axele dializare ale femurului si tibiei nu sunt in prelungire. Incovoierea colului femural determina o oblicitate in jos si inauntru a diafizei femurale, al carei ax va face un unghi in medie de 174 cu axul gambei, determinand ceea ce se numeste genu valgum fiziologie. Contractiile sale in cadrul normalului (intre 170 si 177) depind de lungimea femurului, inclinarea colului femural si distanta dintre capetele femurale.

       Centrele celor trei articulatii ale membrului inferior - sold, genunchi si

glezna - sunt in mod normal situate pe aceeasi linie, care formeaza axul mecanic. La nivelul gambei axul mecanic se confunda cu cel al diafizei tibiale ; la nivelul coapsei insa face un unghi de 6 - 10^c cu axul diafizei femurale. Datorita distantei mai mari dintre solduri, comparativ cu cea dintre glezne, axul mecanic al membrului inferior este usor oblic in jos si inauntru, formand un unghi de 3^C cu verticala. Acest unghi este cu atat mai deschis, cu cat bazinul este mai larg - asa cum este la femei, la care si genu valgum-ul fiziologic este mai accentuat.

Statica genunchiului in plan frontal. Pentru realizarea unui echilibru stabil

, in cazul unui corp solid, legile staticii reclama ca verticala coborata din centrul de greutate sa cada in interiorul bazei de sustinere. Acelasi imperativ se impune si pentru echilibrul corpului omenesc. In statiunea bipeda, baza de sustinere (fig. 34 a) apare ca un patrulater de forma trapezoidala, determinat de marginea externa a picioarelor aflate in rotatie de 10 - 15, cu calcaiele departate la 12 cm. In pozitia de drepti calcaiele sunt alipite. Verticala coborita din centrul de greutate (notat cu G) trece la egala distanta de cele doua capete femurale, de centrul celor doi genunchi si cade in mijlocul poligonului de sustinere. De fapt, deasupra acestui poligon centrul de greutate poate oscila in functie de pozitia subiectului si de contractiile musculare. In sprijinul biped simetric, pozitie ideala de echilibru, greutatea corpului se repartizeaza in mod egal pe ambii genunchi.

(fig. 35 a

t . -i. - a - in statiunea bipeda, baza Fig. 3o. - a - in sprijinul biped simetric

■:- -..s:inere are forma unui patrulater de greutatea corpului se repartizeaza in mod

a?:-.: trapezoidal; b - in sprijinul uni- egal pe ambii genunchi; b - in oscilatiile

;-: j'.-.za de sustinere este redusa in sens laterale ale corpului, genunchii vor fi incar-
transversal. cati inegal.

In oscilatiile laterale ale corpului (fig. 35 b), in pozitia ,,soldita' (pozitia cu sprijin biped asimetric), genunchii nu vor mai fi incarcati in mod egal.

Deplasarea verticalei coborate din central de greutate spre periferia poli-gonului de sustinere va incarca mai mult genunchii spre care corpul se inclina. Aceste oscilatii, posibile prin jocul articulatiilor subastragaliene ale soldului si ale coloanei, sunt echilibrate si sustinute prin actiunea muschilor laterali gambier posterior si peronieri, pentru picior, fesier mijlociu, fesier mare si adductori, pentru sold, abdominali laterali, pentru coloana. Genunchiul mai participa la realizarea acestor inclinari laterale, suferind doar efectele ei.

In sprijinul uniped (fig. 34 b), baza de sustinere isi pastreaza marimea in sens antero-posterior, dar este considerabil redusa transversal, prezentaindu-se sub forma unui triunghi al carui varf este reprezentat de calcai si a carui baza, situata la nivelul antepiciorului, este alcatuita - in partile ei extreme - de capul metatarsienelor I si V ; pentru asigurarea echilibrului, verticala centrului de greutate trebuie sa cada in interiorul acestei baze reduse de sustinere. In trecerea de la sprijinul biped la cel uniped echilibrul se realizeaza prin translatia intregului corp si mai ales, a bazinului deasupra membrului portant. Oscilatiile laterale sunt posibile in jural verticalei centrului de greutate. Deplasarile usoare ale segmentelor scapular si pelvian in sprijinul uniped corespund in mare conditiilor mersului normal (usoara cadere a bazinului de partea membrului pendulant si usoara oblicitate a umerilor in sens invers). Controlul acestor deplasari laterale este asigurat de stransa sinergie dintre muschii laterali ai piciorului, miscarile de balans ale bratelor si contractiile incrucisate ale fesierului mijlociu si abdominalilor.

Datorita genu valgum fiziologic si inclinarii axului mecanic al membrului inferior fata de verticala, rezultanta R se poate descompune la ivelul platoului tibial in doua componente :

-  forta N, normala pe suprafata articulara ;

-  forta T, tangentiala (fig. 38).

16. - Forttele ce actioneaza asupra genunchiului :

G- greutatea corpului;

M - forta musculara ce echilibreaza greutatea corpului;

A-axul mecanic al membrului

inferior

Fortele ce actioneaza asupra genunchiului.

G - greutatea corpului ;

M--forta musculara ce echilibreaza greutatea corpului;

R- rezultanta fortelor G si M

A - axul mechanic

Suprafata articulara mai mare si existenta altui raport intre bratele de pirgliie ale greutatii corpului si forta musculara care o echilibreaza fac ca tensiunile medii sa fie mai mici la nivelul genunchiului (2 - 6 kg/cm²) decit la cel al soldului (16 - 21 kg/cm²) sau al gleznei (27,5 kg/cm²).

Fig. 3S. - Forta R se poate descompune la nivelul

suprafetci articulare inlr-o forta A', perpendiculars

(normala) pe supralata. si o forta T. tangentiala

(dupa Maquetl.

In contextul membrului inferior intervin o serie de factori compensator! :

-  factorul osos, prin compensatia elastica data de curburile frontale, in sens invers, ale femurului si tibiei;

-  factorul musculo-ligamentar, cel mai important.

Daca se sectioneaza ligamentul colateral medial, reapare incarcarea condilului lateral. Prin multiple si complexe mecanisme, organismul reuseste sa asigure o repartitie uniforma a presiunilor la nivelul suprafetei articulare a genunchiului.

        Statica genunchiului in plan sagital. In plan sagital, echilibrul corpului se

realizeaza printr-o serie de oscilatii inaintea si inapoia pozitiei ideale a verticalei centrului de greutate. Oscilatia anterioara este mai importanta, gratie lungului levier podal anterior; cea posterioara este mai mica, din cauza scurtului levier calcanean. In oscilatia anterioara, muschii posteriori (tricepsul, ischiogambierii, popliteul, marii fesieri, paravertebralii) impiedica caderea, iar in oscilatia posterioara, cei anteriori (extensorii, gambierii anteriori, cvadricepsul, abdominalii) vor echilibra corpul. Echilibrul nostru este activ si face apel in permanenta la fortele musculare care neutralizeaza efectele rotatorii ale fortei gravitationale.

Dispozitia ischiogambierilor si a gemenilor, care trce posterior peste articulatia genunchiului asigura :

-  deplasarea rezultantei fortelor in timpul miscarii spre regiunile centrale ale suprafetelor articulare ;

-  repartitia uniforma a tensiunilor de presiune ;

-  impiedicarea cresterii localizate si durabile a solicitarilor.

Fortele care solicita genunchiul cresc considerabil in mers, fuga, salt. In afara greutatii corpului apar sarcini suplimentare, variabile in fiecare moment. In echilibrul dinamic al mersului centrul de greutate va avea permanent tendinta sa depaseasca baza de sustinere, ca un fel de cadere inainte. La fiecare pas, membrul dinainte - de frinare - va inlatura dezechilibrul in care membrul dinapoi de elan - a plasat corpul. In plan frontal, central de greutate se deplaseaza cu fiecare pas spre membrul portant. Inainte ca centrul de greutate sa, ajunga deasupra membrului portant, sprijinul se schimba pe celalalt membru pelvian si centrul de greutate se deplaseaza din nou. El descrie astfel un fel de curbura sinusoidala intre bazele de sustinere succesive. In consecinta, distanta dintre verticala coborita din centrul de greutate al corpului si axul mecanic al membrului inferior portant este mai mare in conditiile mersului decat in sprijinul uniped. Bratul de parghie al fortei exercitate de greutatea corpului asupra genunchiului creste, ceea ce determina o argumentare a fortei musculare ce trebuie sa echilibreze greutatea corpului, deci o crestere a tensiunilor de la nivelul suprafetei articulare.

Intre sprijinul intregii talpi pe sol si desprinderea calcaiului, flexia genunchiului din timpul fazei de sprijin a atins valoarea maxima si incepe cea de-a doua extensie. Intre ridicarea calcaiului si a degetelor de pe sol, extensia fazei de sprijin este completa si incepe flexia. Pastrarea unui grad de flexie a genunchiului, in timpul fazei de sprijin, asigura supletea mersului fara aceasta flexie mersul ar avea un aspect rigid. Controlul acestei flexii se face cu ajutorul cvadricepsului si al ischiogambierilor, care limiteaza extensia si contribuie la stabilitatea articulatiei.

Toate aceste date de biomecanica ne indica faptul ca articulatia genunchiului este alcatuita si functioneaza astfel, incat sa realizeze permanent o distributie uniforma a tensiunilor, care pot atinge, intermitent, chiar in conditii fiziologice, valori importante. Suprafata mare a articulatiei si raportul favorabil al echilibrului dintre greutatea corpului si forta musculara fac ca eforturile unitare de compresiune sa atinga valori mai mici la nivelul articulatiei femuro-tibiale. In schimb, in articulatia femuro-patelarii, din cauza suprafetei mici a rotulei si a fortei musculare importante a cvadricepsului (muschiul stabilizator al genunchiului), tensiunile de presiune ating valori insemnate.