همه چیز درباره مفصل زانو

زانو بزرگترین مفصل بدن است. گرچه در ظاهر یک مفصل لولایی است ولی در واقع مفصل پیچیده ای است که علاوه بر حرکات هم و راست شدن، حرکات چرخشی نیز دارد. این مفصل از به هم پیوستن انتهای پایینی استخوان ران، انتهای بالایی درشت نی و استخوان کشکک تشکیل شده است. رانو برخلاف مفصل ران کم عمق است و برای استحکام و ثبات آن، رباط های نسبتا قوی استخوان ها را به هم وصل میکند و در حقیقت پایداری مفصل بیشتر وابسته به نسوج نرم اطراف مفصل است. در حین راه رفتن نیرویی معادل ۱.۵ برابر وزن بدن به زانو وارد میشود. در حین بالا رفتن از پله ۴-۳ برابر و در حین چمباتمه زددن یا دو زانو نشستن این مقدار به ۸ برابر وزن بدن افزایش می یابد.

آناتومی استخوان و مفاصل زانو

زانو از کنار هم قرار گرفتن سه استخوان درست شده است. قسمت پایینی استخوان ران در بالا و قسمت بالایی استخوان درشت نی (تیبیا Tibia )در پایین مهمترین استخوان های تشکیل دهنده زانو هستند.
در قسمت جلوی پایینترین قسمت استخوان ران استخوانی به نام کشکک یا پاتلا Patella قرار گرفته است. در کنار استخوان درشت نی هم استخوان نازک نی ( فیبولا Fibula )قرار دارد. پس زانو در واقع دو مفصل است که عبارتند از
مفصل تیبیوفمورال Tibiofemoral joint : این مفصل از کنار هم قرار گرفتن استخوان ران و درشت نی درست میشود
مفصل پاتلوفمورال Patellofemoral joint : این مفصل از کنار هم قرار گرفتن استخوان کشکک و ران درست میشود

عناصر نگهدارنده زانو

رباط جانبی داخلی یا لیگامان کلترال مدیال Medial collateral ligament: به صورت یک نوار پهن از بالا استخوان ران را به استخوان تیبیا میچسباند. وظیفه این رباط این است که اجازه نمیدهد تا ساق به طرف بیرون کج شده و زاویه پیدا کند و در واقع مانع از انحراف زانو و ساق به سمت خارج می شود.
رباط جانبی خارجی یا لیگامان کلترال لترال Lateral collateral ligament:این رباط از بالا استخوان ران را به سر استخوان فیبولا می چسباند. وظیفه این رباط این است که اجازه نمی دهد تا ساق به طرف داخل کج شده و زاویه پیدا کند و در واقع مانع از انحراف زانو و ساق به سمت داخل میشود.
رباط متقاطع یا صلیبی پشتی یا خلفی Posterior cruciate ligament :که به اختصار به آن PCL هم میگویند. این رباط در پشت ACL قرار گرفته و مانع از لغزش تیبیا به سمت عقب میشود. این رباط از استخوان ران شروع شده و در پایین به ناحیه پشتی تیبیا میچسبد
رباط متقاطع یا صلیبی جلویی یا قدامی Anterior cruciate ligament :که به اختصار به آن ACL هم میگویند. این رباط در جلوی PCL و در واقع در داخل زانو قرار داشته و مانع از لغزش به سمت جلو میشود. رباط متقاطع قدامی در بالا به استخوان ران میچسبد و در پایین به ناحیه جلویی تیبیا متصل میشود.
این دو رباط با کمک یکدیگر مانع از این میشوند که استخوان ها درشت نی و ران بر روی هم به سمت جلو عقب بلغزند و سر بخورند. چهار رباط ذکر شده مهمترین عوامل حفظ پایداری مفصل زانو هستند.
بورس ها: کیسه های بافتی نازکی هستند که لایه ای از سلول های سینوویال سطح داخلی آنها را فرش کرده است. این کیسه ها شبیه یک کیسه نازک پلاستیکی هستند که در آنها بسته بوده و مقدار کمی مایع لغزنده در درون آن وجود دارد.در این حال دو سطح رویی و زیرین آن مانند دو سطح کیسه پلاستیکی میتوانند به راحتی روی هم بلغزند و بدین ترتیب اجازه میدهند تا بافت هایی که در دو طرف این کیسه قرار دارند بتوانند به راحتی روی هم حرکت کنند.

منیسک های زانو :

بین استخوان ران و تیبیا دو ساختار نیمه حلقوی قرار گرفته اند که به آنها منیسک Meniscius میگویند. جنس منیسک ها فیبروکارتیلاژ است یعنی هم شبیه غضروف و هم شبیه رباط است.
یک منیسک بر روی نیمه خارجی پلاتوی تیبیا قرار گرفته و به آن منیسک خارجی یا لترال Lateral meniscus میگویند. منیسک خارجی به شکل یک قرص است. سطح پایینی آن که روی پلاتوی تیبیا مینشیند صاف بوده و سطح بالایی آن که در زیر کندیل خارجی ران قرار میگیرد مقعر است.
منیسک داخلی Medial menisci بر روی نیمه داخلی پلاتوی تیبیا قرا دارد و به شکل یک نعل اسب است که طرف باز نعل آن در طرف رباط های صلیبی قرار دارد.

مهمترین وظایف منیسک عبارتند از

1. با درست کردن یک سطح مقعر در بالای پلاتوی تیبیا که کندیل های ران در داخل آن قرار میگیرند در واقع به نوعی جلوی حرکات و لغزش جانبی کندیل ها بر روی پلاتو گرفته شده و پایداری زانو افزایش می یابد.
2. جنس منیسک قابلیت ارتجاعی زیادی داشته و مانند یک بالشتک یا یک فنر بین دو استخوان قرار گرفته و نیروهای ضربه ای که به مفصل زانو وارد میشود را جذب میکند در واقع منیسک یک جذب کننده شوک و ضربه است.
3. مینیسک نیرو را به طور یکنواخت روی غضروف پلاتو تیبیا پخش می کند.
4. مینیسک در تغذیه غضروف نقش دارد.

حاشیه بیرونی منیسک ها حاوی رگ های خونی است و در صورتیکه بدنبال ضربه پاره شوند قابلیت ترمیم دارند. این قسمت را ناحیه قرمز می نامند. قسمت های داخلی تر منیسک رگ خونی ندارد و تغذیه آن فقط از طریق انتشار موارد از مایه سینوویال (مایع مفصلی) است. این قسمت از منیسک اگر پاره شود قابلیت ترمیم ندارد. به این ناحیه قسمت سفید منیسک میگویند.

عضلات اطراف زانو

این عضلات به نگهداری زانو کمک می کنند و عبارتند از: عضلات چهارسر در جلو و عضلات هم استرینگ در سمت عقب که شامل عضلات بای سپس در قسمت مدیال می باشد.
استخوان کشکک که به صورت یک استخوان کنجدی (Sesamoid) در تاندون کشککی قرار دارد موجب بالا مگه داشتن عضلات چهارسر و افزایش قدرت و کارایی آن می گردد. حرکات اصلی زانو عبارتند از: خم شدن (135 درجه) و راست شدن (صفر درجه)
عضلات چهارسر یا کوادری سپس Quadriceps muscles در جلوی استخوان ران قرار دارند و به توسط زردپی یا تاندونی به همین نام به لبه بالایی استخوان کشکک متصل میشوند.
از لبه پایینی کشکک هم یک باند فیبرو محکم به نام زردپی یا تاندون کشکک یا Patellar tendon خارج شده و به یک برجستگی در قسمت بالایی و جلویی استخوان درشت نی به نام توبروزیته تیبا Tibial tuberosity میچسبد.
با انقباض عضله چهارسر تاندون چهارسر و بدنبال آن کشکک و بدنبال آن تاندون کشکک به بالا حرکت کرده و زانو صاف میشود.
وظیفه استخوان کشکک این است که فاصله تاندون چهارسر را از مفصل زانو بیشتر کرده و در نتیجه مانند یک اهرم نیروی عضله چهارسر را بیشتر کند. با انقباض عضله چهارسر کشکک در داخل شیار بین دو کندیل به سمت بالا و پایین حرکت میکند.
اتصال عضلات چهارسر به پایین فقط از طریق تاندون چهارسر نیست بلکه در دو طرف تاندون چهارسر هم پرده های بافتی محکمی قرار دارند که از زیر عضله چهارسر خارج شده اند. این پرده ها در واقع امتداد تاندون چهارسر به خارج و داخل هستند و به آنها رتیناکولای کشکک Patellar retinacula میگویند. این پرده ها در دو طرف استخوان کشکک قرار دارند.

بیومکانیک زانو

زانو یکی از پیچیده ترین مفاصل بدن است و توزیع نیروهای وارده بر آن و نوع حرکاتی که در این مفصل انجام میشود تاثیر زیادی بر سلامتی و یا بیماری های احتمالی آن دارد.
استخوان کشکک موجب میشود فاصله تاندون چهارسر از جلوی مفصل بیشتر شود و در نتیجه با ایجاد یک تکیه گاه قدرت اثر نیروی عضله چهارسر بر روی استخوان تیبیا بیشتر شود.
استخوان کشکک بر روی شیاری که در سطح قدامی کندیل های استخوان ران قرار داشته و در واقع بین دو کندیل است قرار گرفته و در حین خم و راست شدن زانو، کشکک بر روی این شیار به سمت بالا و پایین حرکت میکند.
در صورتیکه عمق این شیار کم باشد و یا پرده های رتیناکولر دو طرف کشکک به درستی به آن متصل نشده باشند و یا قدرت عضلات واستوس مدیالیس و لترالیس که به دو طرف کشکک متصل میشوند نامتعادل باشند حرکات کشکک بر روی این شیار اینترکندیلر Tracking به درستی انجام نشده و در اصطلاح بیمار دچار Maltracking استخوان کشکک میشود.
زانو حول محور عرضی که از دو کندیل ران میگذرد حرکت خم و راست شده یا فلکشن Flexion و اکستنشن Extension را انجام میدهد و همچنین وقتی که زانو خم است میتواند حول محور طولی ساق مختصری حرکات چرخشی داشته باشد.
حرکات چرخشی ران بر روی ساق بصورت حرکت کندیل خارجی ران و منیسک خارجی زانو بر روی پلاتوی تیبیا است و حرکات خم و راست شدن زانو بصورت هم چرخش Roll و هم لغزش Glide کندیل های ران بر روی منیسک ها است.
محور عرضی حرکات خم و راست شدن زانو دقیقا جایی است که رباط های متقاطع یکدیگر را قطع میکنند. این محور در حین خم شدن زانو به بالا و عقب تغییر مکان میدهد و بدین ترتیب در حالات مختف خم شدن زانو فاصله این محور از سطح مفصلی دائما در حال تغییر است و این پدیده به علت تغییر در انحنای کندیل های ران است که در قسمت عقب کمتر از جلو است.
وقتی زانو صاف است یا در حالت اکستنشن Extension قرار دارد رباط های کلترال و قسمت قدامی رباط متقاطع قدامی سفت و کشیده میشوند و وقتی زانو در حالت ایستاده کاملا صاف میشود ران حدود ۵ درجه روی تیبیا چرخش داخلی پیدا میکند با زبان دیگر در حین مستقیم شدن زانو ساق کمی به سمت خارج میچرخد. در حالت زانوی خم یا حالت فلکشن Flexion رباط های جانبی شل شده و رباط های متقاطع یا صلیبی سفت و محکم میشوند.
با خم شدن زانو پلاتوی تیبیا در زیر کندیل های استخوان ران به سمت عقب هم میلغزد پس خم شدن و لغزیدن زانو با هم اتفاق میفتد.
زانو بطور طبیعی میتواند حدود ۱۳۵ درجه خم شده و تا صفر درجه صاف شود.

رباط صلیبی خلفی که در تصویر سمت راست دیده میشود در پشت زانو قرار داشته و مانع از سر خوردن کندیل های ران بر روی پلاتوی تیبیا به سمت جلو میشود. در صورتیکه نیروی زیادی به زانو وارد شود بطوریکه این رباط نتواند مانع از به جلو رفتن کندیل های ران شود، خودش پاره میشود.
در تصویر سمت چپ هم رباط صلیبی جلویی ACL دیده میشود که مانع میشود تا کندیل های ران بر روی پلاوی تیبیا به عقب بروند و در صورتیکه نیروی زیادی موجب به عقب رفتن کندیل های تیبیا شود این رباط پاره میشود.