1.16 Kniegewricht: articulerende beenderen A Rechter kniegewricht in (a) voor- en (b) achteraanzicht In het kniegewricht (art. genus) articuleren drie beenderen met elkaar: femur, tibia en patella. Daarbij vormen femur en tibia het femorotibiaalgewricht (art. femorotibialis), femur en patella het femoropatellairgewricht (art. femoropatellaris). Beide gewrichten zijn omsloten door een gemeenschappelijk gewrichtskapsel en beide gewrichtsholten staan met elkaar in contact (zie p. 400). De fibula maakt, in tegenstelling tot het ellebooggewricht, waarbij de beenderen van de onderarm scharnierend met de humerus zijn verbonden, geen deel uit van het kniegewricht. De fibula vormt met de tibia een zelfstandig, straf gewricht, het tibiofibulairgewricht (art. tibiofibularis). 390
B Kniegewricht (art. genus) Rechter kniegewricht: a anterior-posterior opname; b zijwaartse opname (originele afbeelding van de kliniek voor diagnostische radiologie, universiteitskliniek Schleswig-Holstein, campus Kiel: prof. dr. S. Müller-Hülsbeck). In het röntgenonderzoek aan het kniegewricht zijn er drie standaard opnamerichtingen, d.w.z. het kniegewricht wordt weergegeven in drie vlakken: anterior-posterior, zijwaarts en tangentieel. Bij de opname anterior-posterior zijn de breedte van de gewrichtsspleet en de contouren van de tibiakop bijzonder goed te beoordelen. De zijwaartse opnamen zijn geschikt om de vorm van de femurcondylen te beoordelen en de hoogte van de patella te bepalen. De tangentiële opname ten slotte dient m.n. voor het beoordelen van het femoropatellaire gewricht en de stand van de knieschijf in het femorale glijvlak (zie C). C Femoropatellairgewricht (art. femoropatellaris) a Transversale doorsnede ter hoogte van het femoropatellaire gewricht; rechter kniegewricht in licht gebogen stand; distaal aanzicht (tekening naar een preparaat uit de anatomische collectie van de Universiteit van Kiel). b Tangentiële röntgenopname van de patella en het femorale glijvlak (zgn. defilé-opname van het rechter kniegewricht bij een buiging van 60, met stralenrichting parallel aan de achtervlakte van de patella). Bij deze opname kunnen m.n. de facies articularis patellae en het femorale glijvlak worden beoordeeld. De radiologische gewrichtsspleet in het femoropatellaire gewricht lijkt erg breed door het in dit gebied duidelijk dikkere gewrichtskraakbeen (gewrichtskraakbeen is niet zichtbaar op röntgenopnamen!). (Originele afbeelding uit de kliniek voor diagnostische radiologie, universiteitskliniek Schleswig-Holstein, Kiel: prof. dr. S. Müller-Hülsbeck.) 391
1.17 Kniegewricht: overzicht van het bandapparaat A Kapsel-bandapparaat en bij het gewricht gelegen slijmbeurzen in de knieholte Rechterknie, achteraanzicht. Naast de kapselversterkende banden (lig. popliteum obliquum, lig. popliteum arcuatum) vormen ook de aanhechtings- en oorsprongspezen van de hier verlopende spieren een versterking voor het gewrichtskapsel in de knieholte. Op sommige plaatsen communiceert de gewrichtsholte met dicht bij het gewricht gelegen slijmbeurzen (bijv. recessus subpopliteus, bursa musculi semimembranosi, bursa subtendinea musculi gastrocnemii medialis). B Bursa gastrocnemio-semimembranosa ( Baker-cyste of bursa poplitealis) in de knieholte a Weergave van een rechter knieholte met Baker-cyste. Pijnlijke zwellingen in de knieholte kunnen hun oorzaak hebben in een cysteuze uitzakking van het gewrichtskapsel (zgn. synoviale popliteale cyste). Een dergelijke cyste ontstaat vaak als gevolg van verhoogde productie van vloeistof in het gewricht (bijv. bij reumatoïde artritis) en een daaruit resulterende intra-articulaire drukverhoging. Met Baker-cyste (veelvoorkomende vorm) worden cysteuze uitzakkingen bedoeld die optreden in de mediale knieholte tussen de pees van de m. semimembranosus en het mediale hoofd van de gastrocnemius ter hoogte van de mediale achterste femurcondylus (bursa gastrocnemio-semimembranosa = communicatie van de bursa semimembranosa en de bursa subtendinea musculi gastrocnemii medialis). b Axiale MRI-opname van een kniegewricht met een Baker-cyste. De cysteuze uitbreiding in de knieholte en de verbinding met de gewrichtsholte is duidelijk als helder gebied herkenbaar (= hoge signaaldichtheid van dit gebied in de T2-gewogen opname; uit Vahlensieck M, Reiser: M. MRT des Bewegungsapparates. 2e druk, Thieme, Stuttgart 2001). 392
D Positie van de kruisbanden en menisci in het kniegewricht Vooraanzicht op een rechter kniegewricht, waarvan gewrichtkapsel en knieschijf transparant zijn weergegeven. Kruisbanden blauw, menisci rood. E Overzicht van het bandapparaat van het kniegewricht Door de geringe geleiding door botweefsel, met name in het femorotibiaalgewricht, moeten stabiliteit en beweeglijkheid in het kniegewricht worden gewaarborgd door een sterk bandapparaat. Men onderscheidt uit- en inwendige banden. Uitwendige banden C Kapsels en banden van de voor- en zijkanten van het rechter kniegewricht Vooraanzicht. Aan de voorkant dient het samenstel van kapsels en ligamenten met name het aanspannen en positioneren van de patella. De volgende structuren werken hieraan met name mee: de aanhechtingspezen van de m. rectus femoris, de m. vastus medialis en de m. vastus lateralis, het lig. patellae, de retinacula patellae longitudinalia en transversalia en de in de diepte verlopende meniscopatellaire banden. voorzijde lig. patellae retinaculum patellae longitudinale mediale retinaculum patellae longitudinale laterale retinaculum patellae transversale mediale retinaculum patellae transversale laterale mediaal/lateraal lig. collaterale tibiale* lig. collaterale fibulare* achterzijde lig. popliteum obliquum lig. popliteum arcuatum Inwendige banden lig. cruciatum anterius lig. cruciatum posterius lig. transversum genus lig. meniscofemorale posterius * N.B.: in het klinisch spraakgebruik spreekt men bij het lig. collaterale fibulare van een buitenband, bij het lig. collaterale tibiale van een binnenband. 393
1.18 Kniegewricht: kruisbanden en collaterale banden A Kruisbanden van het rechter kniegewricht a vooraanzicht (lig. patellae met de patella naar onderen geklapt) b achteraanzicht De ligg. cruciata van het kniegewricht vormen de verbinding tussen de areae intercondylares anterior en posterior van de tibia (hier niet te zien; vgl. p. 396) en de fossa intercondylaris van het femur. De voorste kruisband (lig. cruciatum anterius) loopt van de area intercondylaris anterior omhoog naar de mediale vlakte van de laterale femurcondylus. De sterkere, achterste kruisband (lig. cruciatum posterius) verloopt ongeveer haaks t.o.v. de voorste kruisband van de area intercondylaris posterior naar de laterale vlakte van de mediale femurcondylus. Beide kruisbanden waarborgen het scharnierende contact van femur en tibia en stabiliseren het kniegewricht m.n. in het sagittale vlak. In elke stand van het gewricht zijn ten minste delen van de kruisbanden aangespannen (zie p. 398). 394
B Collaterale banden en lig. patellae van het rechter kniegewricht a mediaal aanzicht; b lateraal aanzicht. Aan het kniegewricht worden twee collaterale banden (in het klinisch spraakgebruik: kniebanden) onderscheiden. Het op de binnenzijde van het kniegewricht lopende lig. collaterale tibiale (in het klinisch spraakgebruik aangeduid als binnenste band ) en het op de buitenzijde van het kniegewricht lopende lig. collaterale tibiale (in het klinisch spraakgebruik aangeduid als buitenste band ). Het lig. collaterale tibiale is de breedste van de beide collaterale banden. Het loopt van de epicondylus medialis van het femur schuin naar voordistaal en hecht ca. 7 8 cm onder het tibiaplateau aan de facies medialis tibiae aan. Het lig. collaterale fibulare loopt op de buitenzijde van het kniegewricht van de epicondylus lateralis van het femur als ronde streng schuin naar achter-distaal, naar het caput fibulae. In strekstand (zie A) zijn beide collaterale banden aangespannen. In buigstand verkleint de krommingsradius zich, oorsprong en aanhechting van de collaterale banden naderen elkaar en zijn daardoor ontspannen. Beide collaterale banden stabiliseren het kniegewricht in het frontale vlak. Om de insufficiëntie van ligamenten, een scheuring, verrekking of ruptuur van de collaterale banden, te onderzoeken, wordt daarom de mogelijkheid om het onderbeen zijwaarts weg te klappen (dus de stabiliteit) getest. N.B.: er zijn verschillen in verbinding van beide collaterale banden met het gewrichtskapsel en met de mediale of laterale meniscus: het lig. collaterale tibiale is vast verbonden met zowel het gewrichtskapsel als de mediale meniscus. Het lig. collaterale fibulare heeft geen direct contact met het gewrichtskapsel of de laterale meniscus. De mediale meniscus is daardoor minder beweeglijk dan de laterale en raakt veel vaker beschadigd (vgl. p. 397). 395
1.19 Kniegewricht: menisci A Tibiaplateau met menisci en aanhechtingsplaatsen van menisci en kruisbanden Rechter tibiaplateau, aanzicht van proximaal na doorsnijden van de kruisbanden en collaterale banden en verwijdering van het femur. a Vorm en verankering van de menisci: de beide menisci vertonen in proximaal aanzicht overeenkomst met halvemanen (L.: meniscus = halvemaan). Ze zijn aan hun uiteinden (voor- resp. achterhoorn) via korte banden in het bot van de areae intercondylaris anteriores en posteriores verankerd. De buitenmeniscus (meniscus lateralis) lijkt qua vorm een bijna gesloten ring, de binnenmeniscus (meniscus medialis) daarentegen is meer sikkelvormig. Als geheel is de binnenmeniscus minder beweeglijk dan de buitenmeniscus, doordat de punten waar deze is bevestigd aan het bot verder uit elkaar liggen (zie b) en hij tevens vast verbonden is met de mediale collaterale band (lig. collaterale tibiale). De buitenmeniscus daarentegen heeft geen verbinding met de laterale collaterale band (vgl. E). b Aanhechtingsplaatsen van de mediale en laterale meniscus en de beide kruisbanden: de rode lijn geeft het verloop van de membrana synovialis aan, die de beide kruisbanden voor en zijwaarts bedekt. De kruisbanden verlopen in het subsynoviale bindweefsel van het gewrichtskapsel; hun achterste delen worden door de sterke membrana fibrosa bedekt. Hun positie wordt bepaald door het feit dat ze tijdens de embryonale ontwikkeling van achteren af zijn binnengedrongen. Daardoor is hun ligging extracapsulair, maar intra-articulair. Dientengevolge vindt de bloedvoorziening plaats vanuit de fossa poplitea (a. media genus, zie p. 501). B Bloedvoorziening van de menisci Geschematiseerde frontale doorsnede van het femorotibiale gewricht. De bindweefselige delen van de menisci, die dicht bij het kapsel liggen, zijn goed doorbloed (aa. articulares inferior medialis en lateralis vanuit de a. poplitea, zie p. 501). De centrale binnenste delen echter, die uit vezelig kraakbeen bestaan, zijn vaatloos en worden uitsluitend gevoed door synoviale vloeistof (pijlen). C Schematische bouw van een meniscus Menisci zijn in doorsnede wigvormig, waarbij de rug van de wig naar buiten gericht en met het gewrichtskapsel vergroeid is. De zijde die op het tibiaplateau ligt is vlak, de bovenkant, die tegen de femurcondylen ligt, concaaf. Het centrale binnenste tweederde deel van de menisci bestaat uit vezelig kraakbeen, het buitenste derde deel uit straf bindweefsel. Zowel in het vezelige kraakbeen als in het straffe bindweefsel verlopen de bundels collageenvezels overwegend circulair, als teken van de hoge trekspanningen die in de menisci optreden. Dit vermogen van het weefsel onder belasting naar buiten uit te wijken kan eveneens bij tussenwervelschijven worden waargenomen (omzetting van druk- in trekkrachten!) (naar Petersen en Tillmann). 396
D Frontale doorsnede van het femorotibiale gewricht Rechter knie, vooraanzicht. Een wezenlijke taak van de menisci in het kniegewricht is vergroting van het oppervlak dat krachten opvangt. De menisci compenseren de fysiologische incongruentie van femur en tibia (die door hun verschillende krommingen slecht contact met elkaar maken) en dragen bij aan het verdelen van de druk in het gewricht (ze nemen ca. eenderde van de in het kniegewricht over te dragen last over) en daarmee tot een gelijkmatige belasting van het femorotibiale gewricht. E Liggingsveranderingen van de menisci bij flexie van de knie Weergegeven is een rechter kniegewricht in lateraal aanzicht, in gestrekte (a) en gebogen (b) stand, en het betreffende tibiaplateau in proximaal aanzicht in gestrekte (c) en gebogen (d) stand. N.B.: de steviger gefixeerde binnenmeniscus (meniscus medialis) heeft een duidelijk geringere beweeglijkheid tijdens flexie van de knie. F Verschillende vormen van meniscusscheuren Rechter tibiaplateau, proximaal aanzicht. a afscheuren van de basis van de meniscus b zgn. bucket-handle tear c inscheuring van de voorhoorn (lengte- of lapscheur ) d dwarsscheur in de achterhoorn (radiair) De steviger bevestigde binnenmeniscus wordt door zijn geringere beweeglijkheid veel vaker beschadigd dan de buitenmeniscus. Meniscusletsels zijn meestal het gevolg van plotselinge strek- of draaibewegingen bij gebogen kniegewricht (buiten- en binnenwaartse rotatie) en gefixeerd onderbeen, zoals die bijvoorbeeld bij voetbal en skiën voorkomen. Ten gevolge van de schuifkrachten scheurt de meniscus af of in. Opvallend kenmerk van een vers meniscusletsel is de pijnlijkheid bij actief en passief strekken meteen na ontstaan, waarbij de knie in lichte buigstand gehouden wordt ( verlichtingshouding ). Degeneratieve veranderingen aan de menisci ontstaan bij toenemen van de leeftijd en worden versterkt door overbelasting en afwijkende standen (genu varum, genu valgum, vgl. p. 362). 397
1.20 Kniegewricht: bewegingsassen en -richtingen A Rechter kniegewricht in buigstand Vooraanzicht na verwijdering van het gewrichtskapsel en de patella. B Toestand na ruptuur van de voorste kruisband a rechter kniegewricht in buigstand, vooraanzicht b rechter kniegewricht in buigstand, mediaal aanzicht Bij een gescheurde kruisband kan het onderbeen door de ontstane instabiliteit als een schuiflade naar voren of naar achteren worden verschoven t.o.v. het femur, afhankelijk van de vraag of het letsel de voorste dan wel de achterste kruisband betreft (zgn. voorste of achterste schuifladefenomeen: onderzoeken m.b.v. de zgn. Lachman-test, zie leerboeken orthopedieleer). De hier weergegeven ruptuur van de voorste kruisband komt ca. 10 keer vaker voor dan die van de achterste. Meest voorkomend mechanisme daarbij is een binnenwaarts rotatietrauma bij gefixeerd onderbeen, zie D). Ontstaat tevens letsel aan de binnenmeniscus en de mediale knieband, dan spreekt men van een zgn. unhappy triad. C Gedrag van kruis- en collaterale banden in buig- en strekstand Rechter knie, vooraanzicht. De aangespannen banddelen zijn rood weergegeven. a strekstand b buigstand c buiging en binnenwaartse rotatie. Terwijl de collaterale banden alleen in strekstand worden aangespannen (a), zijn de kruisbanden of in elk geval delen daarvan in elke stand van het gewricht aangespannen: bij extensie (a) de mediale delen van beide kruisbanden, bij flexie (b) het laterale deel, bij flexie en binnenwaartse rotatie (c) het mediale deel van de voorste en de gehele achterste kruisband. De kruisbanden helpen bovendien mee, het gewricht in iedere stand te stabiliseren. 398
D Flexie en extensie in het kniegewricht Rechter kniegewricht, lateraal aanzicht. Flexie en extensie vinden in het kniegewricht plaats rond een transversale as (a), die in iedere gewrichtsstand door het draaipunt van dat moment loopt. Dit draaipunt komt overeen met het snijpunt van zowel collaterale banden als kruisbanden (b). Met toenemende buiging (c en d) verschuift de bewegingsas van dat moment langs een curve (de evolute) langs een boog naar achter-boven (e). De afstand tussen deze curve en het gewrichtsoppervlak van het femur komt overeen met de verschillende krommingsradiussen (r) van een femurcondylus. De mate van beweeglijkheid hangt, m.n. bij flexie, van verschillende parameters af (wekedelenremming, actieve insufficiëntie, dus als de ischiocrurale musculatuur zich onvoldoende kan verkorten; zie p. 431). E Rotatiebewegingen van het onderbeen t.o.v. het dijbeen in een kniegewricht dat 90 gebogen is Rechter kniegewricht, proximaal aanzicht op de gebogen knie en het tibiaplateau. a neutrale positie b buitenwaartse rotatie c binnenwaartse rotatie De rotatieas loopt verticaal door het binnenste gedeelte van de mediale tibiacondylus. Doordat de kruisbanden (hier niet te zien) zich bij binnenwaartse rotatie rond elkaar wikkelen, is de mate van beweeglijkheid hier wezenlijk geringer (ca. 10 ) dan bij de buitenwaartse rotatie (30-40 ). De meeste kruisbandrupturen doen zich daarom voor bij binnenwaartse rotatie, waarbij dan de voorste kruisband letsel oploopt. N.B.: de beide menisci bezitten niet dezelfde beweeglijkheid! 399
1.21 Kniegewricht: gewrichtskapsel en gewrichtsholte B Uitbreiding van de gewrichtsholte Rechter kniegewricht, lateraal aanzicht. Weergave van de gewrichtsholte door injectie van een vloeibare kunststof in het kniegewricht. Na uitharding werd het gewrichtskapsel verwijderd. A Rechter kniegewricht met geopend gewrichtskapsel De patella is naar onderen weggeklapt. In het voorste, meniscofemorale deel van het gewrichtskapsel steken gewrichtskapselvouwen van uiteenlopende vorm uit in de gewrichtsholte (plicae alares aan beide zijden van het corpus adiposum infrapatellare = Hoffa-vetlichaam), ter vergroting van het oppervlak. C Aanhechting van het gewrichtskapsel voor in het kniegewricht Rechter kniegewricht, vooraanzicht. 400
D Mediosagittale doorsnede door het rechter kniegewricht N.B.: van belang is de uitbreiding van de recessus suprapatellaris, vgl. F (vaak ook bursa suprapatellaris genoemd) en de plaats van het corpus adiposum infrapatellare (Hoffa-vetlichaam) tussen de area intercondylaris anterior en de binnenzijde van het lig. patellae. Na op de knie vallen of t.g.v. chronische mechanische irritatie door geknield uitgevoerde werkzaamheden, kunnen ontstekingen van de nabij de patella gelegen slijmbeurzen pijn en zwelling veroorzaken: bursitis infrapatellaris ( nonnenknie ) en bursitis prepatellaris (tekening naar een preparaat uit de anatomische collectie van de Universiteit van Kiel). E Zogeheten ballottement van de patella bij vochtuitstorting van het kniegewricht Bij een vochtuitstorting van het kniegewricht t.g.v. ontstekingen of verwondingen kan het gewricht in verschillende mate gezwollen zijn. Voor het differentiëren tussen een intra-articulaire vochtuitstorting van een gewricht en een zuivere kapselzwelling wordt het been maximaal gestrekt. Daardoor komt de (evt. in verhoogde mate aanwezige) gewrichtsvloeistof, m.n. uit de recessus suprapatellaris, onder de patella terecht. Vervolgens drukt de onderzoeker de patella met de wijsvinger naar beneden. Bevindt zich meer vloeistof in het gewricht dan normaal, dan wordt de patella op deze manier in de vloeistof geduwd, zodat deze bij loslaten naar de uitgangspositie terugveert. F Ontvouwing van de recessus suprapatellaris bij flexie Rechter kniegewricht, mediaal aanzicht. a neutrale positie b 80 buiging c 130 buiging De recessus suprapatellaris loopt van de bovenste pool van de patella naar proximaal, buigt om en insereert op de grens van kraakbeen en bot op de facies patellaris femoris. De recessus dient als reservevouw bij kniebuiging en wordt vanaf ca. 130 geheel ontplooid. 401