Auteur(s): M. Buijs Titel: Vrijheidsgraen van het patellofemorale gewricht Jaargang: 23 Jaartal: 2005 Nummer: 2 Oorspronkelijke paginanummers: 77-98 Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor (para-) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander nietcommercieel gebruik. Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
Martijn Buijs, Fysiotherapeut Particuliere praktijk, Klundert Martijn Buijs Inleiding Omdat de patella met een nagenoeg onverlengbare pees aan de tibia insereert, zijn het tibio-femorale en het patello-femorale gewricht nauw met elkaar verbonden. Vanuit functioneel oogpunt zou hier dan ook sprake kunnen zijn van één kniecomplex, waaraan twee verschillende gewrichten deelnemen. In het kader van dit artikel wordt het art. tibio-fibulare buiten beschouwing gelaten. Dat dit gewricht wel degelijk ook een rol speelt binnen het kniecomplex, is al eerder uiteengezet (2). Wanneer diverse auteurs het over flexie-extensie van dit kniecomplex hebben, wordt deze vrijheidsgraad meestal vanuit zowel het tibio-femorale gewricht als vanuit het patello-femorale gewricht beschreven c.q. onderzocht. Wanneer men echter de rotatie beschrijft, wordt deze beweging vaak maar vanuit één gewricht bekeken, namelijk het tibio-femorale gewricht. Deze keuze is alleen maar begrijpelijk vanuit de gedachte dat de patella niet beweegt tijdens knierotaties. Meestal wordt er aan het patello-femorale gewricht ook maar één bewegingsmogelijkheid toegeschreven, namelijk flexie-extensie om een vrijwel frontaal gerichte as. In dit artikel wordt beschreven dat de patella arthrokinematisch gezien wel degelijk beïnvloed wordt door rotaties in het tibio-femorale gewricht. Bewegingssturing van het patello-femorale gewricht tijdens flexie-extensie extensie Naar aanleiding van het werk van Van Eijden (4, 5), wordt in de scriptie van Faber en Lugtenberg (6) een hypothese uitgewerkt met betrekking tot de sturing van het patello-femorale gewricht. Hierbij wordt enerzijds uitgegaan van een actief systeem, gevormd door de verschillende koppen van de m. quadriceps femoris en het ligamentum patellae en anderzijds een passief systeem, gevormd door het retinaculum en de vormgeving van de patella c.q. de trochlea. 1. Evenwicht door het actieve systeem Wanneer de patella louter gefixeerd wordt door het ligamentum patellae (Fl) zal deze diverse posities in kunnen nemen, aangezien de gewrichtsoppervlakken zeer glad zijn en er nauwelijks wrijving aanwezig is (figuur 1a). VRIJHEIDSGRADEN VAN HET PATELLO- FEMORALE GEWRICHT Figuur 1a en b. De patella kan door de geringe stabilisatie diverse posities innemen. Evenwichtssituatie van het patello-femo femo- rale gewricht in het sagittale vlak, door het actieve systeem. Wanneer de krachten van de m. quadriceps femoris
(Fq), het liga gamentum patellae (Fl) en de reactiekracht (Fr) elkaar snijden in één punt, is er sprake van evenwicht. Reeds door van Eijden (4, 5) is aangetoond hoe het krachtenspel van de knie de positie van de patella dicteert. Door toevoeging van de kracht van de m. quadriceps femoris (Fq), zal er een evenwichtssituatie ontstaan. De twee krachten drukken de patella tegen de trochlea aan, waardoor er een reactiekracht (Fr) ontstaat (figuur 1b). Rekening houdend met de te verwaarlozen wrijving van het kraakbeenoppervlak, moet de reactiekracht loodrecht op de gemeenschappelijke raaklijn in het contactpunt staan. De evenwichtssituatie in het sagittale vlak door het actieve systeem is bereikt, wanneer de drie krachten door één punt gaan. 2. Evenwicht door het passieve systeem De patellapositie is tevens afhankelijk van passieve structuren. Deze structuren zijn terug te vinden in de vorm van de patella, de trochlea van het femur en het retinaculum. De vormgeving van het patello-femoraal gewricht biedt echter weinig stabiliteit aan de patella. De trochlea is in de geëxtendeerde positie niet diep (10, 16) en de patella heeft maar één contactpunt met het femur. In een meer geflecteerde positie is de patella wel wat stabieler, doordat de trochlea dieper wordt (10, 19) en de patella vanaf ongeveer 90 knieflexie met twee contactpunten tegen het femur steunt (figuur 2). Figuur 2a t/m h. (14). a t/m d. Weergave van de contactpunten tussen patella en femur tijdens knieflexie. e en f. Verschil in contact tussen patella en femur tijdens een meer geëxtendeerde stand (e) en tijdens een knieflexie van meer dan 90 (f.).
g en h. Nogmaals het contactoppervlak tussen patella en femur bij meer dan 90 knieflexie, vanuit zijaan- zicht (g) en vooraanzicht (h). Het retinaculum vormt het ligamentaire systeem van het patello-femoraal gewricht. Doordat ligamenten nauwelijks verlengbare structuren zijn, zullen de werklijnen van ligamenten door het draaipunt van een gewricht moeten gaan, waardoor zij geen verlenging ondergaan. Hiernaast hebben ligamenten een belangrijke functie bij het richten van de reactiekracht in het gewricht. Deze moet namelijk loodrecht op het contactoppervlak staan (al eerder is uitvoerig stilgestaan bij de functie van het ligamentair systeem binnen een gewricht (17) ). Wanneer we deze eisen plaatsen in het sagittale aanzicht van het patello-femoraal gewricht, komen we tot de evenwichtssituatie van figuur 3. Figuur 3 (6). Evenwichtssituatie in het kniegewricht in het sagittale vlak door het passieve sieve systeem. De ligamenten lopen door het draaipunt heen (witte stip), dat zich net als de reactiekracht (Fr), bevindt op de loodlijn l (gestippelde lijn) van de gemeenschappelijke raaklijn (GR) in het contactpunt. Samenwerking tussen het actieve en passieve systeem Binnen de functionele morfologie is één van de axioma's het Aminimum principle@, waarbij er, onder andere, vanuit wordt gegaan dat structuren van het lichaam elkaar niet tegenwerken. De evenwichtssituatie van de patella die door het passieve systeem (de retinaculae patellae) tot stand komt, zal dan ook overeenkomen met de positie die door het actieve systeem (de m. quadriceps femoris) wordt gedicteerd (figuur 4). Figuur 4 (6). Evenwichtssituatie die tot stand komt in het kniegewricht, als het actieve en het passieve systeem samen dezelfde patellapositie dicteren. Fq = trekkracht van de m. quadriceps, Fr = reactiekracht, Fl =
trekkracht in het lig. patellae. Zowel de reactiekracht die optreedt door de trekkrachten van de m. quadriceps (Fq) en het ligamentum patellae (Fl), als het draaipunt moeten op dezelfde lijn liggen als de loodlijn in het contactpunt. Bij een gegeven knieflexie is dit de enige stand van de patella waarbij de kracht die de m. quadriceps femoris levert direct wordt overgebracht op het ligamentum patellae en er een minimale spanning op het retinaculum komt te staan. In elke flexiestand van de knie heerst er een unieke evenwichtssituatie, waarbij het actieve en passieve systeem optimaal op elkaar zijn afgestemd. Deze hypothese wordt gesteund door onderzoeksgegevens die aangeven dat (4, 20) de patellapositie niet significant verandert wanneer de m. quadriceps femoris is aangespannen of ontspannen. Knierotaties en het patello-femorale gewricht De biomechanica van het patello-femorale gewricht tijdens knierotaties is nog een vrij onbekend terrein. De eerste vraag die rijst is of de patella überhaupt wel beweegt tijdens knierotaties? En áls deze dan beweegt, hoe ziet dit bewegingspatroon er dan uit? Heeft de patella één vrijheidsgraad om een frontale as of bestaat er een tweede vrijheidsgraad? Wetenschappelijk onderzoek naar het h patello-femorale gewricht Het bewegingsgedrag van de patella tijdens bewegingen van het kniegewricht is ingewikkelder dan dit op het eerste gezicht lijkt. Zelfs de Agewone@ flexie van het kniegewricht, waarbij de patella louter de flexie van de tibia om een min of meer frontale as volgt, zorgt voor allerlei nevenbewegingen van de patella. Door diverse auteurs is er legio onderzoek gedaan om deze bewegingen van de patella tijdens knieflexie en knierotaties te kunnen kwalificeren en/of kwantificeren. De onderzoeken op dit gebied kunnen grofweg ingedeeld worden in twee verschillende types: enerzijds zijn er onderzoeken die de patellabeweging beschrijven ten opzichte van de femorale groeve en anderzijds zijn er onderzoeken die de beweging van de patella beschrijven binnen een assenstelsel (1). 1. Beschrijving patellabeweging ten opzichte van de femorale groeve Bij de beschrijving van de patella ten opzichte van de femorale groeve, wordt gebruik gemaakt van röntgenologie, computer tomografie (CT), magnetic resonance imaging (MRI) en ultra geluid (UG). De meest bekende parameters die hierbij worden gekozen zijn: lateral patellofemoral angle, lateral patellar displacement, sulcus angle, congruence angle, lateral patellar tilt angle, patellar tilt angle en de Bisect offset (figuur 5) (1). Figuur 5a t/m g. (1). Beschrijving van de patella-positie positie ten opzichte van de femorale groeve. De parameters worden als volgt gedefi fi- nieerd: a. Lateral patellofemoral angle: hoek tussen sen het laterale facet van de patella en de ventrale begrenzing van de trochlea. b. Lateral patellar displacement: stand van de patella ten opzichte van de mediale trochlearand. c. Sulcus angle: hoek tussen het media- le en laterale facet van de femorale groeve. d. Congruence angle: de mediane rid- ge is de lijn dorsaal van de patella tus- sen het mediale en het laterale facet. De congruence angle is de hoek tussen het midden van de sulcus angle en een lijn vanuit het diepste punt van de trochlea
groeve door de mediane ridge@.. Afhankelijk of deze lijn medi diaal of lateraal van het midden van de sulcus angle ligt, is de congruence angle negatief of positief. e. Bisect offset: het percentage van de patellabreedte dat lateraal van de lijn ligt die loodrecht staat op de referentielijn (=lijn langs de posterieure femurcondylen) en door het diepste punt van de trochlea gaat. f. Patellar tilt angle: hoek tussen de patella en de ventrale begrenzing van de trochlea. g. Patellar tilt angle: hoek tussen het laterale facet van de patella en de lijn langs de posterieure femurcondylen. 2. Beschrijving patellabeweging ten opzichte van een assenstelsel De andere, meer gangbare, methode is om de patellapositie te beschrijven binnen een assenstelsel, waarbij om c.q. langs diverse assen rotaties en translaties plaatsvinden. Bij deze onderzoeken wordt meestal uitgegaan van een patello-femoraal gewricht met zes verschillende vrijheidsgraden. Dit wil zeggen dat de patella zou kunnen transleren in drie verschillende richtingen (voor-achter, links-rechts en boven-beneden) en roteren om drie assen (frontale as, transversale as en longitudinale as). Van deze zes vrijheidsgraden wordt er aan vier daarvan een klinisch belang geacht, waardoor over het algemeen alleen deze vier worden onderzocht (1). Deze vier bewegingen zijn (figuur 6): - Shift, waarbij de patella transleert naar mediaal of lateraal (a). - Tilt om een longitudinale as. Wanneer het mediale facet van de patella naar de mediale condyl van het femur toe beweegt, wordt dit beschreven als mediale tilt. Bij een laterale tilt beweegt het laterale facet van de patella naar de laterale femurcondyl (b). - Flexie en extensie om een frontale as. Hierbij wordt een dorsale verplaatsing van de apex van de patella gedefinieerd als flexie en een ventrale verplaatsing als extensie (c). - Rotatie om een sagittale as, waarbij een mediorotatie een beweging is van de apex naar mediaal en een laterorotatie een beweging van de apex naar lateraal is (d). Figuur 6a t/m d. De meest gangbare ter- minologie bij bewegingen van de patella binnen een assenstelsel: a. Shift (ventraal aan- zicht) b. Tilt (caudaal aanzicht) c. Flexie-extensie extensie (late- raal aanzicht) d. Rotatie (ventraal aan- zicht) Hierbij moet wel vermeld worden dat de zojuist gedefinieerde bewegingen binnen het assenstelsel niet als standaard worden gebruikt. Tussen de verschillende auteurs is er namelijk niet altijd overeenstemming over de te gebruiken terminologie. Enerzijds is er onenigheid over de positie van de verschillende assen. De flexie-extensie, evenals de shift van de patella, kunnen bijvoorbeeld zowèl worden beschreven om
een as door de femurcondylen, als om een as door de patella zelf (figuur 7). Figuur 7a t/m d. (1) Verschillen in positie van de as voor beweging van de patella ten opzichte van het femur. a. Tilt met een as door de patella b. Tilt met een as door het femur c. Flexie met een as door de patella d. Flexie met een as door het femur Anderzijds is er vaak een verschil in referentiekader. Met andere woorden: ten opzichte van wat beweegt de patella? Terwijl de ene studie gebruik maakt van een descriptief anatomisch (globaal) coördinatensysteem, gebruikt de andere studie weer de trochlea van het femur als referentiekader, dus een osteokinematisch (lokaal) coördinatensysteem (8). Wat het verschil in keuze van referentiekaders betekent voor de uiteindelijke interpretatie van de bewegingsuitslagen, wordt geïllustreerd aan de hand van figuur 8. Figuur 8 (8). De uiteindelijke weergave van de bewegingsuitslagen van de shiftbeweging eging van de patella, waarbij enerzijds uitgegaan wordt van een descriptief anatomisch (globaal) coördinatensysteem (links) en anderzijds een os- teokinematisch (lokaal) coördinatensysteem (rechts). Hierbij staat op de verticale as de shift in mm en op de horizontale as de flexiehoek. De interpretatie van de uiteindelijke bewegingsuitslagen wordt sterk bepaald door de keuze van het coördinatensysteem. Het gebruik van verschillende assen en referentiekaders wordt niet altijd duidelijk vermeld in de studies. Bovendien zijn de bewegingsuitslagen van de tilt-, shift- en rotatiebewegingen vaak uiterst klein, waardoor de interpretatie van de verschillende onderzoeksgegevens bemoeilijkt wordt. Uit het vergelijken van verschillende onderzoeken die de patella-beweging beschrijven tijdens knieflexie of knierotaties mogen we concluderen dat er geen overeenstemming bestaat tussen de studies (8). Niet alleen de waarden van de patellabewegingen zijn afwijkend, maar vaak worden zelfs totaal tegengestelde bewegingen gerapporteerd. Niet verwonderlijk misschien als men weet dat er veel inter- en intra-individuele variatie in vormgeving van de facetten van de patella is (8, 18). Ook de vorm van de trochlea van het femur is uiterst variabel (7). Dit alles maakt dat de patella een individueel bepaalde baan blijkt te volgen door de trochlea van het femur tijdens knieflexie (7, 8). Bovenstaande onderzoeken geven ons weinig duidelijkheid over de beweging die de patella al dan wel of niet
ondergaat tijdens knierotaties. Daarom wordt gepoogd door middel van een aantal eenvoudige modellen hier meer inzicht in te krijgen. Modelvorming van het patello-femorale gewricht tijdens knierotaties In figuur 9 is een schematische voorstelling gemaakt van het vooraanzicht van het kniegewricht. De tibia kan vrij roteren om een longitudinale as ten opzichte van het gefixeerde femur. Wanneer de tibia gaat roteren, draait de tuberositas tibiae zijwaarts weg en zal deze het ligamentum patellae meenemen. Aangezien het ligamentum bestaat uit collageen bindweefsel dat nagenoeg geen verlenging toelaat, zal deze op zijn beurt de patella mee willen trekken. De patella kan zijn positie nu niet handhaven, wil deze de knierotatie niet hinderen. Binnen dit model zijn er twee mogelijke oplossingen. Door het wegdraaien van de tuberositas tibiae, zal het ligamentum patellae aan de patella trekken, die zich op zijn beurt naar caudaal verplaatst. De patella moet dus blijven bewegen in flexie-extensie richting, waardoor er geen extra vrijheidsgraad nodig is (figuur 9b). Figuur 9a t/m c. a. Een modelmatige voorstelling van een kniegewricht. b. Exorotatie van de tibia, waarbij de patella naar caudaal beweegt. c. Exorotatie van de tibia, waarbij de patella kan roteren om een tweede vrijheidsgraad. Hierbij moet het ligamentum patellae wel in staat zijn vrij van richting te kunnen veranderen vanuit zijn origo op de apex van de patella. Aangezien het ligamentum met een brede pees ontspringt vanuit de apex van de patella, zou het bovenstaande betekenen dat de spanning in de peesvezels van het ligament niet evenredig verdeeld worden. De peesvezels aan de ene zijde zullen juist meer op spanning komen te staan, terwijl de vezels aan de andere zijde juist minder spanning hoeven op te nemen (zie figuur 10). Figuur 10 Vooraanzicht van de patella en het ligamentum patellae tijdens exorotatie van de tibia, waarbij het ligamentum patellae vrij kan roteren vanuit zijn
origo op de apex van de patella. Hierdoor ontstaat er aan de ene zijde van het ligamentum een verhoogde spanning en zal de andere zijde juist minder op spanning komen. Het voorgaande betekent echter wel dat knierotaties blessuregevoelige momenten op kunnen leveren. Een tweede mogelijkheid is dat de patella een andere beweging maakt (figuur 9c). De patella zou een rotatie-, tilten/of shift-beweging kunnen maken, eventueel in combinatie met flexie/extensie. Hiervoor is echter wel een tweede vrijheidsgraad van het patello-femorale gewricht nodig. Het model in figuur 9 is een erg vereenvoudigde weergave van de werkelijkheid, maar illustreert wel dat de verplaatsing van de tuberositas de patella zodanig beïnvloedt dat beweging van de patella een voorwaarde is tijdens knierotaties. Met dit eenvoudige model kan echter niet aangeven worden of de patella tijdens knierotaties om een frontale as beweegt (flexie-extensie), of dat het patello-femorale gewricht een tweede vrijheidsgraad bezit. Een complexer model is voor de oplossing van dit probleem nodig. Evenwicht en conflicten van het h patello-femorale gewricht tijdens knierotaties Zoals al eerder is beschreven, bestaat er een krachtenevenwicht binnen het patello-femorale gewricht. Het actief sturend systeem, bestaande uit de m. quadriceps femoris en het ligamentum patellae, bepalen de richting van de reactiekracht en daarmee de positie van de patella. Het passief sturend systeem is verantwoordelijk voor de ligging van het draaipunt, dat zich telkens weer op de loodlijn vanuit het contactpunt moet bevinden. Deze twee systemen beïnvloeden elkaar, doordat ze bij elke flexiehoek de reactiekracht op dezelfde loodlijn moeten houden als waar het draaipunt op ligt (zie nogmaals figuur 4). Doordat de richting van de reactiekracht afhankelijk is van de trekrichtingen van de m. quadriceps femoris en het ligamentum patellae, heeft een verandering van trekrichting meteen consequenties voor de richting van de reactiekracht en de patellapositie. Tijdens knierotaties hebben we te maken met veranderingen in trekrichting, waardoor knierotaties telkens weer een verstorende werking hebben op het bestaande evenwicht. Vanuit deze gedachte is het eerst noodzakelijk om de verandering van deze trekrichtingen en de invloed die deze uitoefenen op het ontstane evenwicht te bekijken. Vanuit hier kan dan worden ingegaan op de mogelijke oplossingen die het patello-femorale gewricht heeft om aan deze conflicten tegemoet te komen. Uiteindelijk moet deze zoektocht leiden tot informatie over het aantal vrijheidsgraden van het patello-femorale gewricht. Trekrichting van het actief sturende systeem tijdens knierotaties In deze paragraaf worden de knierotaties beschouwd als een beweging van de tibia ten opzichte van een gefixeerd femur. Aangezien de tuberositas de aanhechting vormt van het ligamentum patellae, is de bewegingsrichting van de tuberositas bepalend voor de verandering van trekrichting van het ligamentum patellae. De longitudinale as voor de knierotaties bevindt zich mediaal van het midden van het tibiaplateau (13). Het gevolg voor de bewegingsbaan die de tuberositas volgt tijdens bijvoorbeeld exorotatie is dat deze zich zowel van mediaal naar lateraal, als van ventraal naar dorsaal verplaatst (figuur 11). Tijdens endorotatie zal de tuberositas juist de tegenovergestelde beweging maken. Figuur 11. Afbeelding van een craniaal aanzicht op het rechter tibiaplateau. De witte stip is de as voor knierotaties. Door de meer mediale ligging van de rota- tie-as op het tibiaplateau zal de tuberositas tijdens een exorotatie van de tibia zich van zowel mediaal l naar lateraal, als van
ventraal naar dorsaal verplaatsen. In de figuren 12 en 13 zijn schematisch de ventro-dorsale en medio-laterale positieveranderingen van de tuberositas tibiae weergegeven tijdens exorotatie van de tibia. Deze positieveranderingen hebben direct invloed op de richtingen van de krachten van het actieve systeem. Een beweging van de tuberositas tijdens knierotaties zal dus altijd een verandering teweeg brengen in de trekrichting van het ligamentum patellae. Hierdoor zal het snijpunt van positie veranderen en dus automatisch ook de richting van de resulterende kracht (Fres) van Fq en Fl. De resulterende kracht bepaalt direct de richting van de reactiekracht, aangezien deze tegengesteld gericht is aan de resulterende kracht. Een verandering van richting van de resulterende kracht betekent dus ook een verandering van richting van de reactiekracht. De reactiekracht kan echter niet zomaar van positie veranderen, omdat deze tevens aan de eis moet voldoen om loodrecht op het gewrichtsoppervlak te blijven staan. De patella heeft maar één mogelijkheid om aan deze twee eisen te kunnen voldoen, namelijk een positieverandering. Bij elke verandering van richting van de reactiekracht, moet de patella zo gepositioneerd worden dat de reactiekracht wederom loodrecht op het contactpunt komt te staan. andere richting krijgen. Figuur 12a en b. Een sagittaal aanzicht van het kniegewricht. a. Het actieve systeem, waarbij de spierkracht van de m. quadriceps (Fq) en de kracht van het ligamentum patellae (Fl) samen een resulterende kracht (Fres) bewerkstelligen. b. Een meer naar dorsaal gerichte trekkracht van het ligamentum patellae tijdens exorotatie van de tibia, zorgt ervoor dat het snijpunt van Fq en Fl van richting verandert. Hierdoor zal ook de resulterende kracht een Figuur 13a en b. Vooraanzicht van een model van het rechter knie- gewricht. De trekrichtingen van de m. quadriceps femoris (pijl omhoog) en het ligamentum patellae (pijl omlaag) kruisen elkaar, waarbij zij de Q-hoek Q vormen. a. De trekrichting van de quadriceps en het liga- mentum patellae snijden elkaar (witte stip). Hierbij vormen zij samen een resulterende kracht die naar lateraal is gericht. b. Door het verschuiven van de trekrichting van het ligamentum patella naar ar lateraal tijdens de
exorotatie, zal ook de richting van de resulterende kracht veranderen. Conclusie: tijdens rotaties van de tibia moet de patella van positie kunnen veranderen om een nieuwe evenwichtssituatie te kunnen bewerkstelligen. Discussie In dit artikel is een model uiteengezet, bestaande uit een actief en passief systeem, om meer zicht te kunnen krijgen op het patello-femorale gewricht tijdens knierotaties. De positieverandering die de tuberositas zal ondergaan tijdens knierotaties, zal altijd een verstoring brengen in de evenwichtssituatie van het patello-femorale gewricht. De patella moet dan de mogelijkheid hebben om hierop te kunnen reageren om een nieuwe evenwichtssituatie mogelijk te maken. Aangezien knierotaties een andere positieverandering van de tuberositas geven dan flexie-extensie, moet het patello-femorale gewricht beschikken over een tweede vrijheidsgraad. De modellen van figuur 12 en 13 zijn te eenvoudig en niet in staat om een goede voorspelling te kunnen doen over de precieze richtingsverandering van de reactiekracht of de positieverandering van de patella. Tevens is deze positieverandering van de patella zeer gering, waardoor het niet mogelijk is om een precieze beschrijving te kunnen geven van deze vrijheidsgraad. De vele onderzoeken die hiernaar gedaan zijn spreken elkaar vaak tegen. Zoals al vermeld zijn ook de inter- en intra-individuele variatie in vormgeving van de facetten van de patella (8, 18) en de vorm van de trochlea van het femur (7) verantwoordelijk voor de verschillende onderzoeksresultaten. De lichte positieverandering die de patella moet kunnen ondergaan tijdens knierotaties, onafhankelijk van de flexiepositie van de knie, kan op een a-fysiologische wijze worden nagebootst door middel van elektrische stimulatie van één van de quadricepskoppen. Verschillende onderzoeken tonen aan dat door het selectief stimuleren van één van deze spierkoppen (meestal de vastus medialis), het mogelijk is een kleine positieverandering van de patella te bewerkstelligen (12, 15). Let wel; het betreft hierbij een a-fysiologisch situatie, waarbij door middel van elektrische prikkeling een bepaalde spier of spiergroep wordt gestimuleerd. In vivo is het daarentegen onmogelijk om bij een gegeven flexiehoek selectief bepaalde spiervezels te activeren, met als doel de patella te kunnen bewegen (11). De positieverandering van de patella, die tot stand komt tijdens knierotaties, is het gevolg van een gedwongen beweging om een bestaande evenwichtssituatie te kunnen behouden (met andere woorden: om te voorkomen dat de patella niet Auitglijdt@ en (sub)luxeert). De oorzaak van functiestoornissen van het patello-femorale gewricht wordt, volgens de tegenwoordig heersende gedachte, vaak toegeschreven aan musculaire stoornissen of een musculaire dysbalans tussen de diverse quadricepskoppen. Met name de m. vastus medialis krijgt nogal eens de zwarte piet toegeschoven, omdat deze niet bij machte zou zijn de patella te kunnen stabiliseren. Ondanks dat er verschillen zijn gevonden in reflexactiviteit van de vastus medialis obliquus en de vastus lateralis tussen gezonde proefpersonen en proefpersonen met patello-femorale pijn (21), kan hieruit geen conclusie worden getrokken of deze verandering in reflexactiviteit nu de oorzaak van patello-femorale klachten is of gewoon een gevolg hiervan (bijvoorbeeld als (functionele) adaptatie). Daarbij komt nog dat er geen verschil is gevonden in aanvang of beëindigen van spieractiviteit in één van de onderdelen van de vasti bij proefpersonen met en zonder patello-femorale pijn, onafhankelijk van de soort activiteit die werd uitgevoerd (16). Vanuit het principe van Aoptimal design@ is het trouwens zeer onwaarschijnlijk dat het lichaam "zomaar" besluit een musculaire dysbalans te creëren. Deze dysbalans zou overigens niet met reguliere oefentherapie te behandelen zijn, omdat het niet mogelijk is om door middel van selectieve oefeningen bepaalde delen van de quadriceps te trainen (11). Conclusie Uit het voorgaande mag geconcludeerd worden dat er een nauwe samenhang bestaat tussen de arthrokinematica van het patello-femorale gewricht en de knierotaties. Misschien dat dit in de toekomst nog eens nieuw licht kan werpen op de vele onbegrepen klachten rondom het patello-femorale gewricht. Uit bovenstaand betoog mag blijken dat een functiestoornis in de knierotaties een belangrijke rol kan spelen bij klachten aan het patello-femorale gewricht. Men dient dan tijdens het onderzoek voldoende aandacht te besteden aan de mobiliteit van de fibula, die essentieel is voor een ongehinderde knierotatie (2), en de mobiliteit van het onderste spronggewricht, aangezien deze gekoppeld is aan de knierotaties.
LITERATUUR 1. Bul A.J.M. et al. Standarisation of the description of patellofemoral motion comparison between different techniques. Knee Surg., Sports Traumatol., Arthrose 10 (2002) p. 184-193. 193. 2. Buijs M. Vorm, functie en constraints in het kniegewricht. Versus tijdschrift voor fysiotherapie, 22e jrg., no.3 (2004) p. 143-156. 156. 3. Delgado-Martinez A.et al.. CT scanning ng of the patellofemoral joint. The quadriceps relaxed or contracted? Int. Orthop., 20-3 (1996) p. 159-162. 162. 4. Eijden T.M.G.J. van. et al. A mathematical model of the patellofemoral joint. Journal of Biomechanics, vol. 19, no. 3 (1986) p. 219-229. 229. 5. Eijden T.M.G.J. van. The orientation of the distal part of the quadricepsmuscle as a function of the knee flexion-exension exension angle. Journal of Biomechanics, vol. 18 (1985) p. 803-809. 809. 6. Faber L., Lugtenberg M. De patella, waar draait het allemaal om. Scriptie Bewegingstechnologie, Haagse Hogeschool (2001). 7. Feinstein W.K. et al. Anatomic alignment of the patellar groove. Clinical Orthopeadic and Related Research, no. 331 (1996) p. 64-73. 8. Grelsamer R.P. et al. Applied biomechanics of the patella. Clinical ical Orthopedics and Related Research, no. 389 (2001) p. 9-14. 9 9. Kapandji I.A. Bewegingsleer deel II, onderste extremiteit. Bohn Stafleu Van Loghum, (1997.). 10. Kujala U.M. et al. Patellar motion analysed by magnetic resonance imaging. Acta Orthop. Scand., no. 60, (1989) p. 13-16. 16. 11. Laprade J. et al. Comparison of five isometric exercise in the recruitment of the vastus medialis oblique in persons with and without petellofemoral pain syndrome. Journal of Orthopaedics and Sports Physical Therapy, 27-3 (1998) p.197-204. 12. Lee, T. Q. et al. Effects of stimulated vastus medialis strength variation on patellofemoral joint biomechanics in human cadaver knees. Journal of Rehabilitation Researche and Development, vol. 39 no. 3. (2002). 13. Mink, A.J.F., H.J. H ter Veer, J.A.C.Th. Vorselaars. Extremiteiten, functie-onderzoek en manuele therapie. Bohn Stafleu Van Loghum (1996). 14. Müller W. The Knee. Form, function and ligament reconstruction.
Springer-Verlag (1983). 15. Powers C. M. et al. The effects of axial and multi-plane loading of the extensor mechanism on the patellofemoral joint. Clinical Biomechanics, 13 (1998) p. 616-624. 624. 16. Powers C.M. Timing and intensity of vastus muscle activity during functional activities in subjects with and without patellofemoral pain. Physical Therapy, 76-9 (1996) p. 946-955. 955. 17. Riezebos C., Lagerberg A., Kistemaker D. Het functiegestoorde gewricht. Versus tijdschrift voor fysiotherapie, 15e jrg., no. 4 (1997), p. 175-214. 18. Stäubli H. et al. Anatomy and surface geometry g of the patellofemoral joint in the axial plane. Journal of Bone and Joint surgery, 81-B (1998) p.452-8. 19. Tennant S. et al. Patello-femoral tracking in the weight-bearing knee: a study of asymptomatic volunteers utilising dynamic magnetic resonance imaging: a preliminary report. Knee Surg. Sports Traumatology, no. 9 (2001) p. 155-162. 162. 20. Witonski D., Góraj B. Patellar motion analyzed by kinematic and dynamic axial magnetic resonance imaging in patients with anterior knee pain syndrome. Arch. Orthop. Trauma Surg., 199 (1999) p. 46-49 49. 21. Witvrou E. et al. Reflex response times of vastus medialis oblique and vastus lateralis in normal subjects and in subjects with patello-femoral pain syndrome. Journal of Orthopaedic and Sports Physical Therapy, 24-3 (1996) p. 160-5.