Kniegelenk: Anatomie, Kinematik und Bänder

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Kniegelenk

Das Kniegelenk besteht aus dem tibiofemoralen und dem patellofemoralen Gelenk. Zu den Strukturen gehören Gelenkkapseln, Menisken, Bänder, Sehnen sowie trabekuläre Knochenstrukturen.

Osteokinematik

Aktive Bewegungen:
  • Beugung der Tibia auf dem Femur: 140°
  • Streckung der Tibia auf dem Femur: 180°
  • Innenrotation der Tibia auf dem Femur
  • Außenrotation der Tibia auf dem Femur

Verriegelungsstellungen

Geschlossene Kette (Verriegelung):
  • Patellofemoral: 30 bis 60° Beugung
  • Tibiofemoral: volle Streckung 180° bzw. -5° Hyperextension
Offene Kette (lockere Verpackung):
  • Patellofemoral: Hyperextension bzw. -5° Beugung
  • Tibiofemoral: 10 bis 20° Beugung

Arthrokinematik

Bewegungskomponenten:
a. Streckung mit dem Fuß, ohne den Boden zu berühren:
  • Die Patella gleitet über den Femurkopf.
  • Die Tibia gleitet nach vorne auf dem Femur.
  • Gleiten nach dorsal am Innenkondylus; Gleiten nach ventral am Außenkondylus.
b. Beugung mit dem Fuß, ohne den Boden zu berühren:
  • Die Patella gleitet über den Femur. Die Tibia gleitet nach hinten auf dem Femur.
  • Die vordere Tibia kippt auf dem Femur um etwa 100° Beugung.
  • Gleiten nach ventral/dorsal am Innenkondylus; Gleiten nach dorsal/ventral am Außenkondylus.

Gelenkspielbewegungen

  • Patellofemoral: Äquilibrierung in der Querachse, Balance in der Längsachse, Gleiten lateral und medial.
  • Tibiofemoral: Ablenkung, Kippung medial und lateral.
  • Tibiofibular: anteriorer Schlupf lateral, posteriorer Schlupf medial, Gleiten nach oben und unten.

Automatische Drehbewegung des Knies

  • Offene Kette: Unterschied in der Länge der Kontaktfläche des Tibiaplateaus.
  • Geschlossene Kette: Ungleiche Entwicklung der Kondylenkontur, Form der Gelenkpfanne, Orientierung der Seitenbänder.

Muskeln der automatischen Drehung

  • Offene Kette, Knie gebeugt (Innenrotation): M. semitendinosus, M. semimembranosus, M. gracilis, M. popliteus.
  • Streckung des Knies (Außenrotation): M. tensor fasciae latae.
  • Geschlossene Kette, Knieflexion (Außenrotation): Kniekehlenmuskulatur.

Funktion der Kreuzbänder

  • Offene Kette, Streckung: Das vordere Kreuzband (VKB) widersteht der Außenrotation des Knies.
  • Offene Kette, Beugung: Das hintere Kreuzband (HKB) widersteht der Innenrotation des Knies.
  • Geschlossene Kette, Streckung: Das HKB erleichtert die Innenrotation des Femurs.
  • Geschlossene Kette, Beugung: Die Kreuzbänder erleichtern die Außenrotation des Femurs.

Stabilität der patellofemoralen Mechanik

  • Winkel Q
  • Der äußere Rand der Trochlea
  • Quadrizeps-Mechanismus
  • Vastus medialis obliquus

Funktion der Patella

  • Erhöhung des effektiven Hebelarms des Quadrizeps.
  • Funktionelle Stabilität unter Belastung durch eine Gelenkfläche für die Trochlea mit zunehmendem Beugewinkel des Knies.
  • Ermöglicht die Übertragung der Quadrizepskraft bei allen Beugewinkeln ohne Verlust der Reibkraft.
  • Bietet einen Schutz für Trochlea und Kondylen bei gebeugtem Knie.
  • Bietet ein gutes kosmetisches Erscheinungsbild bei gebeugtem Knie durch Freilegung der Femurkondylen.

Stabilität der Seitenbewegungen und Rotationen

  • Valgusstabilität: hintere innere Kapsel.
  • Varusstabilität: äußere hintere Kapsel.
  • Innenrotation: innere und hintere Kapsel, äußere vordere Kapsel.
  • Außenrotation: äußere hintere Kapsel.
  • Stabilität bei Streckung: innere und äußere hintere Kapsel.

Hinweis: Der Beitrag der hinteren Kapsel zur Stabilität ist dreimal höher als der Durchschnitt.

Mechanische Faktoren der Menisken

Aktive Faktoren, offene Kette:
  • Streckung: Spannung des meniskopatellaren Bandes (Innen- und Außenmeniskus); Spannung des meniskofemoralen Bandes (lateraler Meniskus).
  • Beugung: Kontraktion des M. popliteus (lateraler Meniskus); Kontraktion des M. semimembranosus (Innenmeniskus).
Passive Faktoren, geschlossene Kette:
  • Beugung und Streckung: Verschiebung der Femurkondylen.
Aktive Faktoren, geschlossene Kette:
  • Spannung der meniskopatellaren Fasern bei Rotation.
Passive Faktoren, geschlossene Kette:
  • Verlagerung der Kondylen.
Aktive Faktoren, offene Kette:
  • Lig. transversum und coronare Bänder.

Funktion der Menisken

  • Erhöhung der Kongruenz zwischen den Gelenkflächen von Femur und Tibia.
  • Beteiligung an der Lastübertragung auf das Gelenk.
  • Unterstützung der Schmierung.
  • Widerstand gegen Varus-, Valgus- und Rotationsbewegungen (0° bis 20° Beugung).
  • Innenrotation: lateraler Meniskus (Schnürkamera).
  • Außenrotation: Innenmeniskus (Schnürkamera).

Bänder des Kniegelenks

  • Patellasehne
  • Hintere Bänder (Knie gebeugt und schräg)
  • Innenband und Außenband
  • Vorderes Kreuzband
  • Hinteres Kreuzband

Mechanische Funktion der Seitenbänder

  • Mediales Seitenband (MCL): Valgusstabilität; bei Beugung des Knies stabil, bei Streckung locker.
  • Laterales Seitenband (LCL): Varusstabilität; bei Streckung stabil.
  • Beide Bänder: Blockierung des Knies bei vollständiger Streckung (Schnürkamera).

Funktion der Kreuzbänder

  • Führung der Bewegung von Femur und Tibia zueinander (Satz von vier Gelenkflächen).
  • Widerstand gegen die Vor- und Rückwärtsbewegung: primärer Stabilisator (30° bis 90°).
  • Widerstand gegen Varus- und Valgusbewegungen des Knies: sekundärer Stabilisator.
  • Widerstand gegen axiale Rotation bei Beugung und Streckung des Kniegelenks.
  • Widerstand gegen die Beugung-Streckung-Bewegung des Knies.