Эндопротезирование коленного сустава

Анатомия

Введение

Для того, чтобы лучше понять механизм травматических повреждений и причины некоторых заболеваний коленного сустава необходимо знать основы его анатомии и физиологии.

Данное руководство содержит необходимую информацию о:

• строении коленного сустава
• функции коленного сустава

Вначале дадим определение распространенным анатомическим терминам, которые используются при описании структур коленного сустава. Многие органы нашего тела парные и для описания их часто используется определение их расположения относительно средней линии тела. Так, например, термин «медиальный» означает, «расположенный ближе к средней линии тела», синонимом данного термина является «внутренний». а «латеральный» – дальше от средней линии, синоним – «наружный». Анатомические структуры, расположенные на медиальной стороне, в составе термина имеют прилагательное «медиальный», например, медиальный мениск (внутренний мениск), на латеральной – прилагательное «латеральный», латеральный мениск ( наружный мениск). Термин «передний» означает в передней части, а термин «задний» – в задней части коленного сустава. Так передняя крестообразная связка расположена впереди задней крестообразной связки.

Основные структуры коленного сустава

Основными структурами области колена являются:

• кости и суставы
• крестообразные связки и мениски
• мышцы
• нервы
• кровеносные сосуды

Кости и суставы

Коленный сустав формируют две длинные трубчатые кости: бедренная (сверху) и большеберцовая (снизу). Кроме того, в передней части коленного сустава расположена небольшая косточка округлой формы, называемая надколенником или коленной чашечкой.

Два шарообразных возвышения расположены внизу бедренной кости и называются бедренными мыщелками. Они покрыты суставным хрящом и образуют суставную поверхность бедренной кости. Бедренные мыщелки контактируют с плоской поверхностью большеберцовой кости. Эта поверхность носит название большеберцовое плато. Большеберцовое плато состоит из двух половин: медиальное большеберцовое плато расположено ближе к средней линии тела, а латеральное плато – дальше от неё.

Надколенник скользит по особому желобу, образованному бедренными мыщелками, который называется пателлофеморальным углублением.

Малоберцовая кость не участвует в образовании коленного сустава. Она расположена на голени латерально от большеберцовой кости. Эти кости соединены между собой посредством небольшого малоподвижного сустава.

Суставной хрящ покрывает суставные концы костей в любом суставе. Толщина суставного хряща в коленном суставе составляет около 5-6 мм. Эта ткань белого цвета с блестящей, очень гладкой поверхностью, имеет плотноэластическую консистенцию. Функция суставного хряща заключается в уменьшении сил трения при движении в суставе, а также в амортизации ударных нагрузок. Таким образом, суставной хрящ необходим там, где происходит движение двух костных поверхностей друг относительно друга. В коленном суставе, суставной хрящ покрывает суставные концы бедренной и большеберцовой костей, а также заднюю поверхность надколенника.

Крестообразные связки и мениски

Связки – это плотные образования из соединительной ткани, которые необходимы для фиксации концов костей друг с другом. Вблизи каждого коленного сустава, в боковых отделах, находятся медиальная и латеральная коллатеральные связки. Они дополнительно укрепляют суставную капсулу, ограничивая боковые движения в коленном суставе.

Внутри коленного сустава между суставными поверхностями бедренной и большеберцовой костей натянуты передняя и задняя крестообразные связки. Эти связки ограничивают излишние движения суставных поверхностей костей в передне-заднем направлении.

Передняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания вперед относительно бедренной кости. Задняя крестообразная связка удерживает большеберцовую кость от соскальзывания назад относительно бедренной кости.

Крестообразные связки обеспечивают контроль над движениями в коленном суставе при движениях вперед и назад. Все связки коленного сустава являются очень важными структурами, которые обеспечивают стабильность коленного сустава.

Два соединительно-тканных образования коленного сустава, похожих на связки, называются менисками . Они расположены между бедренной и большеберцовой костью. Мениски иногда называют «хрящами» коленного сустава, однако структура менисков отличается от структуры суставного хряща, покрывающего суставные поверхности костей.

Функция менисков:

• распределение веса тела на большую площадь большеберцового плато
• увеличение стабильности коленного сустава

Биомеханику коленного сустава легче рассматривать, если представить этот сустав в виде шара, расположенного на плоской площадке. Шар является суставным концом бедренной кости, а плоская площадка является большеберцовым плато. Мениски представляют собой эластичные прокладки и заполняют пространство между бедренными мыщелками и большеберцовым плато. Они помогают рационально перераспределять вес тела с бедренной на большеберцовую кость.

В случае отсутствия менисков весь вес тела распределялся бы в одной точке большеберцового плато. Мениски же распределяют вес практически по всей площади большеберцового плато. Эта роль менисков очень важная так как помогает защищать суставной хрящ от чрезмерных нагрузок. Повреждение или отсутствие менисков приводит к неправильному распределению нагрузок в коленном суставе, что способствует развитию дегенеративных изменений суставного хряща.

В дополнение к функции защиты суставного хряща, мениски вместе со связками способствуют повышению стабильности коленного сустава. Стабильность сустава обеспечивается его «расклиниванием» менисками, имеющими клиновидную форму. Толщина менисков больше на периферии, чем в центральной части. Такая геометрия приводит к формированию неглубокой впадины на большеберцовом плато, что придает большую стабильность суставу, а также более эффективно перераспределяет статические и динамические нагрузки на суставную поверхность большеберцовой кости.

Таким образом, связки и мениски коленного сустава являются крайне важными структурами, способствующие стабилизации сустава. Напомним, что связки соединяют кости друг с другом. Без прочных связок, соединяющих бедренную и большеберцовую кости, коленный сустав был бы очень «разболтанным». В коленном суставе в отличие от других суставов нашего тела, геометрия образующих его суставных поверхностей костей не обеспечивает дополнительной стабильности. Бедренный сустав, например, представлен шарообразной головкой бедренной кости, расположенной в глубокой ацетабулярной впадине. Геометрия локтевого сустава напоминает блок в виде закругленного костного отростка и костной выемки, по форме напоминающей соединение, которое использовали мастера для скрепления древесины на протяжении многих столетий.

Мышцы

Мышцы-разгибатели расположены на передней поверхности бедра. При сокращении их происходит разгибание ноги в коленном суставе, что позволяет нам ходить. Главной мышцей этой группы является четырехглавая мышца, при сокращении которой происходит разгибание ноги в коленном суставе. Расположенный в толще сухожилия надколенник является дополнительной точкой опоры, что позволяет несколько изменить направление действия и увеличить силу четырехглавой мышцы, направленную на разгибание голени.

Мышцы – сгибатели голени расположены на задней поверхности бедра и области колена. При их сокращении происходит сгибание ноги в коленном суставе.

Нервы

Наиболее крупным нервом области колена является подколенный нерв, расположенный на задней поверхности коленного сустава. Этот нерв является частью седалищного нерва, который проходит в области голени и стопы, обеспечивая чувствительную и двигательную иннервацию этих областей. Подколенный нерв чуть выше коленного сустава делится на большеберцовый и малоберцовый нервы. Большеберцовый нерв располагается на задней поверхности голени, а малоберцовый нерв огибает головку малоберцовой кости и уходит на переднюю и наружно-боковую поверхность голени. Эти нервы могут быть повреждены при травме коленного сустава.

Кровеносные сосуды

Крупные кровеносные сосуды проходят по задней поверхности коленного сустава вместе с подколенным нервом. Это подколенная артерия и подколенная вена, которые обеспечивают кровоток в голени и стопе. По подколенной артерии кровь движется к периферии, а по подколенной вене возвращается к сердцу.

Выводы

Из-за особой геометрии суставных поверхностей костей, формирующих коленный сустав, его стабильность обусловлена главным образом правильным функционированием связочного аппарата. К сожалению, травматические повреждения коленного сустава, которые сопровождаются нарушением целостности связок, встречаются достаточно часто. Кроме того, коленный сустав является опорным суставом тела человека, на который приходится значительная нагрузка при ходьбе, беге, в положении стоя. Поэтому риск преждевременного изнашивания суставного хряща в коленном суставе достаточно высок, что может приводить к развитию остеоартрита.

Гонартроз и кто является кандидатом на эндопротезирование

В коленном суставе, у здорового человека, суставные поверхности костей покрыты гладким гиалиновым хрящем, что значительно снижает трение между соприкасающимися поверхностями бедренной, большеберцовой костей и надколенником. При заболеваниях коленного сустава дегенеративного характера (артрозы) происходит повреждение и постепенное разрушение хряща, что ведет к появлению болей и нарушению функций сустава.

У людей, страдающих артрозами и артритами, на начальных этапах развития заболевания применяется консервативная терапия, направленная на улучшение питания хрящевой ткани, уменьшение воспаления, купирование болей. Однако в далеко зашедших случаях такое лечение становится неэффективным. В этих случаях оптимальным методом лечения является операция замены суставных поверхностей бедренной и большеберцовой костей (эндопротезирование коленного сустава). При этой операции поврежденные части костей, образующих сустав гиалиновые хрящи удаляются и заменяются искусственными прокладками из металла и пластмассы. Эти прокладки носят название имплантов или эндопротезов. Вы являетесь кандидатом на эндопротезирование коленного сустава если:

• испытываете ежедневную боль
• боль ограничивает не только трудовую деятельность, но и затрудняет выполнение бытовой работы
• у Вас значительно ограничены движения в коленном суставе
• в коленном суставе имеется значительная нестабильность
• коленный сустав сильно деформирован

Какую пользу может принести эндопротезирование сустава?

Искусственный коленный сустав не является точной заменой здорового сустава. Основополагающим положительным моментом операции является избавление от боли по крайней мере на 10-12 лет. У 90 % пациентов с тугоподвижностью в коленном суставе после эндопротезирования значительно увеличивается объём движений. С искусственным суставом Вы можете выполнять многие функции, которые Вы выполняли в прежние годы до начала заболевания. Многие пациенты возвращаются к занятиям спортом и физическому труду. Однако после эндопротезирования следует избегать определенных нагрузок, о которых Вас предупредит врач.

Как долго служит эндопротез?

У 85-90% пациентов эндопротез коленного сустава нормально функционирует в течение 10-12 лет. В дальнейшем возможно расшатывание имплантов в связи с постепенным разрушением костного цемента или резорбцией кости, к которой фиксирован эндопротез. В течение первых 10 лет у 25% больных при рентгенографическом исследовании отмечаются признаки расшатывания эндопротеза, 10% пациентов испытывают боль, что требует проведения повторной операции. Через 10 лет примерно 20 % пациентов необходимо выполнение реэндопротезирования (замены искусственного сустава).

В операционной

Перед операцией проводится катетеризация вены. в некоторых случаях анестезиолог осуществляет катетеризацию внутренней яремной вены (на шее). Анестезия выполняется путем инъекции раствора местного анестетика в позвоночный канал. В результате анестезии пропадает чувствительность нижней половины тела. После выполнения анестезии устанавливается мочевой катетер. Для уменьшения кровопотери перед операцией на бедро накладывается кровоостанавливающий жгут, нижняя конечность обрабатывается антисептическим раствором.

Этапы операции

Типичный разрез кожи при операции эндопротезирования показан на рисунке. Разрез углубляется до появления поверхности костей, образующих коленный сустав.

Далее вскрывается капсула коленного сустава. Суставные поверхности костей, а также разрушенные хрящи при помощи специальных инструментов удаляются под определенным углом и строго заданной толщины, так что искусственные прокладки эндопротеза идеально замещают удаленные ткани.

Для установки эндопротеза спиливаются тонкие пластинки в нижней части бедренной кости спереди, снизу и сзади.

Тонкий верхний слой большеберцовой кости удаляется, при этом образуется плоская площадка из костной ткани.

Удаляется также задняя поверхность надколенника (коленной чашечки).

На подготовленные поверхности костей, образующих коленный сустав, устанавливаются искусственные прокладки, которые закрепляются при помощи костного цемента. Прокладка, закрепляемая на бедренной кости изготовлена из металла. Она имеет форму подковы, и надёжно охватывает подготовленную костную поверхность спереди, снизу и сзади. Её поверхность, образующая искусственную суставную поверхность имеет округлую форму и очень гладкую поверхность. Форма прокладок эндопротеза повторяет форму суставных поверхностей коленного сустава, поэтому объём движений в протезированном суставе примерно такой же, как в нормально функционирующем коленном суставе.

Искусственная прокладка, устанавливаемая на большеберцовую кость, как правило, состоит из двух компонентов. К костной площадке фиксируется металлический компонент, а уже к нему крепится суставная поверхность из твердой пластмассы.

Прокладка, фиксируемая к задней поверхности надколенника, также изготовлена из пластмассы.

Выше описана схема эндопротезирования наиболее распространенным типом эндопротеза. На самом деле, существует много модификаций эндопротезов коленного сустава, и методика эндопротезирования может при этом несколько отличаться от вышеописанной. Оптимальная для Вас модель эндопротеза будет предложена хирургом накануне операции.

Для улучшения функции коленного сустава, хирург может при необходимости восстановить целостность связок, укрепляющих коленный сустав. После установки эндопротеза операционная рана ушивается послойно. Силиконовая дренажная трубка устанавливается в операционную рану для эвакуация крови с раны в специальную емкость, с последующим возвращением обратно больному. На операционную рану накладывается стерильная наклейка и эластические бинты. После окончания операции пациент переводится в отделение интенсивной терапии.

Немного реальных картинок коленного  сустава

После операции

В первые несколько часов после операции отсутствует чувствительность нижних конечностей. Для профилактики кислородного голодания через носовые катетеры или прозрачную лицевую маску проводится ингаляция кислорода. Осуществляется внутривенное переливание кровозамещающих и питательных растворов, вводятся антибиотики, препараты гепарина и обезболивающие средства. Во многих случаях эффективное обезболивание осуществляется путем инфузии анестетиков и наркотических препаратов в перидуральное пространство, расположенное в позвоночном канале через пластиковый катетер, устанавливаемой анестезиологом, при выполнении анестезии. В течение первых суток пациенту проводится постоянный мониторинг (слежение) за жизненно-важными показателями (артериальное давление, пульс, электрокардиограмма, насыщение кислородом артериальной крови). Осуществляется лабораторный контроль за биохимическими и клиническими показателями крови. В палату отделения пациент переводится при обычном течении послеоперационного периода на следующее утро после операции.

Для быстрого укрепления мышц нижних конечностей очень важно с первых же дней начинать занятия лечебной физкультурой под руководством методиста. Уже на следующий день после операции можно сидеть на краю кровати и вставать (под присмотром медицинского персонала). С каждым днем физическая нагрузка будет увеличиваться, так что к моменту выписки из стационара (в среднем на 10-12 день) Вы будете ходить по коридору и палате с помощью костылей. Выписавшись, домой, Вы будете продолжать реабилитационную программу. Кроме того, после операции необходимо соблюдать некоторые несложные правила для увеличения срока службы эндопротеза о которых Вам расскажет лечащий врач.