Анатомия коленного сустава в 3D

Самый крупный и самый нагруженный сустав тела — и самый уязвимый. Здесь он разобран по структурам: можно снять мышцы и посмотреть, как крестообразные связки перекрещиваются внутри сустава, включить только кости с менисками, сделать срез через мыщелки. Препарат построен по данным магнитно-резонансной томографии живого человека, а не нарисован от руки.

Полмегабайта моделей, открывается за секунду. Работает на телефоне.

Что такое коленный сустав

Коленный сустав (articulatio genus) — сложный, комплексный, мыщелковый. «Сложный» — потому что в его образовании участвуют три кости: бедренная, большеберцовая и надколенник. «Комплексный» — потому что между суставными поверхностями лежат мениски. Малоберцовая кость в сустав не входит: она соединяется с большеберцовой отдельным межберцовым суставом, хотя к её головке и прикрепляется малоберцовая коллатеральная связка.

Главная особенность колена в том, что костные поверхности почти не удерживают друг друга. Мыщелки бедра выпуклые, плато большеберцовой кости практически плоское — геометрически это не замок, а шар на блюдце. Устойчивость целиком держится на связках, менисках, капсуле и мышцах. Отсюда и все травмы: стоит выключить одну связку, и сустав теряет опору в своей плоскости.

Связки: что и от чего удерживает

Четыре главные связки работают попарно, каждая в своей плоскости.

• Передняя крестообразная связка идёт от внутренней поверхности латерального мыщелка бедра вперёд и внутрь. Не даёт голени уехать вперёд и ограничивает её вращение внутрь. Рвётся чаще всех — обычно без чужого участия, при развороте на опорной ноге.
• Задняя крестообразная связка вдвое прочнее передней и удерживает голень от смещения назад. Её типичная травма — удар по передней поверхности согнутого колена, «травма приборной панели».
• Большеберцовая коллатеральная связка держит сустав изнутри и не даёт голени отклоняться наружу. Её глубокий слой сращён с медиальным мениском — поэтому они и повреждаются вместе.
• Малоберцовая коллатеральная связка держит сустав снаружи. С мениском не сращена и изолированно рвётся редко.

Отсюда знаменитая «несчастная триада»: разрыв передней крестообразной связки, большеберцовой коллатеральной и медиального мениска одним движением — вальгусная травма с ротацией. Три структуры рвутся вместе именно потому, что анатомически связаны друг с другом.

Мениски

Два полулунных хряща между бедром и плато. Они углубляют суставную ямку, распределяют нагрузку на большую площадь и гасят удары. Формы у них разные, и разница эта клинически важная.

Медиальный мениск имеет форму буквы «С», прикреплён по всей окружности к капсуле и сращён с большеберцовой коллатеральной связкой — он почти неподвижен и поэтому рвётся в несколько раз чаще. Латеральный мениск ближе к кольцу, закрывает большую часть наружного плато и подвижен: его оттесняет сухожилие подколенной мышцы.

Кровоснабжается только наружная треть мениска — «красная зона». Разрыв в ней может срастись или быть зашит; разрыв во внутренней «белой зоне» не заживает никогда, и выбор там между резекцией и оставлением как есть.

Суставные хрящи

Гиалиновый хрящ покрывает мыщелки бедра, обе половины плато и заднюю поверхность надколенника. Толщина — от 2–3 мм на мыщелках до 5–6 мм на надколеннике, самого толстого хряща в теле. Сосудов в нём нет, питается он из синовиальной жидкости при движении — поэтому обездвиженный сустав теряет хрящ, а сам хрящ не заживает.

В модели хрящи выделены отдельным слоем: включив только их и кости, видно, где именно лежат зоны контакта и почему медиальный отдел изнашивается первым.

Мышцы и сухожилия

Разгибает колено четырёхглавая мышца бедра через надколенник и его связку; в модели показаны её широкие головки — медиальная и латеральная. Сгибают колено задняя группа бедра (двуглавая, полусухожильная, полуперепончатая), тонкая и портняжная мышцы, а также икроножная, которая начинается выше сустава, на мыщелках бедра.

Три сухожилия — портняжной, тонкой и полусухожильной мышц — сходятся на внутренней поверхности голени в «гусиную лапку» (pes anserinus). Именно сухожилия полусухожильной и тонкой мышц берут для пластики передней крестообразной связки: сложенное вчетверо, такое сухожилие прочнее исходной связки.

Отдельно стоит подколенная мышца: она вращает голень внутрь и «отпирает» колено из полного разгибания, с чего начинается любое сгибание. Её сухожилие — единственное, проходящее внутри полости сустава.

Сосуды и нервы

В подколенной ямке лежат подколенная артерия и вена и две ветви седалищного нерва. Порядок залегания от глубины к поверхности запоминают как «артерия — вена — нерв»: артерия прижата к задней поверхности сустава, поэтому и рвётся при вывихе колена, а нерв лежит поверхностнее и страдает при ранении раньше сосудов.

Общий малоберцовый нерв уходит наружу вдоль сухожилия двуглавой мышцы бедра и огибает шейку малоберцовой кости, где лежит под самой кожей прямо на кости. Это самый уязвимый нерв ноги: гипс, тесная повязка или долго скрещенные ноги дают свисающую стопу.

Кровоснабжение самого сустава идёт от коленных артерий, образующих сеть вокруг него. Средняя коленная артерия прободает капсулу сзади и питает крестообразные связки — поэтому при их разрыве кровь в суставе появляется за пару часов.

Все структуры раздела

Номенклатура дана по Terminologia Anatomica. Каждую структуру можно найти в трёхмерной модели через поиск или указатель слева.

Частые вопросы

Разборы других разделов

• Среднее и внутреннее ухо — 15 структур, косточки и улитка
• Печень — 23 структуры, сегменты по Куино
• Головной мозг — 197 структур: кора, ядра, ствол, мозжечок
• Тело человека (женское) — 546 структур: органы, скелет, сосуды, кожа
• Брюшная полость — 94 структуры: органы, сосуды, скелет
• Анатомия по КТ — 106 структур: скелет, мышцы и органы одного тела

Откуда взята модель

Трёхмерные модели — SPL Knee Atlas (выпуск 2016-09), подготовленный Surgical Planning Laboratory, Brigham and Women's Hospital и Harvard Medical School по данным магнитно-резонансной томографии. Распространяется по 3D Slicer License; полный текст лицензии и перечень наших изменений — по ссылке. Геометрия упрощена примерно с 2,4 млн треугольников до 132 тысяч, переведена в систему координат атласа и перекрашена палитрой портала; исходные модели при этом не искажены. Русская и латинская номенклатура, описания функций и клинические заметки подготовлены отдельно и лицензией исходных данных не покрываются.