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A Clínica

A clínica CEO realiza uma média de 3.000 cirurgias ortopédicas e traumatologicas a cada ano. Possui especialistas renomados em todas as áreas da ortopedia. Está vinculada ao Instituto da Mão. Realiza seus procedimentos cirúrgicos no Complexo Hospitalar Santa Casa, Hospital Moinhos de Vento, Hospital Mãe de Deus e Hospital Divina Providência.

 
Biomecânica do joelho PDF Imprimir E-mail

É importante compreender a biomecânica do joelho (fêmoro tibial e patelo femoral ao prescrever exercícios para o joelho em um programa de reabilitação, seja qual for o diagnóstico.

Mobilidade fêmoro tibial

No plano sagital, que é o principal, os movimentos são de flexão e extensão (rotação em torno do eixo x). No plano horizontal, são de rotação medial e lateral (rotação em torno do eixo z). Este somente ocorre quando o joelho está em flexão. Os demais graus de liberdade são as translações superior/inferior (translação ao longo do eixo z), medial/lateral (translação ao longo do eixo x), anterior/posterior (translação ao longo do eixo y) e abdução/adução (rotação em torno do eixo y).

Biomecânica do joelho

Biomecânica do joelho

Ligamentos

Todos os ligamentos do joelho estão tensos em extensão completa, fazendo desta a posição mais estável do joelho.

Ligamentos colaterais

Ambos os ligamentos ficam tensos em extensão completa.

  • LCM (ligamento calateral medial)
  • Resiste ao stress de valgo, especialmente com o joelho em extensão;
  • Resiste à rotação lateral da tíbia;
  • Resiste à rotação lateral e deslocamento anterior da tíbia.
  • LCL  (ligamento colateral lateral)
  • Resiste ao stresse de varo,
  • Resiste à rotação lateral da tíbia,
  • Resiste à rotação lateral da tíbia com deslocamento posterior da tíbia.

Ligamentos cruzados

Têm um papel importante na artrocinemática do joelho e possuem uma alta organização ultra-estrutural. Estão enrolados sobre si próprios e entre ambos e cruzados em todos os planos, exceto no horizontal.

  • LCA (ligamento cruzado anterior)
  • BAM (banda Antero medial) – laxa na extensão, tensa na flexão (70º);
  • BPL (banda póstero lateral)– tensa na extensão, laxa na flexão;
  • Resiste ao deslocamento anterior da tíbia (ou posterior do fêmur);
  • Resiste à rotação medial do joelho;
  • Algumas fibras estão tensas em flexão;
  • Máxima tensão em extensão completa.
  • LCP (ligamento cruzado posterior)
  • BAL (banda Antero lateral) – laxa na extensão e tensa na flexão (80 a 90º);
  • BPM (banda póstero medial) – tensa na extensão, laxa na flexão;
  • Resiste à rotação medial do joelho;
  • Limita o deslocamento posterior da tíbia (ou anterior do fêmur);
  • Algumas fibras apresentam tensão em extensão completa;
  • Máxima tensão em flexão.

Ligamentos posteriores

Os ligamentos arqueado e poplíteo oblíquo estão tensos na posição de extensão e restringem a hiperextensão.

Cinemática

Flexão / extensão

O eixo de flexão/extensão passa horizontalmente através dos côndilos femorais, com orientação inclinada medialmente para baixo. Esta obliquidade no eixo do movimento faz com que a tíbia se mova de uma posição lateral ao fêmur (valgo fisiológico) em extensão, para uma posição medial ao fêmur na flexão completa. O movimento depende da articulação coxo-femural, devido ao fato dos músculos serem bi articulares. O excesso de extensão do joelho é denominado recurvato, enquanto que o déficit é o flexo.

A flexão inicia, dos 0 aos 25º, com um rolamento posterior dos côndilos femorais, aumentando o contacto da face posterior dos côndilos femorais com os côndilos tibiais. Após os 25º de flexão existe um rolamento posterior do fêmur, associado a um deslizamento anterior do fêmur.
Na extensão ocorre, inicialmente, um rolamento anterior dos côndilos femorais. O decorrer da extensão resulta num movimento de rolamento anterior do fêmur acompanhado com um deslizamento posterior do mesmo.
O rolamento do côndilo medial ocorre nos primeiros 10 a 15º. O rolamento do lateral persiste até 20º, ocorre maior contacto no côndilo tibial. Isto provoca uma rotação automática do joelho.
O movimento de deslizamento anterior dos côndilos femorais durante a flexão coloca em tensão o LCA, a própria forma dos meniscos força os côndilos a deslizar anteriormente. O movimento de deslizamento posterior dos côndilos femorais durante a extensão tensiona o LCP, sendo esse deslizamento forçado pela forma dos meniscos.

Movimento patelo femoral

A função do mecanismo da articulação patelo femoral é influenciada vigorosamente por estabilizadores tanto dinâmicos (estruturas contráteis) quanto estáticos (estruturas não contráteis) da articulação. Essa estabilidade baseia-se na interação entre a geometria óssea, as contenções ligamentares e retinaculares e os músculos. Um estabilizador dinâmico, o músculo quadríceps femoral, é constituído por quatro músculos inervado todos pelo nervo femoral. São eles:

  • Vasto lateral: desvia-se lateralmente do eixo longitudinal do fêmur;
  • Vasto intermédio: paralelas ao eixo longitudinal do fêmur;
  • Reto femoral;

Vasto medial: Longo - fibras com orientação vertical, desviando-se medialmente em relação ao eixo longitudinal do fêmur em 18º. Oblíquo - fibras com orientação horizontal desviando medialmente em relação ao eixo longitudinal do fêmur de aproximadamente 55º.

Biomecânica do joelho

O alinhamento dos músculos determinam sua função na articulação do joelho. O vasto lateral, vasto intermédio, vasto medial longo e o reto femoral produzem todos um torque de extensão do joelho. O vasto medial oblíquo é incapaz de produzir qualquer extensão do joelho, mais exerce função extremamente importante na contenção dinâmica contra as forças que poderiam deslocar a patela lateralmente.

O grupo muscular da pata de ganso e o bíceps femoral também afetam dinamicamente a estabilidade, pois controlam a rotação interna e externa da tíbia, que pode influenciar de maneira significativa o deslocamento patelar.

Os estabilizadores estáticos da articulação patelo femoral incluem a parte lateral projetada mais anteriormente do sulco femoral, o retináculo extensor, o trato ileotibial, o tendão quadricipital e o tendão patelar. O tendão patelar controla as forças que agem sobre a patela para produzir um deslocamento superior, ao passo que o tendão quadricipital resiste as forças que causam o deslocamento inferior da patela.

A contração do quadríceps cria uma força dirigida superiormente que é suportada por uma força dirigida inferiormente oriunda do tendão patelar. A resolução dessas duas forças origina um vetor de força resultante dirigido posteriormente que causa compressão entre a patela e o fêmur. A magnitude de vetor de força resultante, e, portanto de força de compressão, é influenciada pelo ângulo de flexão do joelho e pela força de contração do quadríceps. A força de compressão é conhecida como força de reação da articulação patelo femoral (RAPF).

Biomecânica do joelho

Durante as atividades de reabilitação, a gravidade exerce profunda influência sobre as forças do quadríceps. A força da gravidade age através do centro de gravidade que, em uma atividade de cadeia aberta, é encontrado no lado do segmento que se movimenta. Exemplo: Durante um exercício de extensão do joelho na posição sentada, em cadeia aberta, quando a perna fica paralela ao solo, o centro de gravidade fica posicionado ao redor do eixo da articulação do joelho, de forma que a força de gravidade cria maior resistência para a extensão do joelho.

A localização do centro de gravidade irá variar com a quantidade de carga suportada pela perna. Porém, para qualquer carga constante a localização do centro de gravidade permanecerá constante para esse segmento. Na posição sentada com o joelho em 90º, o centro de gravidade é alinhado com o eixo do joelho, de forma a não criar qualquer rotação do mesmo.

Durante o exercício de extensão do joelho na posição sentada, à medida que a força do quadríceps aumenta, o mesmo ocorre com a RAPF. Enquanto o joelho está sendo estendido, a patela está movimentando-se superiormente no sulco femoral. Portanto, a área de contato entre o fêmur e a patela diminui ê medida que a extensão progride. A combinação entre uma RAPF cada vez maior e uma área de contato cada vez menor gera estresses de contato muito maior. O estresse de contato máximo atinge um pico com aproximadamente 35º a 40º e, a seguir, declina à medida que a extensão prossegue, por causa do ângulo do joelho reduzido. O estresse de contato é influenciado por aumentos ou reduções no ângulo Q, que é o ângulo formado por duas linhas que se interceptam: uma da espinha ilíaca ântero-superior até o meio da patela e a outra do tubérculo tibial passando pelo meio da patela, que podem produzir uma distribuição irregular da pressão com estresses máximos mais latos em algumas áreas e falta relativa de cargas em outras. O ângulo Q descreve o efeito de desvio ou encurvamento lateral que os músculos quadríceps e o tendão patelar exercem sobre a patela. O estresse de contato é irrelevante desde, aproximadamente, 10º até a extensão plena, por causa da perda de contato entre a patela e o fêmur. Na extensão plena a patela apóia-se sobre o coxim gorduroso supratroclear.

A análise de uma atividade em cadeia fechada do tipo agachamento revela um resultado diferente. Durante o agachamento o centro de gravidade passa a localizar-se pela femoral do joelho. A localização exata do centro de gravidade varia com a carga e também com a posição dos segmentos corporais. Ao ficar de pé com o joelho em extensão plena o centro de gravidade estará posicionado adiante de S2, a linha da força de gravidade cai sobre ou imediatamente adiante do eixo da articulação do joelho. Isso significa que, para manter o joelho nessa posição será necessária pouca ou nenhuma força do quadríceps. Ao realizar-se agachamento, a linha de força da gravidade cairá atrás do eixo do joelho, acarretando sua flexão. O maior momento de flexão criado pela força da gravidade ocorrerá quando esta ficar mais afastada do eixo da articulação do joelho. Isso ocorre, especialmente, quando o fêmur fica paralelo ao solo. Para controlar a flexão do joelho, a força do quadríceps terá que aumentar com o aumento do momento de flexão da gravidade. Isso acarreta aumento na RAPF que, proporcionalmente, aumenta a área de contato entre a patela e o fêmur. Isso origina uma carga mais constante por unidade de área, com a articulação estando melhor preparada para tolerá-la. Hungerford e Barry sugeriram que essas relações das atividades de cadeia fechada produzem uma carga mais fisiológica da articulação, em comparação a carga que ocorreu durante as atividades de cadeia aberta.

Quanto à função muscular, são realizados mais estudos em relação ao quadríceps, por causa da sua importância para a função da articulação do joelho, e dispõe-se de pouca informação dos músculos posteriores da coxa (ísquio tibiais), por sua importância ser menor no controle do joelho, em relação ao quadríceps. Os ísquio tibiais funcionam flexionando o joelho e produzindo rotação tibial. O bíceps femoral gira a tíbia externamente e o semimembranoso e semitendionoso giram a tíbia internamente. Devido à inserção dos músculos ísquio tibiais sobre a tíbia, eles podem agir como contenções dinâmicas nos joelhos com deficiência do ligamento cruzado anterior.

 

 

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