Биомеханические аспекты переломов надколенника
Наиболее часто перелом надколенника является результатом непосредственного воздействия травмирующей силы. Такой механизм именуют прямым. Он возможен при падении на область колена или же при ударе по надколеннику (рис. 50). Спереди коленная чашка плохо защищена мягкими тканями. Задняя ее поверхность почти плотно соприкасается с твердой основой мыщелками бедра. В силу указанных причин разрушающая сила при непосредственном воздействии ее на переднюю поверхность коленного сустава в основном приходится на надколенник (Carpenter J., 1993).
Рис. 50. Прямой механизм перелома надколенника.
По данным В.Н.Ефимова (1983) при прямом ударе преобладают поперечные и оскольчатые переломы. Чаще они бывают раздробленными, но вместе с тем с небольшим смещением (рис. 51). С ростом числа автомашин прямая травма повышает количество переломов надколенника (Bohler J., 1961). Наиболее часто при дорожно-транспортных происшествиях происходит удар коленной чашки с большой силой о панель салона автомашины. Благодаря этому, в литературе появился термин: "Dashboard fracture". При этом уровень перелома зависит от длины голени пострадавшего и от высоты расположения панели (Smillie I.,1954).
Рис. 51. Виды переломов надколенника.
Реже переломы надколенника возникают в результате непрямой травмы – внезапного резкого сокращения четырехглавой мышцы (Розов В.И., 1933; Каплан А.В.,1956). Механизм ее A.DePalma (I954) описывал так: "Четырехглавая мышца сильно сокращается при переносе всей тяжести тела на ногу, полусогнутую в колене, например, при спотыкании. Надколенник в это время располагается высоко на мыщелках бедра. Внезапное сокращение мышцы вызывает его перелом".
Рис. 52. Силы с тремя точками приложения.
|
Действие четырехглавой мышцы бедра не всегда является единственной причиной таких переломов. Одновременно с ее сильным сокращением, при согнутом коленном суставе, происходит упор средним отделом надколенника в мыщелки бедра. Нижний и верхний края его лежат на весу и растягиваются под углом lig. patellae с одной стороны и сухожилием четырехглавой мышцы – с другой. Вследствие перегиба коленной чашки кзади, может возникнуть ее перелом. Этот эффект можно сравнить с переламыванием палки через колено.
В разогнутом колене надколенник передает почти всю силу сокращения четырехглавой мышцы и, таким образом, в первую очередь подвергается растяжению. По мере сгибания в коленном суставе, он приходит в соприкосновение с мыщелками бедра, но лишь небольшой частью своей площади. Задняя суставная поверхность надколенника выпукла кпереди. Суставная поверхность бедра выпукла в том же направлении. Таким образом, давление на поверхность пателлофеморального сочленения при большинстве видов движения имеет поперечно-линейное направление (Carpenter J., et al., 1993). Давление на эту область соприкосновения рождает силы, имеющие три точки приложения на коленную чашку. Две из них, у ее полюсов, обусловлены тягой четырехглавой мышцы и собственной связки; вектор силы направлен здесь спереди-назад, третья – в контактной зоне. Нагрузка на нее имеет обратное направление. В совокупности все три компонента действуют на изгиб (рис. 52).
Большинство переломов надколенника происходит в результате смешанного действия прямого и непрямого механизма. Выделяют 3 компонента:
· отрывное действие разгибателей голени;
· перегиб надколенника через мыщелки бедра;
· прямой удар по коленной чашке.
Рентгенография.
Во многих случаях диагностика переломов надколенника не представляет трудностей благодаря наглядному симптомо-комплексу, присущему такому виду повреждения. Это в значительной мере относится к переломам с большим расхождением отломков, позволявшим точно их распознать еще до рентгенологического обследования.
Переломы без смещения, сопровождающиеся более скудной клинической картиной, не вызывают сложностей благодаря вовремя выполненного стандартного рентгенологического обследования (рис. 53).
Рис. 53. Рентгенограммы переломов надколенника.
Наряду с этим необходимо проводить дифференциальную диагностику продольных, краевых переломов с дольчатым надколенником (рис. 54, б, в, г) и переломами вторичных оссификатов. Обследование при этом дополняется рентгенографией противоположной стороны.
а б в г
Рис. 54. Дифференциальная диагностика:
а – продольный перелом; б – patella bipartita; в, г – patella tripartita.
Следует отметить, что не все переломы распознаваемы посредством стандартного рентгенологического обследования. Надколенник трудно различим на передне-задних рентгенограммах. Поэтому снимок в прямой проекции выполняется в положении больного на животе, с ротированной голени кнаружи. Луч при этом центрируется на наружный край коленной чашки, что позволяет получить более четкое фасное изображение надколенника.
Если на указанных рентгенограммах коленная чашка представляется неповрежденной при выраженной клинической симптоматике, то возникает необходимость в дополнительном снимке в аксиальной проекции по Зеттегасту. Больного укладывается на живот, поврежденная нога в коленном суставе сгибается под прямым или острым углом. Кассету подкладывается под колено, и центральный луч направляется косо под углом 45 градусов к пленке со стороны нижнего полюса надколенника. Такие снимки позволяют в некоторых случаях выявить продольные переломы (рис. 54, а, б), не видимые в обычных проекциях.
Диагностика.
При постановке диагноза необходимо учитывать прежде всего жалобы пострадавшего, механизм и обстоятельства получения травмы.
Пациенты обычно жалуются на значительную болезненность в области коленного сустава, усиливающуюся при попытке движения.
При прямом ударе по надколеннику с достаточно большой силой вероятность повреждения суставных поверхностей других костей, участвующих в образовании коленного сустава достаточно велика. Необходимо принимать во внимание и возможность больного после травмы самостоятельно встать на поврежденную ногу и тем более ходить с опорой не нее.
Наиболее частым объективным признаком перелома надколенника является сглаженность контуров сустава из-за отека и гемартроза, который более выражен в области верхнего заворота. Степень выраженности гемартроза напрямую зависит от тяжести повреждения. При отсутствии смещения отломков, когда целостность разгибательного аппарата голени не нарушена, кровь из полости коленного сустава не распространяется в окружающие ткани. Поэтому в этих случаях кровоизлияние в подкожную клетчатку отсутствует, но баллотирование надколенника и флюктуация в верхнем завороте хорошо выражены. Наоборот, разрыв капсулы и вместе с ней разгибательного аппарата голени способствуют кровоизлиянию в окружающие ткани с отсутствием выраженных симптомов скопления крови в суставе.
Пассивные движения в коленном суставе возможны, но резко болезненны. При проверке их объема необходимо избегать форсированного сгибания голени, чтобы этим не увеличить разрыв бокового связочного аппарата и диастаз между отломками.
Типичным для перелома надколенника со смещением является неспособность больного поднять разогнутую ногу (положительный симптом "скользящей пятки"). Данный симптом служит поводом для более тщательного обследования степени повреждения бокового разгибательного аппарата коленного сустава, что во многом определяет комплексную тактику лечения, а иногда и выбор метода оперативного вмешательства.
Однако, не всегда удается определить характер поврежденного разгибательного аппарата. В первое время после травмы (4-7 дней), вследствие местного шока тканей, клинические симптомы часто неадекватны патологоанатомическим изменениям. Способность активного разгибания голени восстанавливается лишь к 7-8 дню.
В таком случае более объективным является рентгенологическое исследование. Основным признаком разрыва удерживающих связок надколенника служило увеличение диастаза между отломками по задней поверхности при сгибании голени или даже при сокращении четырехглавой мышцы (рис. 55).
Рис. 55. Рентген-снимки и МРТ отрывных переломов и разрыва собственной связки надколенника.
Таким образом, сопоставление всех полученных данных о состоянии разгибательного аппарата коленного сустава даже в первые дни после возникновения травмы, что помогает в решении вопроса необходимости хирургического вмешательства в ранние сроки.
Классификация.
Все переломы разделены на 4 большие группы:
· поперечные переломы – имеется два фрагмента с линией перелома, идущей от латерального к медиальному краю, причем с вовлечением суставной поверхности. В зависимости от уровня перелома различали переломы нижней, средней и верхней трети.
· оскольчатые переломы – перелом образует более 2 фрагментов. Они, в свою очередь, делятся на переломы с фрагментацией нижнего, верхнего отломков и звездчатые переломы.
· отрывные переломы – отрыв фрагмента верхнего или нижнего полюса без вовлечения суставной поверхности.
· продольные переломы – линия перелома располагается вертикально и может проходить у латерального, медиального края или посередине.
В зависимости от величины расхождения костных отломков различают следующие степени смещения:
· I степень или умеренное смещение, когда образовавшийся между отломками диастаз не превышает 4 мм;
· II степень, среднее смещение, при котором костные отломки поврежденного надколенника расходятся на 5-9 мм;
· III степень или большое смещение, когда расстояние между отломками составляет 1 см и более, а иногда достигает 6-7 см.