Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2018; 85(1):22-28 | DOI: 10.55095/achot2018/003
Ruptury předního zkříženého vazu - vliv na terminální extenziPůvodní práce
- 1 Ortopedická klinika 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Nemocnice Na Bulovce, Praha
- 2 Radiodiagnostická klinika 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Všeobecné fakultní nemocnice, Praha
- 3 1. ortopedická klinika 1. lékařské fakulty Univerzity Karlovy a Fakultní nemocnice Motol, Praha
PURPOSE OF THE STUDY:
The aim of this paper was to compare terminal extension in normal and anterior cruciate ligament (ACL) deficient knees, and therefore to determine the role of the ACL during this motion.
MATERIAL AND METHODS:
Ten knees with ACL tears (7 knees with recent ACL tears, 3 knees with long-standing tears) and 10 normal contralateral knees have been examined using MRI in passive hyperextension, 20° flexion and 20° flexion with a 9 kg posteriorly directed load on the femur. Movements of the femoral condyles on the tibia were calculated using previously described methods.
RESULTS:
1. Under the load at 20° flexion, knees with ACL tear showed posterior femoral subluxation (equivalent to a Lachman test), chronic tears being more unstable. Contralateral normal knees were antero-posteriorly stable. In hyperextension, both femoral condyles subluxed posteriorly in ACL tears but not in normal knees.
2. In all knees with ACL tear, the lateral femoral condyle moved posteriorly from hyperextension to 20°, equating to femoral external rotation.
3. The longitudinal rotation axis during terminal extension in normal knees was medial but in ACL tears it was central causing the medial femoral condyle to move forward from hyperextension to 20°. In normal knees, the medial femoral condyle did not move antero-posteriorly from hyperextension to 20° flexion.
DISCUSSION:
Internal rotation of the femur during terminal extension has been recognized for 150 years. The question remains: what causes the usual combination of longitudinal rotation and extension? In the current literature ACL is considered to be responsible for internal rotation of the femur during terminal extension of the knee. So far, as we are aware, the kinematics of terminal extension, including hyperextension, have not been reported after ACL tear in the living knee.
CONCLUSIONS:
Results of this study imply that:
1. The ACL prevents anterior tibial subluxation in hyperextension.
2. The ACL does not cause rotation in terminal extension.
3. The ACL locates the axis of longitudinal rotation in terminal extension.
We hope that by studying living knees with and without ACL tear we may not only clarify the nature and mechanism of rotation in terminal extension, and hence the role of the ACL, but do so in a context of direct clinical relevance.
Klíčová slova: knee, terminal extension, ACL tear, axis of longitudinal rotation, antero-posterior instability, MRI
Zveřejněno: 1. únor 2018 Zobrazit citaci
ACS | AIP | APA | ASA | Harvard | Chicago | Chicago Notes | IEEE | ISO690 | MLA | NLM | Turabian | Vancouver |
Reference
- Abbott LC, Saunders JBM, Bost FC, Anderson CE. Injuries to the ligaments of the knee joint. J Bone Joint Surg. 1944;26:503-521.
- Amis AA. The functions of the fibre bundles of the anterior cruciate ligament in anterior drawer, rotational laxity and the pivot shift. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012;20:613-620.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Amis AA, Dawkins GPC. Functional anatomy of the anterior cruciate ligament. J Bone Joint Surg Br. 1991;73: 260-267.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Barnett Ch. Locking at the knee joint. J Anat. 1953;87:91-95.
Přejít na PubMed...
- Blacharski PA, Murray DG. A three-dimensional study of the kinematics of the human knee. JBiomech. 1975;8:375-384.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Blankevoort L, Huiskes R, de Lange A. The envelope of passive knee joint motion. J Biomech. 1988;21:705-720.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Brandsson S, Karlsson J, Swärd L, Kartus J, Eriksson BI, Kärrholm J. Kinematics and laxity of the knee joint after anterior cruciate ligament reconstruction: pre- and postoperative radiostereometric studies. Am J Sports Med. 2016;30:361-367.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Braune W., Fischer O. Die bewegungen des Kniegelenks nach einer neuer Methode am lebenden Menschen gemessen. S. Hirtzel, Leipzig, 1891.
- Bugnion E. Le Mécanisme du Genou. Ch. Viret-Genton, Lausanne, 1892.
- Chen B, Lambrou T, Offiah AC, Gondim Teixeira PA, Fry M, Todd-Pokropek A. An in vivo subject-specific 3D functional knee joint model using combined MR imaging. Int J Comput Assist Radiol Surg. 2013;8:741-750.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Chomiak J, Podškubka A, Dungl P, Ošt'ádal M, Frydrychová M. Cruciate ligaments in proximal femoral focal deficiency: arthroscopic assessment. J Pediatr Orthop. 2012;32:21-28.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Chung JH, Ryu KJ, Lee DH, Yoon KH, Park YW, Kim HJ, Kim JH. An analysis of normative data on the knee rotatory profile and the usefulness of the Rotatometer, a new instrument for measuring tibiofemoral rotation: the reliability of the knee Rotatometer. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2015;23:2727-2733.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Dare D, Rodeo S. Mechanisms of post-traumatic osteoarthritis after ACL injury. Curr Rheumatol Rep. 2014;16:448.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Fick R. Mechanik des Kniegelenkes. In: von Bardeleben K. (ed.). Handbuch der Anatomie des Menschen. Band 2. Abteilung 1. Vol. 3. Jena, Germany. 1911, p 521.
- Fuss FK. The restraining function of the cruciate ligaments on hyperextension and hyperflexion of the human knee joint. Anat Rec. 1991;230:230-283.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Fuss FK: Principles and mechanisms of automatic rotation during terminal extension in the human knee joint. J Anat. 1992;180:297-304.
Přejít na PubMed...
- Hallén LG, Lindahl O: The "screw-home" movement in the knee joint. Acta Orthop Scand. 1966;37:97-106.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Haughom BD, Souza R, Schairer WW, Li X, Ma CB. Evaluating rotational kinematics of the knee in ACL-ruptured and healthy patients using 3.0 Tesla magnetic resonance imaging. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc. 2012;20:663-670.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Hill PF, Vedi V, Williams A, Iwaki H, Pinskerová V, Freeman MAR. Tibiofemoral movement 2: the loaded and unloaded living knee studied by MRI. J Bone Joint Surg Br. 2000;82:1196-1198.
Přejít k původnímu zdroji...
- Hsieh H, Walker PS. Stabilizing mechanisms of the loaded and unloaded knee joint. J Bone Joint Surg Am. 1976;58:87-93.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Iwaki H, Pinskerová V, Freeman MAR. Tibiofemoral movement 1: the shapes and relative movements of the femur and tibia in the unloaded cadaver knee. J Bone Joint Surg Br. 2000;82:1189-1195.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Johal P, Williams A, Wragg P, Hunt D and Gedroyc W. Tibiofemoral movement in the living knee. A study of weight bearing and non-weight bearing knee kinematics using 'interventional' MRI. J Biomech. 2005;38:269-276.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kärrholm J, Bransson S, Freeman MAR. Tibiofemoral movement 4: changes of axial tibial rotation caused by forced rotation at the weight-bearing knee studied by RSA. J Bone Joint Surg Br. 2000;82:1201-1203.
Přejít k původnímu zdroji...
- Keays SL, Sayers M, Mellifont DB, Richardson C. Tibial displacement and rotation during seated knee extension and wall squatting: a comparative study of tibiofemoral kinematics between chronic unilateral anterior cruciate ligament deficient and healthy knees. Knee. 2013;20:346-453.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kocher MS. Relationships between objective assessment of ligament stability and subjective assessment of symptoms and function after anterior cruciate ligament reconstruction. Am J Sports Med. 2004;32:629-634.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Kothari A, Haughom B, Subburaj K, Feeley B, Li X, Ma CB. Evaluating rotational kinematics of the knee in ACL reconstructed patients using 3.0 Tesla magnetic resonance imaging. Knee. 2012;19:648-651.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Lafortune MA, Cavanagh PR, Sommer HJ, Kalenak A. Three-dimansional kinematics of the human knee during walking. J Biomech. 1992;4:347-357.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Lerat JL, Moyen BL, Cladière F, Besse JL, Abidi H. Knee instability after injury to the anterior cruciate ligament. Quantification of the Lachman test. J Bone Joint Surg Br. 2000;82:42-47.
Přejít k původnímu zdroji...
- Logan M, Dunstan E, Robinson J, Williams A, Gedroyc W, Freeman MAR. Tibiofemoral kinematics of the anterior cruciate ligament (ACL)-deficient weightbearing, living knee employing vertical access open interventional multiple resonance imaging. Am J Sports Med. 2004;32:720-726.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Logan MC, Williams A, Lavelle J, Gedroyc W, Freeman MAR. The effect of posterior cruciate ligament deficiency on knee kinematics. Am J Sports Med. 2004;32:1915-1922.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- McLeod WD, Moschi A, Andrews JR, Hughson JC. Tibial plateau topography. Am J Sports Med. 1977;5:13-18.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Meyer H. Die Mechanik des Kniegelenkes. Archiv für Anatomie und Physiologie. 1853, pp.497-547.
- Moewis P, Boeth H, Heller MO, Yntema C, Jung T, Doyscher R, Ehrig RM, Zhong Y, Taylor WR. Towards understanding knee joint laxity: errors in non-invasive assessment of joint rotation can be corrected. Med Eng Phys. 2014;36:889-895.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Nägerl H, Kubein-Meesenburg D, Cotta H, Fanghänel J. Biomechanische Prinzipen in Diarthrosen und Synarthrosen. Z Orthop. 1993;131:385-396.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Pasa L, Pokorný V, Adler J. Arthroscopic treatment of the unstable knee joint by ligament reconstruction using allografts. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 2001;68:31-38.
Přejít na PubMed...
- Pinskerová V, Iwaki A, Freeman MAR. The shapes and relative movements of the femur and tibia in the cadaveric knee: A study using MRI and an anatomical tool. In: Insall J, Scott WN (eds). Surgery of the knee. Ed 3., WB Saunders, Philadelphia, 2000, pp.255-284.
Přejít k původnímu zdroji...
- Pinskerová V, Johal P, Nakagawa S, Sosna A, Williams A, Gedroyc W, Freeman MAR. Does the femur roll-back with flexion? J Bone Joint Surg Br. 2004;86:925-931.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Pinskerová V, Maquet P, Freeman MAR. Annotation. Writings on the knee between 1836 and 1917. J Bone Joint Surg Br. 2000;82:1100-1102.
Přejít k původnímu zdroji...
- Podškubka A, Hruška L, Holeček J. Indications for and contribution of diagnostic arthroscopy of the knee joint. Acta Chir Orthop Traumatol Cech. 1989;56:14-23.
Přejít na PubMed...
- Rajendran K: Mechanism of locking at the knee joint. J Anat. 1985;143:189-194.
Přejít na PubMed...
- Schneider M, Pinskerová V, Breusch SJ, Noe V, Freeman MAR. Observations of normal and ACL-deficient knee joints after stress MRI. Orthopade. 2006;35:337-346.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Shaw JA, Eng M, Murray DG. The longitudinal axis of the knee and the role of the cruciate ligaments in controlling transverse rotation. J Bone Joint Surg Am. 1974;56:1603-1609.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Smith TO, Postle K, Penny F, McNamara I, Mann CJV. Is reconstruction the best management strategy for anterior cruciate ligament rupture? A systematic review and meta-analysis comparing anterior cruciate ligament reconstruction versus non-operative treatment. Knee. 2014;21:462-470.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Yoshioka Y, Siu DW, Scudamore RA. Tibial anatomy and functional axes. J Orthop Res. 1989;7:132-137.
Přejít k původnímu zdroji...
Přejít na PubMed...
- Young RB. On the grooves separating the patellar from the menisco-tibial surfaces of the femur, and on locking of the knee-joint in full extension. In: Cleland J, Mackay JY, Young RB (eds). Memoirs and memoranda in anatomy, Vol. 1, Williams and Norgate, London, Edinburgh, 1889.