2023АрхиповСВ. 4.1 Связка головки бедренной кости и ее роль в норме

 

Монография: Архипов СВ. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза (2023).

---

 

4 ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ  

4.1 Связка головки бедренной кости и ее роль в норме

Согласно проведенным интраоперационным исследованиям, установлено, что в норме ligamentum capitis femoris является постоянным элементом тазобедренного сустава. Ввиду специфики операции эндопротезирования, предполагающей вывих головки бедренной кости, ligamentum capitis femoris выявлялась в виде фрагментов. В тех случаях, когда в тазобедренном суставе не обнаруживалось элементов ligamentum capitis femoris, всегда присутствовал след ее крепления к головке бедренной кости – ямка головки бедренной кости.

Характеристики ligamentum capitis femoris, свойственные для старшей возрастной группы в норме, были получены при интраоперационном изучении тазобедренного сустава при переломе шейки бедренной кости и ложном суставе шейки бедренной кости. Отмечено, что в отсутствии признаков коксартроза, даже в пожилом возрасте ligamentum capitis femoris – достаточно крупный анатомический элемент. Ей присущи все неотъемлемые признаки внутрисуставной связки: прикрепление к костям, соединительнотканная основа, синовиальная оболочка. Длина ligamentum capitis femoris у лиц старшей возрастной группы в неизмененном коксартрозом тазобедренном суставе составила 22,8±3,9 мм, таблица 18. Толщина ligamentum capitis femoris в норме равнялась 6,7±1,3 мм, таблица 18, и была меньше глубины ямки вертлужной впадины – 8,3±3,2 мм (данные рентгенометрии), таблица 15. При отсутствии дистрофических изменений в тазобедренном суставе патологии ligamentum capitis femoris не наблюдалась.

Исследованиями в ходе операции подтверждено, что в норме дистальной областью крепления ligamentum capitis femoris является ямка головки бедренной кости, а проксимальная область крепления локализуется в месте перехода дна ямки вертлужной впадины в ее вырезку. Визуально выявлено и рентгенологически подтверждено, что ямка головки бедренной кости обычно близка к сферической форме с неровностями на поверхности. Отмечено, что проксимальный конец ligamentum capitis femoris имеет большую площадь крепления. Анализ данных литературы и собственные интраоперационные наблюдения свидетельствуют, что проксимальный конец ligamentum capitis femoris прикрепляется в области вырезки вертлужной впадины, поперечной связки вертлужной впадины, вплетается в надкостницу вокруг запирательного отверстия и запирательную мембрану. Это увеличивает площадь крепления проксимального конца ligamentum capitis femoris, его прочность соединения с костью и объясняет, почему при удалении головки бедренной кости чаще наблюдался отрыв от ямки головки бедренной кости.

Важными свойствами ligamentum capitis femoris является высокий модуль упругости ее соединительнотканной основы и высокая прочность на разрыв [196]. Используя данные измерений ligamentum capitis femoris, таблица 18, вычислена средняя площадь ее поперечного сечения, которая при средней толщине 6,7±1,3 мм и ширине 7,1±1,8 мм составляет 28,6-71,2 мм². С учетом среднего значения прочности связок, равной 5-9 кг/мм² [63], ее расчетная прочность на разрыв в норме колеблется в пределах 143,0-640,8 кг. Высокая прочность ligamentum capitis femoris объясняет затруднения, иногда возникающие при целеобусловленном операционном вывихе головки бедренной кости, а также отрыв ligamentum capitis femoris с костным фрагментом головки бедренной кости, таблица 21. При переломе шейки бедренной кости в ряде случаев обнаружено сочетание перелома с повреждением ligamentum capitis femoris. В данной структуре проходит крупная a. lig. capitis femoris. Поэтому при повреждении ligamentum capitis femoris вероятен гемартроз тазобедренного сустава и без перелома кости.

При обследовании контрольной группы лиц установлено, что в норме в ненапряженной одноопорной ортостатической позе наблюдается приведение бедра, сочетающееся с наклоном таза в неопорную сторону, рисунок 19. Одним из зримых свидетельств наклона таза в неопорную сторону является сгибание контралатеральной ноги в коленном и тазобедренном суставе. Это позволяет уменьшить относительную длину неопорной ноги. Наклон таза, наблюдающийся в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, наряду с приведением бедра, в норме должен приводить к натяжению ligamentum capitis femoris.

В ненапряженной одноопорной ортостатической позе происходит приведение бедра, сочетающееся с разгибанием в тазобедренном суставе. Данная поза моделирована в положении лежа лицом вниз. В опытах измерен предельный тазо-бедренный угол и угол приведения бедра. Произведено сравнение полученных значений, таблица 10, графики рисунка 20. Отмечено, что значение тазо-бедренного угла и величина приведения бедра в положении лежа лицом вниз и стоя в ненапряженной одноопорной ортостатической позе близки между собой. Установлено: средние значения углов приведения в тазобедренном суставе в одноопорной ортостатической позе и лежа при замыкании тазобедренного сустава в сагиттальной и фронтальной плоскости не различаются (р<0,001). Коэффициент корреляции (r) углов приведения в тазобедренном суставе в одноопорной ортостатической позе и лежа при замыкании тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости при уровне достоверности р<0,001 равняется 0,90. Корреляционный анализ свидетельствует, что имеется высокая положительная (прямая) связь между этими значениями. Анализ моделирования ненапряженной одноопорной ортостатической позы в положении лежа лицом вниз с расслабленными мышцами и воспроизведение этой позы на модели свидетельствует, что ограничение приведения бедра и наклона таза происходит прежде всего за счет натяжения связок.

На механической модели тазобедренного сустава выяснено, что при приведении бедра и наклоне таза в неопорную сторону натягиваются поперечная часть подвздошно-бедренной связки и ligamentum capitis femoris. При максимальном натяжении ligamentum capitis femoris за счет приведения бедра она способна стопорить тазобедренный сустав во фронтальной плоскости, а также стабилизировать таз во фронтальной плоскости, ограничивая его наклон в неопорную сторону. Эффект замыкания тазобедренного сустава во фронтальной плоскости за счет натяжения поперечной части подвздошно-бедренной связки менее выражен.

Экспериментами выявлено, что натяжение ligamentum capitis femoris за счет приведения бедра и наклона таза вниз во фронтальной плоскости обеспечивает снижение нагрузки на отводящую группу мышц тазобедренного сустава. При натяжении ligamentum capitis femoris отводящая группа мышц может быть полностью расслаблена с сохранением стабильности таза во фронтальной плоскости, таблицы 23-26. Натянутая ligamentum capitis femoris способствует смещению таза вперед до угла, равного повороту шейки бедренной кости кпереди и стабилизации в горизонтальной плоскости, что было обозначено как эффект авторотации и эффект автостабилизации.

Рентгенография в ненапряженной одноопорной ортостатической позе в норме подтвердила наличие приведения бедра и наклона таза в неопорную сторону. Произведено сравнение значений тазо-бедренного угла и угла наклона таза по данным рентгенометрии и прямым измерениям в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, таблица 10, 17. Отмечено, что полученные величины близки между собой (р<0,001). В отличие от напряженной одноопорной ортостатической позы, в ненапряженной одноопорной ортостатической позе происходит удаление друг от друга дистальной и проксимальной области крепления ligamentum capitis femoris. Соответственно, ligamentum capitis femoris должна натягиваться, что подтверждают эксперименты на модели. Удаление областей крепления ligamentum capitis femoris в напряженной одноопорной ортостатической позе указывает на то, что она в данном положении человека расслаблена и не задействуется как функциональная связь тазобедренного сустава.

Экспериментально установлено, что ligamentum capitis femoris при артикуляциях в норме не может попадать в суставную щель тазобедренного сустава. Действительно, толщина даже истонченной ligamentum capitis femoris существенно превышает ширину реального зазора между суставными поверхностями. В неизмененном тазобедренном суставе при приведении бедра ямка головки бедренной кости никогда не заходила в границы верхнего сектора полулунной поверхности вертлужной впадины. Данные прямых измерений углов отклонения сегментов, рентгенометрии и экспериментов свидетельствуют, что в ненапряженной одноопорной ортостатической позе происходит предельное натяжение ligamentum capitis femoris с возникновением спонтанного эффекта замыкания тазобедренного сустава и эффекта стабилизации таза во фронтальной плоскости.

Выяснено, что наружная ротация в тазобедренном суставе ограничивается натяжением седалищно-бедренной связки, а внутренняя ротация – лобково-бедренной связкой. Наружные связки в комплексе ограничивают разгибание и прежде всего нисходящая часть подвздошно-бедренной связки, которая обуславливает стопорение тазобедренного сустава в сагиттальной плоскости. Так как разгибание в тазобедренном суставе присутствует в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, можно заключить, что подвздошно-бедренная связка участвует в обеспечении стабильности таза в этой позе.

В экспериментах на модели тазобедренного сустава установлено, что при одновременном натяжении ligamentum capitis femoris и наружных связок в позиции приведения и разгибания бедра, таз может быть устойчив во всех трех плоскостях без участия мышц. Это объясняет стабильность таза в ненапряженной одноопорной ортостатической позе у лиц без патологии тазобедренных суставов. В асимметричной двуопорной ортостатической позе обеспечение стабильности таза во фронтальной плоскости достигается напряжением отводящей группы мышц, натяжением ligamentum capitis femoris и опорой на противоположную нижнюю конечность.

Ходьба в норме характеризуется ритмичностью и симметрией движения сегментов тела. Позвоночник совершает колебательные движения во фронтальной плоскости в пределах 1,9±2,0° и в сагиттальной (параметр не измерялся). В середине одноопорного периода шага наблюдается наклон неопорной половины таза вниз, назад в сагиттальной плоскости и поворот вперед-кнаружи. Одним из свидетельств отклонения таза в неопорную сторону является сгибание контралатеральной ноги в коленном и тазобедренном суставе. Отмечено, что в середине одноопорного периода шага положение таза, бедра и позвоночника аналогично таковому в ненапряженной одноопорной ортостатической позе.

Результаты измерений углов отклонения сегментов тела в середине одноопорного периода шага близки к величинам, полученным при измерениях в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, таблицы 10, 11. Соответственно, можно утверждать, что в середине одноопорного периода шага, как и в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, натягивается ligamentum capitis femoris и нисходящая часть подвздошно-бедренной связки. Учитывая эффекты, связанные с функционированием ligamentum capitis femoris, разворот таза вперед относительно головки бедренной кости опорного бедра происходит до известной степени спонтанно, благодаря натяжению названной структуры.

Натяжение нисходящей части подвздошно-бедренной связки и ligamentum capitis femoris приводит к разгрузке передней группы тазобедренных мышц и отводящей группы мышц. Данные биоэлектрической активности тазобедренных мышц при ходьбе [82, 99] подтверждают наши предположения. Так, в середине одноопорного периода шага наблюдается парадоксальное снижение активности средней ягодичной мышц и прямой мышцы бедра. Это происходит в то время, как действующая нагрузка существенно возрастает, а необходимость стабилизации таза увеличивается. Объяснением биоэлектрических феноменов является то, что при ходьбе натягиваются наружные связки и ligamentum capitis femoris, которые разгружают прямую мышцу бедра и отводящую группу мышц тазобедренного сустава. В значительной степени данными эффектами достигается снижение затрат мышечной энергии при ходьбе. В экономию мышечной энергии привносит свою лепту и эффект авторотации, реализующийся за счет натяжения ligamentum capitis femoris. Он уменьшает усилие пронаторов бедра, необходимое для вращения таза в горизонтальной плоскости и перемещения общего центра масс тела вперед.

Измерения тазо-бедренного угла, величины наклона таза и приведения бедра в середине одноопорного периода шага показали, что эти значения могут отличаться от таковых в ненапряженной одноопорной ортостатической позе, таблицы 10, 11, 12. Это свидетельствует о частичном натяжении ligamentum capitis femoris в одноопорном периоде шага. В этом случае для стабилизации таза должно наблюдаться соразмерное увеличение напряжения отводящей группы мышц, необходимое для предотвращения опрокидывания тела в неопорную сторону.

В середине и конце одноопорного периода шага биоэлектрическая активность средней ягодичной мышцы существенно снижается [82, 99], но не достигает нулевого значения, а значит, продолжает участвовать в поддержании таза. Нами произведено моделирование подобных положений. Установлено, что имеется обратная зависимость между степенью натяжения ligamentum capitis femoris и усилием отводящей группы мышц, таблицы 23-26, что не наблюдается в отсутствии ligamentum capitis femoris, таблица 22. Натяжение связок тазобедренного сустава при ходьбе способствует ритмичности походки, так как в отдельные периоды шага таз колеблется, зависая на связках, подобно маятнику с верхней точкой подвеса. С колебательными движениями таза, видимо, связано и снижение величины силы реакции опоры в середине одноопорного периода шага [10].

Изучение ходьбы с применением видеокамеры показало, что в начале одноопорного периода шага таз располагается в положении, близким к горизонтальному. В данном случае соотношение сегментов тела аналогично напряженной одноопорной ортостатической позе, когда происходит сближение областей крепления ligamentum capitis femoris. Указанное означает, что она и горизонтальная часть подвздошно-бедренной связки не натянуты. Это объясняет наблюдающееся повышенное напряжение тазобедренных мышц, подтверждаемое регистрацией их биоэлектрической активности [10, 82]. Литературные свидетельства подкрепляются результатами наших экспериментов на модели тазобедренного сустава при воспроизведении ненапряженной одноопорной ортостатической позы, таблицы 22-26.

В случае приведения бедра и наклона таза, не обеспечивающих максимальное натяжение ligamentum capitis femoris и горизонтальной части подвздошно-бедренной связки стабилизация во фронтальной плоскости возможна только за счет повышенного напряжения отводящей группы мышц. Как замечено нами, в ненапряженной одноопорной ортостатической позе и начальной фазе одноопорного периода шага, замыкание тазобедренного сустава во фронтальной плоскости посредством связок не происходит и не выявляется эффект авторотации. Он начинает реализовываться только при натяжении ligamentum capitis femoris за счет наклона таза вниз и приведения бедра.

««назад || СОДЕРЖАНИЕ КНИГИ || вперед»»

---

Автор

Архипов С.В. – кандидат медицинских наук, врач-хирург, травматолог-ортопед.

Цитирование

Архипов С.В. Связка головки бедренной кости: функция и роль в патогенезе коксартроза; 2-ое изд., испр. и доп. Йоэнсуу: Издание Автора, 2023. (Arkhipov S.V. Ligament of head of femur: function and role in the pathogenesis of coxarthrosis. 2nd rev. ed. Joensuu: Author's Edition, 2023. [In Russian])

 

Примечание

В отличии от печатной версии в настоящем электронном варианте произведена замена научных аббревиатур на полные термины. 

Автореферат и презентация диссертации на нашем ресурсе:

• Архипов СВ. Роль связки головки бедренной кости в патогенезе коксартроза: автореферат диссертации кандидата медицинских наук. Москва, 2012. 19 с. researchgate.net  
• Доклад соискателя ученой степени и презентация (2013)

Приобретение

PDF версия размещена на платформах GooglePlay и Google Books

 

Ключевые слова

ligamentum capitis femoris, ligamentum teres, связка головки бедра, биомеханика, тазобедренный сустав, коксартроз, патогенез, вертикальная поза, ходьба, механическая модель

---

NB! Добросовестная практика использования: копирование для целей критики, обзора, комментариев, исследований и частного изучения в соответствии с Законами об авторском праве: Copyright Laws of the US: 17 U.S.C. §107; Copyright Law of the EU: Dir. 2001/29/EC, art.5/3a,d; Copyright Law of the RU: ГК РФ ст.1274/1.1-2,7.

СОДЕРЖАНИЕ РЕСУРСА

Этиология и патогенез