Biomecânica

Biomecânica do Joelho

Alinhamento tíbio-femural

O eixo anatómico longitudianal do fémur é oblíquo, enquanto que o da tíbia é vertical. Isto cria um valgo fisiológico, que é considerado normal entre 10 a 12º para os homens e 14 a 16º para as mulheres. O eixo de transmissão de forças une a cabeça do fémur ao centro do tálus, passando pelo sulco intercondilar do fémur.

Mobilidade

No plano sagital, os movimentos são de flexão e extensão. No plano horizontal, são de rotação medial e lateral quando o joelho está em flexão. Com  o  joelho  em  extensão, este  movimento funciona em CCF com a coxo-femural.

Ligamentos

Todos os ligamentos do joelho estão tensos em extensão completa, fazendo desta a sua posição closed-pack.

Ligamentos colaterais

Ambos os ligamentos ficam tensos em extensão completa.

  • LCM (cruzado com o LCL e LCP)
  • Resiste ao stress de valgo, especialmente com o joelho em extensão.
  • Resiste à rotação lateral da tíbia.
  • Resiste à rotação lateral da tíbia combinada com deslocamento anterior da tíbia.
  • LCL (cruzado com LCM e LCA)
  • 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 ultraestrutural. Estão enrolados sobre si próprios e entre ambos e cruzados em todos os planos, excepto no horizontal.

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

Ligamentos posteriores

Os ligamentos arqueado poplíteo e oblíquo poplíteo estão tensos na posição de extensão e resistem à hiperextensão.

Osteocinemática

Flexão / extensão

O eixo de flexão/extensão passa horizontalmente através dos côndilos femurais, com orientação inclinada medialmente para baixo. Esta obliquidade no eixo do movimento faz com que a tíbia se mova de uma posição lateral ao fémur (valgo fisiológico) em extensão, para uma posição medial ao fémur na flexão completa. O movimento depende da articulação coxo-femural, devido ao facto dos músculos serem biarticulares (insuficiência activa e passiva). O excesso de extensão do joelho é denominado recurvato, enquanto que o défice é o flexo. A osteocinemática está dependente de uma CCF, que depende da mobilidade articular das articulações proximais e distais.

Rotações

O eixo é longitudinal, passando no tubérculo intercondilar medial da tíbia. Os movimentos estão dependentes da posição de flexão do joelho, pela redução da tensão ligamentar.

Artrocinemática

Flexão / extensão

A flexão inicia, dos 0 aos 25º, com um rolamento posterior dos côndilos femurais, aumentando o contacto da face posterior dos côndilos femurais com os côndilos tibiais. Após os 25º de flexão existe um rolamento posterior do fémur, associado a um deslizamento anterior do fémur.
Na extensão ocorre, inicialmente, um rolamento anterior dos côndilos femurais. O decorrer da extensão resulta num movimento de rolamento anterior do fémur 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 femurais 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 femurais durante a extensão tensiona o LCP, sendo esse deslizamento forçado pela forma dos meniscos.

Rotações

  • CCA

Durante a rotação lateral, o côndilo medial da tíbia desloca-se anteriormente e o lateral desloca-se posteriormente, numa maior distância. Durante a rotação medial, o côndilo medial da tíbia desloca-se posteriormente e o lateral desloca-se anteriormente, numa maior distância.

  • CCF

Durante a rotação lateral o côndilo medial femural desloca-se posteriormente e o lateral desloca-se anteriormente, numa maior distância. Na rotação medial, o côndilo femural medial desloca-se anteriormente e o lateral desloca-se posteriormente, numa maior distância.

Deformação dos meniscos

Nos movimentos de flexão e extensão, a deformação dos meniscos depende de dois factores: passivo e activo. Como factor passivo, temos a pressão exercida pelos côndilos, que provoca uma deformação anterior na extensão e posterior na flexão. O factor activo é a tensão muscular que tracciona os meniscos.
Nos movimentos de rotações, em CCF; temos o factor passivo, que é a pressão exercida pelos côndilos femurais. Na rotação lateral, há uma deformação anterior do menisco lateral e posterior do menisco medial. Na rotação medial, há deformação anterior do menisco medial e posterior do menisco lateral.

Rótula

A rótula articula com o fémur e a sua direcção depende da assimetria dos côndilos. Tem como função aumentar o ângulo de ataque do quadricípete, o que aumenta a potência mecânica, produzindo maior força muscular e poupa o desgaste do tendão do quadricípete e rotuliano do atrito.

Legenda:
CCF – cadeia cinemática fechada
CCA – cadeia cinemática aberta