Các yếu tố ảnh hưởng đến khớp đùi – chè

Khớp đùi-chè được cấu tạo nên bởi đằng trước là xương bánh chè, đằng sau là xương đùi, phía dưới là mặt trên mâm chày và xung quanh là hệ thống cơ và dây chằng. Chính vì thế, bất kỳ sự thay đổi nào của bất cứ một trong bốn thành phần trên sẽ ảnh hưởng đến khớp đùi-chè.

Nhóm tác giả: PGS.TS. Trần Trung Dũng, BS. Nguyễn Huy Phương

1. Một số chỉ số về hình ảnh học để đánh giá về khớp đùi – chè và cách đánh giá

Góc ròng rọc lồi cầu đùi (góc Brattstrom) [37]: là góc AOB có giá trị trung bình là 142° ± 26°.

Góc chè đùi Merchant là DOC có giá trị tiling bình là -6° với độ lệch chuẩn là 11°. Góc chè đùi Merchant được xác định như sau: oc là tia phân giác của góc Brattstrom, đường thắng OD là thẳng nối từ điểm o đến điểm trung tâm cao nhất của xương bánh chè. Góc DOC nghiêng về phía lồi câu trong sẽ có giá trị âm, nghiêng về phía lồi cầu ngoài sẽ có giá trị dương. Theo tác giả liioue và cộng sự (1988) [13] góc này có thể dùng để xác định vị trí xương bánh chè nhưng không chuẩn xác như góc nghiêng xương bánh chè. Góc chè đùi Merchant càng âm nghĩa là xương bánh chè càng lệch 1‘i ngoài, và góc này càng dương thì xương bánh chè càng lệch vào trong.

Góc chè đùi ngoài (góc Laurin [14], góc EPB) : đường AB nối 2 đỉnh lồi cầu đùi và đường PE nối mặt khớp ngoài xương bánh chè. Góc chè đùi ngoài là góc tạo bởi đường AB giao với đường PE. Bình thường góc này luôn nằm trên đường AB. Góc này phụ thuộc nhiều vào hình dạng xương bánh chè và thay đổi theo từng người. Tác giả Wiberg (1941) [15] đà phân loại xương bánh chè thành 6 dạng (hình vẽ dưới) và góc Laurin thay đổi theo từng dạng xương bánh chè. Đánh giá phục hồi chức năng khớp gối theo thang điểm Lysholm so sánh giữa trước mổ và sau mổ.

Góc nghiêng xương bánh chè bình thường là < 5°, khi góc này > 5° tức là khớp chè đùi nhiều khả năng có vấn đề. Theo tác giả Laurin và cộng sự (1978) [14] qua nghiên cứu bệnh nhân, tác giá nhận xét là khi góc nghiêng xương bánh chè > 20° thì chắc chắn khớp chè đùi có vấn đề. Theo tác giả Ronald P.Gralsamer (1993) [12], khi nghiên cíni 100 khớp gối bất thường về khớp chè đùi, tác giả thấy có 85% bệnh nhân có góc nghiêng xương bánh chè > 5°, như vậy tác giả nhận xét là góc nghiêng xương bánh chè không phải là một chỉ số đánh giá tuyệt đối về sự bất thường của khớp chè đùi, nhưng đó là một chỉ số đáng tin cậy để đánh giá sự bất thường của khớp đó. Tác giả Aglietti (1983) [16] và tác giả Inoue (1988) [13] đà tiến hành nghiên cứu độc lập nhau trên các khớp gối có bất thường khớp chè đùi thì các tác giả đã đưa ra kết luận 85% bệnh nhân có khớp nghiêng bánh chè đạt yêu cầu thì lâm sàng cải thiện hơn đáng kể so với các nhóm đối tượng khác. Theo Koskinen (1991) [17] góc nghiêng xương bánh chè ngoài ra còn phụ thuộc vào đường tiếp tuyến phía trước 2 lồi cầu đùi (chính là đường chân trời), trong l số trường hợp bất thường về các lồi cầu đùi (loạn sản hoặc phì đại đầu xa xương đùi) sẽ dẫn đến sổ đo góc nghiêng xương bánh chè sẽ thấp hơn hoặc cao hơn giá trị thực tế. Sự xoay ra ngoài của đầu xa xương đùi cũng ảnh hưởng đến góc nghiêng xương bánh chè, tuy nhiên góc xoay ngoài này chỉ có thể xác định trên phim chụp CT hoặc MRI. Và theo tác giả Ronald p Grelsamer (1993) [12] thì góc nghiêng xương bánh chè cỏ độ tin cậy cao hơn so với góc Laurin khi đánh giá khớp chè-đùi.

2. Mối tương quan giữa xương bánh chè và lồi cầu đùi. Ảnh hưởng của độ xoay lồi cầu đùi (femoral component rotated) đến rãnh trượt XBC (Patella femoral tracking)

Rãnh trượt xương bánh chè (hay người ta còn là rãnh đùi-chè, hoặc diện xương bánh chè của xương đùi) nam ở phía trước và giữa hai lồi cầu xương đùi, đó là rãnh khớp để xương bánh chè di động trượt trên đầu xa xương đùi. Bình thường, góc nghiêng xương bánh chè trong và ngoài đều nhỏ hơn 5°, nghĩa là trục ngang xương bánh chè nằm song song với trục ngang khớp gối; bất kỳ một nguyên nhân nào đó làm cho góc nghiêng xương bánh chè > 5° thì sẽ làm cho khớp chè đùi có vấn đề, gây đau hoặc hạn chế vận động khớp gối và có thể gây trật xương bánh chè vào trong hoặc ra ngoài khỏi rãnh đùi-chè.

Trục ngang xương bánh chè cùng giống như trục ngang gối, không cố định trong quá trình hoạt động của khớp gối. Trong quá trình gấp duỗi gối, trục ngang xương bánh chè chuyển động theo hình chữ J giống trục ngang gối, đầu chữ J là khi gối duỗi tối đa và đuôi chữ J là khi gối gấp tối đa. Do xương bánh chè chuyển động trên rãnh chè đùi-chè của xương đùi nên trong quá trình gấp duỗi đó, diện tiếp xúc giữa xương đùi và xương bánh chè thay đổi liên tục và tổng hợp lực tác động lên xương đùi của xương bánh chè cũng liên tục thay đổi. Khi gối gấp 60°, diện tiếp xúc giữa xương đùi và xương bánh chè là nhiều nhất, khi đó lực tác dụng của xương bánh chè lên xương đùi là lớn nhất.

Bình thường, trục ngang gối của xương đùi không nằm song song với đường lồi cầu sau xương đùi mà nằm xoay ngoài một góc 3°. Như vậy, khi đầu xa xương đùi xoay ngoài một góc 3° sẽ đảm bảo cho trục ngang xương bánh chè nam song song với trục ngang gối. Trong những trường hợp khớp gối bị biến dạng, lồi cầu đùi bị biến dạng hay trong trường hợp sau thay khớp gối toàn phần, làm cho góc xoay ngoài của xương đùi lớn hơn nhiều hoặc có khi bị âm sẽ là khớp đùi-chè bị bất thường. Neu góc xoay ngoài xương đùi lớn hơn bình thường, lúc đỏ góc nghiêng bánh chè sẽ > 5°, góc Q xương bánh chè sẽ tăng, sẽ khiến cho xương bánh chè tỳ chủ yếu vào lồi cầu trong, làm cho mặt khớp phía xong xương bánh chè và mặt khớp bánh chè của lồi cầu trong sè tiếp xúc chịu lực chủ yếu, làm thoái hóa nhanh khớp đùi-chè trong gây đau cho bệnh nhân. Lúc góc ọ quá 20° sẽ tăng nguy cơ trật xương bánh chè vào phía trong. Ngược lại, nếu góc xoay ngoài của xương đùi < 3°, hoặc không xoay ngoài hay có khi là xoay trong, sè khiến cho góc nghiêng trong của xương bánh chè > 5°, góc Q nhỏ hoặc bằng 0°, như vậy xương bánh chè sè tỳ lực chủ yếu lên lồi cầu ngoài, làm khớp đùi-chè ngoài thoái hóa nhanh gây đau cho bệnh nhân, làm tăng nguy cơ trật ra ngoài của xương bánh chè.

3. Ảnh hưởng của cánh trong và cánh ngoài xương bánh chè đến khớp chè-đùi

Hệ thống cánh trong và cánh ngoài xương bánh chè (medial and lateral retinaculum patella) là hệ thống bao khớp gối bám vào hai bên xương bánh chè, được tăng cường bởi hệ thống gân cơ tứ đầu đùi, cơ may và cơ căng mạc đùi. Chức năng của hệ thống cánh trong và ngoài xương bánh chè lên khớp chè đùi là giữ cho xương bánh chè ổn định và luôn luôn chạy trong rãnh ròng rọc của lồi cầu xương đùi trong quá trình gấp duỗi gối.

Theo tác giả Stefano Zaffagnini [19] khi nghiên cứu trên mô hình khớp gối đà giã đông, tác giả đà thấy rằng khi gối gấp từ 0 đến 20°, nhờ có hệ thống cánh trong và cánh ngoài xương bánh chè nên xương bánh chè giữ ổn định ở vị trí cũ và bắt đầu tăng lực ép xuống xương đùi. K!ii gối bắt đầu gấp thêm đến tối đa, xương bánh chè bát đầu trượt trên xương đùi trong rãnh ròng rọc lồi cầu đùi cho đến khi gối gấp tối đa thì dừng lại, khi đó, hệ thống cánh trong và ngoài xương bánh chè cân bằng về lực, làm cho xương bánh chè không trật ra ngoài. Hệ thống cánh trong và ngoài xương bánh chè được cấu tạo từ các sợi collagen và elastin giúp cho nó có độ đàn hồi và co dằn nhất định, khi gối gấp, nó vừa giữ xương bánh chè trên rãnh ròng rọc, vừa làm xương bánh chè ép một lực nhỏ lên khớp chè đùi, và khi gối gấp 60°, lúc này diện tích tiếp xúc của xương bánh chè và xương đùi là lớn nhất, và lực ép của xương bánh chè lên xương đùi là mạnh nhất, từ gối gấp 60° trở đi, hệ thống cánh chè trong và ngoài ổn định giữ cho bánh chè trượt đều trên rãnh ròng rọc của xương đùi [)8],[)9],[20]. Theo tác giả Stefano Zaffagnini và công sự[l 9] khi nghiên cứu trên khớp chè đùi và các thành phần xung quanh, tác giả thấy rằng vai trò của cánh bánh chè bên trong và cánh bánh chè bên ngoài vai trò không giống nhau khi tác động lên xương bánh chè, cụ thể là cánh bánh chè trong chiếm 60% lực tác dụng lên xương bánh chè và khi tổn thương 50% cánh bánh chè trong !à có nguy cơ gây trật xương bánh chè. Vì vậy, khi phẫu thuật THKGTP, việc khâu phục hồi lại cánh bánh chè trong là rất quan trọng. Khi nói về cánh bánh chè ngoài, Sven Ostermeier và cộng sự [21 ] nghiên cứu trên 8 gối tươi giã đông, tác giả nhận xét cánh bánh chè ngoài không có vai trò quyết định tính ổn định của khớp chè đùi, nhưng nó có vai trò lớn đến việc làm giảm lực ép của xương bánh chè lên khớp gối, tuy nhiên tác giả cũng khuyển cáo nên chú ý cánh bánh chè ngoài khi xương bánh chè mất sự ổn định.

4. Góc Q của xương bánh chè

Góc Q (Quadriceps angle – góc cơ tứ đầu đùi) là một trong các chỉ số quan trọng nhất để đánh giá sự ổn định của khớp chè đùi. Góc Q được mô tả đầu tiên bởi tác giả Brattstrom vào năm 1970 [22], nó thể hiện lực kéo của cơ tứ đầu lên xương bánh chè. Các phẫu thuật viên thường đo góc Q trên lâm sàng ở những bệnh nhân bị rối loạn chức năng khớp chè – đùi hoặc ở các đối tượng dễ bị chấn thương khớp này, như các vận động viên trẻ chơi thể thao. Nhưng các phương pháp đo góc Q trên lâm sàng không được chuẩn hóa, và giá trị của nó thay đổi phụ thuộc vào các phương pháp đo khác nhau. Vì thế, đo góc Q dựa vào X-quang được nhiều tác giả nhận định là chính xác hơn. Trật khớp gối và đau khớp chè – đùi đã trở thành vấn đề rất phổ biến hiện nay. Trong trường hợp gối bị vẹo ngoài, tăng sản đầu xa xương đùi, xương chày xoay ra ngoài, lồi củ xương chày bị biển dạng ra ngoài,… có thể làm tăng góc Q, Và sự tăng góc Q là một trong các yếu tổ có thể gây trật khớp bánh chè.

Góc Q là góc được xác định theo 2 cách:

+ Trên lâm sàng: là góc được tạo bởi 2 đường thẳng: đường thẳng thứ nhất là vector lực của cơ tứ đầu đùi khi cơ này co, hay chính là đường thẳng đi từ tâm bánh chè lên trục của gân cơ tứ đầu đùi. Đường thẳng thứ hai là đường thẳng đi qua tâm bánh chè đến lồi củ xương chày.

+ Trên phim X-quang: là góc tạo bởi 2 đường thẳng: đường thứ nhất đi từ tâm bánh chè đến gai chậu trước trên, đường thẳng thứ hai đi từ tâm bánh chè đến lồi củ xương chày.

Trị số của góc Q bình thường là từ 8 – 10° ở nam giới, 10 – 20° ở nữ giới, nhưng trị sổ này có thể bị thay đổi phụ thuộc vào các thành phần cấu tạo nên nó đo nhân trác học. Góc Q thể hiện lực ép của bánh chè lên khớp gối, nếu lực ép này quá lớn sẽ gây đau khớp chè đùi, Nếu góc Q quá lớn (góc Q > 20°) làm chân bị vẹo ngoài, sẽ gây trật xương bánh chè ra ngoài rãnh chè đùi. Nếu góc Q âm sẽ là chân vẹo trong, gây trật bánh chè vào trong rãnh chè đùi. Góc Q đánh giá chính xác sự tác động của cơ tứ  đầu đùi lên xương bánh chè. Khi được đo đạc chính xác, nó cung cấp thông tin rất hữu ích liên quan đến chi dưới, đỏ là mối liên hệ giữa xương đùi và xương chày, cũng như sự tác động của cơ tứ đầu lên các trực của xương đùi và xương chày.

Theo Maytreyee Nandi và cộng sự [23] khi nghiên cứu 93 khớp gối ở người bình thường trường thành, tác giả đà đo góc Q được xác định theo cả 2 cách và so sánh nhau, tác giả thấy ràng trị số2 góc này tỉ lệ thuận với nhau theo hàm bậc nhất, và tác giả đưa ra công thức tính góc 0 trên phim X-quang dựa vào đo X-quang lâm sàng:

Góc Q cũng phụ thuộc nhiều vào tư thể của bệnh nhân khi đánh giá góc Q. Có 3 tư thế để đánh giá góc ọ trên lâm sàng: một !à để chân ở tư thế nằm ngửa không chịu lục; hai là để bệnh nhân đứng với các cơ thả lỏng; ba là bệnh nhân đứng và cơ tứ đầu co tối đa. Tất cả các cách đo trên đều có ưu điểm và nhược điểm riêng của chúng. Tuy nhiên đo ở tư thế thứ nhất là đơn giản nhất và chuẩn xác nhất và hay được các giả sử dụng đo đạc nhiều nhất trên lâm sàng [22],

5. Ảnh hưởng của hình thái xương đùi, xương chày đến xương bánh chè

• Xương đùi

Nhiều tác giả đã nghiên cứu ảnh hưởng của xương đùi lên khớp đùi- chè, Ngoài góc xoay của lồi cầu đùi ảnh hưởng đến khớp đùi-chè đã phân tích ở mục trên, thì ảnh hưởng đến khớp đùi-chè còn có khớp háng và khung chậu. Theo tác giả Lee và cộng sự, tác giá nhận định rằng sự xoay của xương đùi vào trong làm mặt khớp của xương bánh chè quay trong và đẩy xương bánh chè vào giữa trưng tâm của khớp đùi-chè, ngoài ra tác giả còn nhấn mạnh sự xoay của xương đùi làm cho tăng lực ép của xương bánh chè vào lồi cầu đùi, nhất là khi xương đùi xoay ngoài > 20°. Do vậy, tác giả kết luận rằng có mối liên hệ giữa khớp đùi-chè và sự xoay trong hoặc xoay ngoài của xương đùi, cụ thể là của khớp háng và khung chậu. Theo tác giả Wilson và cộng sự, khi nghiên cứu trên 20 khớp gối bình thường và 20 khớp gối đau khi hoạt động ngồi xổm, đi lại và xoay ngoài khớp háng, tác giả kết luận sự đau ở khớp đùi-chè có liên quan với sự xoay khớp háng và của khung chậu. Tác giả Souza cùng có kết quả tương tự khi nghiên cứu trên nhóm đối tượng có đặc điểm nghiên cứu tương tự, tuy nhiên tác giả cũng chú ý là có vai trò của sức cơ đùi tham gia cùng. Khi nghiên cứu trên 6 khớp gối có triệu chứng đau của phụ nữ trong độ tuổi từ 15-39 tuổi, tác giả Powel đã chụp Cộng hưởng từ khớp đùi-chè trong quá trình hoạt động gối duỗi tối đa không chịu trọng lực và khớp gối ở tư thế ngồi xổm. Tác giả đã nhận thấy sự bất thường của khớp đùi-chệ khi kết thúc quá trình duỗi trong cả hai trường hợp, đồng thời thêm vào đó là sự chuyển động của xương bánh chè trên xương đùi rõ rệt hơn trong trường hợp gối duỗi tối đa không phải chịu trọng lực. Nghiên cứu này chứng minh rằng khi không chịu tác dụng của trọng lực, xương bánh chè quay xung quanh xương đùi và khi chịu trọng lực, xương đùi quay dưới so với xương bánh chè, điều đó thể hiện vai trò của xương đùi đối với sự bất thường của khớp đùi-chè.

Tóm lại, sự xoay bất thường của khớp háng hay hình dạng bất thường của khung chậu đều ảnh hưởng đến khớp đùi-chè.

• Xương chày

Sự bất thường ở khớp đùi-chè cũng có nguyên nhân từ xương chày. Sự xoay trong hay xoay ngoài của xương chày ảnh hưởng đến vị trí của lồi củ xương chày, làm tăng góc Q khi mâm chày xoay ngoài, làm giảm góc Q khi mâm chày xoay trong, khiến cho khớp đùi-chè bất thường và gây đau, làm tăng nguy cơ trật xương bánh chè và thoái hóa khớp đùi-chè [24], Trong trường hợp thay khớp gối toàn phần, lát cắt xương chày hết sức quan trọng trong việc ổn định khớp đùi-chè. Gân cơ tứ đầu đùi thông qua xương bánh chè bám vào lồi củ chày, trong trường hợp cắt không chuẩn, lát cắt không vuông góc với trục xương chày, trong quá trình hoạt động gấp duỗi của gối, lồi củ chày sẽ di chuyển tịnh tiến vào trong hoặc ra phía ngoài so với lồi cầu đùi, làm cho góc Q thay đổi liên tục theo chu kỳ gấp duỗi gối. Tù dó sè làm xương bánh chè không trượt cân xứng theo rãnh đùi-chò nữa mà sẽ liên tục đi chuyến ra ngoài hoặc vào trong trên rãnh đùi-chè, gây bất thường khớp này. Điều này cũng diễn ra tương tự khi đặt mức độ xoay của phần chày nhân tạo không chính xác.

Vì vậy, sự xoay của mâm chày và lát cắt mâm chày trong thay khớp gối toàn phần cùng ảnh hưởng rất lớn đến khớp đùi-chè.

Tài liệu tham khảo:

1. König C., Sharenkov A., Matziolis G., et al. (2009). Joint line elevation in revision TKA leads to increased patellofemoral contact forces. J Orthop Res
2. Bellemans J., Colyn w., VandenneuckerH., et al, (2012). The Chitranjan Ranawat Award: Is Neutral Mechanical Alignment Normal for All Patients?: The Concept of Constitutional Varus. Clin Orthop Relat Res, 470( I ), 45-53.
3. Kwang Kwon s., Prakash Jain N., Yeal Kang J., et al. (2015). Influence of Posterior Condylar Offset on Maximal Flexion and Outcome Scales Following TKA in Asian Patients. Reconstr Rev, 4(4). 15-21.
4. Kim J.-H. (2013). Effect of posterior femoral condylar offset and posteriortibial slope on maximal flexion angle of the knee in posterior cruciate ligament sacrificing total knee arthroplasty. Knee Slirg Relat Res, 25(2), 54-59.
5. Soda Y., Oishi J., Nakasa T., et al. (2007). New parameter of flexion after posterior stabilized total knee arthroplasty: posterior condylar offset ratio on X-ray photographs. Atvh Ofthop Trauma Surg, 127(3), 167 -170.
6. Bellemans .1., Banks s., Victor J., et al. (2002). Fluoroscopic analysis of the kinematics of deep flexion in total knee arthroplasty. Influence of posterior condylar offset. J Bone Joint Surg Br, 84(1), 50-53.
7. Goldstein W.M., Raab D.J., Gleason T.F., et al. (2006). Why posterior cmciate- rctaining and substituting total knee replacements have similar ranges of motion. The importance of posterior condylar offset and cleanout of posterior condylar space. J Bone Joint SurgAm, 88 Suppl 4, ! 82-188.
8. Hanratty B.M., Thompson N.W., Wilson R.K., et al. (2007). The influence of posterior condylar offset on knee flexion after total knee replacement using a cruciate- sacrificing mobile-bearing implant. J Bone Joint Slirg Br, 89-B(7), 915-918.
9. Bauer T., Biau D., Colmar M., ct al, (2010). Influence of posterior condylar offset on knee flexion after cruciate-sacrificing mobile-bearing total knee replacement: a prospective analysis of 410 consecutive cases. The Knee, 17(6), 375-380.
10. Arabori M., Matsui N., Kuroda R., et al. (2008). Posterior condylar offset and flexion in posterior cruciate-retaining and posterior stabilized TKA. J Orthop Sei OffJJpn Orthop Assoc, 13(1), 46 50.
11. Grclsamer R., Bazos A., and Proctor C. (1993). Radiographic analysis of patellar lilt. J Bone Joint Surg Br, 75-B(5), 822-824.
12. Inoue M., Sliino K., Hirose 11., ct al. (1988). Subluxation of the patella. Computed tomography analysis of patellofemora! congruence. J Bone Joint Sing Am, 70(9), 1331-1337.
13. Laurin C.A., Levesque H.P., Dussault R., et al. (1978). The abnormal lateral patellofemoral angle: a diagnostic roentgenographic sign of recurrent patellar subluxation. J Bone Joint Surg Ain, 60(1), 55-60.
14. Wiberg G (1941). Roentgenographic and anatomic studies on the femoropatellar joint: with special reference to chondromalacia patellae. Acta Orthop Scanci, 12, 319-410.
15. Aglietti P., lnsall J.N., and Cerulli G. (1983). Patellar pain and incongruence. I: Measurements of incongruence. Clin Orthop, (176), 217-224.
16. Koskinen SK (1991). Restoration of patellofemoral congruity by combined lateral release and tibial tuberosity transposition as assessed by MRI analysis. Mt Orthop, (15), 363 366.
17. Canale ST., Beaty J.H., and Campbell W.C. (2012), Campbell’s operative orthopaedics, Mosby, St. Louis, Mo. ; London,
18. Zaffagnini S., Colie F., Lopomo N., et al. (2013). The influence of medial patellofemoral ligament on patellofemoral joint kinematics and patellar stability. Knee Surg Sports Traumatol Arthrosc, 21 (9), 2164-2171.
19. Thay Q, Lee, PhD; Bruce Y. Yang, BS; Matthew D. Sandusky, BS; Patrick J. McMahon, MD (2001). The effects of tibial rotation on the patellofemoral joint: Assessment of the changes in in situ strain in the peripatellar retinaculum and the patellofemoral contact pressures and areas. J Rehabil Res Dev, 38(5), 463^-69.
20. Sven Ostermeier (2007), Dynamic measurement of patellofemoral kinematics and contact pressure after lateral retinacular release: an in vitro study, Knee Surgery, Sports Traumatology, Arthroscopy.
21. Brattstrom H. (1970). Patella Alta in Non-Dislocating Knee Joints. Acta Orthop Scand, 41(5), 578-588.
22. Nandi (Kar) M., Deb S., Pal J.N., et al. (2013). The “quadriceps angle”: correlation between clinical and radiographic measurements from a study in North Bengal. J Anat Soc India, 62( I), 68-72.
23. Alberto Gobbi (2014), The patellofemoral joint: state of the art in evaluation and management, Springer Berlin Heidelberg, New York, NY.