Giải phẫu và cơ sinh học khớp gối

Khớp gối là một khớp phức hợp bao gồm 2 khớp: Giữa xương đùi và xương chày (thuộc loại khớp lồi cầu) và giữa xương đùi và xương bánh chè (thuộc loại khớp phẳng). Khớp gối là khớp quan trọng của cơ thể con người, nó cho phép chúng ta di chuyển và thực hiện các hoạt động hàng ngày. Giải phẫu và cơ sinh học khớp gối bao gồm các thành phần và chức năng của khớp gối. Khớp gối là một khớp gồm rất nhiều cấu trúc khác nhau, bao gồm xương, cơ, dây chằng, mô mềm và các mô liên kết. Các cơ và dây chằng này hoạt động để giữ cho khớp gối ổn định và cho phép chúng ta thực hiện các hoạt động khác nhau.

Nhóm tác giả: PGS.TS Đinh Ngọc Sơn, BSCKII. Vũ Trường Thịnh

Ngày phát hành: 30/03/2022

1. Giải phẫu

1.1 Cấu trúc xương

Đầu dưới xương đùi: có lồi cầu trong to hơn và thấp hơn lồi cầu ngoài. Mặt trước hai lồi cầu hơi phẳng, mặt sau tròn như một phần hình cầu. So với thân xương đùi, hai lồi cầu ở phía sau nhiều hơn. Giữa hai lồi cầu là rãnh.

+ Các thành phần bám vào lồi cầu trong: cơ khép lớn, đầu trong cơ bụng chân, dây chằng bên chảy và hệ thống dây chằng giữ khớp gối.

+ Các thành phần bám vào lồi cầu ngoài: dải chậu-chày, cơ chày trước, cơ duỗi các ngón chân dài, đầu ngoài cơ bụng chân, cơ gan chân, cơ khoeo, dây chằng bên mác và hệ thống dây chằng giữ khớp gối.

Mâm chày: không nằm trong mặt phẳng ngang mà phía sau thấp hơn phía trước, làm một góc 20° với mặt phẳng này. Mặt khớp mâm chày trong phẳng và thấp hơn mâm chày ngoài; mặt khớp mâm chày ngoài hơi trũng.

Xương bánh chè: có dạng tam giác. Mặt khớp có hai diện trong và ngoài, phân cách bởi một gờ. Diện trong nhỏ hơn ngoài. Khi gối duỗi, diện ngoài bánh chè tiếp xúc hoàn toàn với mặt khớp lồi cầu ngoài đùi. Chỉ lúc gối gấp hoàn toàn, diện trong bánh chè mới tiếp xúc sát và tạo lực ép lớn nhất lên mặt khớp lồi cầu trong đùi.

1.2. Hệ thống dây chằng giữ khớp

Có 5 hệ thống dây chằng:

• Các dây chằng bên:

+ Dây chằng bên chày đi từ mỏm trên lồi cầu trong xương đùi xuống dưới và ra trước bám vào đầu trên xương chày.

+ Dây chằng bên mác đi từ mỏm trên lồi cầu ngoài xương đùi xuống dưới và ra sau bám vào chòm xương mác.

• Các dây chằng trước:

+ Dây chằng bánh chè.

+ Mạc giữ bánh chè trong.

+ Mạc giữ bánh chè ngoài.

• Các dây chằng sau:

+ Dây chằng khoeo chéo là một chẽ quặt ngược của gân cơ bán mạc, đi từ trong ra ngoài và lên trên, bám vào vỏ lồi cầu ngoài xương đùi.

+ Dây chằng khoeo cung đi từ chỏm xương mác tỏa thành 2 bó bám vào xương chày và xương đùi, tạo thành một vành cung có cơ khoeo đi qua.

• Các dây chằng bắt chéo ở hố gian lồi cầu:

+ Dây chằng chéo trước đi từ lồi cầu ngoài tới diện gian lồi cầu trước.

+ Dây chằng chéo sau đi từ lồi cầu trong tới diện gian lồi cầu sau.

Hai dây chằng bắt chéo thành hình chữ X, rất chắc giữ cho khớp gối không bị trật theo chiều trước sau.

• Các dây chằng sụn chêm:

+ Dây chằng ngang gối nối 2 sừng trước của sụn chêm với nhau.

+ Dây chằng chêm đùi trước là một số sợi của dây chằng bắt chéo trước, đi từ lồi cầu ngoài xương đùi tới bám vào sừng trước của sụn chêm trong.

+ Dây chằng chêm đùi sau là một số sợi của dây chằng bắt chéo sau đi từ lồi cầu trong xương đùi tới bám vào sụn chêm ngoài.

1.3. Thần kinh, mạch máu

Khi làm KGTP chú ý toàn bộ thần kinh, mạch máu lớn của gối đều nằm phía sau. Gần nhất với phẫu trường là động mạch, xa hơn là tĩnh mạch và xa nhất là thần kinh. Ngoài ra, trên và dưới là bó mạch gối. Phía ngoài có thần kinh mác chung rất dễ bị tổn thương, đặc biệt ở các trường hợp gối biến dạng vẹo ngoài nhiều.

2. Cơ sinh học khớp gối

2.1. Trục giải phẫu và trục cơ học

• Tâm khớp gối: là giao điểm giữa đường thẳng tiếp tuyến hai gai chày với đường nối bờ dưới hai lồi cầu đùi.
• Trục giải phẫu: Trong mặt phẳng trán, trục thân xương đùi hợp với trục thân xương chày 5-8° mở ngoài.
• Trục cơ học là đường nối từ tâm chỏm đến tâm gối và tâm cổ chân. Bình thường trục cơ học là một đường thẳng, hợp với trục đứng một góc 3°.
• Trong tư thế thẳng đứng

+ Trục cơ học tạo với trục thẳng đứng một góc 3°.

+ Trục giải phẫu đùi tạo với trục cơ học một góc 6°.

Đây là những chỉ số cơ bản của trục giải phẫu, trục cơ học của chi dưới. Khi làm KGTP phải chú ý đến các chỉ số này, càng gần sinh lý càng tốt.

2.2. Trục ngang gối trong quá trình gập-duỗi

Trục ngang gối là một đường ngang song song với mặt đất, qua đó mâm chày trượt trên lồi cầu đùi. Theo Gunston trong quá trình gấp duỗi gối trục này không duy nhất, mà tại mỗi vị trí cẳng chân so với đùi có một trục ngang gối khác nhau. Khi gấp gối từ 0° đến 120° các trục này tạo thành hình chữ J. Như vậy là mâm chày vừa trượt, vừa lăn trên lồi cầu đùi trong quá trình gấp duỗi gối.

2.3. Các trục giải phẫu của lồi cầu xương đùi

Các mốc xương ở đầu dưới xương đùi tạo nên 3 trục giải phẫu của lồi cầu xương đùi là: trục nối bờ trước sau lồi cầu đùi (AnteroPosterior axis APA), trục liên mỏm trên lồi cầu đùi (Transepicondylar axis – TEA) và trục nối bờ sau hai lồi cầu đùi (PosteriorConđylar axis – PCA)

• Trục nối bờ trước sau lồi cầu đùi (đường Whiteside)

Trục nối bò’ trước sau lồi cầu đùi là đường nối điểm thấp nhất của hõm ròng rọc ở phía trước với điểm cao nhất của mái lồi cẩu ở phía sau. Nó phụ thuộc vào giải phẫu bình thường của hõm ròng rọc và mái lồi cẩu ở đầu xa xương đùi.

Arima và cộng sự thấy rằng, khi đặt trục ngang khớp gối vuông góc với trục APA, các biến chứng của khớp đùi chè giảm có ý nghĩa so với khi đặt các trục này song song với trục PCA. Không giống như PCA, trục APA vẫn có thể được sử dụng trong trường hợp phần xương phía sau lồi cầu bị mòn hoặc thiểu sàn, Poil Vache và cộng sự nhận thấy rằng sự thiểu sản nặng của rãnh ròng rọc gây ra xoay ngoài quá mức của đầu dưới xương đùi. Nagamine và cộng sự cùng lưu ý rằng, đường vuông góc với trục APA ở khớp gối bình thường xoay ngoài khoảng 3,5° so với trục PCA trên chụp cắt lớp vi tính ở 84 khớp gối, và xoay ngoài hơn ở những trường hợp thoái hỏa nặng ngăn khớp đùi – chày trong. Việc sử dụng đơn độc trục APA ở những bệnh nhân thoái hóa nặng ngăn khớp đùi – chày trong làm xoay ngoài quá mức phần đùi và do đó, sẽ làm mất vững gối khi gấp. Trong một nghiên cứu khác, Yau và cộng sự [9] nhận thấy sự sai lệch trong sự xoay của trục ngang khớp gối là 3,2° (1,5° xoay ngoài và 1,7° xoay trong). Benjamin nhận thấy rằng trục APA chi lệch chuẩn khoảng 1° trong 26% các trường hợp thay khớp gối.

• Trục liên mỏm trên lồi cầu đùi.

Trục liên mỏm trên lồi cầu đùi là đường nối điểm lồi nhất của mỏm trên lồi cầu ngoài với điểm lồi nhất mỏm trên lồi cầu trong (trục TEA lâm sàng, clinical TransEpicondylar axis cTEA), hoặc với rành khuyết của mỏm trên lồi cầu trong (trục TEA phẫu thuật, surgical TransEpicondylar axis sTEA). Trong đó, trục sTEA phản ánh chính xác nhất trục ngang của gối, tương ứng với nguyên ủy của các dây chằng bên, do đó khi trục ngang của khớp gối song song với sTEA sẽ đảm bảo cơ sinh học khớp đùi – chày và đùi-bánh chè nhất. Nghiên cứu của Olcott và Scott [10] chi ra rằng đặt trục ngang khớp gối song song với sTEA giúp đạt được khoảng gấp duỗi tốt nhất (90% sử dụng sTEA, 83% sử dụng APÀ, và 70% sử dụng PCA). Chính vì thế sTEA là đường tham chiếu chuẩn trong trường hợp thay lại khớp gối toàn phần và trong phẫu thuật TKGTP lần đầu, đặc biệt khi phần sau lồi cầu bị mòn; thiểu sản hoặc khớp gối thoái hóa biến dạng nặng. Tuy nhiên, việc xác định chính xác trục này trong phẫu thuật là khá khó khăn, gây nhiều trở ngại cho các phẫu thuật viên, do bị các dây chằng và khối cơ che phủ xung quanh. Theo Nobuyuki Yoshino và Tiezheng Sun, chỉ xác định được trục sTEA trên 80% phim chụp CHT, 20% còn lại là không xác định được, bệnh nhân càng tổn thương xương nặng thì càng khó xác định trục này [11],[12]. Vì vậy, việc xác định trục sTEA gián tiếp qua một trục giải phẫu khác và trục này lại dễ xác định và đánh dấu trong quá trình phẫu thuật là hết sức cần thiết.

• Trục nối bờ sau hai lồi cầu xương đùi.

Trục sau lồi cầu xương đùi là một đường kẻ tiếp tuyến với bờ sau của hai lồi cầu đùi. Góc tạo bởi trục PCA với trục cTEA là góc lồi cầu xoắn (condylar twist angle), còn góc tạo bởi trục PCA với trục sTEA gọi là góc lồi cầu sau (posterior condylar angle). Khi giải phẫu phần sau lồi cầu đùi bình thường, PCA sẽ xoay trong 3° – 4° so với mặt cắt xương đùi theo đường vuông góc với APA, điều này giúp định hướng cho mặt cát xương chày. Đường cát xương chày vuông góc với trục cơ học sẽ loại bỏ sự vẹo trong 3° của mặt khớp xương chày. Do đó, việc xoay ngoài 3° của lồi cầu đùi sẽ giúp cho khoáng gấp được đối xứng, tức là tạo thành hình chữ nhật. Ớ các khớp gối không có sự lệch trục cơ học, vẹo trong ít và không bị thiểu sản lồi cầu đùi, các dụng cụ định vị được thiết kế để bảo đảm lát cắt bờ trước và bờ sau lồi cầu đùi xoay ngoài 3° – 6°. Những dụng cụ này thường đơn giản và khá chính xác (hình 1.5).

Tuy nhiên, việc sử dụng trục PCA cũng có nhiều bất lợi do sự khác nhau về đặc điểm giải phẫu của mồi bệnh nhân, khó điều chỉnh chính xác trong trường hợp bệnh nhân bị biến dạng khớp gối nặng hoặc thay lại khớp gối. ớ biến dạng gối vẹo ngoài, bờ sau của lồi cầu ngoài thường bị mòn hoặc thiểu sản, còn ở biển dạng gối vẹo trong, ở sau của lồi cầu trong thường bị mòn nhiều hơn. Do đó, sử dụng trực PCA ở những trường hợp này sẽ dẫn đến những sai lệch lớn của trục ngang khớp gối.

Tóm lại, những sai lệch khi sử dụng kỹ thuật cắt xương độc lập dựa vào các trục giải phẫu có thế xảy ra khi có sự thay đổi về giải phẫu của các mốc xương này. Vì vậy, việc sử dụng tất cả các trục giải phẫu xương đùi, so sánh và đối chiếu các trục này với nhau để quyết định góc xoay ngoài của phần đùi là rất quan trọng và cần thiết.

Để đặt lịch khám tại viện, Quý khách vui lòng bấm số HOTLINE hoặc đặt lịch trực tiếp TẠI ĐÂY. Tải và đặt lịch khám tự động trên ứng dụng MyVinmec để quản lý, theo dõi lịch và đặt hẹn mọi lúc mọi nơi ngay trên ứng dụng.