��Biomechanika wi�zade� krzy�owych Biomechanics of cruciate ligaments Artur Pasierbi�ski, Aneta Jarz�bek Carolina Medical Center, Warszawa Streszczenie Summary Wi�zad�a krzy�owe s� g��wnymi biernymi stabiliza- Cruciate ligaments are main stabilizers of the knee torami stawu kolanowego w p�aszczy�nie strza�ko- joint in the sagittal plane; they also contribute in wej i wraz z ukszta�towaniem powierzchni stawo- stabilisation in coronal and transverse planes. Toge- wych oraz prac� mi��ni zapewniaj� mu funkcjonal- ther with the shape of articular surface, muscles and n� stabilno�� i prawid�ow� kinematyk�. Podczas ru- contact forces ensure proper arthrokinematics. chu biernego wspomagaj� zamian� toczenia na ruch During passive motion of the knee cruciates help to �lizgowy, a przy ruchu czynnym hamuj� �lizg change rolling into sliding movements and during w stawie wywo�any dzia�aniem mi��ni, redukuj�c active motion resist translations and reduce shear si�y �cinaj�ce. forces. Cruciates control rotational movements in Wi�zad�a krzy�owe kontroluj� rotacj� goleni i wraz the flexed knee and together with collateral liga- z wi�zad�ami pobocznymi zapewniaj� stabilno�� ments ensure rotational stability of the extended kolana w wypro�cie. Podczas ruchu prostowania knee. w otwartym �a�cuchu kinetycznym odkszta�cenie The amount of forces loading the ligaments de- ACL zwi�ksza si� wraz ze zmniejszaniem k�ta pends of actual knee position, knee moment and ti- zgi�cia (od oko�o 40�) i jest tym wi�ksze im wi�kszy bio-femoral joint compression forces. jest dzia�aj�cy moment zewn�trzny. Przy zginaniu During open kinetic chain extension ACL strain in- w otwartym �a�cuchu kinetycznym obci��enie PCL creases while flexion angle decreases (from 40� of zwi�ksza si� gwa�townie powy�ej 30� i osi�ga maxi- flexion). The bigger knee extension moment, the mum w oko�o 90� zgi�cia. higher is ACL strain. During open kinetic chain fle- Podczas ruchu w zamkni�tym �a�cuchu kinetycz- xion PCL strain increases rapidly above 30� and re- nym, si�y kompresji w stawie piszczelowo-udowym, aches the maximum above 90� of flexion. In closed oraz automatyczne napi�cie mi��ni stabilizuj�cych kinetic chain motion (like sqatting), tibio-femoral staw kolanowy redukuj� si�y �cinaj�ce i zmniejszaj� joint compression forces and contraction of muscles obci��enie wi�zade�. stabilising the joint, reduce shear forces and decrea- W trakcie rehabilitacji po uszkodzeniu lub rekon- se ligament strain. strukcji wi�zade�, mo�emy zmniejszy� przenoszone During rehabilitation exercises after ligaments inju- przez nie obci��enia dobieraj�c odpowiedni zakres ry or repair, it is possible to reduce forces loading ruchu, pr�dko�� i pozycj� przy �wiczeniach oraz the ligaments by choosing proper range of motion, stosuj�c r�wnoczesne napi�cie mi��ni antagonis- position of the joint, speed of motion and by perfor- tycznych (kokontrakcj�). Wielko�� obci��e� przeno- ming voluntary co contraction of antagonistic mus- szonych przez wi�zad�a zale�y od aktualnej pozycji cles. stawu, momentu dzia�aj�cego na staw kolanowy i si� [Acta Clinica 2001 1:284-293] kompresji w stawie piszczelowo-udowym. [Acta Clinica 2001 1:284-293] S�owa kluczowe: wi�zad�a krzy�owe, biomechani- Key words: cruciate ligaments, biomechanics, strain, ka, obci��enia, �wiczenia. exercises. Funkcje i w�a�ciwo�ci biomechaniczne w p�aszczy�nie strza�kowej, czo�owej, jak wi�zade� i poprzecznej (7, 12, 24, 28). Wraz z u- kszta�towaniem powierzchni stawowych, G��wn� funkcj� wi�zade� krzy�owych dzia�aniem innych wi�zade� i prac� mi��ni, jest bierna stabilizacja stawu zar�wno bior� one udzia� w zapewnieniu prawid�o- 284 " Grudzie� 2001 Biomechanika wi�zade� krzy�owych wej kinematyki stawu (16, 22, 24, 28). Kon- nalnych (w warunkach zbli�onych do na- troluj�c �lizg i rotacje przy ruchach bier- turalnych), kiedy przy badaniu ruch w sta- nych i czynnych, a tak�e hamuj�c transla- wie nie jest ograniczany do jednego wybra- cje przy dzia�aniu si� zewn�trznych, wi�- nego kierunku, lub w p�aszczyznach anato- zad�a zapewniaj� p�ynno�� ruchu i chroni� micznych kiedy si�a przyk�adana podczas chrz�stk� stawow�. Wielko�� obci��e� pomiaru powoduje ruch w stawie tylko przenoszonych przez wi�zad�a zale�y od w wybranym kierunku (24, 25). Badania aktualnej pozycji stawu kolanowego i dzia- pr�bek kompleksu ko��-wi�zad�o-ko��, �aj�cego momentu zewn�trznego. wi�zad�a krzy�owego przedniego (ACL), Wi�zad�a, dzi�ki znajduj�cym si� pobranych ze zw�ok, wykazuj� ich wi�ksz� w nich proprioceptorom pe�ni� tak�e wytrzyma�o�� (o 35%), sztywno�� (o 11% wa�n� rol� neurosensoryczn�, bior�c udzia� do 45%) i maksymalne wyd�u�enie w regulacji napi�cia mi��ni agonistycznych w p�aszczyznach funkcjonalnych, ni� pod- i antagonistycznych podczas ruchu stawu czas pomiar�w dokonywanych w p�asz- (16, 28). Funkcje kontroli kinematyki i sta- czyznach anatomicznych (25). Napr��enie bilizacji stawu determinowane s� general- jest wielko�ci� trudn� do oszacowania, ze nie przez w�a�ciwo�ci biomechaniczne wi�- wzgl�du na niejednorodny kszta�t i prze- zade�, czyli w�a�ciwo�ci strukturalne, cha- kr�j poprzeczny wi�zade� (1, 5, 7, 8, 24, 26, rakteryzuj�ce kompleks ko��-wi�zad�o-ko�� 28); do pomiar�w wykorzystywane s� spe- i w�a�ciwo�ci mechaniczne, charakteryzuj�- cjalne kalibratory, lub r��nego rodzaju sys- ce samo tworzywo wi�zade� (24, 25, 28). temy optyczne i laserowe mikrometry (me- Wielko�ciami charakteryzuj�cymi w�a�ci- tody niekontaktowe). wo�ci strukturalne s�: obci��enie maksy- Odkszta�cenie wi�zade� pod wp�ywem malne (ultimate load) (N), sztywno�� (stiff- obci��enia mo�e by� mierzone przy u�yciu nes) (N/mm) i wyd�u�enie maksymalne (e- system�w video, po oznaczeniu odpowied- longation at failure) (mm). Wielko�ciami nimi markerami badanego odcinka oraz charakteryzuj�cymi w�a�ciwo�ci mecha- dzi�ki specjalnym czujnikom mocowanym niczne s�: wytrzyma�o�� na rozci�ganie w wybran� cz��� wi�zad�a, podczas artro- (tensile strength) (Mpa), napr��enie, czyli skopii. Dzi�ki temu mo�na zbada� od- stosunek dzia�aj�cej si�y do przekroju po- kszta�cenie wi�zad�a podczas ruchu stawu przecznego (stress) (Mpa) i odkszta�cenie kolanowego w r��nych warunkach i prawie czyli stopie� deformacji tworzywa wi�zad�a w ca�ym zakresie ruchu (2, 3, 4, 6, 24, 28). po zadzia�aniu obci��enia (strain) (%). Pod wp�ywem intensywnej aktywno�ci W�a�ciwo�ci strukturalne wi�zade� mo- (np. �wicze�) wi�zad�a stopniowo wyd�u- g� by� badane w p�aszczyznach funkcjo- �aj� si� co mo�e spowodowa� zwi�kszenie Tab. 1. W�a�ciwo�ci biomechaniczne wi�zade� ACL PCL OBCI��ENIE MAKSYMALNE 2160 � 157 N 1742 � 390 N (mierzone w p�aszczyznach funkcjonalnych) SZTYWNO�� 242 � 28 N/mm 380 � 80 N/mm WYD�U�ENIE MAKSYMALNE 11,5 mm 10 mm ODKSZTA�CENIE MAKSYMALNE (10  12%) (8  10%) Tom 1, Numer 4 " 285 Acta Clinica wiotko�ci stawu. Jednak�e po pewnym cza- sie wracaj� one do swojej pierwotnej d�ugo- �ci, a kolano odzyskuje poprzedni�  sztyw- no�� . Jest to zale�ne od lepkoelastycznych w�a�ciwo�ci wi�zade�, czyli: zwi�kszania d�ugo�ci wi�zad�a w skutek dzia�ania sta�e- go obci��enia przez okre�lony czas (creep), zmniejszania si� obci��enia wi�zad�a wskutek utrzymywania sta�ego rozci�gni�- cia przez okre�lony czas (stress relaxation) Ryc. 1. Zamiana toczenia na ruch �lizgowy. Wg Ka- oraz od stopnia rozproszenia energii przy pandji I. A.: The physiology of the joints. Churchill cyklicznym obci��aniu i odci��aniu wi�- Livingstone, Edinburgh London Melbourne and zad�a (24, 25). New York 1987:2:114  129 W�a�ciwo�ci biomechaniczne wi�zade� zmieniaj� si� z wiekiem. Wi�zad�o dwu- styku powierzchni stawowych uda i pi- dziestolatka wytrzymuje dwa razy wi�ksze szczeli (13) (ryc. 2). obci��enie, ni� wi�zad�o czterdziestolatka. Wst�pne napi�cie ACL przy ruchu Badane pr�bki kompleksu ko��-wi�zad- zgi�cia inicjuje napi�cie PCL i odwrotnie; �o-ko�� pobrane od m�odszych dawc�w si�y te r�wnowa�� si� dop�ki nie zadzia�a (22  35 lat) mia�y wi�ksz� sztywno�� linio- zgi�ciowy czy wyprostny moment ze- w� i znosi�y do trzech razy wi�ksze obci�- wn�trzny (obci��enie), lub wewn�trzny �enia ni� pr�bki pobrane od os�b starszych (praca mi��ni). Wi�zad�a krzy�owe zawsze (60  97 lat), za� przerwanie nast�powa�o pozostaj� cz��ciowo napi�te w wyniku nie- najcz��ciej w miejscu przyczepu (24, 25); w tych drugich do uszkodzenia dochodzi�o na przebiegu wi�zad�a. R�wnie� unieru- chomienie wp�ywa negatywnie na wytrzy- ma�o�� i w�a�ciwo�ci lepkoelastyczne wi�- zade� (11, 24). Badania przeprowadzane na psach wykaza�y, �e po dwunastotygodnio- wym unieruchomieniu wytrzyma�o�� ACL na rozci�ganie maleje do 66% (11) przy czym po okresie remobilizacji nie powraca do poprzedniej warto�ci. Zachowanie si� wi�zade� podczas ruchu biernego Podczas biernego ruchu stawu kolano- wego wi�zad�a krzy�owe wspomagaj� za- mian� ruchu toczenia na ruch �lizgowy Ryc. 2. Komputerowy model kolana. Linie A-B i C-D oznaczaj� najbardziej obci��one w��kna (ryc. 1). O� obrotu stawu, znajduj�ca si� ACL i PCL, X2 miejsce styku powierzchni stawo- w miejscu przeci�cia najbardziej obci��o- wych uda i piszczeli na kt�re rzutuje o� obrotu sta- nych w��kien wi�zade� przesuwa si� do ty- wu I. Wg O Connor J.J.: Can muscle co-contraction �u podczas zginania i ku przodowi w czasie protect knee ligaments after injury or repair? J Bone prostowania, zawsze rzutuj�c na miejsce Joint Surg; 1993:75-B (1): 41  47 286 " Grudzie� 2001 Biomechanika wi�zade� krzy�owych jednorodnego kszta�tu i nier�wnej d�ugo�ci i wraz z wi�zad�ami pobocznymi zapewniaj� ich w��kien (6, 12, 13). W zgi�ciu oko�o stabilno�� rotacyjn� w wypro�cie kolana. 40�, si�y przenoszone przez wi�zad�a (przy Podczas ruchu biernego rotacja ze- rozlu�nionych mi��niach) s� najmniejsze (6, wn�trzna goleni znosi napi�cie ACL 12) i r�wnowa�� si�, poniewa� najbardziej i w niewielkim stopniu obci��a PCL (6, 12, obci��one w��kna ACL i PCL u�o�one s� 14); rotacja wewn�trzna obci��a ACL pod takim samym k�tem do plateau pi- w ca�ym zakresie ruchu. Obci��enie PCL szczeli. Wraz ze wzrostem zgi�cia bardziej podczas rotacji zmniejsza si� wraz ze obci��ane s� przednio-boczne w��kna PCL wzrostem zgi�cia z powodu bardziej piono- (6, 7), za� przy prostowaniu tylne w��kna wej orientacji w��kien (6, 12) (ryc. 3). ACL (12, 13, 9). W granicach 60� zgi�cia napi�cie wi�zade� wzrasta nieznacznie, Wi�zad�a podczas ruchu czynnego a kiedy zgi�cie przekracza 90� PCL jest pro- porcjonalnie bardziej rozci�gane ni� ACL, W zwi�zku z fizjologiczn� ko�lawo�ci� w kt�rym napi�te s� g��wnie w��kna przed- kolana, ukszta�towaniem powierzchni sta- nie (9, 12). Bierny wyprost powoduje naj- wowych i umiejscowieniem osi rotacji w o- wi�ksze obci��enie ACL w ostatnich 10� ru- kolicach k�ykcia przy�rodkowego ko�ci chu (6), w wypro�cie napi�te s� tylne w��k- piszczelowej, praca mi��nia czworog�owego na ACL i PCL (1, 7, 8, 9, 12). Przeprost podczas aktywnego wyprostu powoduje ro- kontrolowany g��wnie przez ACL (jak r�w- tacj� wewn�trzn� goleni. W trakcie ko�co- nie� tyln� cz��� torebki stawowej i wi�zad�a wej fazy wyprostu ACL kontroluje (hamu- tylno bocznego przedzia�u kolana) (6, 18) je) t� rotacj� i u�atwia  zaryglowanie sta- powoduje znaczne obci��enie przednich wu wytrzymuj�c wtedy najwi�ksze obci��e- w��kien wi�zad�a, kt�re opieraj� si� o strop nia (12, 16) (ryc. 4). Przy czynnym ruchu do�u mi�dzyk�ykciowego (10) (cz�sto w ta- zginania, praca tylnej grupy mi��ni uda po- kim mechanizmie dochodzi do uszkodze- woduje �lizg ko�ci piszczelowej w ty� po nia). k�ykciach ko�ci udowej; przy prostowaniu Wi�zad�a krzy�owe kontroluj� rotacj� mi�sie� czworog�owy wywo�uje �lizg goleni podczas ruchu zgi�cia i wyprostu, w kierunku przednim (zgodnie z regu�� Ryc. 3. U�o�enie wi�zade� krzy�owych podczas rotacji goleni. Wg Kapandji I.A.: The physiology of the jo- ints. Churchill Livingstone, Edinburgh London Melbourne and New York 1987:2:114  129 Tom 1, Numer 4 " 287 Acta Clinica piszczelowo-udowym). Przy du�ych k�tach zgi�cia, (powy�ej 110�) napi�cie mi��nia czworog�owego nie jest w stanie zmniej- szy� si�y obci��aj�cej PCL wytwarzanej przez tyln� grup� mi��ni uda. Wed�ug Bey- nonna (3, 2) izometryczna kokontrakcja tylnej grupy mi��ni uda i mi��nia czworo- g�owego (bez obci��enia zewn�trznego), powoduje stopniowe zmniejszanie obci��e- Ryc. 4. Hamowanie rotacji wewn�trznej piszczeli nia ACL od 20� do 50� i znosi je powy�ej przez ACL, w ko�cowej fazie wyprostu. Wg Ka- 50� zgi�cia zar�wno w otwartych, jak pandji I. A.: The physiology of the joints. Churchill i zamkni�tych �a�cuchach kinetycznych Livingstone, Edinburgh London Melbourne and (ryc. 5). New York 1987:2:114  129 wkl�s�o-wypuk�� ruchu artrokinematyczne- go). Powoduje to powstanie si� �cinaj�cych, tylnej i przedniej kontrolowanych i hamo- wanych g��wnie przez wi�zad�a krzy�owe. Wielko�� tych si� zale�y od warto�ci i kie- runku dzia�ania momentu zewn�trznego, aktualnej pozycji stawu i kokontrakcji mi��ni antagonistycznych, jak r�wnie� si� kompresji w stawie udowo piszczelowym (przy dzia�aniu ci��aru cia�a i bez) (2, 4, 7, Ryc. 5. Odkszta�cenie ACL podczas izometrycznej kokontrakcji mi��nia czworog�owego i tylnej grupy 13, 14, 17, 19, 22, 23, 26, 27). mi��ni uda, w r��nych k�tach zgi�cia stawu kolano- Jednoczesne napi�cie tylnej grupy wego. Wg Beynnon D.B., Fleming B.C., Johnson mi��ni uda i prostownik�w (kokontrakcja) R.J., Nichols C.E., Renstr�m P.A., Pope M.H.: An- nie powoduje ruchu stawu kolanowego, terior Cruciate Ligament strain behavior during re- je�li momenty zgi�ciowy i wyprostny r�w- habilitation exercises in vivo. Am J Sports Med; nowa�� si� (2, 3, 13). Nie oznacza to jed- 1995, 23 (1):24  34 nak, �e sk�adowe si� zginaj�cej i prostuj�cej kolano r�wnoleg�e do plateau piszczeli s� Izometryczne napi�cie mi��nia czworo- takie same; r��nice t� niweluje napr��enie g�owego w otwartym �a�cuchu kinetycz- (obci��enie) ACL, lub PCL w zale�no�ci nym powoduje stopniowe zwi�kszanie ob- od k�ta zgi�cia stawu. Na podstawie oceny ci��enia ACL, od oko�o 40� zgi�cia do wy- komputerowego modelu kolana, wed�ug prostu, powy�ej 50� 60� zgi�cia ACL nie O Connora (13), kokontrakcja zginaczy jest obci��ane (ryc. 6). Zwi�kszenie obci�- i prostownik�w poni�ej 22� zgi�cia obci��a �enia zewn�trznego powoduje zwi�kszenie ACL, za� powy�ej 22� stopniowo zwi�ksza i wcze�niejsze obci��enie wi�zad�a. Izo- obci��enie PCL. W k�cie zgi�cia bliskim metryczne napi�cie tylnej grupy mi��ni uda pozycji wyprostu, napi�cie mi��ni �ydki znosi obci��enie ACL powy�ej 20� i zwi�k- i mi��nia czworog�owego wywo�uje przed- sza obci��enie PCL (2, 3, 4, 7, 16). ni� si�� �cinaj�c� obci��aj�c� ACL (odci�- Podczas aktywnego prostowania kolana �aj�c� PCL) (6, 13), kt�rej nie jest w stanie w otwartym �a�cuchu kinetycznym od- zmniejszy� napi�cie tylnej grupy mi��ni kszta�cenie ACL zwi�ksza si� wraz ze uda (zwi�ksza ono jedynie nacisk w stawie zmniejszaniem k�ta zgi�cia (od oko�o 50�) 288 " Grudzie� 2001 Biomechanika wi�zade� krzy�owych bada� przednio-tylnego przesuni�cia ko�ci piszczelowej, wielko�ci si� �cinaj�cych i od- kszta�cenia wi�zade�  in vivo . (ryc. 8; 9) Ryc. 6. Odkszta�cenie ACL podczas izometrycznego napi�cia mi��nia czworog�owego pod r��nym obci�- �eniem. Wg Beynnon D.B., Fleming B.C., Johnson R.J., Nichols C.E., Renstr�m P.A., Pope M. H.: An- Ryc. 8. Przednio-tylne przesuni�cie piszczeli w za- terior Cruciate Ligament strain behavior during re- le�no�ci od k�ta zgi�cia stawu kolanowego i wielko- habilitation exercises in vivo. Am J Sports Med; �ci oporu zewn�trznego podczas wyprostu w otwar- 1995, 23 (1):24  34 tym �a�cuchu kinetycznym. Wg Solomonow M., Krogsgaard M.: Sensorimotor control of knee stabili- ty. A review. Scand J Med Sci Sports; 2001, 11:64-80 Ryc. 7. Odkszta�cenie ACL podczas ruchu aktywne- go wyprostu w otwartym �a�cuchu kinetycznym. Wg Beynnon D.B., Fleming B.C., Johnson R.J., Ni- chols C.E., Renstr�m P.A., Pope M.H.: Anterior Cruciate Ligament strain behavior during rehabili- tation exercises in vivo. Am J Sports Med; 1995, 23 (1):24  34 i jest tym wi�ksze, im wi�kszy jest moment zewn�trzny (ryc. 7) (2, 3, 4, 6, 11, 14, 16, Ryc. 9. Przednio-tylne przesuni�cie piszczeli podczas jednoczesnego obci��enia mi��nia czworog�owego 21, 23), zwi�kszenie momentu wyprostnego i tylnej grupy mi��ni uda (w tym przypadku przednie powoduje r�wnie� wcze�niejsze obci��enie przesuni�cie piszczeli zmniejsza si� o 33% w zgi�ciu wi�zad�a (przy wi�kszym k�cie zgi�cia), tak 15�, o 75% w zgi�ciu 30� i jest ca�kowicie zniesione jak przy napi�ciu izometrycznym mi��nia w 45� zgi�cia stawu). Wg Solomonow M., Krogsga- czworog�owego w otwartym �a�cuchu kine- ard M.: Sensorimotor control of knee stability. A re- tycznym (2, 3, 4,). Potwierdzaj� to wyniki view. Scand J Med Sci Sports; 2001, 11:64  80 Tom 1, Numer 4 " 289 Acta Clinica Praca ekscentryczna mi��ni bardziej zgi�cia do wyprostu (maks. 3,6% w okoli- obci��a wi�zad�a ni� praca koncentryczna cach wyprostu) i jest wi�ksze przy ekscen- (2, 3, 4, 14, 16); np. praca ekscentryczna trycznej pracy mi��nia czworog�owego (ryc. mi��nia czworog�owego hamuje napi�cie 10). Zwi�kszenie momentu zewn�trznego antagonist�w, oraz powoduje wi�ksz� rota- nie powoduje znacz�cego zwi�kszenia od- cj� wewn�trzn� goleni (3, 4, 16) zwi�ksza- kszta�cenia ACL, tak jak ma to miejsce j�c tym samym obci��enie ACL. przy ruchu w otwartym �a�cuchu kinetycz- Mo�emy zmniejszy� si�y przenoszone nym. Wed�ug Beynnona, w 30�-40� zgi�cia przez wi�zad�o w trakcie �wicze� przez wielko�� odkszta�cenia ACL podczas przy- kokontrakcj� tylnej grupy mi��ni uda, u- siadu jest wi�ksza ni� przy czynnym ruchu trzymanie prawid�owego toru (rotacje) wyprostu w otwartym �a�cuchu kinetycz- i zwi�kszenie pr�dko�ci k�towej ruchu (do nym (4), co nie jest zgodne z wynikami 120�-160�/sec) (13, 21, 22). wcze�niejszych bada� wielko�ci si� �cinaj�- Powy�ej 60�-70� zgi�cia, podczas ruchu cych i przednio-tylnego przesuni�cia pi- aktywnego wyprostu w otwartym �a�cuchu szczeli, przeprowadzonych mi�dzy innymi kinetycznym, dzia�a tylna si�a �cinaj�ca, przez Wilka i Stuarta (17, 23). zwi�kszaj�ca obci��enie PCL tym wi�ksza, Dowodz� one, �e podczas przysiadu im wi�kszy jest k�t zgi�cia stawu (7, 15, (i niekt�rych �wicze� w zamkni�tych �a�- 20). Przy zginaniu kolana w otwartym �a�- cuchach kinetycznych) w ca�ym zakresie cuchu kinetycznym obci��enie PCL zwi�k- ruchu dzia�a tylko tylna si�a �cinaj�ca ob- sza si� gwa�townie od oko�o 30� i osi�ga ci��aj�ca PCL, kt�ra w pocz�tkowej fazie maksimum powy�ej 90� zgi�cia (7, 15, 20). Kokontrakcja mi��nia czworog�owego mo- �e je zmniejszy� tylko w pocz�tkowej fazie ruchu. Z przeprowadzonych przez Beynnona bada� obci��enia ACL in vivo (2, 4) wyni- ka �e odkszta�cenie ACL podczas przysia- du (ruch w zamkni�tym �a�cuchu kine- tycznym) zwi�ksza si� stopniowo od 50� Ryc. 10. Odkszta�cenie ACL podczas przysiadu. Wg Beynnon D.B., Johnson R.J., Fleming B.C., Stanke- wich C.J., Renstr�m P.A., Nichols C.E.: The strain behavior of the Anterior Cruciate Ligament during squatting and active flexion-extension. Am J Sports Ryc. 11. Opis w tek�cie Med; 1997, 25 (6):823  829 290 " Grudzie� 2001 Biomechanika wi�zade� krzy�owych ruchu jest najmniejsza, za� najwi�ksza w okolicach 90� zgi�cia. R��nica ta mo�e by� spowodowana zastosowaniem, z jednej strony bezpo�redniego pomiaru odkszta�ce- nia ACL (2,4), z drugiej strony metody po- �redniej, czyli pomiaru si� �cinaj�cych i przednio tylnego przesuni�cia piszczeli wp�ywaj�cych na odkszta�cenie wi�zade� (17, 28). R�wnie� pozycja pacjent�w pod- czas badania mog�a mie� wp�yw na wyniki. Beynnon przeprowadza� pomiary w pozycji zbli�onej do prezentowanej na ryc. 11 (2, 4) i zwr�ci� uwag� na dominuj�c� prac� mi��nia czworog�owego i s�abe napi�cie tyl- nej grupy mi��ni uda (4). Autorzy s� jed- nak zgodni co do tego, �e pozycja tu�owia wzgl�dem kolana i stopy ma wp�yw na sto- pie� napi�cia mi��ni stabilizuj�cych staw, oraz wielko�� si� dzia�aj�cych na wi�zad�a. Pochylenie miednicy i tu�owia w prz�d podczas przysiadu wywo�uje spontaniczn� kokontrakcj� tylnej grupy mi��ni uda, prze- suwa po�o�enie �rodka ci��ko�ci i zmniej- sza obci��enie ACL a zwi�ksza obci��enie PCL (15, 17, 22) (ryc. 11, 12). Pochylenie miednicy i tu�owia w ty� wywo�uje odwrot- ny efekt. Ryc. 12. Opis w tek�cie Tab. 2. Odkszta�cenie ACL podczas r��nej aktywno�ci ODKSZTA�CENIE (STRAIN) Izometryczne napi�cie mi��nia czworog�owego @ 15 & 730 (30 Nm.) 4,4% Czynny wyprost z obci��eniem 45 N 3,8% Przysiady 3,6% Izometryczne napi�cie mi��ni �ydki @ 15� 3,5% Czynny wyprost bez obci��enia 2,8% Izometryczne napi�cie mi��nia czworog�owego @ 30� (30 Nm.) 2,7% Wchodzenie po schodach 2,7% Rower stacjonarny 1,7% Izometryczne napi�cie mi��nia czworog�owego 60�  90� (30 Nm.) 0,0% Izometryczne napi�cie tylnej grupy mi��ni uda @ 30�, 60�, 90� (10 Nm.) 0,0% Tom 1, Numer 4 " 291 Acta Clinica 3. Beynnon D.B., Fleming B.C., Johnson R.J., Ni- W trakcie wykonywania przysiadu i in- chols C.E., Renstr�m P.A., Pope M.H.: Anterior nych �wicze� w zamkni�tych �a�cuchach Cruciate Ligament strain behavior during rehabili- kinetycznych mo�emy zmniejszy� obci��e- tation exercises in vivo. Am J Sports Med; 1995, 23 nie ACL powy�ej 22� zgi�cia poprzez ko- (1):24  34 kontrakcj� tylnej grypy mi�sni uda, utrzy- 4. Beynnon D.B., Johnson R.J., Fleming B.C., Stan- manie prawid�owej pozycji i zmniejszenie kewich C.J., Renstr�m P.A., Nichols C.E.: The strain behavior of the Anterior Cruciate Ligament pr�dko�ci ruchu. during squatting and active flexion-extension. Am J Sports Med; 1997, 25(6):823  829 Wnioski ko�cowe 5. Bosch U., Kasperczyk W.J., Ostern H.J., Tscher- ne H.: Biology of Posterior Cruciate Ligament hea-  Wi�zad�a krzy�owe zapewniaj� bier- ling. Sport med Arth Rev; 1994, 2:88  99 n� stabilizacj� stawu kolanowego w kilku 6. D�rselen L., Claes L., Kiefer H.: The influence of muscle forces and external loads on cruciate liga- p�aszczyznach. ment strain. Am J Sport Med; 1995, 23(1):129  136  W trakcie ruchu biernego wspoma- 7. Harner C.D., Vogrin T.M., Woo S. L-Y.: Anato- gaj� zamian� toczenia na ruch �lizgowy mical and biomechanical consideration of the PCL. a podczas czynnego ruchu zgi�cia, wypro- J Sport Reh; 1999, 8(4):260  279 stu i rotacji kontroluj� (hamuj�) translacje 8. Harner C.D., Xerogeanes J.W., Livesay G.A., wywo�ane prac� mi��ni lub si�ami ze- Carlin G.J., Smith B.A., Kusayama T., Kashiwagu- chi S., Woo S. L-Y.: The human posterior cruciate wn�trznymi, redukuj�c si�y �cinaj�ce. ligament complex: an interdisciplinary study. Am  Wielko�� obci��e� przenoszonych J Sport Med; 1995, 23 (6):736 - 745 przez wi�zad�a zale�y od aktualnej pozycji 9. Hirokawa S., Yamamoto K., Kawada T.: Circum- stawu kolanowego, dzia�aj�cego momentu ferential measurement and analysis of strain distri- zewn�trznego i si� nacisku w stawie udo- bution in the human ACL using a photoelastic coa- wo-piszczelowym. ting method. J Biom; 2001, 34:1135  1143 10. Jagodzi�ski M.: Biomechanical MRI Analysis of  Zwi�kszenie momentu zewn�trznego Knee Hyperextension and the impingement of the zwi�ksza obci��enie wi�zade�, szczeg�lnie Anterior Cruciate Ligament. Second Heidelberg podczas ruchu w otwartym �a�cuchu kine- ACL  Symposium Germany; March 25, 1999 tycznym. 11. Johnson R.J.: The science of rehabilitation follo-  Wi�zad�a przenosz� najwi�ksze ob- wing ACL reconstruction. The Panther Sports Me- ci��enia w pozycjach bliskich zaryglowania dicine Symposium. The knee: A new Millennium from robotics to gene therapy; May 4  6, 2000 Pitt- stawu. sburgh, Pennsylwania  Dobieraj�c odpowiedni zakres ruchu, 12. Kapandji I.A.: The physiology of the joints. pr�dko�� i pozycj� w czasie �wicze�, oraz Churchill Livingstone, Edinburgh London Melbo- stosuj�c r�wnoczesne napi�cie mi��ni an- urne and New York 1987, 2:114  129 tagonistycznych (kokontrakcj�) mo�na 13. O Connor J. J.: Can muscle co-contraction pro- zmniejszy� obci��enia wi�zade�. tect knee ligaments after injury or repair? J Bone Jo- int Surg; 1993, 75-B (1):41  47 14. Parker M.G.: Biomechanical and histological Pi�miennictwo concepts in the rehabilitation of patients with Ante- rior Cruciate Ligament reconstructions. JOSPT; 1994:20 (1) 1. Allen A.A., Harner C.D., Fu F.H.: Anatomy and 15. Schultz E. A., Irrgang J. J.: Rehabilitation follo- biomechanics of Posterior Cruciate Ligament. Sport wing Posterior Cruciate Ligament injury or recon- med Arth Rev; 1994, 2:81  87 struction. Sport Med Arth Rev; 1994, 2 (2):165  173 2. Beynnon B.D.: The Biomechanics of the ACL 16. Solomonow M., Krogsgaard M.: Sensorimotor During Rehabilitation Exercises In-Vivo. Second control of knee stability. A review. Scand J Med Sci Heidelberg ACL  Symposium Germany; March Sports; 2001, 11:64  80 25, 1999 292 " Grudzie� 2001 Biomechanika wi�zade� krzy�owych 17. Stuart M. J., Meglan D.A., Lutz G. E., Growney son of tibiofemoral joint forces and electromyograp- E.S., An K.: Comparison of intersegmental tibiofe- hic activity during open and closed kinetic chain e- moral joint forces and muscle activity during various xercises. Am J Sport Med; 1996, 24 (4):518  527 closed kinetic chain exercises. Am J Sports Med; 24. Woo S. L-Y., Debski R.E., Withrow J.D., Jana- 1996:24 (6):792  799 ushek M.A.: Biomechanics of knee Ligaments. Am 18. Veltri D.M.,,Deng X., Torzilli P. A., Warren J Sport Med; 1999, 27 (4):533  543 R.F., Maynard M.J.: The role of the cruciate and 25. Woo S. L-Y.: Basic science and properities of posterolateral ligaments in stability of the knee. Am tissue as a function of aging. 2001 ISAKOS con- J Sport Med; 1995, 23 (4):436  443 gress, May 14 - 18, 2001 Montreux, Switzerland 19. Vergis A., Gillquist J.: Sagittal plane translation 26. Woo S. L-Y.: New Biomechanical Data of the of the knee during stair walking. Comparison of ACL Using Robot-Technology. Second Heidelberg healthy and Anterior Cruciate Ligament-deficient ACL  Symposium Germany; March 25, 1999 subjects. Am J Sports Med; 1998, 26 (6):841  846 27. Yack H.J., Riley L.M., Whieldon T.R.: Anterior 20. Wilk K.E., Andrews J.R., Clancy W.G., Crockett tibial translation during progressive loading of the H.C., O Mara J.W.: Rehabilitation programs for the ACL-deficient knee during weight-bearing and non PCL-injured and reconstructed knee. J Sport Reh; weight-bearing isometric exercise. JOSPT; 1994, 1999, 8 (4):333  362 20(5):247  252 21. Wilk K.E., Andrews J.R.: Current concepts in 28. Yasuda K.: Biomechanics of knee ligament. The the treatment of anterior cruciate ligament disrup- Panther Sports Medicine Symposium The knee: tion. JOSPT; 1992, 15 (6):279  290 A new Millennium from robotics to gene therapy; 22. Wilk K.E., Zheng N., Flesing G.S., Andrews May 4  6, 2000 Pittsburgh, Pennsylwania J.R., Clancy W.G.: Kinetic chain exercise: implica- tions for the Anterior Cruciate Ligament patient. J Sport Reh; 1997, 6:125 143 Adres do korespondencji / Address for correspon- 23. Wilk K.E., Escamilla R.F., Fleising G.S., Bar- dence: Artur Pasierbi�ski, Carolina Medical Center, rentine S.W., Andrews J.R., Boyd M.L.: A compari- ul Broniewskiego 89, 01  876 Warszawa Tom 1, Numer 4 " 293