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Kniegelenk

Synonym: Articulatio genus
Englisch: knee joint

1 Definition

Das Kniegelenk ist die gelenkige Verbindung zwischen Oberschenkelknochen (Femur), Schienbein (Tibia) und Kniescheibe (Patella).

2 Anatomie

2.1 Aufbau des Gelenks

Das Kniegelenk setzt sich aus zwei Anteilen zusammen. Die Artikulation von Oberschenkelknochen und Schienbein wird als Femorotibialgelenk (Articulatio femorotibialis) bezeichnet. Die Verbindung zwischen Oberschenkelknochen und Kniescheibe heißt Femoropatellargelenk (Articulatio femoropatellaris).

Die überknorpelten Gelenkflächen von Femur und Tibia werden Kondylen genannt. Das Femur weist zusätzlich noch eine Gelenkfläche (Facies patellaris) für die mit Knorpel bedeckte Facies articularis der Kniescheibe auf.

2.2 Menisken

Zwischen den Condylen von Ober- und Unterschenkelknochen liegen die mit der Gelenkkapsel verwachsenen, faserknorpeligen Menisken, der Meniscus medialis (Innenmeniskus) und der Meniscus lateralis (Außenmeniskus). Der laterale Meniskus ist halbrund, der mediale Meniskus erscheint sichelförmig und ist mit dem medialen Seitenband verwachsen, woraus eine geringere Beweglichkeit bei Beugung und Streckung des Kniegelenks sowie eine erhöhte Verletzungsanfälligkeit resultieren. Die Vorderhörner beider Menisken sind durch das Ligamentum transversum genus miteinander verbunden.

Zu den Aufgaben der Menisci gehören eine Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Tibia und Femur sowie der Ausgleich von Inkongruenzen zwischen den Kondylen.

2.3 Bänder

Das Kniegelenk wird durch komplexe Bandstrukturen (Ligamente) gesichert.

2.3.1 Seitenbänder

Die Seitenbänder, auch Kollateralbänder genannt, dienen der Stabilisierung des Kniegelenks gegenüber Varus- und Valgusstress. Durch ihre Anspannung während der Extension verhindern sie auch die Innen- und Außenrotation, so dass diese nur im gebeugten Knie bei gelockerten Bändern möglich werden. Zu ihnen gehören:

2.3.2 Kreuzbänder

Das vordere Kreuzband (Ligamentum cruciatum anterius, ACL) verläuft in der Gelenkhöhle von posterior, superior und lateral nach anterior, inferior und medial. Das hintere Kreuzband (Ligamentum cruciatum posterius, PCL) von oben medial nach unten lateral. Bei Innenrotation umwickeln sich die Kreuzbänder, bei Außenrotation weichen sie auseinander. Bei der Beugung verhindern die Kreuzbänder ein Abrutschen der Femurkondylen nach dorsal bzw. ventral.

2.3.3 Weitere Bänder

Das Gelenk wird weiterhin durch die als Ligamentum patellae bezeichnete Fortsetzung der Sehne des Musculus quadriceps femoris, den lateral liegenden Tractus iliotibialis, sowie durch die dorsal liegenden Bänder Ligamentum popliteum obliquum und Ligamentum popliteum arcuatum stabilisiert.

Von manchen Orthopäden wird ferner die Existenz eines anterolateralen Ligaments (ALL) im Kniegelenk postuliert.[1] Die Existenz dieses Bandes ist jedoch umstritten.

2.4 Gelenkkapsel

Die weite Gelenkkapsel (Capsula articularis) umfasst alle Gelenkflächen des Kniegelenks einschließlich der Patella. Sie besteht aus zwei Schichten:

  • Membrana fibrosa: die stabilisierende Faserschicht
  • Membrana synovialis: die das Kniegelenk innen auskeidende Synovia

Im Horizontalschnitt hat der von den beiden Membranen eingefasste Gelenkraum eine hufeisenförmige Gestalt, da das hintere Kreuzband außerhalb der Gelenkkapsel liegt.

Die Gelenkkapsel ist auf der Dorsalseite des Kniegelenks am stabilsten. Lateral bildet sie eine Durchtrittstelle für den Musculus popliteus. Distal setzt die Kapsel an den Rändern der Tibiakondylen an und ist dort mit den Menisken verwachsen. Ventral ist die Gelenkkapsel fest mit dem Bandapparat der Kniescheibe (Ligamentum patellae) verbunden.

In dem von der Kapsel umfassten Raum befindet sich ein Fettkörper (Corpus adiposum infrapatellare), welcher der Unterpolsterung der Synovia dient. Er wird auch als Hoffa'scher Fettkörper bezeichnet und befindet sich zwischen der Membrana fibrosa und der Membrana synovialis. Weiterhin wird die Gelenkhöhle von Schleimhautfalten (Plicae synoviales) durchzogen, welche ihre verschiedenen Räume segmentieren. Zu ihnen zählen die Plica suprapatellaris (SPP), die Plica mediopatellaris (MPP) und die Plica infrapatellaris (IPP).

2.5 Schleimbeutel

Das Kniegelenk ist von zahlreichen Schleimbeuteln (Bursae) umgeben, die sich bei Entzündung vergrößern und das Aussehen der Beinoberfläche verändern können. Teilweise kommunizieren sie mit der Gelenkkapsel, teilweise sind sie von ihr unabhängig.

Weitere Schleimbeutel im Bereich des Kniegelenks sind die Bursa anserina, die Bursa musculi poplitei, die Bursa subtendinea musculi semimembranosi, die Bursa subtendinea musculi gastrocnemii medialis und lateralis, sowie die Bursa subtendinea musculi bicipitis femoris inferior.

2.6 Arterielle Versorgung

Die arterielle Versorgung des Kniegelenks erfolgt durch eine Vielzahl verschiedener Arterien, die untereinander anastomosieren und so ein dichtes Kollateralnetzwerk ausbilden. Zu ihnen zählen:

2.7 Topografie

Ventral des Kniegelenks - also auf der Streckseite - liegt die Regio genus anterior. Die korrespondierende Körperregion auf der Beugeseite heißt Regio genus posterior. Hier befindet sich die Fossa poplitea (Kniekehle). In ihr verlaufen wichtige Blutgefäße und Nerven, unter anderem die Arteria poplitea und der Nervus tibialis. Außerdem findet man hier einige Lymphknoten (Nodi lymphatici poplitei).

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3 Biomechanik

3.1 Femorotibialgelenk

Das Femorotibialgelenk ist eine Verbindung zwischen einem Radgelenk und einem Scharniergelenk, die man als Drehwinkelgelenk oder bikondyläres Gelenk bezeichnet. Es ermöglicht eine Kombination aus Roll- und Gleitbewegung der beteiligten Gelenkkörper.

Um die Vertikalachse und die Horizontalachse sind vier Bewegungen möglich:

3.1.1 Extension (Streckung) - Flexion (Beugung)

In der Anfangsphase der Beugung (bis ca. 25°) rollen die Femurkondylen. Bei stärkerer Beugung wird die Rollbewegungen weitgehend aufgehoben, die Kondylen gleiten zunehmend nach dorsal. Bei maximaler Beugung ist die Kontaktfläche zwischen Ober- und Unterschenkelknochen am hinteren Rand des Unterschenkelknochens zu finden.

Die Menisci bewegen sich bei der Flexion nach dorsal, wobei der laterale Meniscus aufgrund seiner größeren Beweglichkeit eine weitere Strecke zurücklegt.

Die aktive Beugung kann durch die aktive Insuffizienz der Beugemuskulatur 125° nicht überschreiten. Durch die Dehnung der Beugemuskulatur bei zusätzlicher Flexion im Hüftgelenk kann eine Flexion von 140° erreicht werden. Die passive Beugung wird durch das Aufeinanderpressen von dorsaler Oberschenkel- und Unterschenkelmuskulatur auf 160° begrenzt.

Die Streckung kann bis 0° erfolgen; passiv kann eine Überstreckung von 5-10° erreicht werden. Während der Extension bewegen sich die Menisci zurück nach ventral, in Neutral-Null-Stellung werden sie zur Seite gedrückt.

3.1.2 Außenrotation - Innenrotation

In Extensionsstellung werden Rotationen durch die Seitenbänder verhindert. Im gebeugten Gelenk kann der Unterschenkel stärker nach außen rotiert werden (ca. 30°), da die Innenrotation durch die sich aufwickelnden Kreuzbänder gehemmt wird (bis 10°). Während einer Außenrotation bewegt sich der laterale Meniskus nach vorn, während der mediale Meniskus zurückbewegt wird. Bei der Innenrotation sind diese Bewegungen umgekehrt.

3.2 Femoropatellargelenk

Im gestreckten Kniegelenk liegt die Kniescheibe auf der Bursa suprapatellaris, einem Schleimbeutel, und berührt nur mit ihrem Unterrand die Gelenkfläche des Oberschenkelknochens.

Während der Flexion gleitet sie 5-7cm auf dem Femur nach kaudal, wobei die resultierende Kraft immer größer wird und mehr als das sechsfache des Körpergewichts erreichen kann. Aus diesem Grund gehören Verletzungen und Degenerationserscheinungen des retropatellaren Knorpels zu den häufigsten Knorpelschäden.

4 Klinik

4.1 Erkrankungen

Das Knie ist in erster Linie von degenerativen Erkrankungen oder Verletzungen (Kniegelenkstraumen) betroffen. Neben der Gonarthrose stehen vor allem Schäden am Bandapparat (z.B. Kreuzbandruptur, Seitenbandruptur) oder den Menisken (Meniskusruptur) im Vordergrund, beispielsweise im Rahmen einer Unhappy triad.

4.2 Diagnostik

Die Diagnostik umfasst unter anderem die klinische Kniegelenksuntersuchung, sowie bildgebende (Röntgen, CT, MRT) und endoskopische Verfahren (Kniegelenksarthroskopie). Die klinische Untersuchung prüft u.a. das Vorhandensein folgender Zeichen bzw. führt folgende Tests durch:

4.3 Gelenkersatz

Wie das Hüftgelenk kann auch das Kniegelenk durch Totalendoprothesen (TEP) ersetzt werden, so genannte Kniegelenksendoprothesen (Knie-TEPs).

5 Quellen

  1. Chirurgen-beschreiben-neues-Band-am-Kniegelenk

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