Kyynärvarren ja ranteen toiminnallinen anatomia

Ranteen biomekaniikka
Tero Kotkansalo
Käsikirurgi
TYKS
Sidonnaisuudet
• Pfizer
– Asiantuntija- sekä
luentopalkkio
– Kollagenaasi
• Kotona
Esityksen sisältö
• Anatomia
• Ranteen biomekaniikan
perusteet
• Aksiaalinen voima
• Ranteen liikkeet
–
–
–
–
Koukistus-ojennus
Deviaatiot
Tikanheitto
Pro-supinaatio
Distaalinen
CMC
ranneluurivi
Keskiranne
Proksimaalinen
ranneluurivi
• Dynaaminen stabiliteetti
• Nivelside – lihas –refleksi
Radio-carpal
DRU
Keskirannenivelen luinen anatomia
• Hamatumin (ja
lunatumin) luinen
muoto
• Proksimaalisen
ranneluurivin kuppi
• Hamatumin uurteen ja
TT –nivelen akseli
Keskirannenivelen luinen anatomia
Radio-carpaali –nivelen luinen
anatomia
• Radiuksen inklinaatio
ulnaarisesti ja
palmaarisesti
• Erilliset fasetit
– Veneluun fasetti 30
– Puolikuuluun fasetti 10
• TFCC lisää
kongruenssia
• Kaarien säteiden ero
Palmaariset radio-carpaaliset
nivelsiteet
• Radio-scaphocapitate
• Pitkä radio-lunate
• Lyhyt radio-lunate
• Puolikuuluulla laaja
tuki volaarisesti
• Radiuksen lähes koko
volaarinen harjanne
nivelsiteiden
kiinnitysaluetta
Dorsaaliset radio-karpaaliset
nivelsiteet
• Dorsaalinen InterCarpal
• Dorsaalinen RadioCarpal (radiotriquetral)
• Kiinnittyminen veneja puolikuuluuhun
• DIC tukee kapitatumin
proksimaalipäätä
dorsaalisesti (lunocapitate socket)
Ulno-carpaaliset nivelsiteet
• Kyynärluun ja ranteen
luiden välissä
• Ulno-capitate
• Ulno-lunate
• Ulno-triquetrum
• Puolikuuluun
volaarinen tuki!
• Yhteinen
kiinnittyminen pRU –
nivelsiteen kanssa
Sisäiset nivelsiteet
• Scapho-lunate
– Dorsaalinen 1,7mm (260
N)
– Palmaarinen 1mm (118N)
– Proximaalinen
• Luno-triquetral
– Dorsaalinen 1,0 mm
– Palmaarinen 1,4 mm
– Proximaalinen
Ranneluurivien väliset sisäiset
nivelsiteet
• Ulnaarinen (arquate):
– Triquetro-hamate
– Triquetro-capitate
• Radiaalinen:
– Scapho-capitate
– Scapho-trapezio
DRUJ –nivelen anatomia
• Luinen anatomia
– Nivelpintojan
kaarevuudet eroavat
• TFCC
– Palmaarinen ja
dorsaalinen distaalinen
radio-ulnaarinen
nivelside
– Kaksi kiinnittymiskohtaa
– Säierustolevy
Ranteen biomekaniikan
perusteita
• Ranteen liike: radius
– 3. välikämmenluu
• CMC III nivel on hyvin
jäykkä
• Distaalisen
ranneluurivin luiden
välillä olematon liike
• Yksittäisten
ranneluiden liikkeet
monimutkaisia
Ranteen biomekaniikan
perusteita
• Intercalated segment
– Distaalinen ranneluurivi
liikkuu yhtenä
– Rannetta liikuttavien
jänteiden kiinnittyminen MC
tyviin ja distaaliseen
ranneluuriviin
– Proksimaaliseen
ranneluuriviin kohdistuvat
voimat ovat epäsuoria
=> intercalated segment
FCU ECU
FCR APL
ECRB ja L
Mekaniikan perusteita
• Mihin tahansa
(kaltevaan) pintaan
kohdistuva voima
voidaan jakaa pinnan
suuntaiseen (tangetti,
F) ja siihen nähden
kohtisuoraan (F’)
vektoriin
F
F
Veneluuhun kohdistuvat voimat
• Veneluuhun
kohdistuu flexoiva ja
pronatoiva voima:
– Aksiaalinen rasitus
sagittaalisesti
– Aksiaalinen rasitus
frontaalisesti
– Keskirannenivelen
luinen muoto
• Veneluun nivelpinta
kallistuu ulnaarisesti ja
volaarisesti
F
F
Veneluuhun kohdistuvat voimat
• Veneluun flexiota
vastustavat:
– SLIO (lunatumin ja
triquetrumin taipumus
ojentua)
– DIC ja DRC
– ST -nivelside
– FCR
25-45
F
Puolikuuluuhun kohdistuvat
voimat
• Puolikuuluuhun
kodistuu ekstensoiva
ja ulnaarisesti devioiva
voima
• Tätä vastustavat
– SRL ja UL
– SLIO
– LTIO
Triquetrumiin kohdistuvat
voimat
• Triquetrumiin
kohdituu ekstensoiva
voima:
– Aksiaalinen
kompressio
frontaalitasossa:
•
•
•
•
Capito-hamate blokki
Luno-triquetro blokki
Tri-Ha-Cap –ligamentti
DRC -ligamentti
– FCU
Triquetrumiin kohdistuvat
voimat
• Triquetrumin
ekstensiota
vastustavat:
– LTIO
– Volaariset ulnokarpaaliset ligamentit
• UT
• UL
– DIC
Koukistus - ojennus
• Jänteiden kiinnittyminen
– Välikämmenluiden tyvi
– Hamate, trapezium
• Radio-karpaali -nivel
– Vähän liikesuunnan
ulkopuolista liikettä (<2
RUD, pro-supination, 24mm translation)
– Puolikuuluu ja triquetrum
liikkuvat yhdessä
– Liike veneluun ja
puolikuuluun välillä
Koukistus - ojennus
• Keskirannenivel
– Rotaatio
– Distaalinen
ranneluurivi liikkuu
yhtenä
– Kapitatumilla suurempi
liikeala suhteessa
puolikuuluuhun kuin
veneluuhun
• Ulno-karpaalisten
nivelsiteiden pituuden
muutos
Radio-ulnaari deviaatio
• Distaalinen ranneluurivi liikkuu
radiaali-ekstensiosta ulnaarifleksioon
• Proksimaalinen ranneluurivi
liikkuu tasaisesti koukistusojennus -suunnassa (20-0-20 )
• Proksimaaliseen riviin
kohdistuu komprimoivia ja
venyttäviä voimia
• Veneluu linkki rivien välissä
• ST-nivelsiteet
– Kollateraalit
– Jännitys kasvaa ulnaari
deviaatiossa
• TqCH –nivelsiteet
– Ulnaari deviaatiossa
=>triquetrumin
supinaatio/ojennus
Ranne
Veneluu
Prox.rivi
Radio-ulnaari deviaatio
• Ulnaarideviaatiossa:
– FCU ojentaa
triquetrumia
– DIC, LRL ja RSC
nivelsiteet venyttyvät
• Radiaalideviaatiossa:
– DRC nivelside
venyttyy
• Ulnocarpaaliset
nivesiteet venyttyvät
RUD
UD
RD
Tikanheitto -liike
VENELUU
• Radiaali ekstensio –
ulnaari fleksio
• Voima,
hienomotoriset
tehtävät
PUOLIKUULUU
R-E
R-E
F-U
F-U
Tikanheitto -liike
• Keskirannenivelen
muoto
• Liikkeen aikana:
– veneluun fleksioekstensio, RUD ja prosupinaatio <5 ,
translaatio <1mm
– proksimaalinen
ranneluurivi on hyvin
tukeva
Pronaatio – supinaatio
• DRUJ tukevoituminen
pro-supinaatiossa
2,8 mm
– Pronator quadratus lihas
– Translaatio
– Ligamenttien
kiristyminen
– Nivelen kontakti
• Ranteen suhteellinen
pituus
5,4 mm
Supinaatio
Neutraali
Pronaatio
Ranteen dynaaminen stabiliteetti
• FCU -jänne
• FCR –jänne
APL
ECU
– Keinuvipu mekanismi
• Rannetta liikuttavilla
jänteillä on
pronaatio/supinaatio
vaikutus distaaliseen
ranneluuriviin
• Supinaatio
– Suojaa dSLIO
Supinaatio
– FCU, APL, ECRL
• Pronaatio
– Venyttää dSLIO
– ECU
• FCR
– Pronaatio distaaliseen riviin
– Supinoi veneluuta
RD
Nivelside – lihas -refleksi
• Mekanoreseptorit välittävät
proprioseptiivista tietoa
• Epifaskikulaarisia ja lähellä
luuinsertiota
• Mekaaniset vs. sensoriset
ominaisuudet
• Nivelsiteet Triquetrumin
ympärillä
• SLIO
• Refleksin kolme vaihetta
– Antagonistit 20ms
– Agonisti 40-60ms
– Ko-kontraktio 150ms (huippu)
1
2
3
Lähdeluettelo
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Wrist anatomy and biomechanics. Yasumu Kijima, Steven F. Viegas. JHS (Am.) 2009
Three dimensional description of the ligamentous attachments around the lunate. Soya Nagao et.
Al. JHS (Am.) 2005
Advances in the in-vivo measurements of the normal and abnormal carpal kinematics. Joseph J.
Crisco et al. Orhop. Clin. North Am. 2001
In-vivo lengths of selected carpal ligaments during wrist radioulnar deviation. Jing Xu, Jin Bo
Tang. JHS (Am.) 2009
Kinematics of the midcarpal and radiocarpal joints in radioulnar deviation: an in vitro study. Robert
Kaufmann et al. JHS (Am.) 2005
Kinematics of the midcarpal and radiocarpal joints in flexion and extension: an in vitro study.
Robert Kaufmann et al. JHS (Am.) 2006
The non-dissociative clunking wrist: A personal view. Marc Garcia-Elias. JHS (Eur.) 2008
Dynamic carpal stability. Ronald L. Linscheid, James H. Dobyns. Keio J Med 2002
Differential strain on the axially loaded scapholunate interosseous ligament. Steven K. Lee et al.
JHS (Am.) 2010
Change of length of the ulnocarpal ligaments during radiocarpal motion: possible impact on
triangular fibrocartillage complex foveal tears. Hisao Morimoto et al. JHS (Am.) 2008
In vivo radiocarpal kinematics and the Dart thrower's motion. Joseph J. Crisco. JBJS (Am.) 2005
Capitate based kinematics of the midcarpal joint during wrist radioulnar deviation: an in vivo threedimensional motion analyses. Hisao Morimoto et al. JHS (Am.) 2004
Immunohistochemical analyses of wrist ligament innervation in relation to their structural
composition. Elisabeth Hagert et al. JHS (Am.) 2007
Sensory innervation of the subregions of the scapholunate interosseous ligament in relation to
their structural composition. G.Mataliotakis et al. JHS (Am.) 2009
Evidence of Wrist Proprioceptive Reflexes Elicited After Stimulation of the Scapholunate
Interosseous Ligament. Elisabeth Hagert et al. JHS (Am.)2009
Effects of forearm muscles on carpal stability. G. Salva-Coll et al. JHS (Eur.) 2011