מבנה הברך אנטומיה וביומכניקה
מבנה הברך

מבנה הברך אנטומיה וביומכניקה

כואב לך? לתיאום בדיקה השאר מספר טלפון


מבנה הברך – אנטומיה וביומכניקה מהווים בסיס איתן לזיהוי הרקמה שנפגעה במפרק ולטפל בה. סימנים ותסמינים במפרק מרכזי זה ובכלל זה כאבים בברך הם מהבעיות השכיחות ביותר לאדם. טיפול יעיל ומהיר מחייב אבחון מדויק שמתבסס בהכרח על ההכרה של האנטומיה והביומכניקה.

במאמר הבא נתאר בקצרה את האנטומיה של הברך ואת התפקוד של כול אחד מרכיבי המפרק. הברכיים שלנו יודעות להתמודד עם הרבה מאוד דרישות ועומסים. הדברים נכונים בעיקר הם אתם רקדנים או ספורטאים. היכולות המופלאות של הברכיים לא מספיקות כדי למנוע פציעות בכול מצב ולכן כאבים בברכיים מהווה בעיה שכיחה ביותר.

כואב לך? לתיאום בדיקה השאר מספר טלפון



מבנה הברך אנטומיה וביומכניקה – רקע

לעתים קרובות אנו חושפים את הברכיים שלנו לעומסי יתר חוזרניים או לעומס יתר חד פעמי על רקע חבלה. התוצאה עלולה להיות פציעה. כאבים בברך עלולים להתפתח בעקבות פציעה של כול אחת מהרקמות שממוקמות במפרק הברך או בסביבה הקרובה שלו ובכלל זה החלקים הגרמיים, השרירים, הגידים, הרצועות, מעטפת המפרק, המיניסקוסים, הסחוסים, אמתחות הבורסה ועוד. ישנם גם כאבים בברכיים המושלכים מנזקים מרוחקים כמו למשל פגיעה בגב התחתון.

מפרק הברך הוא אחד המפרקים בעלי שיעור פציעות גבוה במיוחד. כדי לזהות את הרקמה שנפגעה ולטפל בה באופן יעיל חשוב לדעת אלו חלקים אנטומיים מתפקדים בברך או בסביבת הברך, מה תפקידו של כול חלק כזה, אלו כוחות עלולים לגרום לפגיעה בו, מה יהיו הסימנים והתסמינים הנובעים מפגיעה בכול מהחלקים הללו ועוד. להלן התייחסות  לביומכניקה וכמובן מבנה הברך:

אנטומיה של הברך

מבנה הברך
מבנה הברך

מפרק הברך הוא מפרק ציר (Hinge) סינוביאלי. מדובר במפרק הגדול ביותר בגוף האדם. מפרק הברך כולל שני מפרקים שונים בתוך מעטפת אחת. מפרק אחד נוצר מהמפגש בין החלק התחתון של עצם הירך (Femur) לחלק העליון של השוק (Tibia) כדי ליצור את מפרק ירך שוק (Tibio-femoral joint) והמפרק השני נוצר מהמפגש בין פיקת הברך (Patella) לבין שקע המצוי בעצם הירך כדי ליצור את מפרק ירך-פיקה (Patello-femoral joint).

מפרק ירך פיקה

הגיד של השריר הארבע ראשי (Quadriceps tendon) נאחז בפיקת הברך ורצועת הפיקה (Patellar ligament) נאחזת בזיז הגרמי של עצם השוק (Tibial tuberosity)  המשטח האחורי של פיקת הברך מכוסה בסחוס העבה ביותר בגוף. הסחוס הוא מסוג זגוגי (Hyaline cartilage) . הפיקה גולשת בתוך מסלול ייעודי הנמצא בעצם הירך (Trochlear groove).

שרירי הברך

השרירים מכופפי הברך כוללים את שרירי המיתר (Hamstrings) ובכלל זה השריר הדו-ראשי הירכי (Biceps femoris), השריר החצי קרומי (Semimembranosus) והשרירי החצי גידי (Semitendinosus) וגם שריר התאומים (Gastrocnemius). השרירים פושטי הברך כוללים את השריר הארבע ראשי (Quadriceps) הכולל את שריר הירך הישר (Rectus femoris), השריר הנרחב הצדי (Vastus lateralis), השריר הנרחב התיכון (Vastus medialis) ואת השריר הנרחב הביניימי (Vastus intermedius). עוד נושאים בעול של יישור הברך גם הגיד של השריר הארבע ראשי (Quadriceps tendon) והרצועה של פיקת הברך (Patellar ligament).  סיבוב פנימי מבצעים שרירי בית הברך (Popliteal), השריר החצי גידי והשרירי החצי קרומי. סיבוב חיצוני מתבצע על ידי השריר הדו-ראשי הירכי (Biceps femoris).

רצועות

הקפסולה של המפרק מחוזקת על ידי רצועות. הרצועות העיקריות של הברך שחלקן מהווה גורם שכיח לפציעות וכאבים כוללות את הרצועה הצולבת הקדמית (ACL) שממוקמת בין קדמת עצם השוק לחלק האחורי של עצם הירך, רצועה צולבת אחורית (PCL) שממוקמת בין החלק האחורי של עצם השוק לחלק הקדמי של עצם הירך. רצועות נוספות כוללות את הרצועה העקיפה התיכונה (MCL) שנמצאת בצד הפנימי של הברך מעצם הירך לעצם השוק, הרצועה העקיפה הצדית (LCL) שנמצאת בצד החיצוני של הברך בין עצם הירך לעצם השוקית (Fibula), רצועת החבק המלוכסנת (Oblique popliteal), רצועת בית הברך הקשתית (Arcuate popliteal), רצועת הברך הרוחבית (Transverse ligament of knee), רצועת הפיקה והרצועות הרטינקולריות (Retinaculum) החיצונית והתיכונה.

מעטפת המפרק

מפרק הברך עטוף ברקמה סיבית עבה (Capsule) שתפקידה לייצב ולהגן על המפרק. מעטפת מפרק הברך היא הגדולה ביותר בגוף. למעשה עוטפת מעטפת המפרק את כול מפרק הברך מלבד חלקו הקדמי.  בתוך הקפסולה ישנה רקמה הקרויה ממברנה סינוביאלית (Synovial membrane) שתפקידה לסוכך את חלקי המפרק. כול הרצועות מחזקות את מעטפת המפרק ותורמות לייצוב של המפרק כולל בין היתר רצועת החבק המלוכסנת ורצועת בית הברך הקשתית.

שכבת השומן

חלקים אחרים כוללים את שכבת השומן מתחת לפיקת הברך (Infrapatellar fat pad).

אמתחות

מעל 20 אמתחות שונות (Bursa) קשורות ומתפקדות בברך ובסביבת הברך. אמתחת בקדמת הפיקה (prepatellar) אמתחת מתחת לפיקה (infrapatellar), אמתחת עמוק יותר מתחת לפיקה (Deep infrapatellar) , אמתחת המצויה מתחת לרגל האווז (Pes anserine bursa) – הגיד המשותף של שריר החייטים (Gracillis), השריר העדין (Sartorius) והשריר החצי גידי (Semitendinosus) שנאחז בחלק התיכוני העליון של עצם השוק , אמתחת מתחת לשביל הכסל והשוקה (Iliotibial band bursa) ועוד. בין התפקידים של הבורסות הללו נמנה ריפוד, מניעת חיכוך והגנה על הברך מכוחות חיצוניים.

מיניסקוסים

במפרק ירך-שוק מחוברות למשטח המפרק של עצם השוק ממוקמות שתי כריות סחוסיות סיביות בצורת סהר הקרויות מיניסקוס (Meniscus). מיניסקוס חיצוני (Lateral meniscus) ומיניסקוס פנימי (Medial Meniscus). המיניסקוס החיצוני קטן יותר, מעוגל יותר, בעל תנועה מוגבלת ומחובר לרצועה הקולטרלית החיצונית ולשריר בית הברך (Popliteus). המיניסקוס הפנימי גדול יותר, חסר תנועה ומחובר לרצועה הקולטרלית הפנימית ולגיד של השרירי החצי קרומי (Semimenbranosis). רצועת הברך הרוחבית מחברת בין חלקם הקדמי של שני המיניסקוסים.

סחוסים

קצות העצמות, בנקודות המפגש שלהן לצורך יצירת המפרקים, מכוסות בסחוס שתפקידו להגן על העצם ולאפשר תנועה חלקה.

כלי דם

העורקים המספקים דם לברך כוללים את עורק בית הברך (Popliteal artery) שהוא המשכו של עורק הירך (Femoral artery). עורק בית הברך מתפצל בגומץ בית הברך (Popliteal fossa) לעורקי השוק (Tibial arteries) ולחמישה עורקי ברך (Genicular arteries) שונים. וריד בית הברך (Popliteal vein) הממוקם בגומץ בית הברך וענפיו השונים אוספים את הדם הרווי בפחמן דו-חמצני וחומרי פסולת מטבולית מהברך ומובילים אותו אל הלב.

עצבים

העצבים המעצבבים את הברך מקורם בעמוד השדרה המותני. הצמה העצבית הנקראת לומבו סקרל פלקסוס (Lumbosacarl plexus) עושה דרכה במורד הרגל, מעצבבת את הרקמות ומאפשרת את השליטה המוטורית ואת התחושות כאב, מגע, לחץ, טמפרטורה ומיקום לאורך הרגל. בין העצבים ניתן למצוא את הענפים של עצב השת (Sciatic nerve) כולל עצב השוק (Tibial nerve) המעצבב את החלק האחורי של הברך לפני שהוא ממשיך מטה לכיוון הקרסול וכף הרגל, העצב השוקיתי המשותף (Common Fibular Nerve) שעוזב את גומץ בית הברך מסביב לראש של עצם השוקית (Fibula) ויורד מטה לרגל ולקרסול, ענפי עצב תחושתיים של עצב הירך (Femoral cutaneous) וסיבי עצב הסורל העורי תחושתי החיצוני והתיכוני שמעניקים יכולת תחושה לעור של הרגל.

ביומכניקה של הברך

מבנה הברך
מבנה הברך

מפרק הברך הוא מפרק מורכב ביותר ונטול יציבות גרמית. המבנה העגול של משטח מפרק הירך והמבנה השטוח של משטח המפרק של עצם השוק אינם תורמים ליציבותו. חלקיו הגרמיים אחוזים יחדיו באמצעות מעטפת המפרק ורצועות. חוסר היציבות הזאת היא שחושפת אותו לפציעות. הברך תומכת במשקל הגוף ומעבירה עומסים מהקרקע. מבחינה פונקציונלית היציבות של הברך נלקחת מהיכולת הפסיבית של הרצועות ומהיכולת האקטיבית של השרירים שפועלים על הברך. כוחות לחיצה המופעלים על הברכיים מצמידים את עצמות.

תנועות הברך

בגלל המבנה של הברך בעת כפיפת ובעת יישור מתקיימות בו תנועות משולבות. סיבוב פנימה של עצם הירך בעת כפיפה של הברך וסיבוב חיצוני של עצם הירך בעת יישור הברך. עוד מתרחשת במפרק הברך בסוף הכפיפה גם תנועת גלישה (Gliding Motion) ובתחילה הכפיפה תנועת גלגול (Rolling Motion). התנועות העיקריות של הברך כוללות בעיקר כפיפה ופשיטה ותנועות סיבוב מינימליות. תנועות הסיבוב של הברך נדרשות בעיקר בשביל מנגנון הנעילה והיציאה מנעילה של הברך (Screw home mechanism).

כפיפה ויישור הברך (0-140 מעלות)

שרירי המיתר (Hamstrings) ובכלל זה השריר הדו-ראשי הירכי (Biceps femoris), השריר החצי קרומי (Semimembranosus) והשרירי החצי גידי (Semitendinosus) וגם שריר התאומים (Gastrocnemius) הם השרירים מכופפי הברך העיקריים. רמת הכיפוף של הברך תלויה כמובן במטלה הנדרשת. שיעור הכיפוף של הברך בהליכה הנו 67 מעלות, בישיבה 80-110 מעלות, בקשירת שרוכים 110 מעלות ובביצוע כפיפות ברכיים 130 מעלות.

הנושאים העיקריים בעומס של יישור הברך כוללים את השריר הארבע ראשי (Quadriceps) הכולל את שריר הירך הישר (Rectus femoris), השריר הנרחב הצדי (  Vastus lateralis), השריר הנרחב התיכון (Vastus medialis) ואת השריר הנרחב הביניימי (Vastus intermedius). כמו כן נושאים בעול של יישור הברך גם הגיד של השרירי הארבע ראשי (Quadriceps tendon) והרצועה של פיקת הברך (Patellar ligament).

השרירים שנאחזים בצד הפנימי של הברך ובכך מאפשרים סיבוב פנימי כוללים את שרירי בית הברך (Popliteal), השריר החצי גידי והשרירי החצי קרומי. השריר הדו-ראשי הירכי (Biceps femoris) שממוקם בצד החיצוני של הברך שמאפשר לו לבצע סיבוב חיצוני.

מפרק פיקה ירך

תפקידה העיקרי של פיקת הברך היא להגביר את היכולות של השריר הארבע ראשי להרים או להוריד את עצם השוק, למרכז את תנועת השריר וגם להגן על הברך. הכוחות הפועלים על הפיקה כוללים: מהצד החיצוני את הרצועה הרטינקולרית ( lateral retinaculum) הראש החיצוני של השריר הארבע ראשי (vastus lateralis) ושביל הכסל והשוקה (iliotibial tract), כוחות המופעלים על הפיקה מהצד החיצוני כוללים את הרצועה הרטינקולרית התיכונה (medial retinaculum) והראש הפנימי של השרירי הארבע ראשי (vastus medialis), הגיד של השריר הארבע ראשי (quadriceps tendon) מפעיל כוח על פיקת הברך מהצד העליון ואילו רצועת הברך (Patellar ligament) מפעילה כוח על פיקת הברך מצידה התחתון. כפיפות ברכיים (Squat exercise) יוצרים עומסים קיצוניים. כך למשל נמצא שתרגיל זה גורם במפרק הפיקה ירך לעומס גבוה פי 6.7 ממשקל גופנו.

מיניסקוסים

תפקידיו של המיניסקוס כוללים בין היתר הגנה על הסחוס התוך מפרקי, הקניית יציבות לברך על ידי העמקת שטח המגע ובלימת זעזועים על ידי חלוקת העומס על פני שטח המפרק. המיניסקוסים עוזרים גם בתהליך הסיכוך של המפרק ושמירה על הסחוסים בעקבות פיזור של חומרי הסיכה במפרק. כאשר מסיבה כלשהי המיניסקוס מוסר חומר הסיכה המופרש על ידי הרקמה הסינוביאלית מתפזר והחיכוך במפרק גדל משמעותית. במצבי עומס גבוה 70% מהעומסים נבלמים על ידי המיניסקוסים ובעיקר המיניסקוס החיצוני. עם הזמן נוטה המיניסקוס להישחק ולהיקרע בעיקר בקרב ספורטאים. אספקת הדם הטובה יחסית תאפשר ריפוי לקרע המצוי בחלק החיצוני של המיניסקוס. פגיעה או ניתוח מיניסקוס מעלים את קצב שחיקת המפרק ואת התפתחות דלקת פרקים ניוונית בברך.

רצועות בברך

אי אפשר להסביר על מבנה הברך בלי להתייחס לרצועות שלו. תפקידן של הרצועות כולל הענקת תמיכה ויציבות לברך. מיקומם של הרצועות הצולבות מאפשר להן למנוע גלישת יתר של עצם השוק קדימה (צולבת קדמית) או גלישת יתר לאחור (צולבת אחורית). מיקומן של רצועות הרצועה העקיפה התיכונה (MCL) בצד הפנימי של הברך מונעת “בריחה” של הברך לצד הפנימי ושל הרצועה העקיפה הצדית (LCL) בצד החיצוני של הברך מונעת “בריחה” של מפרק הברך לצד החיצוני.

מבנה הברך, זוויות חשובות

שלמות המבנה של מפרק הברך והדיוק של הזווית שבין חלקיו השונים מהווים גורמים קריטיים למניעת עומסי יתר ומניעת פציעות בברך. בין יתר הזוויות החשובות נמנה את זווית הQ. זווית זאת נוצרת על ידי מתיחת קו מהזיז הקדמי עליון של עצם האגן (ASIS) למרכז פיקת הברך ומשם לזיז של עצם השוק ( Tibial tuberosity).זווית זאת מייצגת למשעה את היעילות של שריר הארבע ראשי כאשר 10 מעלות היא הזווית היעילה ביותר. זווית הQ אצל גברים נעה בין 10- 14o בעוד שהזווית הזאת אצל נשים נעה בין 15-17o. זווית גדולה יותר (Genu valgum) משמעותה ברכים בעלות מבנה X וזווית קטנה מידי (Genu varum) משמעותה ברכיים בעלות מבנה O. בשני המקרים העומסים על הברכיים גדלים משמעותית ועימם הסיכוי להיפצע ולפתח דלקת פרקים ניוונית עתידית.

ליקויים נוספים כוללים נעילת יתר של הברכיים (Genu recurvatum) שדוחפים את הברכיים למצב של נעילת יתר ופרונציית יתר של כפות הרגליים או כפות רגליים שטוחות שגורמות לתנועת סיבוב פנימית יתרה של עצם השוק ובכך מאיצים את תהליכי הבלאי ופציעה. בין היתר הפציעות השכיחות עקב פרונציית יתר של כפות הרגליים נמנה גם חיכוך של גיד שביל הכסל והשוקה בברך ולהתפתחות תסמונת שביל הכסל והשוקה” (Iliotibial band syndrome – ITBS).

כואב לך? לתיאום בדיקה השאר מספר טלפון


מאמרים קשורים

  • כאבי ברכיים במדרגות

    כאב בברכיים במדרגות? יתכן שהמקור לסימנים והתסמינים במפרקים היא הפרעה שכיחה הפוגעת ברוב האוכלוסייה המבוגרת הקרויה דלקת פרקים ניוונית. כאב…

  • כאבי ברכיים בעלייה או ירידה במדרגות

    כאבי ברכיים במדרגות הם עניין שכיח. הגורם הוא לרוב דלקת פרקים ניוונית. מחלה זו פוגעת בעיקר במפרקים נושאי משקל ובמפרקים…

  • ספורט יכול לשכך כאבי ברכיים

    ספורט לשיכוך כאבי ברכיים היא אסטרטגיה חכמה. מתברר שאחת הדרכים היעילות ביותר להתמודד עם כאב כרוני בברכיים הנובע מדלקת פרקים ניוונית…

  • כאבי ברכיים משפיעים על בן הזוג

    כאבי ברכיים משפיעים על בן הזוג! המחקר המסוקר כאן עקב אחר מצב הרוח ואיכות השינה של בני זוג במצב שבו…

  • כאבי ברכיים חכו עם הניתוח

    כאבי ברכיים? חכו עם הניתוח! קרע מיניסקוס היא תופעה שכיחה המתרחשת בגלל בלאי, פציעות ספורט ועוד. ארטרוסקופיה הוא ניתוח שכיח…

  • כאבי ברכיים הרזיה עשויה להועיל

    כאבי ברכיים? הרזיה מועילה! הרזיה לטיפול בכאבי ברכיים היא אסטרטגיה נבונה. גם פעילות גופנית וגם ירידה במשקל כול אחד בנפרד…

  • כאבי ברכיים שכיח יותר בקרב נשים

    כאבי ברכיים? נשים סובלות יותר! שיעור כאבי הברכיים בקרב נשים מעל גיל 50 עולה באופן משמעותי. בין הגורמים המנבאים התפתחות…

  • כאבי גדילה בברכיים

    כאבי גדילה בברכיים הם עניין שכיח למדי. בני נוער הסובלים מכאבי גדילה בברכיים עלולים לפתח בעיות ברכיים אחרות ולהמשיך לסבול…

  • כאבי צוואר - מכתב תודה

    כאבי צוואר שלום דוקטור בכר, שלום, אני אחת הפציינטיות הוותיקות שלך. למרות שלא ביקרתי במרפאה זמן ארוך אני חייבת לשתף…

  • כאבי כתפיים - מכתב תודה

    כאבי כתפיים שלום לך ד"ר יצחק בכר (איציק),   סבלתי מכאבי כתפיים עזים ביום ובלילה. כל הטיפולים שקיבלתי לא עזרו. הגעתי…