מפרק הברך: אנטומיה וביומכניקה

מפרק הברך: אנטומיה וביומכניקה של המפרק משמשים בסיס לאבחון הפרעות בריאותיות המתפתחות בו. הברכיים יודעות להתמודד עם עומסים רבים בעיקר הם אתם רקדנים או ספורטאים. עם זאת היכולת הזאת לא מספיקה כדי למנוע פציעות בכל מצב. תסמינים בברך ובכלל זה כאבים מהווים תלונה שכיחה וסיבה מרכזית לפנייה לקבלת עזרה רפואית. בכל הנוגע להפרעות בריאותיות במערכת שריר ושלד רק כאבי גב תחתון שכיחים יותר מכאבים בברכיים.

טיפול יעיל ומהיר חייב להתבסס על אבחון מדויק. אבחון מדויק צריך להתבסס בהכרח על ההכרה של האנטומיה והביומכניקה של מפרק הברך. במאמר הנוכחי "מפרק הברך: אנטומיה וביומכניקה" נדון בנושא.

מפרק הברך: אנטומיה וביומכניקה – רקע

מפרק הברך הוא המפרק הגדול והמורכב ביותר בגוף, והוא משמש כחוליה מרכזית בשרשרת הקינטית של הגפה התחתונה – מעביר עומסים בין הירך לכף הרגל, תוך שילוב בין יציבות גבוהה לדרגת ניידות מספקת להליכה, ריצה ופעילויות ספורט מתקדמות. מבחינה אנטומית מדובר במפרק סינוביאלי מסוג "ציר מותאם" (modified hinge), המאפשר בעיקר כפיפה ויישור, אך גם מידה משמעותית של סיבוב והחלקה (גלגול-החלקה) בין משטחים קוניים יחסית של הירך והשוק (Kumar, 2020; Goldblatt, 2003).

הבנת האנטומיה של הברך ושל התפקוד הביומכני שלה חיונית לכל מטפל העוסק בכירופרקטיקה, אורתופדיה, פיזיותרפיה, כירורגיה של הברך ושיקום ספורט. סקירות עדכניות מדגישות שמבנה המפרק, חלוקת העומסים ועבודת השרירים משפיעים ישירות על התפתחות פתולוגיות שכיחות. אלה כוללות בין היתר קרע ברצועה הצולבת הקדמית (ACL), כאב פטלופמורלי ודלקת פרקים ניוונית בחלק המדיאלי של הברך (Zhang, 2020; Marieswaran, 2018; Powers, 2010).  כדי לאבחן את מקור הנזק בברך ולטפל בה ביעילות חשוב להכיר את האנטומיה והתנועה של המפרק. במאמר הנוכחי "מפרק הברך: אנטומיה וביומכניקה" נרחיב על הנושא.

שכיחות כאבי הברכיים

כאב ברך הוא אחת התלונות המוסקולוסקלטליות השכיחות בעולם, במיוחד בקרב מבוגרים וקשישים. מחקרים אפידמיולוגיים מצביעים על כך:

• שכ־15%-25% מהאוכלוסייה הבוגרת מדווחת על כאב ברך כלשהו, כאשר השכיחות עולה משמעותית עם הגיל והשמנה (Liu, 2022; Hong, 2020).
• בסקר NHANES I בארה״ב נמצא שכ־14.6% מהאוכלוסייה הכללית דיווחה על כאב ברך. נתון שנחשב שמרני ביחס למחקרים מאוחרים יותר (Liu, 2022).

בקרב קשישים השכיחות גבוהה בהרבה:

• מחקר קהילתי בקוריאה מצא שכ־46.2% מהמבוגרים מעל גיל 65 דיווחו על כאב במפר הברך (Kim, 2011).
• מחקרים נוספים באסיה ובאירופה מדווחים על טווח שכיחויות של 20%-60% בקבוצות גיל מבוגרות, עם שיעורים גבוהים יותר בקרב נשים (Mat, 2019; Che Hasan, 2019).
• סקירה על כאב ברך וכאב אוסטיאוארתריטי מדגישה שכאב ברך תכוף משפיע על כ־25% מהמבוגרים, כאשר אוסטיאוארתריטיס היא הסיבה השכיחה ביותר מעל גיל 50 (Hong, 2020).
• מעבר לשכיחות הגבוהה, כאב ברך נקשר לירידה בתפקוד, לפגיעה משמעותית באיכות החיים ולהגברת סיכון לאובדן עצמאות בגיל המבוגר (Kim, 2011; Nishiwaki, 2011).

אנטומיה גרמית של הברך

מפרק הברך כולל שלוש עצמות עיקריות:

הירך המרוחק (הדיסטלי)

שני קונדילים (פנימי וחיצוני) בעלי צורה אליפסואידית, המתעגלים אחורנית ומאפשרים גלגול והחלקה ביחס לשוק.

השוק המקורב (הפרוקסימלית)

שני משטחי מפרק (פנימי חיצוני), כאשר המדיאלי (הצד הפנימי) קעור יותר ומותאם לנשיאת מרבית העומס. ואילו הצד הלטרלי (החיצוני) שטוח יותר ומאפשר יותר תנועה סיבובית.

הפיקה (Patella)

עצם ססמואידית המחוברת לגיד הארבע־ראשי, המשמשת כמנוף ביומכני להגדלת מומנט הכפיפה/היישור של השריר ולהפחתת חיכוך בטווחי התנועה.

עצם הפיבולה

אינה משתתפת במשטח המפרקי הטיביו־פמורלי, אך משמשת כאתר אחיזה חשוב לרצועות ולשרירים בקומפלקס הלטראלי. (Kumar, 2020; Sanchez, 2006).

המפרקים התת־מרכיביים

מבחינה פונקציונלית, מפרק הברך נחלק לשני מפרקי משנה:

1. מפרק טיביו־פמורלי – בו מתבצעת עיקר הכפיפה/יישור והסיבוב.
2. מפרק פטלופמורלי – בין הפיקה לחריץ הטוכלארי של הפמור, האחראי על העברת כוחות הדחיסה של השריר הארבע־ראשי אל הטיביה. ליקוי מבני או תפקודי במפרק זה מוביל להתפתחות ברך רצים.

הקפסולה

מפרק הברך עטוף ברקמה סיבית עבה (Capsule) שתפקידה לייצב ולהגן על המפרק. קפסולת המפרק עבה יחסית בצדדים ודקה יותר קדמית ואחורית. הקפסולה נתמכת ברקמות סיביות נוספות כולל רצועות, מניסקים, והרחבות אפונאורוטיות של השרירים (Kumar, 2020; James, 2015). בתוך הקפסולה ממוקמת ממברנה סינוביאלית (Synovial membrane) שתפקידה לסוכך את חלקי המפרק.

רצועות ומבנים מייצבים פסיביים

הרצועות הצולבות הכוללות את הרצועה הצולבת הקדמית (ACL) והרצועה הצולבת האחורית (PCL) ממוקמות במרכז המפרק ומשמשות כמייצבים העיקריים במישור הסגיטלי:

ACL

הרצועה צולבת הקדמית (ACL) ממוקמת בין קדמת עצם השוק לחלק האחורי של עצם הירך. תפקידיה: מגביל תזוזה קדמית של הטיביה ביחס לפמור ותורם ליציבות סיבובית (בעיקר במנחי ואלגוס+רוטציה פנימית). סקירת ACL עדכנית מדגישה את תפקידה כמרכיב מרכזי בבלימת כוחות גזירה וזריקה קדמית במנחי נחיתה ובלימה (Marieswaran, 2018). ([PubMed][3])

PCL

הרצועה הצולבת האחורית (PCL) ממוקמת בין החלק האחורי של עצם השוק לחלק הקדמי של עצם הירך. תפקידיה: מגביל תזוזה אחורית של הטיביה, ותורם משמעותית ליציבות בברך כפופה. מחקר בעומקי כפיפה מצא כי בכיפוף עמוק (90°-150°) מופיעים כוחות אחוריים גבוהים מאוד על הטיביה, המודגשים במיוחד בכריעה וברכינה על הברכיים, ומעמיסים בצורה ניכרת על ה-PCL (Nagura, 2002).

LCL/MCL

הרצועות הקולטרליות והקומפלקס הלטראלי מגינות ומייצבות את מפרק הברך גם לייצוב סיבובי בשילוב הרצועות הצולבות.:

• הרצועה הקולטרלית המדיאלית (MCL) נמצאת בצד הפנימי של הברך מעצם הירך לעצם השוק. תפקידה: הגנה מפני סטייה ולגית (קריסה פנימה).
• והרצועה הקולטרלית הלטרלית (LCL) נמצאת בצד החיצוני של הברך בין עצם הירך לעצם השוקית (Fibula). תפקידיה: הגנה מפני סטיית וורוס (סטייה חיצונית).

הקומפלקס האחורי צידי (PLC)

המבנים החיצוניים הכוללים את LCL, גיד הפופליטאוס, הרצועה הפופליטופיבולרית ומבנים נוספים – מוגדר כיום כ"פינה הפוסטרו־לטראלית" (PLC). עבודות אנטומיות-ביומכניות מראות שהקומפלקס הזה חיוני בבלימת וארוס-רוטציה והחלקה אחורית-לטראלית של השוק, במיוחד בזוויות כפיפה קטנות-בינוניות (Sanchez, 2006; James, 2015).

מיניסקים

שני המניסקים – המדיאלי והלטרלי – הם סהרונים פיברו־סחוסיים המשולבים בין הקונדילים של הירך לפלטואים של השוק. תפקידיהם העיקריים:

• הגדלת שטח המגע המפרקי והקטנת הלחץ ליחידת שטח.
• ספיגת זעזועים.
• תרומה ליציבות (בעיקר במדור המדיאלי).
• הכוונת התנועה (steering) של הקונדילים בעת גלגול-החלקה.

מדידות מורפולוגיות הדגימו הבדלים בעובי וברוחב בין המניסק המדיאלי והלטרלי, כאשר הלטרלי עבה ו"רופף" יותר ומתאים לתזוזה גדולה יותר, בעוד המדיאלי מחובר יותר לקפסולה ול-MCL ולכן פגיע יותר לקרעים (Kumar, 2020). קרע מיניסקוס מהווה מקור שכיח לכאבים בברך.

סחוסי הברך

הסחוס ההיאליני המפרקי של מפרק הברך עבה יחסית, בעל סידור סיבי קולגן מדורג לעומק, ומותאם לעמידה בכוחות דחיסה וגזירה גבוהים. מודלים ביו־מכניים עדכניים מתארים את הסחוס כחומר היפראלסטי מחוזק־סיבים, המייצג היטב את התנהגות הרקמה תחת עומסים מחזוריים (Al Khatib, 2022; Zhang, 2020).לקת פרקים ניוונית גורמת לשחיקת סחוסים.

בורסות

מעל 20 אמתחות שונות (Bursa) קשורות ומתפקדות בברך ובסביבת הברך. תפקידן של האמתחות או הבורסות בגוף כולל ריפוד, מניעת חיכוך והגנה על הברך מכוחות חיצוניים. בין האמתחות העיקריות הפועלות במפרק הברך נמנה:

• אחת בקדמת הפיקה (prepatellar).
• נוספת מתחת לפיקה (infrapatellar).
• אמתחת עמוקה יותר מתחת לפיקה (Deep infrapatellar).
• ועוד אמתחת המצויה מתחת לרגל האווז (Pes anserine bursa). רגל האווז הוא הכינוי של- הגיד המשותף של שריר החייטים (Gracilis), השריר העדין (Sartorius) והשריר החצי גידי (Semitendinosus). גיד רגל האווז נאחז בחלק התיכוני העליון של עצם השוק.
• ואמתחת נוספת מתחת לשביל הכסל והשוקה (Iliotibial band bursa) ועוד.

כלי דם

העורקים המספקים דם לברך כוללים את:

• עורק בית הברך (Popliteal artery) שהוא המשכו של עורק הירך (Femoral artery).
• את עורק בית הברך המתפצל 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 המותנית סאקרלית (Lumbosacral plexus) עושה דרכה במורד הרגל, מעצבבת את הרקמות ומאפשרת את השליטה המוטורית ואת התחושות כגון כאב, מגע ועוד. 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.

האנטומיה השרירית והייצוב הדינמי

סביב הברך פועל מערך שרירים רחב, המשפיע הן על תנועה והן על יציבות:

הארבע־ראשי (Quadriceps)

השריר הארבע ראשי (Quadriceps) כולל את שריר הירך הישר (Rectus femoris), השריר הנרחב הצידי (Vastus lateralis), השריר הנרחב התיכון (Vastus medialis) ואת השריר הנרחב הביניימי (Vastus intermedius). תפקידו: מיישר הברך העיקרי,  גיד הארבע־ראשי והגיד הפטלרי מעבירים את הכוח דרך הפיקה.

שרירי המיתר (Hamstrings)

שרירי המיתר (Hamstrings) כוללים את השריר הדו-ראשי הירכי (Biceps femoris), השריר החצי קרומי (Semimembranosus), והשרירי החצי גידי (Semitendinosus). תפקידם לכופף את הברך ולהוות שרירי יציבה אחוריים. הם מסייעים בבלימת כוחות גזירה קדמיים על ידי יצירת כוח אחורי על השוק (משלימים את תפקוד ה-ACL).

 שריר התאומים (Gastrocnemius)

שרירי הגסטרוקנמיוס משפיע הן על הקרסול והן על הברך, תורם לכפיפה דינמית ולשליטה בעומסים בזמן נחיתה.

 פופליטאוס

"מפתח" את מנגנון ה-screw-home, תורם לייצוב פוסטרו־לטראלי.

הרצועה האיליו-טיביאלית (ITB) ושרירי הירך האבדוקטורים-רוטטורים (גלוטאל מדיוס/מקסימוס) משפיעים בעקיפין על מומנט הקירוב המדיאלי (Knee adduction moment – KAM) ועל יישור דינמי של הברך במישור הפרונטלי (Powers, 2010; James, 2015). השרירים אינם רק "מניעים", אלא גם מייצבים: דפוסי גיוס והפעלה שונים יכולים להפחית עומסים על רצועות וסחוס, או להפך – להגביר עומסים פתולוגיים במצבי חולשה או חוסר תיאום.

ביומכניקה בסיסית – דרגות חופש ותנועות

למפרק הברך שתי דרגות חופש עיקריות:

1. כפיפה-יישור במישור הסגיטלי,
2. רוטציה לאורך הציר האורכי של עצם השוק (במיוחד בכיפוף).

בנוסף קיימות תזוזות מינוריות במישור הפרונטלי (ולגוס-וורוס) ובמישור הטרנסלברסי (החלקה קדמית/אחורית), שבדרך כלל מוגבלות על ידי הרצועות והקפסולה (Zhang, 2020).

תנועות הסיבוב החיצוני הפסיבי של הטיביה ביישור מלא של הברך נדרשות בעיקר בשביל מנגנון הנעילה (Screw home mechanism). מנגנון זה מתאפשר בזכות צורת הקונדילים, מהרצועות ומהמתח השרירי. המנגנון הזה "נועל" את הברך ביישור ומאפשר עמידה יציבה עם דרישה מופחתת לפעילות שרירית (Kumar, 2020). במהלך כפיפה, הקונדילים של הפמור אינם "מתגלגלים" פשוט על הטיביה אלא מבצעים שילוב של גלגול והחלקה אחורית, כאשר המניסקים נעים ומותחים את הקפסולה, כדי לשמור על שטח מגע מספק לאורך הטווח.

ביומכניקת עומסים במצבים פיזיולוגיים

כוחות תגובה במפרק ונשיאת משקל

סקירה שיטתית רחבה מדווחת כי במהלך הליכה רגילה כוח התגובה המפרקי (Joint reaction force) בברך מגיע לפי 3-4 משקל גוף. בעלייה במדרגות כוח התגובה המפרקי (Joint reaction force) בברך מגיע לפי ל- 4-5 משקל גוף. בכריעה/סקוואט עמוק כוח התגובה המפרקי (Joint reaction force) בברך מגיע לעומס גבוה יותר, במיוחד במדור הפטלופמורלי (Zhang, 2020).

במחקר קלאסי על כיפוף עמוק הראו Nagura ועמיתיו כי פעילויות כמו כריעה וברכינה בברך כפופה מעל 140° יוצרות מומנטי ארבע ראשי גדולים וכוחות אחוריים גבוהים על השוק, עם עומסים משמעותיים על ה-PCL והסחוס האחורי (Nagura, 2002).

 מומנט קירוב מדיאלי (KAM) והעמסת המדור המדיאלי

מומנט אדוקציה של מפרק הברך (KAM – Knee Adduction Moment), מייצג את הכוח המופעל על הצד הפנימי של הברך. עומס KAM גבוה מדי עלול לתרום להגברת הלחץ על המדור הפנימי של מפרק הברך, ולגרום לכאבים, במיוחד בקרב אנשים עם בעיות כמו אוסטיאוארתריטיס.  ה-KAM, הנמדד בהליכה, נחשב למדד ביומכני חשוב להעמסה מדיאלית ולסיכון/חומרת אוסטיאוארתריטיס מדיאלי. עבודות רבות, כולל מחקרים על הליכה באנשים עם אוסטיאוארתריטיס, מראות שערכים גבוהים יותר של KAM קשורים להתקדמות מבנית ולכאבים מוגברים (Zhang, 2020; Andriacchi & Hurwitz, 1997).

 השפעת השמנה על העומסים

מחקר עדכני שהשווה בין נבדקים שמנים לנבדקים במשקל תקין מצא כי אצל שמנים קיימים לא רק כוחות גבוהים יותר עקב משקל הגוף, אלא גם שינויים בדפוסי תנועה – הגדלת KAM, שינוי בזווית הכפיפה והזמן בו נושא מפרק הברך משקל – כולם יחד מגדילים את העומס המדיאלי וייתכן שתורמים להתפתחות אוסטיאוארתריטיס (Al Khatib, 2022).

ביומכניקה של המפרק הפטלופמורלי

במהלך יישור וכפיפה, הפיקה "נעה" בתוך החריץ הטוכלארי של הירך:

•  בתחילת הכפיפה שטח המגע קטן יחסית והכוח נמוך.
•  בכפיפה בינונית-גבוהה (60°-90°) שטח המגע גדל, אך גם כוח הארבע־ראשי גדל, ולכן כוחות הדחיסה הפטלופמורליים מגיעים לערכים גבוהים מאוד.

עומס זה רגיש מאוד ליישור הדינמי של הגפה: זווית Q מוגברת, ואלגוס דינמי של הברך, רוטציה פנימית של הירך ופרונציה של כף הרגל – כולם מגבירים לחץ לטרלי מאחורי הפיקה (Powers, 2010). מודלים תלת־ממדיים של המפרק הפטלופמורלי הדגימו שכאשר הפיקה נעה לטרלית ומצטמצם שטח המגע המדיאלי, לחץ המגע יכול לעלות משמעותית גם ללא שינוי בכוח הכולל. דבר זה מסביר מדוע סטיות קלות ביישור עלולות לגרום לכאב משמעותי (Chen & Powers, 2010; מצוטט אצל Powers, 2010).

תפקיד הרצועות בייצוב תנועתי ודינמי

סקירה של Marieswaran ועמיתיו מדגישה את תפקיד ה-ACL בבלימת תזוזה קדמית של הטיביה תחת כוחות גזירה ומומנטים סיבוביים. בסקירה זאת מציינים החוקרים גם את החשיבות של מיקום הרצועה, זווית הכניסה שלה והקשיחות המכאנית של שתלים בניתוחי שחזור (Marieswaran, 2018).  בצד האחורי, עבודתו של Nagura ועמיתיו מראה שה-PCL אחראי לשאת כוחות אחוריים גדולים בכפיפת ברך עמוקה. ולכן טוענים החוקרים, כל תכנון של שיקום או החלפת מפרק חייב להתחשב בעומסים אלה, במיוחד בתרבויות או מקצועות הדורשים כריעה ממושכת (Nagura, 2002).  סקירות על הצד הלטראלי מדגישות כי שילוב של פגיעה ב-ACL עם פגיעה בפינה האחורית – צידית מוביל לחוסר יציבות סיבובית משמעותית, ולכן לשחזור אנטומי של ה-PLC יש חשיבות ביומכנית משמעותית, מעבר לייצוב הפשוט בווארוס (Sanchez, 2006; James, 2015).

השרשרת הקינטית – השפעת הירך והקרסול על הברך

החוקר Powers מעלה מודל ביומכני שבו תנועתיות יתר במישור הפרונטלי והרוטציוני של הירך (אדוקציה וסיבוב פנימי) גורמת לוואלגוס דינמי של הברך, מגבירה את ה-KAM, ומובילה לעומסים מוגברים גם בטיביו־פמורלי וגם בפטלופמורלי (Powers, 2010).

מחקרים עדכניים באנליזה של ההליכה מדווחים כי דפוסי הליכה שונים – מהירות, אורך צעד, רוחב צעד ושינויי כיוון – משנים בצורה משמעותית את מומנטי הברך ואת התזמון של הפעלת השרירים. שינויים אלה יכולים לשמש כ"חתימה ביומכנית" למצבי סיכון לפציעות רצועות, כמו קרע רצועה צולבת קדמית (ACL ) (Abid, 2019; Ferrández-Laliena, 2025). מנקודת מבט קלינית, המשמעות היא שתקינות ביומכניקה של הברך אינה תלויה רק במבנים המקומיים אלא גם בשליטה עצבית-שרירית של האגן, הירך והקרסול, וכן בהשפעת הנעלה, סוג משטח, והשמנה.

מבנה הברך, זוויות חשובות

שלמות המבנה של מפרק הברך והדיוק של הזווית שבין חלקיו השונים מהווים גורמים קריטיים למניעת עומסי יתר ומניעת פציעות בברך. זוויות חשובות לתפקוד מפרק הברך כוללות את:

זווית ה- Q

הזווית הזאת נוצרת על ידי מתיחת קו מהזיז הקדמי עליון של עצם האגן (ASIS) למרכז פיקת הברך ומשם לזיז של עצם השוק (Tibial tuberosity). זווית Q מייצגת למעשה את היעילות של שריר הארבע ראשי. 10 מעלות היא הזווית היעילה ביותר. אצל גברים זווית ה- Q נעה בין 10- 14 מעלות בעוד שאצל נשים הזווית נעה בין 15-17o. זווית גדולה יותר (Genu valgum) גורמת לברכי X וזווית קטנה מידי (Genu varum) גורמת לברכי O. בשני המקרים העומסים על הברכיים גדלים משמעותית ועימם הסיכוי להיפצע ולפתח דלקת פרקים ניוונית עתידית.

ליקויים נוספים:

• נעילה יתר של מפרק הברך (Genu recurvatum).
• פרונציית יתר של כפות הרגליים וכפות רגליים שטוחות. 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).

יישומים קליניים

סקירות עדכניות על הביומכניקה של מפרק הברך במצבים פיזיולוגיים ופתולוגיים מצביעות על מספר עקרונות מרכזיים (Zhang, 2020; Abid, 2019):

אנטומיה קובעת את חלוקת העומסים

צורת הקונדילים, עובי הסחוס, צורת המניסקים ומיקום הרצועות קובעים את מרכזי הסיבוב ואת חלוקת הכוחות בין המדורים המדיאלי והלטרלי.

רקמה רכה מייצבת באופן דינמי

השרירים סביב הברך, ובעיקר הארבע־ראשי, ההאמסטרינגס ושרירי הירך, יכולים להקטין עומסים על רצועות וסחוס כאשר הם חזקים ומתוזמנים היטב, אך יכולים גם להגביר עומסים פתולוגיים במצבי חולשה או דפוסי תנועה לקויים.

עומסים מחזוריים לאורך שנים משפיעים על התפתחות OA

עומסים גבוהים חוזרים (כמו KAM מוגבר בהליכה, או כוחות דחיסה גבוהים בפטלופמורלי במדרגות/כריעה) נקשרו להתפתחות והתקדמות נזק סחוסי ואוסטיאוארתריטיס.

ביומכניקה וניתוח

עקרונות ביומכניים מנחים כיום את תכנון ניתוחי ACL, שחזור PLC, ופרוטזות בברך, במטרה לשחזר קינטיקה וקינמטיקה קרובות לנורמה ולהקטין עומסים חריגים על השתל והמפרקים הסמוכים (Marieswaran, 2018; Andriacchi & Hurwitz, 1997; James, 2015).

סיכום

מפרק הברך הוא מערכת מורכבת של מבנים גרמיים, רצועות, מניסקים, סחוס ושרירים, היוצרים יחד מפרק בעל גמישות מספקת לפעילות יומיומית וספורטיבית, אך גם רגיש לשינויים קטנים ביישור ובעומס. הבנה עמוקה של האנטומיה והביומכניקה של מפרק הברך מאפשרת למטפלים:

•  להעריך טוב יותר דפוסי כאב ופציעה,
•  לתכנן תוכניות שיקום המשלבות תיקון דפוסי תנועה ולא רק חיזוק שרירים,
•  לשפר את תכנון הניתוחים והשתלים,
•  ולהתאים התערבויות מניעה (כגון אימוני שליטה נוירו־שרירית והפחתת משקל) לאוכלוסיות בסיכון.

הידע המצטבר מהעשורים האחרונים – המשלב הדמיה תלת־ממדית, מוטלינג חישובי וניתוח מתקדם של תנועתיות – ממשיך לחדד את תפיסתנו לגבי האופן שבו מפרק הברך נושא עומסים, נשחק, ומסתגל לטיפול ושינוי. 

References:

Abid, M., Mezghani, N., & Mitiche, A. (2019). Knee joint biomechanical gait data classification for knee pathology assessment: A literature review. Applied Bionics and Biomechanics, 2019, Article ID 7472039.

Al Khatib, F., Gouissem, A., Mbarki, R., & Adouni, M. (2022). Biomechanical characteristics of the knee joint during gait in obese versus normal subjects. International Journal of Environmental Research and Public Health, 19(2), 989.

Andriacchi, T. P., & Hurwitz, D. E. (1997). Gait biomechanics and the evolution of total joint replacement. Gait & Posture, 5(3), 256-264.

Goldblatt, J. P., & Richmond, J. C. (2003). Anatomy and biomechanics of the knee. Operative Techniques in Sports Medicine, 11(3), 172-186.

James, E. W., LaPrade, C. M., & LaPrade, R. F. (2015). Anatomy and biomechanics of the lateral side of the knee and surgical implications. Sports Medicine and Arthroscopy Review, 23(1), 2-9.

Kumar, P. J., Kumar, A. M., & Venkatesh, D. (2020). Healthy gait: Review of anatomy and physiology of knee joint. International Journal of Current Research and Review, 12(6), 1-8.

Marieswaran, M., Jain, I., Garg, B., & Sharma, V. (2018). A review on biomechanics of anterior cruciate ligament and materials for reconstruction. Applied Bionics and Biomechanics, 2018, Article ID 4657824.

Nagura, T., Dyrby, C. O., Alexander, E. J., & Andriacchi, T. P. (2002). Mechanical loads at the knee joint during deep flexion. Journal of Orthopaedic Research, 20(4), 881-886.

Powers, C. M. (2010). The influence of abnormal hip mechanics on knee injury: A biomechanical perspective. Journal of Orthopaedic & Sports Physical Therapy, 40(2), 42-51.

Sanchez, A. R., Sugalski, M. T., & LaPrade, R. F. (2006). Anatomy and biomechanics of the lateral side of the knee. Sports Medicine and Arthroscopy Review, 14(1), 2-11.

Zhang, L., Liu, G., Han, B., Wang, Z., Yan, Y., Ma, J., & Wei, P. (2020). Knee joint biomechanics in physiological conditions and how pathologies can affect it: A systematic review. Applied Bionics and Biomechanics, 2020, Article ID 7451683.

Che Hasan, M. K., Mohd Hairi, F., Maryam, A., & Bulgiba, A. (2019). Prevalence and impacts of musculoskeletal pain among community-dwelling older persons in Malaysia. Journal of Musculoskeletal Pain, 27(2), 134-141.

Hong, J. W., Noh, J. H., & Kim, D. J. (2020). The prevalence of and demographic factors associated with radiographic knee osteoarthritis in Korean adults: The 2010-2013 Korea National Health and Nutrition Examination Survey. PLoS ONE, 15(10), e0239331.

Kim, I. J., Kim, H. A., Seo, Y. I., Jung, Y. O., Song, Y. W., Jeong, J. Y., & Kim, D. H. (2011). Prevalence of knee pain and its influence on quality of life and physical function in the Korean elderly population: A community-based cross-sectional study. Journal of Korean Medical Science, 26(9), 1140-1146.

Liu, L., Li, W., Wang, H., & Zhang, Y. (2022). Predictive models for knee pain in middle-aged and elderly individuals: A population-based study. Journal of Pain Research, 15, 2191-2203.

Mat, S., Tan, M. P., Kamaruzzaman, S. B., Ng, C. T., & Abdul Aziz, S. A. (2019). Ethnic differences in the prevalence, socio-economic and health status, and lifestyle factors of knee pain among older Malaysians. Clinical Rheumatology, 38(2), 467-475.

Nishiwaki, Y., Nakamura, K., & Kobayashi, Y. (2011). Knee pain and future self-reliance in older adults: A population-based cohort study. Journal of Epidemiology, 21(1), 65-70.