Rotace kolenního kloubu jako prediktor poranění ACL

Data a poranění ACL (Fotbal)

Poranění předního křížového vazu (ACL) se řadí mezi nejčastější vážné typy fotbalového zranění na všech úrovních hry (amatérská až profesionální). V případě poranění ACL jsou následky zpravidla střednědobé až dlouhodobé a doba absence se pohybuje v rozmezí 7–12 měsíců, jak uvádí například (Krutsch et al., 2020; Lai et al., 2018). Střednědobá rehabilitace je doprovázena snížením výkonnosti, zatímco dlouhodobá může vyústit ve vysokou míru gonantrózy u zraněných hráčů (Wang et al., 2020).

Dále uveďme některé závěry ze studie od Sandon et al. (2022), sbírající data po dobu 3 let od celkem 2875 fotbalistů. Zjištění ze studie jsou následující: v 66 % procentech případů ke zranění došlo během hry. Mechanismus bezkontaktního poranění převažoval nad kontaktním 59 % versus 41 %. V případě kontaktního zranění rozhodčí nezasáhl v celých 63 % situací a pouze u 0,5 % byla udělena červená karta. Riziko poranění ACL bylo největší v začátku zápasu, kdy se 47 % odehrálo v úvodních 30 minutách utkání.

Starší studie od Joseph et al. (2013), prováděna v letech 2007–2012 dodává, že celkově 76,6 % všech poranění ACL vedlo k operaci. Nicméně 29,2 % poranění ACL včas zachycených a evaluovaných např. atletickým trenérem a praktickým lékařem společně s 12,8 % zranění hodnocených atletickým trenérem a ortopedem nevedlo k chirurgické nápravě.

"Fasciální" a klasická anatomie ACL

ACL lze nazvat jako "pás" specializované pojivové tkáně nacházející se v kolenním kloubu (spojuje stehenní a holenní kost). Je tvořen převážně kolagenovými vlákny většinou typu I. (90 %) a malým množstvím kolagenu typu III. Za zmínku z pohledu pojiv a fascií stojí ještě fibroblasty tvořící buněčné složky uložené v matrici elastinu (<5 %) a proteoglykanů (Markatos et al., 2013).

Z pohledu klasické anatomie se ACL skládá ze dvou svazků – anteromediálního (AM) a posterolaterálního (PL). Fascikly AM vycházejí z nejzadnějšího a nejproximálnějšího místa femorálního úponu a připojují se k anteromediální části tibiálního úponu. PL fascikly vycházejí z distální části femorálního úponu a připojují se k posterolaterální části tibiálního úponu (Smith et al., 1993). Délka svazků se logicky mění v závislosti na vykonávaném pohybu viz sekce vliv vnitřní a vnější rotace kolenního kloubu na ACL zranění.

Anatomie okolí kolenního kloubu (vybrané svaly)

V souvislosti s poraněním ACL musíme brát v úvahu mnohé svaly, oblasti (kyčle, kotníky) a také celkovou regionální závislost. Pro účely článku budou dále představeny svaly zajišťující vnitřní a vnější rotaci kolenního kloubu (Buford et al., 2001).

Svaly zajišťující vnitřní rotaci kolene

m. Popliteus, m. Semimembranosus a m. Semitendinosus, asistují m. Sartorius, m. Gracilis a m. Popliteus.

Svaly zajišťující vnější rotaci kolene

m. Biceps femoris (dlouhá a krátká hlava)

Obecný mechanismus poranění ACL

(výňatek z článku – Diagnostika (screening) pohybového aparátu: nutnost nejen pro sportovce, upraveno)

K poranění ACL dochází několika mechanismy, kterými nejčastěji jsou kontaktní, nepřímo kontaktní a bezkontaktní, s tím, že prevalence výskytu je umocněna sporty zahrnujícími záměrný kontakt (Hootman et al., 2007). Smyslem článku není detailní popis všech možných situací a příčin, jak může ke poranění ACL dojít, a proto si v případě zájmu můžete přečíst například pěkně zpracovanou studii od Della Villa et. al. (2020), ve které se autoři nad mechanismem poranění ACL v rámci fotbalu pozastavují více.

My se namísto toho ihned podíváme na typické viníky a jeden z dominujících situačních mechanismů poranění ACL během nepřímého kontaktu. Nepřímým kontaktem chápejme "twist" kolene, k němuž dochází, když je chodidlo stále na zemi, při náhlém zastavení v běhu, u skoků a doskoků s extendovaným kolenem a způsoben může být i tzv. dynamickým valgózním (dynamický valgus) postavením kolenního kloubu, viz dále.

Závěry studií jasně ukazují na několik hlavních činitelů, kterými jsou ipsilaterální naklonění trupu v kombinaci s kontralaterální rotací, addukce (přitažení) kyčelního kloubu spolu s vnitřní rotací, menší flexe kolenního kloubu spolu s dynamickým zatížením valgózního postavení kolene a chodidlem v everzním postavení.

Vliv vnitřní a vnější rotace kolenního kloubu na ACL zranění

Význam vnitřní rotace kolene a tibie byl v kontextu ACL studován hlavně v minulosti pomocí komputačních a experimentálních modelů hodnotících rotační nestabilitu kolene viz například (Horvath et al., 2020). Z výsledků vyplýval scénář zranění, který se objevuje při 20-30 stupních flexe kolenního kloubu v kombinaci s valgózním postavením kolene a vnitřní rotací tibie. To vše doprovázeno posteroanteriorním a axiálním zatížením (Noyes et al., 2015).

Později se výzkum začal zaměřovat i na externí rotaci kolenního kloubu a tibie. Současnost (k r. 2023) a dostupná zjištění považují externí rotaci tibie a kolenního kloubu jako hlavní příčinu nekontaktních poranění ACL. Zde se vracíme k dynamickému valgusu, při kterém kolenní kloub výrazně rotuje externě, což logicky zvyšuje požadavky na takový pohyb dle (Ishida et al., 2014). Autoři studie dále dodávají, že rotace kolene obecně má vliv na namáhání ACL.

Důležitost externí rotace kolene potvrdila i nová (kadaverózní) studie od Santos et al. (2023), která studovala kolenní kloub z pohledu působení kinetiky, respektive jaká kombinace směrů pohybů vede k poranění ACL. Výsledkem studie bylo zjištění, že ACL nejvíce trpí při kombinaci pohybů (flexe kolene a externí rotace tibie) zatěžující jeho anteromediální svazek (střední část) viz anatomie kolene, který je také nejvíce náchylným k poranění obecně (Kummer, 1988). Dále je potřeba připočítat již několikrát uváděnou valgozitu kolene a vysokou axiální zátěž.

Jedním z důvodů, proč výzkum upřel pozornost i na externí rotaci je nesoulad výsledků u tzv. pivot-shift testu, kdy je tibie rotována do vnitřní rotace se snahou o simulaci bolesti ACL. Pivot-shift hodnocení (během operace, kadaverózní) ukázalo, že tibiální centrum rotace není identické u všech izolovaných pohybů kolenního kloubu (ACL deficit) a je doprovázeno výraznou translací v oblasti tzv. tibiálního plató, kde se setkává holenní a stehenní kost během pivot-shift testu ve vnitřní rotaci (Noyes et al., 1991).

Závěr

Přesný mechanismus poranění ACL je stále ne úplně vyjasněn (obecný ano), a to i navzdory velkému počtu dostupných vědeckých studií. Neexistuje tedy jeden jediný univerzální scénář/šablona pro zachytávání a predikování ACL i přes to, že dostupných metod je dostatek. I proto je výskyt poranění ACL ve fotbale vysoký a je stále spojen s dlouhými obdobími absence ve hře. Nicméně se minimálně proti bezkontaktnímu poranění ACL dá bojovat dostupnými technikami s využitím nejnovějších vědeckých poznatků (aplikace teorie do praxe). Prokázán byl taktéž efekt včasného zachycení deficitů a vyvození nápravné strategie. Pozornost bychom měli jednoznačně upřít na vnitřní a vnější rotaci kolenního kloubu společně s okolními svaly a oblastmi těla (regionální závislost). Opomíjet bychom neměli ani pojiva včetně fascií, protože ty hrají ve smyslu poranění ACL zásadní roli. Na klubové úrovni by také měly existovat standardy a záchytné mechanismy (algoritmy) včas odhalující omezení na těle hráče.

Použitá literatura

• Buford, W. L., Jr, Ivey, F. M., Jr, Nakamura, T., Patterson, R. M., & Nguyen, D. K. (2001). Internal/external rotation moment arms of muscles at the knee: moment arms for the normal knee and the ACL-deficient knee. The Knee, 8(4), 293–303.
• Della Villa, F., Buckthorpe, M., Grassi, A., Nabiuzzi, A., Tosarelli, F., Zaffagnini, S., & Della Villa, S. (2020). Systematic video analysis of ACL injuries in professional male football (soccer): injury mechanisms, situational patterns and biomechanics study on 134 consecutive cases. British journal of sports medicine, 54(23), 1423-1432.
• Hootman, J. M., Dick, R., & Agel, J. (2007). Epidemiology of collegiate injuries for 15 sports: summary and recommendations for injury prevention initiatives. Journal of athletic training, 42(2), 311
• Horvath, A., Meredith, S. J., Nishida, K., Hoshino, Y., & Musahl, V. (2020). Objectifying the pivot shift test. Sports medicine and arthroscopy review, 28(2), 36-40.
• Ishida, T., Yamanaka, M., Takeda, N., & Aoki, Y. (2014). Knee rotation associated with dynamic knee valgus and toe direction. The Knee, 21(2), 563-566.
• Krutsch, W., Memmel, C., Krutsch, V., Angele, P., Tröß, T., Aus Der FÜnten, K., & Meyer, T. (2020). High return to competition rate following ACL injury–A 10-year media-based epidemiological injury study in men's professional football. European journal of sport science, 20(5), 682-690.
• Kummer, B. (1988). Functionelle Anatomie der Kreuzbaender. Arthroskopie, 1, 2-10.
• Lai, C. C., Ardern, C. L., Feller, J. A., & Webster, K. E. (2018). Eighty-three per cent of elite athletes return to preinjury sport after anterior cruciate ligament reconstruction: a systematic review with meta-analysis of return to sport rates, graft rupture rates and performance outcomes. British journal of sports medicine, 52(2), 128-138.
• Markatos, K., Kaseta, M. K., Lallos, S. N., Korres, D. S., & Efstathopoulos, N. (2013). The anatomy of the ACL and its importance in ACL reconstruction. European Journal of Orthopaedic Surgery & Traumatology, 23, 747-752.
• Noyes, F. R., Grood, E. S., Cummings, J. F., & Wroble, R. R. (1991). An analysis of the pivot shift phenomenon: the knee motions and subluxations induced by different examiners. The American journal of sports medicine, 19(2), 148-155.
• Noyes, F. R., Jetter, A. W., Grood, E. S., Harms, S. P., Gardner, E. J., & Levy, M. S. (2015). Anterior cruciate ligament function in providing rotational stability assessed by medial and lateral tibiofemoral compartment translations and subluxations. The American journal of sports medicine, 43(3), 683-692.
• Sandon, A., Krutsch, W., Alt, V., & Forssblad, M. (2022). Increased occurrence of ACL injuries for football players in teams changing coach and for players going to a higher division. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy, 30(4), 1380-1387.
• Santos, C. F., Bastos, R., Andrade, R., Pereira, R., Parente, M. P., Jorge, R. N., & Espregueira-Mendes, J. (2023). Revisiting the Role of Knee External Rotation in Non-Contact ACL Mechanism of Injury. Applied Sciences, 13(6), 3802.
• Smith, B. A., Livesay, G. A., & Woo, S. L. (1993). Biology and biomechanics of the anterior cruciate ligament. Clinics in sports medicine, 12(4), 637–670.
• Wang, L. J., Zeng, N., Yan, Z. P., Li, J. T., & Ni, G. X. (2020). Post-traumatic osteoarthritis following ACL injury. Arthritis research & therapy, 22(1), 1-8.