ARTICOLAZIONE FEMORO – ROTULEA (AFR)

La rotula è un sesamoide incluso nell’apparato estensore, triangolare, ad apice inferiore, situato a livello della faccia anteriore della troclea femorale. Compare nel terzo mese della vita intrauterina; l’ossificazione comincia al 3° anno di età da un nucleo centrale; a 12 anni si sviluppano dei centri di ossificazione accessori periferici, in par­ticolare il nucleo supero-laterale può non saldarsi alla rotula e dare l’immagi­ne di una patella bipartita; l’ossificazione è completa a 19-20 anni. articolazione tra femore e rotula fig.1 – in evidenza la troclea femorale e la faccia posteriore della rotula.

Classicamente si descrivono due margini, uno mediale ed uno laterale, una base o margine superiore, un apice, una faccia anteriore e una faccia posterio­re. La parte inferiore corri­sponde alla faccia posteriore dell’apice rotuleo, non è articolare, è di aspet­to irregolare, crivellata da fori vascolari ed offre, con la sua punta, inserzio­ne al tendine rotuleo. La faccia articolare della rotula (fig. 1) è divisa da una linea trasversa, situata all’u­nione del quarto inferiore con i tre quarti superiori chiamata cresta. La parte superiore (i tre quarti superiori) corrisponde alla superficie articolare, è ricoperta da uno spessore di circa 5 mm di cartilagine e misura mediamente 12 cm2.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 001 osce spine center fig.1 – in evidenza la troclea femorale e la faccia posteriore della rotulaSchermata 2019 12 27 alle 19.13.43 cliccare sull’immagine per il filmato

La cresta smus­sa, mediana e verticale, sporgente indietro in corrispondenza della gola della troclea femorale, divide la superficie posteriore in due faccette, mediale e laterale:

– la faccetta laterale è concava, più grande e meno obliqua nel piano trasverso di quella mediale ed è rivolta in dietro ed in fuori;

– la faccetta mediale è concava dall’alto in basso; nel piano trasverso può essere piana, concava o convessa.

Molto spesso è suddivisa da una piccola cresta lon­gitudinale prossima al suo margine mediale e parallela alla cresta smussa me­diana; si delimita così una terza faccetta lunga e stretta che corrisponde al­la impronta del condilo mediale (faccetta condiloidea, di flessione o impari, Odd Facet). Wiberg (1941) ha proposto una classificazione basata sull’aspetto morfologico della rotula ottenuto tramite radiografie in proiezione assiale;

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 002 osce spine centerfig. 2 – classificazione morfologica della rotula di Wiberg

infatti, in base alle dimensioni e alla concavità o convessità delle faccette mediale e laterale descriveva tre tipi di rotula o meglio di configurazioni femoro-rotulee (fig. 2): TIPO I – caratterizzato dalla presenza di concavità su entrambe le faccette uguali per dimensioni e con un legame molto forte con il solco femorale. TIPO II – faccetta mediale più piccola rispetto alla laterale e piatta con comunque ancora un buon legame con il solco femorale. TIPO III – faccetta mediale molto più piccola rispetto alla laterale e solco femorale poco profondo con conseguente instabilità parziale della rotula. Le travate spongiose della rotula sono perpendicolari al suo maggior asse e non alla superficie articolare, com’è invece per la troclea.
Ciò fa pensare che le forze applicate alla rotula siano di placcaggio antero-posteriore e che, trasmesse alla troclea, divengano forze rotatorie. La vascolarizzazione della rotula è fornita da un peduncolo polare inferio­re e soprattutto da un fitto sistema anteriore, nato dalle arterie perirotulee. Nell’insieme, la rotula è ben vascolarizzata, specie nei suoi due terzi inferiori. L’AFR mette in connessione la superficie posteriore della rotula con la troclea femorale, situata sulla faccia anteriore dell’estre­mità femorale inferiore.

FUNZIONE

La funzione della rotule è duplice:

1) riduce l’azione lesiva dovuta allo scorrimento nella analisi vettoriale femore-rotulea fig. 3 – analisi vettoriale delle forze applicate alla femoro-rotulea da parte dell’attivazione del quadricipite gola trocleare del tendine;

2) ottimizza la trazione del quadricipite ai fini dell’estensione del ginocchio.

La sua presenza, infatti, assicura un lavoro corretto al quadricipite, per­mettendogli di conservare una riserva di potenza. In estensione completa, la rotula è responsabile di più del 30% del mo­mento della forza quadricipitale. La forza Q del quadricipite applicata sulla rotula può essere scomposta in due vettori (fig. 3): una forza diretta verso l’asse di flesso-estensione, che comprime la rotula contro la troclea (Qc) e una forza di trazione (Qt) diretta sul prolungamento del tendine rotuleo. La forza Qt’, che non sarebbe altro che la Qt traslata sulla tuberosità tibiale, può essere scomposta in due vettori perpendicolari tra di loro: una forza Qc’ diretta verso l’asse di flesso-estensione, che compatta la tibia contro il femore, ed una forza Qr, tangente, che è la sola componente efficace per la rotazione tibiale e quindi l’estensione del ginocchio.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 003 osce spine centerfig. 3 – analisi vettoriale delle forze applicate alla femoro-rotulea da parte dell’attivazione del quadricipite
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 004 osce spine centerfig. 4 – analisi vettoriale senza la rotula

Supponendo di togliere la rotula, operazione denominata patellectomia, il medesimo ragionamento biomeccanico esposto sopra si modifica (fig. 4). La forza quadricipitale (Q’) identica come grandezza alla precedente ma applicata tangenzialmente alla troclea e direttamente sulla tuberosità tibiale anteriore, può essere scomposta in due vettori: una forza di coattazione che mantiene la tibia a contatto col femore (Qc’) e forza efficace per l’estensione (Qt’). La forza Qt’ traslata sulla tuberosità tibiale (Qt’’) può essere scomposta in una componente tangenziale al piatto tibiale che risulta essere la forza rotatoria (Qr’) ed una di compattazione della tibia contro il femore (Qc’’) Come si può notare la componente tangenziale Qr’ è nettamente diminuita rispetto allo stesso vettore con la rotula (Qr).

TROCLEA FEMORALE

La troclea femorale, situata anteriormente all’estremità distale del femore, ha la forma di una pu­leggia ed è costituita da due versanti, laterale e mediale, che convergono in­dietro in un solco mediano che prende il nome di golatrocleare. Il raggio di curvatura della troclea aumenta dall’avanti all’indietro.

I versanti della troclea sono convessi sul piano orizzontale e verticale. Il versante laterale è più alto e più sporgente di quello mediale (fig. 5a, 5b).

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 005 osce spine centerfig. 5a – visione caudale della troclea femorale
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 006 osce spine centerfig. 5b – assiale RMN della femore rotulea
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 007 osce spine centerfig. 6 – vista frontale della troclea femorale

Il margine superiore della troclea, obliquo dall’alto in basso e da fuori in dentro, si prolunga prossimalmente con la faccia anteriore del femore me­diante una piccola depressione che prende il nome di fossetta sopratrocleare (fig. 6c). Questa fossetta sembra prolungare il margine superiore del versante laterale; qui il rivestimento cartilagineo ha un’inclinazione leggera favorendo così l’im­pegno della rotula nella troclea, all’inizio della flessione. Il margine inferiore della troclea, si protrae distalmente nei condili fe­morali; la giunzione condilo- trocleare è segnata da una cresta (fig. 6c); la cresta mediana può essere saliente ed a volte ostacolare la cinematica rotulea nella flessione oltre i 90°. La gola trocleare separa il versante laterale da quello me­diale. L’asse della gola, rispetto all’asse diafisario femorale, è obliquo in basso ed in fuori. Questi due assi delimitano fra loro un angolo di circa 10°. L’asse diafisario del femore è obliquo in basso ed in dentro di circa 10°, in rapporto alla verticale, a causa della lateralizzazione creata dal collo del femore e dal decentramento dell’anca. Col ginocchio in estensione e in appoggio, l’asse della gola trocleare è verticale. La gola trocleare si prolunga distalmente con la gola intercondiloidea. La cartilagine della troclea è meno spessa di quella rotulea (2 o 3 mm).

Lo spessore della cartilagine del versante laterale e della gola trocleare è maggio­re di quello mediale. Le travate dell’osso spongioso sottostante sono perpendicolari alle faccet­te della troclea. L’apparato estensore del ginocchio scivola sull’estremità inferiore del femore come una corda in una carrucola. La troclea femorale e la superficie intercondiloidea formano, di solito, una profonda scanalatura verticale nel fondo della quale scivola la rotula. La forza del quadricipite diretta obliquamente in alto e leggermente in fuori viene trasformata, in una forza nettamente verticale. Il movimento normale della rotula sul femore durante la flessione è dunque uno spostamento verticale, lungo la gola trocleare fino alla superficie intercondiloidea. La rotula si sposta di un tratto uguale al doppio della sua lunghezza, ruotando attorno ad un asse trasversale; in effetti, la sua superficie posteriore, orientata posteriormente durante la posizione di estensione, si volge direttamente verso l’alto sotto i condili quando la rotula, alla fine dello spostamento effettuato per una flessione estrema della tibia tenendo fermo il femore. Si tratta quindi di una translazione circonferenziale. Questo importante spostamento è reso possibile dal fatto che la rotula è unita al femore per mezzo di connessioni sufficientemente lunghe. Durante la flesso- estensione l’area di contatto della rotula con la troclea varia.
Più la flessione del ginocchio aumenta e più la superficie portante si sposta verso la parte superiore della rotula; il terzo inferiore della rotula e la parte più prossimale della troclea sono in contatto nei primi 30° di flessione; dai 30° ai 60° di flessione, il contatto interessa il terzo medio della superficie rotulea; a 90°, il contatto si sposta al terzo superiore rotuleo; oltre i 90°, la rotula cade nell’incisura intercondiloidea prendendo contatto, per mezzo delle sue faccette più periferiche, con le facce assiali dei condili.

Il contatto articolare della femoro- rotulea, durante la flessione, sale verso il margine superiore della rotula (fig. 7) e scende verso l’incisura intercondiloidea della troclea. E’ stato dimostrato che flettendo il ginocchio da 0° a 60° l’area totale di contatto aumenta parallelamente all’incremento della forza di compattazione della rotula sulla troclea, ciò comporta un contenimento della pressione per unità di superficie impegnata. Oltre i 60° di flessione esistono pareri discordi sul comportamento della forza di compattazione; per alcuni Autori aumenta, per altri diminuisce. In parte questa divergenza può essere spiegata con la differente geometria articolare, ad esempio è presente un differente comportamento tra il sesso maschile e femminile della superficie di contatto; nei cadaveri maschi è stato dimostrato che tra i 60 e i 90° l’area di contatto aumenta maggiormente in proporzione alle dimensioni rispetto alle femmine.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 008 osce spine centerfig. 7 – area di carico della rotula durante la flessione del ginocchio
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 009 osce spine center fig. 8 – modifica dello sfondato sotto quadricipitale durante la flessione del ginocchio

Quando la rotula scivola sotto i condili, passando da R in R’, i tre recessi si distendono ed è grazie alla profondità del recesso sotto-quadricipitale che la distanza a-b può divenire a- b’ (fig. 8). Se, in conseguenza di un processo infiammatorio o per dei versamenti ematici che organizzandosi determinano delle aderenze, i due foglietti dei recessi saldandosi fanno perdere la profondità dello sfondato. In tale caso la rotula è come se fosse legata sul femore. Questa retrazione- irrigidimento capsulare è una delle cause di rigidità del ginocchio in seguito a traumatismi, infezioni o interventi chirurgici. Durante la risalita della rotula nell’estensione, il recesso sottoquadricipitale verrebbe ad essere pinzato tra rotula e troclea se non venisse trazionato verso l’alto da alcune fibre che provengono dalla faccia profonda del muscolo retto del femore e che prendono il nome di muscolo articolare del ginocchio o tensore del recesso sottoquadricipitale. Normalmente la rotula si sposta dall’alto in basso nella troclea e non trasversalmente, in quanto è trattenuta saldamente nella sua doccia dalla forza di compattazione del quadricipite. Questa forza aumenta con la flessione. Al termine dell’estensione, questa forza costrittiva diminuisce e in iperestensione tende ad invertirsi, cioè ad allontanare la rotula dalla troclea.

A questo punto, la rotula ha la tendenza ad essere spinta lateralmente, in quanto il tendine quadricipitale ed il legamento rotuleo formano un angolo ottuso aperto in fuori. Quello che impedisce che avvenga una lussazione in fuori è la faccetta laterale della troclea, che è nettamente più rilevata di quella mediale (fig. 5a). Se per una malformazione congenita la faccetta laterale è meno sviluppata oppure meno sporgente della mediale (fig. 9), la rotula non è sufficientemente trattenuta e si sposta in fuori durante l’estensione completa. È questo il meccanismo che si realizza nella lussazione recidivante di rotula.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 010 osce spine center fig. 9 – instabilità rotulea immagine RMN assiale

Nel piano sagittale il sistema estensore non è verticale: quadricipite, rotula e tendine rotuleo costituiscono un angolo aperto in dietro denominato angolo S (fig. 10a). La patellectomia sopprime l’angolo S in estensione. Il quadricipite non può sup­plire gli effetti sviluppando una potenza maggiore. Per ottene­re un’estensione del ginocchio contro gravità, è necessario che il quadricipite sviluppi una potenza di 21 kg; dopo patellectomia, a seconda della sutura dell’apparato estensore, saranno necessari 28,5 kg. In estensione, il centro della rotula si trova in un piano anteriore rispetto alla tuberosità tibiale, quindi l’angolo S è più chiuso dell’angolo di flessione dell’articolazione del ginocchio (angolo A) (fig. 10a). La conseguenza è che la forza del quadricipite avrà una componente orizzontale posteriore, quindi, mantiene una riserva di potenza per con­trollare l’estensione. In caso di ginocchio recurvato, questa riserva diminui­sce o si annulla perché il sistema estensore diventa verticale o addirittura for­ma un angolo aperto in avanti. A 60° di flessione, il tendine rotuleo diventa verticale ed il centro della ro­tula è a piombo con la tuberosità tibiale; angolo S ed l’angolo di flessione articolare A si equivalgono (fig. 10b). A 1200 di flessione, il centro della rotula situandosi posteriormente al piano della tuberosità tibiale, l’angolo S è più aperto dell’angolo di flessione A, per­tanto le pressioni che si esercitano sulla cartilagine rotulea diminuiscono.
Come si può notare l’angolo formato dal tendine rotuleo e la verticale di riferimento (angolo T) si modifica con il procedere della flessione e non sono proporzionali alle variazioni angolari dell’articolazione: infatti quando l’angolo T è di circa + 15° il ginocchio è esteso (fig. 10a), il suo valore si riduce a 5° per 30° di flessione e a 0° a 60° di flessione (fig. 10b); da questo punto diventa negativo, -15° a 90° di flessione, – 20° a 120° di flessione (fig. 10c). Fra i 0° ed i 60° di flessione, il centro della rotula è situato in un piano anteriore rispetto alla tuberosità tibiale, oltre i 60° è situato in un piano posteriore.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 011 osce spine center
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 012 osce spine center
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 013 osce spine center
 

Durante i movimenti di rotazione assiale gli spostamenti della rotula in rapporto alla tibia avvengono sia sul piano assiale che sul piano frontale.Quando il ginocchio è parzialmente flesso e in posizione di rotazione indifferente la proiezione del tendine rotuleo sul piano frontale è leggermente obliqua in alto e mediale (fig. 11a). Durante la rotazione laterale di tibia, il femore ruota relativamente medialmente rispetto alla tibia trascinando la rotula più internamente: il tendine rotuleo diventa più verticale (fig. 11b). Durante la rotazione esterna di tibia, avviene l’inverso, il femore trascina la rotula in dentro e il tendine rotuleo, sebbene sia già obliquo in alto e mediale, diviene ancor più obliquo, di quanto non sia nella posizione di rotazione indifferente (fig. 11c). Questi movimenti della rotula relativi alla tibia che determinano una differente inclinazione del tendine rotuleo, si realizzano anche durante la flesso- estensione per la rotazione automatica. Durante la flessione la rotula ruota secondo un asse verticale tanto da portare il suo margine laterale in avanti e quello mediale indietro. L’asimmetria dei versanti della troclea corregge gli effetti della rotazione interna automatica e della scomparsa del valgo fisiologico, mantenendo la rotula nello stesso piano della tuberosità tibiale anteriore. Durante l’estensione, per la rotazione esterna automatica della tibia, avremo un progressivo ripristino del valgo fisiologico con un’accentuazione della pressione lateralizzante di rotula sopportata dalla faccetta laterale della troclea. Gli spostamenti della rotula rispetto alla tibia sono dunque indispensabili tanto per i movimenti di flesso-estensione che per quelli di rotazione assiale.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 015 osce spine center Variazione dell’angolo del tendine rotuleo sul piano frontale durante i movimenti di rotazione del ginocchio; a) condizione neutra;
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 016 osce spine center b) rotazione laterale del femore in relazione alla tibia;
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 017 osce spine center c) rotazione mediale del femore in relazione alla tibia.

Biomeccanica femoro- rotulea

L’analisi vettoriale della forza applicata dal sistema estensore all’articolazio­ne femoro-patellare ed alla femoro-tibiale, permette di comprenderne la bio­meccanica articolare nei tre piani dello spazio. Nel piano sagittale in estensione, il sistema estensore non è verticale, ma fa un angolo aperto all’indietro denominato S (fig. 10a), definito dall’asse rotula-tendine rotuleo e dal­l’asse del tendine- muscolo quadricipitale. La scomposizione della forza del quadricipite (fQ) genera tre forze differenti (Fig. 11a): – una forza fCFR di compattazione (shear force) della rotula sui condili femorali; – una forza fTR che non è altro che la reazione del tendine rotuleo applicata alla tuberosità tibiale (fTR’) scomponibile in un vettore verticale (fCFT) e uno orizzontale (fRT); – una forza fCFT di compattazione dei condili femorali sulle glene tibiali; – una forza fRT di traslazione anteriore tibiale. Quando la flessione aumenta, l’angolo S diminuisce e la forza fCFR aumenta. Come è stato riportato precedentemente l’angolo S non ha esattamente lo stesso valore del­l’angolo di flessione articolare (A). Dunque la forza fCFR varia con la flessione. Fra 0° e 60° l’angolo S è inferiore all’angolo di flessione e quindi la forza fCFR tende ad aumentare in ragione maggiore rispetto a quanto non vorrebbe l’angolo di flessione; quindi, il quadricipite ha una riserva di potenza per controllare la flessione (Fig. 11b). E’ stato dimostrato un incremento statistico dello stress femoro- rotuleo con l’incrementare della flessione del ginocchio. La forza compressiva aumenta progressivamente raggiungendo il picco a 90° sia utilizzando le contrazioni concentriche sia l’eccentriche. Oltre i 60° (Fig. 11c), l’angolo S diventa maggiore rispetto all’angolo di flessione e la forza FP aumenta meno di quanto aumenti l’angolo di flessione. Ciò ha lo scopo di proteggere la cartilagine rotulea, già sottomessa a notevoli sol­lecitazioni per effetto della gravità e dell’energia cinetica.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 018 osce spine center fig. 11a -Analisi biomeccanica del ginocchio nel piano sagittale; a) in condizione neutra di estensione (Legenda: fQ – forza quadricipitale; fCFR – forza di compattazione femoro rotulea; fTR – forza applicata al tendine rotuleo; fTR’- forza del tendine rotuleo applicata alla tuberosità tibiale; fCFT – forza di compattazione femoro tibiale; fRT – forza di traslazione anteriore tibiale).
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 019 osce spine center fig. 11b – b) flesso di 60°
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 020 osce spine center fig. c – flesso di 90°.
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 021 osce spine center fig. 11e – Sovrapposizione dei diagramma di forze al variare dell’angolo articolare del ginocchio

In figura 12e è stato riportato la sovrapposizione della scomposizione delle forze per meglio evidenziare come incrementa la fCFT all’aumentare i gradi di flessione del ginocchio Il punto di applicazione della forza fCFR è la zona di contatto cartilagineo trocleo-patellare; durante la flessione sale provocando un’inclinazione in dietro del margine superiore della rotula, nel piano sagittale. e’ stato confermato che fCFR dipende dalla forza del qua­dricipite (fQ): per una forza quadricipitale di 82 kg, la forza fCFR è uguale a 35 kg, cioè circa alla metà del peso del corpo.

La forza fCFT è la componente verticale della forza traslata attraverso la rotula dal quadricipite alla tuberosità tibiale anteriore (fTR). Il suo valore dipende dall’angolo tra asse della rotula-tendine rotuleo e la verticale di riferimento tracciata dalla tuberosità tibiale anterio­re (angolo T in fig. 10a), secondo la formula fCTF = fTR x cos T. Durante la flessione, l’asse del tendine rotuleo indietreggia, l’angolo compreso tra l’asse del tendine e la verticale di riferimento di­minuisce rispetto alla condizione di estensione (fig. 11a) e la componente fCFT della fTR aumenta. A 60° l’asse rotula-tendine rotuleo è verticale e la forza fCFT è massima (fig. 11b); oltre i 60° l’asse rotula-tendine rotuleo si inclina in dietro, assumendo un angolo negativo (fig. 11c), e la forza fCFT torna a diminuire (fig. 11c). La componente fRT applicata a livello della tuberosità tibiale anteriore, componente della fTR perpendicolare alla fCFT è direttamente proporzionale alla direzione del tendine rotuleo secondo la formula fRT = fTR x sen T. Tale componente traziona anteriormente la tibia, quanto entra in tensione il LCA, questa forza viene trasformata in rotazione tibiale (estensione del ginocchio). Il tendine rotuleo indietreggiando durante la flessione, porta la componente che determina la rotazione tibiale (estensione del ginocchio) fRT a diminui­re per annullarsi a 60°, precisamente quando il tendine rotuleo è verticale e il sen T uguale a zero (fig. 11b). Dopo i 60° di flessione la forza la fRT cambia verso, dirigendosi posteriormente (fig. 11c). Durante i primi 60° di flessione, la forza fRT tende a traslare anteriormente la tibia (cas­setto anteriore) e sottoporre a sollecitazione tensionali il LCA; oltre i 60°, inversamente, la tibia è sollecitata in modo da essere traslata posteriormente (cassetto posteriore) con tensione del LCP.

Le forze generate dal quadricipite, nei piani frontale e trasverso, sono indis­sociabili e dipendono dall’angolo Q. La rotula, nel piano frontale, si pone all’apice di un angolo aperto lateral­mente, denominato angolo Q, formato dalla direzione dell’asse quadricipitale, sovrapponibile all’asse anatomico del femore, e dalla direzione dell’asse del tendine rotuleo, obliquo in basso ed in fuori (fig. 12a). L’angolo Q ha un valore medio fra i 170° ed i 173°. In letteratura è riportato più frequentemente come angolo Q l’angolo supplementare Q’. Per la valutazione clinica di questo angolo è stato proposto la misurazione tra la linea che congiunge il centro della rotula alla SIAS e la linea che congiunge il centro della rotula alla tuberosità tibiale. Per la struttura valga del ginocchio che comporta la formazione dell’angolo Q, il quadricipite sviluppa delle forze (fQ) che agiscono nel pia­no trasverso, la forza di lateralizzazione rotulea (fLR) e la forza di rotazione tibiale (fRT), e nel piano frontale la forza di compattazione femoro-tibiale laterale (fCFTL), situata presso la spina ti­biale esterna, con azione contro il varo. Le forze di rotazione interne tibiale (antirotatorie ester­ne) o nel caso tenessimo fissa la tibia di rotazione esterna femorale, è data dalla formula fLR = fQ x cos Q’/2 Più l’angolo Q’ aumenta o si riduce Q, più aumenta fLR. Questa forza si applica al centro della rotula ed ha una direzione laterale. Essa tende a spingere la rotula all’esterno e, per effetto di questo meccanismo, provoca una rotazione esterna dei condili femorali (extrarotazione del femore). La forza fRT, è la componente orizzontale della forza quadricipitale applicata alla tuberosità tibiale anteriore (fTR). Ha una direzione mediale e tende a produrre una rotazione interna della tibia o ad opporsi alla sua rotazione esterna. Tale forza è vincolata all’angolo Q’ secondo la formula fRT = fQ x sen Q’. Più l’angolo Q’ aumenta, di conseguenza si riduce l’angolo Q, più la fRT aumenta.La fLR e la fRT agiscono nello stesso senso controllando la rotazione esterna sia per azione sul femore, mediata dalla rotula (fLR), sia per azione sulla tibia (fRT). La forza di compattazione femoro-tibiale laterale (fCFTL), situata in asse alla spina ti­biale esterna, rappresenta la componente verticale della forza di trazione del tendine rotuleo applicato alla tuberosità tibiale (fTR). Tale foza presenta un effetto antivarizzante. Anch’essa dipende dall’angolo Q’ se­condo la formula fCFTL = F x cos Q’ Con il ginocchio flesso di 90° l’angolo Q’ è zero la componente fCFTL si sovrappone alla fTR perdendo la componente lateralizzante, invece la componente rotatoria fRT si annulla , la forza quadricipitale si trasmette in­tegralmente al tendine rotuleo, che ha assunto un aspetto verticale (fig. 12b).

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 022 osce spine center fig. 12a – a) analisi biomeccanica delle forze a cui è sottoposta la rotula sul piano frontale con ginocchio in estensione; b) con ginocchio flesso a 90°. ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 023 osce spine center fig. 12b – con ginocchio flesso a 90°.

Legenda: Q – angolo compreso tra l’asse del tendine rotuleo e del quadricipitale; Q’ – angolo supplementare a Q; fQ – forza quadricipitale; fTR – forza di trazione del tendine rotuleo appli- cata alla tuberosità tibiale; fLR – forza di lateralizzazione risul- tante della fQ e fTR applicata alla rotula; fCFTL – componente verticale della fTR; fRT – componente orizzontale della fTR che induce una rotazione mediale tibiale.

Stabilità femoro- rotulea

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 024 osce spine center fig. 13 – Reperto anatomico del legamento femoro- patellare mediale (lFPM).

La stabilità della rotula nel piano frontale e trasverso è garantita da un sistema di contenzione passivo ed attivo. La stabilità passiva è assicurata dal retinacolo mediale e dalla forma della troclea. La stabilità attiva è assicurata dalle fibre più basse e più orizzontali del vasto mediale (vasto mediale obliquo). La forma della troclea concorre alla stabilità della rotula per effetto dell’asimmetria dei suoi due versanti e per l’esistenza di una gola verticale. Il versante laterale agisce da barriera, im­pedendo la lussazione laterale rotulea, perchè è più alto ed ha un’inclinazione più ripida rispetto al mediale. Anche la direzione verticale della go­la trocleare è un fattore di stabilità articolare, infatti, serve ad orientare convenien­temente la rotula, all’inizio della flessione, per poi guidarla, qualunque sia il movimento femorale. La rotula, sottomessa a sollecitazioni trasversali, può facilmente lussarsi o sublussarsi se la troclea ha una gola poco profonda. In tal caso la stabilità è affidata agli elementi attivi muscolari ed in particolare al va­sto mediale obliquo. Durante la rotazione assiale dell’articolazione femoro-tibiale (avanzamento o indietreggiamento del condilo laterale), la rotula resta a contatto con la tro­clea grazie al sistema dei retinacoli mediale e laterale, che si fissano sui suoi margini laterali e sui tu­bercoli condiloidei. Il sistema dei tre strati, descritto per la prima volta da è stato accettato come il modo più corretto di suddividere la parte mediale del ginocchio. I tessuti molli che collaborano alla stabilità della rotula sono suddivisi in tre strati. Lo strato superficiale, chiamato anche crurale, contribuisce limitatamente alla stabilità passiva della rotula. Il secondo strato o intermedio, è composto dal legamento femoro- patellare mediale (lFPM) con la porzione superficiale del legamento collaterale mediale e il legamento tibio- patellare (lTPM). Il terzo strato è composto dalla parte profonda del collaterale mediale e dalla capsula ed anche dal legamento menisco rotuleo mediale. Il lFPM o legamento alare della rotula, lungo in media dai 46- 58 mm, presenta una forma trapezoidale più larga a livello dell’inserzione rotulea (16- 38.8 mm) rispetto all’inserzione femorale (10- 14 mm) (fig. 13).

L’inserzione patellare avviene nella porzione medio- superiore del bordo mediale della rotula. Per l’inserzione femorale in letteratura non vi è un accordo un’anime, essendo stato riportato come inserzione: tubercolo degli adduttori; anteriormente l’epicondilo femorale mediale; posteriormente l’epicondilo mediale; il legamento collaterale mediale. Presenta una stretta relazione fasciale con il tendine del grande adduttore e con il VMO. Per alcuni Autori tale struttura è presente come entità distinta in circa 88% delle ginocchia, nella restante parte risulta essere solo un ispessimento della capsula. Benché a volte possa essere molto sottile presenta una media forza di tensione di 208 N. Il lFPM limita la traslazione laterale della rotula durante la contra­zione quadricipitale per circa il 50-80%. Tale azione è maggiore quando il ginocchio è esteso perché tale legamento risulta teso, durante la flessione tende ad allentarsi. Ogni lussazione rotulea si accompagna ad una lesione delle strutture mediali di cui il lFPM essere il più interessato. Per alcuni Autori la rottura avviene più spesso all’inserzione femorale, mentre per Altri a livello inserzionale rotuleo. Può essere presente, a volte, un distac­co osseo con frattura osteocondrale del margine rotuleo interno. Queste le­sioni spesso cicatrizzano con un’ossificazione: si tratta della Pellegrini-Stieda della rotula descritta da Trillat (1954). La stabilità attiva è garantita soprattutto dal vasto mediale obliquo che sviluppa una forza obliqua in alto e in fuori. Essa si oppone alla fLR (fig. 14), che tende a lussare la rotula all’esterno.

ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 025 osce spine center fig. 14 -schema dei vettori dei forza delle strutture passive (lFTM) e attive (VMO) che si oppongono alla lateralizzazione della rotula
ARTICOLAZIONE FEMORO ROTULEA 026 osce spine center fig. 15 -Reperto anatomico e schema esplicativo della faccia laterale del ginocchio con in evidenza l’inserzione della BIT sulla rotula (iliopatellar band).

L’efficacia del vasto mediale obliquo è massima nei primi 15° di flessio­ne, durante i quali l’angolo Q’ è più grande e la fLR è più importante. Un importante elemento destabilizzante la rotula lateralmente, spesso incomprensibilmente trascurato dai testi di rieducazione, è la trazione da parte della bendelletta ileo tibiale (BIT). Come abbiamo già avuto modo di esporre nel capitolo specifico, la BIT presenta a valle una triplice inserzione, oltre a quella classica tibiale sul Gerdy, riportata da tutti i testi di anatomia, è presente un’inserzione sulla parte latero-inferiore del femore e sulla rotula tramite il retinacolo rotuleo (fig. 15). Tramite questa connessione il TFL e soprattutto il grande gluteo determinano una trazione della rotula verso l’alto e lateralmente.