Anatomie et Biomécanique du Genou : Cinématique, Ligaments, Ménisques

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Le Genou : Anatomie et Fonctionnement

L'articulation du genou est complexe, composée de plusieurs éléments essentiels à sa fonction :

  • Articulations :
    • Tibiofémorale : bicondylienne et trochléenne
    • Fémoro-patellaire
  • Structures de soutien :
    • Capsule articulaire
    • Ménisques
    • Muscles et trabécules osseuses
    • Ligaments et tendons

Ostéocinématique du Genou

Mouvements Actifs du Genou

  • Flexion : 140° (tibia sur fémur)
  • Extension : 180° (tibia sur fémur)
  • Rotation médiale : (tibia sur fémur)
  • Rotation latérale : (tibia sur fémur)

Positions Clés de l'Articulation

  • Position de congruence maximale (verrouillage) :
    • Fémoro-patellaire : 30° à 60° de flexion
    • Tibiofémorale : Extension complète (180°) ou hyper-extension (-5°)
  • Position de congruence minimale (relâchement) :
    • Fémoro-patellaire : Hyperextension (-5°) ou flexion
    • Tibiofémorale : 10° à 20° de flexion

Arthrocinématique du Genou

Mouvements Composants

  1. Passage à l'extension avec le pied au sol (chaîne fermée) :
    • La rotule glisse sur la trochlée fémorale.
    • Le tibia glisse vers l'avant sur le fémur.
    • Glissement postérieur/antérieur du condyle médial.
    • Glissement antérieur/postérieur du condyle latéral.
  2. Déplacement en flexion avec le pied au sol (chaîne fermée) :
    • La rotule glisse caudalement sur le fémur.
    • Le tibia glisse en arrière sur le fémur.
    • Le tibia s'incline vers l'avant sur le fémur, à environ 100° de flexion.
    • Glissement antérieur/postérieur du condyle médial.
    • Glissement postérieur/antérieur du condyle latéral.

Mouvements de Jeu Articulaire

  • Fémoro-patellaire :
    • Équilibrage de l'axe transversal
    • Équilibrage dans l'axe longitudinal
    • Glissements latéral et médial
  • Fémoro-tibiale :
    • Distraction
    • Inclinaison médiale
    • Inclinaison latérale
  • Tibiofibulaire :
    • Glissement antérieur/postérieur
    • Glissement latéral/médial
    • Glissement supérieur/inférieur

Rotation Automatique du Genou

  • Chaîne ouverte : Différence de longueur de la zone de contact du plateau tibial.
  • Chaîne fermée : Développement inégal des contours du condyle, forme de la glène, orientation des ligaments latéraux.

Rotation Automatique et Action Musculaire

  • Chaîne ouverte :
    • Flexion du genou (rotation interne) : Semi-tendineux, semi-membraneux, gracile, poplité.
    • Extension du genou (rotation externe) : Tenseur du fascia lata.
  • Chaîne fermée :
    • Flexion du genou (rotation externe) : Implique le genou.

Fonction des Ligaments Croisés

  • Chaîne ouverte :
    • Extension du genou : Le LCA (Ligament Croisé Antérieur) résiste à la rotation externe du tibia.
    • Flexion du genou : Le LCP (Ligament Croisé Postérieur) résiste à la rotation interne du tibia.
  • Chaîne fermée :
    • Extension du genou : Le LCP facilite la rotation interne du fémur sur le tibia.
    • Flexion du genou : Le LCA facilite la rotation externe du fémur sur le tibia.

Stabilité Mécanique Fémoro-Patellaire

  • Angle Q
  • Rebord externe de la trochlée fémorale
  • Mécanisme du quadriceps
  • Vaste médial oblique

Fonctions de la Patella (Rotule)

  • Augmente le bras de levier efficace du quadriceps.
  • Offre une stabilité fonctionnelle sous la charge, en fournissant une surface articulaire pour la trochlée avec l'augmentation de l'angle de flexion du genou.
  • Permet à la force du quadriceps d'être transmise lors de la flexion sans perte de force due au frottement.
  • Fournit un bouclier osseux pour la trochlée et les condyles avec le genou fléchi.
  • Fournit une bonne apparence esthétique avec le genou fléchi, exposant les condyles fémoraux.

Stabilité Capsulaire du Genou

  • Mouvements en valgus : Capsule interne et postérieure.
  • Mouvements en varus : Capsule externe et postérieure.
  • Mouvements de rotation :
    • Rotation interne : Capsule interne et postérieure, ligaments externes et antérieurs.
    • Rotation externe : Capsule externe et postérieure.
  • Mouvements d'extension : Capsule interne et externe postérieure.
  • Note : La capsule postérieure contribue 3 fois plus à la stabilité que les parties moyenne et antérieure.

Facteurs Mécaniques du Mouvement Méniscal

Facteurs Actifs (Chaîne Ouverte)

  • Mouvement d'extension : Tension des ligaments ménisco-rotuliens et méniscaux (ménisque interne et externe).
  • Flexion :
    • Contraction du muscle poplité (ménisque latéral).
    • Contraction du muscle semi-membraneux (ménisque médial).

Facteurs Passifs (Chaîne Fermée)

  • Flexion et extension : Déplacement des condyles fémoraux.

Facteurs de Rotation Méniscale

  • Facteur Actif (Chaîne Fermée) : Tension des fibres ménisco-rotuliennes du côté opposé à la rotation.
  • Facteur Passif (Chaîne Fermée) : Déplacements condyliens.
  • Facteur Actif (Chaîne Ouverte) : Ligament transverse et ligaments coronaires.

Fonctions Mécaniques des Ménisques

  • Augmentation de la congruence entre les surfaces articulaires du fémur et du tibia.
  • Participation au support du poids du corps dans l'articulation.
  • Aide à la lubrification articulaire.
  • Résistance aux mouvements de valgus et de varus (de 0° à 20° de flexion) et aux rotations.
  • Rotation interne : Ménisque latéral (chaîne fermée).
  • Rotation externe : Ménisque médial (chaîne fermée).

Système Ligamentaire du Genou

  • Ligament rotulien
  • Ligaments poplités (arqué et oblique)
  • Ligament collatéral médial (LCM)
  • Ligament collatéral latéral (LCL)
  • Ligament croisé antérieur (LCA)
  • Ligament croisé postérieur (LCP)

Fonction Mécanique des Ligaments Latéraux

  • LCM (Ligament Collatéral Médial) :
    • Stabilité en valgus.
    • Stabilité en rotation.
    • Stabilité en flexion profonde.
  • LCL (Ligament Collatéral Latéral) :
    • Stabilité en varus.
    • Stabilité en rotation.
    • Stabilité en extension du genou.
  • Les deux ligaments :
    • Verrouillage du genou en extension complète (chaîne fermée).

Fonction Mécanique des Ligaments Croisés

  • Aident au mouvement des surfaces fémorales et tibiales l'une sur l'autre (mécanisme à quatre barres).
  • Résistent au mouvement antéro-postérieur (stabilisateurs primaires de 30° à 90° de flexion).
  • Génèrent une résistance aux mouvements de varus et de valgus (stabilisateurs secondaires).
  • Résistent aux mouvements de rotation axiale en flexion et en extension du genou.
  • Limitent l'amplitude des mouvements de flexion-extension du genou.

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