Diz Ekleminin Biyomekanigi
Diz eklemi menteşe tipi bir eklem olarak kabul edilmiş olsa da, sadece tek düzlemde fleksiyon ve ekstansiyon hareketi yapmayıp, yürüme siklusu boyunca her 3 düzlemde ve değişen akslarda karmaşık hareket biçimleri göstermektedir.
Bu hareketler; Sagittal düzlemde; fleksiyon-ekstansiyon, transvers düzlemde; iç rotasyon-dış rotasyon, koronal düzlemde; abduksiyon-adduksiyon hareketleridir.
Sagittal düzlem, diz ekleminin fleksiyon ve ekstansiyon hareketini yaptığı düzlemdir. Fleksiyon-ekstansiyon hareketi sabit bir dönme merkezi etrafında olmayıp, değişkenlik gösterir. Fleksiyon-ekstansiyonun her kademesindeki bu değişken dönme merkezleri birleştirildiğinde ‘J’ tarzında bir eğri ortaya çıkar. Buna anlık hareket merkezi “instant center” adı verilir. Bu değişken dönme merkezi sayesinde, diz eklemine aktarılan yük her zaman diktir ve bu sayede bağlar üzerine aşırı yük gelmemiş olur. Değişkenlik gösteren bu hareket dizde, femur ve tibia kondilleri arasında kayma ve yuvarlanma hareketleri şeklinde kendini gösterir. Diz aktif olarak 140°, pasif olarak 160° fleksiyon yapabilir. Kalça ekstansiyonda iken diz fleksiyonu 120º, kalça fleksiyonda iken 140º dir. Diz ekleminde ekstansiyon 5-10º hiperekstansiyon şeklindedir.
Transvers düzlem, diz ekleminin iç-dış rotasyon hareketlerini yaptığı plandır. Diz eklemi ilk 20° lik fleksiyonunu yaparken, kayma hareketi olmaksızın, saf yuvarlanma hareketi yapar. 20° fleksiyondan sonra yuvarlanma hareketine kayma hareketi eklenir ve fleksiyon derecesi arttıkça yerini kayma hareketine bırakır. İç tibial platonun daha konkav dış platonun hafif konveks olması, dış femoral kondil çapının iç kondile göre daha büyük olması ve iç menisküsün daha az hareketli olması nedeni ile, femur kondillerindeki bu hareketler simetrik olmamaktadır. İç femoral kondilde bu saf yuvarlanma hareketi ilk 10-15° fleksiyonda geçerli iken, dış femoral kondilde bu 20° fleksiyona kadar devam eder. Dış femoral kondilin, iç femoral kondile göre daha fazla saf yuvarlanma hareketi yapması, diz ekleminin fleksiyon-ekstansiyonu sırasında otomatik rotasyon hareketine neden olur. Buna “vida-yuva” hareketi denir.
Böylece fleksiyonun başlangıç derecelerinde, fleksiyona gelen dizde lateral taraftaki bağların daha gevşek hale gelmesinin de katkısıyla bacak iç rotasyon yaparken, ekstansiyonun sonuna doğru dış rotasyon meydana gelerek diz eklemi kilitlenir. Fleksiyon hareketinin ilk 20° sine kadar, her fleksiyon derecesi için yaklaşık 0.5° iç rotasyon hareketi gerçekleşir. 90º fleksiyona gelene kadar femur-tibial temas noktası ortalama 14 mm geriye doğru kayar. Ön ve arka çapraz bağların kesişme noktasındaki anlık dönme merkezi, diz fleksiyonu ile arkaya doğru giderek femur’un arkaya yuvarlanmasını sağlar. Çapraz bağların yokluğunda vida-yuva hareketi meydana gelemez. Bu hareketin oluşmasında, özellikle PCL’nin rolü vardır
Diz ekleminde sagittal düzlemdeki konumundan dolayı aktif iç-dış rotasyon hareketi de vardır. Diz tam ekstansiyon konumunda iken femur iç kondilinin dış kondilden daha uzun olmasından dolayı diz kilitlendiği için, bu aktif rotasyon hareketi ancak fleksiyon halinde iken mümkün olmaktadır. Rotasyon miktarı diz 90° fleksiyonda en yüksek noktasına ulaşırken, fleksiyon derecesi arttıkça, yumuşak doku gerginliğinin artması nedeniyle rotasyonda tekrar azalma meydana gelir. 90° fleksiyonda, aktif dış rotasyon 0-45°, iç rotasyon ise 0-30° kadardır.
Koronal düzlem diz ekleminin abduksiyon ve adduksiyon hareketini yaptığı düzlemdir. Yine ekstansiyonda iken yapılamayan bu hareket, diz 30° fleksiyonda iken en üst seviyeye ulaşır. Normal yürüme esnasında maksimum abduksiyon ve addüksiyon hareketi 11° kadardır.
Normal yürüme siklusunun herhangi bir anında, diz eklemi hiçbir zaman tam ekstansiyona gelmez ve yaklaşık 5° fleksiyonda kalır. Yürümenin salınım fazında yaklaşık 70°, basma fazında ise 20° fleksiyon olur. Her yürüme siklusunda 10° adduksiyon-abduksiyon, 10-15° kadar da iç ve dış rotasyon hareketi oluşur (21). Normal tarzda yaşayan bir insanın günlük aktiviteler sırasında tam ekstansiyondan 117° fleksiyon arasında değişen eklem hareket açıklığına ihtiyacı vardır.
Diz ekleminde dinamik ve statik stabilizatör faktörler vardır. Statik faktörler içinde bağlar, eklem kapsülü ve menisküsler varken, dinamik faktörler içinde kaslar vardır. Bu yapılardan iç yan stabiliteyi oluşturanlar iç eklem kapsülü, tibial kollateral bağ, iç menisküs, ACL, PCL iken dış yan stabiliteyi oluşturanlar; dış eklem kapsülü, iliotibial band, fibular kollateral bağ, dış menisküs ACL ve PCL’dir. Öne stabilitede önemli olan yapılar; esas olarak ACL, kuadriseps mekanizması, eklem kapsülü, arkaya stabilitede önemli olan yapılar ise esas olarak PCL ve arka eklem kapsülüdür .
Patellanın ana mekanik görevi, kuvvetin yönünü değiştirmektir. Kuadriseps kasının kuvvet kolunu uzatarak, bu kasın gücünü tibia’ya aktarır. Fleksiyonun artması ile birilikte baskılayıcı kuvvetler artar ve 60-90° lerde en büyük değerine ulaşır. Ekstansiyonda iken, bu kuvvet en az değerine iner. Fleksiyonun ilk 20° sinde, troklea ile patella’nın alt eklem yüzeyi temas ederken diz 45° fleksiyonda iken eklem yüzünde en fazla temas olur. 60° de orta eklem yüzeyi, 90° da ise üst eklem yüzeyi temas eder. Diz eklemi 120° lik fleksiyona geldiğinde, kuadriseps tendonu trokleada kaymaya başlarken, patella’nın artık sadece iç ve dış eklem yüzeyleri femur kondilleri ile temas eder.
