1. Médico Ortopedista do Centro de Traumatologia do Esporte (CETE), Departamento de Ortopedia e Traumatologia da Universidade Federal de São Paulo (Unifesp) - São Paulo, SP, Brasil.
2. Médico Ortopedista do Instituto Cohen - São Paulo, SP, Brasil.
3. Médica Ortopedista da Faculdade de Ciências Médicas da Santa Casa de Misericórdia de São Paulo - São Paulo, SP, Brasil.
4. Médico Ortopedista da Faculdade de Medicina de São José do Rio Preto - Ribeirão Preto, SP, Brasil.
5. Médico Anatomista da Universidade de Barcelona - Espanha.
6. Professor Livre-Docente do Departamento de Ortopedia e Traumatologia - Unifesp e Chefe do Centro de Traumatologia do Esporte (CETE) - São Paulo, SP, Brasil. Trabalho realizado na Universidade Federal de São Paulo - Unifesp/EPM e da Universidade de Barcelona. Correspondência: Rua Borges Lagoa 783, 5º andar, Vila Clementino - 04038-032 - São Paulo, SP. E-mail: mcastur@yahoo.com
O aparelho extensor é responsável pela extensão do joelho e estabilização da articulação patelofemoral. A perda da congruência articular e a falência da estabilização entre patela e fêmur são alterações decorrentes da falta de sinergismo entre as estruturas deste mecanismo. Estas alterações podem ocorrer devido a alterações congênitas ou episódios traumáticos de luxação patelo -femoral. Devido à grande incidência de distúrbios pate -lofemorais houve um maior interesse no entendimento da anatomia das estruturas que compõem o mecanismo extensor e a função de cada uma delas(3).
Apesar de existirem vários estudos anatômicos clás-sicos em cadáveres, ainda há dúvidas a respeito da pre -sença, Localização, variações anatômicas e função de algumas estruturas na dinâmica articular do mecanismo extensor do joelho(2,4-6).
O objetivo do nosso estudo é demonstrar através de fotografias em três dimensões a anatomia do aparelho extensor, com destaque para as estruturas ligamentares mediais e laterais entre a patela, a tíbia e o fêmur e a trama vascular responsável pela irrigação deste importante e complexo grupamento musculoesquelético, facilitando o entendimento e estudo da localização tridimensional destas estruturas.
Selecionamos 10 joelhos de cadáveres adultos, com idades entre 34 e 55 anos (média: 41,2 anos), sem his -tória de lesão prévia ou doenças sistêmicas. A pele e o tecido subcutâneo foram removidos preservando os grupos musculares e a parte ligamentar com suas rami -ficações neurovasculares.
Todas as artérias e arteríolas foram ligadas, com exceção da extremidade proximal da artéria poplítea, utilizada para inserção de um contraste composto por silicone transparente líquido, catalisador biológico e corante vermelho ou preto para estudo da vascularização do mecanismo extensor.
Imagens específicas das diferentes camadas e es -truturas do compartimento anterior dos joelhos foram obtidas utilizando uma câmera Nikon D40 e lentes AF-S Nikkor 18-55mm (1:3.5 - 5.6 GII ED) e Micro Nikkor 105mm (1:2.8) - (Nikon Corp., Japão).
A câmera com suas respectivas lentes foi fixada a uma barra deslizante presa em um tripé fotográfico. A barra deslizante é utilizada para fornecer duas imagens da mesma estrutura em diferentes ângulos, porém, a uma mesma altura e distância da estrutura estudada. As diferentes imagens da mesma estrutura devem estar dis -tantes proporcionalmente à distância interpupilar, assim como a convergência da visão humana (62 a 66mm). O par de imagens é processado com o auxílio de um software especial denominado Callipyan 3D ou Anabuilder (Ana builder, França). Este programa é capaz de gerar uma ca -mada polarizante de cores diferentes para cada uma das imagens (vermelho para visão do olho esquerdo e azul para a visão do olho direito, por exemplo). Em seguida,
a sobreposição das imagens polarizadas gera um efeito tridimensional quando vistas com o auxílio de óculos tri -dimensionais apropriados.
e 4. O ligamento patelofemoral lateral, contensor lateral do mecanismo extensor, pode ser visto na Figura 5. Des -taque na Figura 6 para a artéria genicular descendente.
As imagens em três dimensões permitem um discernimento real de profundidade que é chamada de visão estereoscópica. Este tipo de visão permite uma orientação mais precisa e interação com o ambiente.
Nos últimos anos, temos percebido uma grande evolução na obtenção e aprimoramento de imagens em 3D nas áreas do entretenimento, documentação e ensino. Na literatura médica, poucos trabalhos explorando essa técnica têm sido publicados(7,8) e na literatura ortopédi -ca apenas um artigo descreve os aspectos técnicos da obtenção dessas imagens (9).
Analisando as imagens com o auxílio dos óculos es-peciais podemos consolidar alguns conceitos no enten -dimento da anatomia musculoesquelética do mecanismo extensor do joelho.
A anatomia muscular do quadríceps é composta basi-camente por quatro músculos, sendo eles o reto femoral (RF) e os vastos lateral (VL), medial (VM) e intermédio (VI). As fibras do VL inserem-se na patela, em média, com aproximadamente 26 graus (20 a 38 graus) e o VM 45 graus (30 a 57 graus), tendo como referência o RF e o VI que se inserem quase perpendicularmente no pólo superior da patela (1,4). Ainda na face anterior do fêmur origina o músculo genus articularis (ou suspensor da bolsa), cuja função, é evitar a invaginação da bolsa su -prapatelar para debaixo da patela(10).
As fibras mais distais e periféricas dos músculos vastos medial e lateral apresentam direção distinta das demais fibras centrais junto à inserção na face supero -medial e superolateral da patela, respectivamente, sendo denominados vasto medial oblíquo (VMO) e vasto late -ral oblíquo (VLO). Apesar de vários estudos anatômi -cos descreverem a existência destes músculos, não há evidências de que estas estruturas sejam independen -tes do ponto de vista funcional, representando apenas a mudança na direção das fibras mais distais antes de inserirem-se na patela. A disposição mais oblíqua de algumas fibras contribui para a estabilidade dinâmica da patela durante a extensão do joelho(1).
O tendão quadricipital é descrito como uma estrutu -ra trilaminar formada superficialmente pelos tendões do músculo RF, a camada intermediária pelos tendões do V l e VM e o VI compõe a camada mais profunda(1). Estudo recente demonstrou que essa descrição clássica trilaminar na verdade é uma complexa estrutura com grande varia-ção anatômica e planos fasciais mal definidos(2).
O ligamento patelofemoral medial é o principal res-tritor medial da patela, sendo responsável por 53% da força contentora(5). As inserções estão localizadas no epicôndilo medial e nos 2/3 proximais da face medial da patela(1,2,5). Outros estabilizadores mediais secundá -rios da patela descritos são: o retináculo medial, o li -gamento patelomeniscal e o ligamento patelotibial(1,5). O retináculo medial, assim como o lateral, é formado por fibras tanto do vasto medial, que passam paralelas à face medial da patela, quanto de fibras do vasto lateral, que cruzam a região anterior da patela (pré-patelar) e vão se inserir na tibial contralateral(1,6,11). O ligamento patelomeniscal medial origina-se no 1/3 distal da pate -la e se insere no corno anterior do menisco medial. O ligamento patelotibial medial é descrito originando-se na região distal e medial da patela e inserindo-se 1,5cm distal à linha articular da região anteromedial da tíbia (5).
Ao contrário do compartimento medial, o ligamen-to patelofemoral lateral não é o principal contentor do deslocamento medial da patela, apresentando resistência inferior ao retináculo lateral que é composto por fibras transversas conectando o trato iliotibial à patela e, por fim, o ligamento patelomeniscal que é a estrutura menos resistente da subluxação medial da patela(12).
Na região pré-patelar, Dye et al(6) relataram, através de dissecção em cadáveres, a presença de um tecido com estrutura trilaminar, sendo uma camada superficial com fibras transversalmente orientadas, outra camada com fibras oblíquas e a mais profunda com fibras longitudi -nais do RF. Entre estas camadas, observou-se, também, a presença de três bursas pré-patelares.
A vascularização do joelho e do mecanismo exten-sor é ampla e possui uma rede de anastomoses inter-ligadas entre si. O suprimento arterial vem principal -mente das artérias femoral, poplítea e tibial anterior. A artéria femoral superficial emite um ramo denominado artéria genicular descendente antes de atravessar o hia-to dos adutores. Esta artéria se divide em três ramos: safeno, articular e oblíquo profundo. O ramo safeno anastomosa-se com a artéria genicular inferior medial, o ramo articular anastomosa-se com a artéria genicular superior lateral e o ramo oblíquo profundo divide-se em ramos musculares profundos para nutrir o múscu-lo quadríceps. As artérias genicular superior lateral, genicular superior medial, genicular inferior lateral e genicular inferior medial, ramos da artéria poplítea, atuam na vascularização do aparelho extensor(13).
A artéria genicular superior lateral anastomosa-se com o ramo descendente da artéria circunflexa femoral lateral, formando, juntos com outras anastomoses, o anel vascular anastomótico da patela que foi descrito por Scapinelli(14).
As artérias geniculares inferiores medial e lateral emitem ramos para nutrir a patela, o coxim gorduro -so de Hoffa e o tendão patelar. Essas duas artérias se dividem em três ramos cada: artérias parapatelares ascendentes, artérias pré-patelares oblíquas e artérias infrapatelares transversas(13).
As artérias parapatelares ascendentes seguem pa-ralelas à margem da patela para anastomosar com os ramos descendentes parapatelares das artérias geni -culares superiores. As artérias pré-patelares oblíquas convergem para a região anterior, que, junto com ou -tros vasos vindos de outras geniculares, compõem o anel anastomótico vascular, por onde ramos arteriais penetram na superfície anterior da patela pelos fora-mes vasculares em números de 10 a 12 em média. As artérias infrapatelares transversas seguem posterior ao tendão patelar originando ramos polares que penetram na rótula pelo pólo inferior, posteriormente à origem do tendão patelar(13,14).
O tendão patelar recebe suprimento por três pedícu-los de cada lado: superior, médio e inferior. Os pedículos mediais têm sua origem nas artérias genicular descen-dente e genicular inferior medial e os pedículos laterais nas artérias geniculares laterais e tibial anterior recorrente(15,16). Dois principais arcos vasculares anastomosam com esses pedículos: o retro patelar e o supratubercular, formando uma rede pretenderia(15).
A anatomia nervosa do aparelho extensor do joelho é composta principalmente pelo ramo infrapatelar do nervo safeno, que passa posterior ao músculo sartório na face medial do joelho para se unir ao plexo patelar, fornecendo inervação à cápsula anteromedial, tendão patelar e à pele anteromedial do joelho. Os ramos articulares dos nervos para os músculos do quadríceps, ramos do nervo femoral, inervam a face anterior e anterolateral do joelho(1).
O estudo da anatomia do aparelho extensor do joelho com fotografias em 3D permite visualizar as diferentes estruturas e entender a relação entre elas. Dentre outros benefícios relacionados a esta técnica, destacamos, além do ensino e estudo da anatomia musculoesquelética, o potencial uso em treinamento de procedimentos cirúrgi -cos e a realização de imagens em exames diagnósticos.
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