AULA 08 - Complexo do Joelho_2019_1

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Biomecânica e Cinesiologia
Complexo do Joelho
Francisco Xavier de Araujo
Complexo do Joelho
❖ O complexo do joelho é composto por três ossos (fêmur, tíbia e 
patela) e duas articulações: tibiofemoral e femoropatelar que estão 
localizadas em uma cápsula articular comum, com dois graus de 
liberdade;
❖ Um quarto osso, a fíbula, também se localiza nesta região. Embora a 
Fíbula não tenha função direta sobre o joelho, ela estabiliza a Tíbia 
lateralmente e sua cabeça serve de ponto de inserção para o Bíceps 
Femoral e para o ligamento colateral lateral;
❖ Fíbula e Tíbia compõe a articulação tibiofibular proximal, mas que 
não participa diretamente dos movimentos do complexo do joelho.
Fêmur 
❖ A região distal do fêmur constitui a extremidade 
proximal do joelho. Nesta região encontram-se 
os côndilos lateral e medial. Projetam-se de 
cada côndilo os epicôndilos lateral e medial que 
servirão de ponto de inserção dos ligamentos 
colaterais;
❖ Uma grande incisura intercondilar separa os 
condidos formando uma via para os ligamentos 
cruzados; 
❖ Como o fêmur está posicionado de modo 
oblíquo em relação à vertical, o côndilo medial é 
maior e se estende mais distalmente do que o 
côndilo lateral, assim, seu alinhamento distal no 
plano frontal é nivelado um com o outro.
Fêmur 
❖ Na média, em adultos, o côndilo medial é 1,7 cm maior 
do que o côndilo lateral; 
❖ Os côndilos fundem-se anteriormente para formar o 
sulco (tróclea) intercondilar. Este é o local onde a patela 
posterior se articula com o fêmur;
❖ A superfície anterior dos côndilos femorais que se 
articula com a patela é côncava. Por outro lado, a 
superfície distal e posterior dos côndilos que articula com 
a tíbia é levemente convexa.
Tibia
❖ A tíbia se alonga na sua extremidade proximal e preenche o fêmur para 
formar a porção distal da articulação tibiofemoral. Sua superfície 
articular é significativamente menor que a dos seus homólogos do 
fêmur; 
❖ A tíbia possui dois platôs ligeiramente côncavos, ou côndilos, 
correspondentes aos côndilos femorais medial e lateral. Tal como 
acontece no fêmur, o côndilo medial da tíbia é maior do que o côndilo 
lateral; 
❖ Este é um importante desenho anatômico, uma vez que o joelho medial 
possui uma pressão maior na posição em pé; assim, possuindo uma 
superfície maior ocorre uma redução do estresse aplicado.
Tibia
❖ Entre os dois côndilos tibiais existe uma eminência 
intercondilar que possui dois pequenos tubérculos, os 
tubérculos medial e lateral. Essa eminência intercondilar 
acomoda-se dentro da fossa femoral intercondilar quando 
o joelho está em extensão;
❖ A proeminente tuberosidade tibial está localizada na 
superfície anterior da diáfise proximal, e serve como 
inserção distal para o músculo quadríceps, via tendão 
patelar.
Patela
❖ A patela (do latim, “pequena polia”) inicia seu processo de 
ossificação no 3o ano e vai até o 5o ano para se tornar o osso 
sesamoide mais largo do corpo;
❖ Anteriormente, a superfície da patela é convexa. A superfície 
posterior é oval, que articula com o fêmur e se divide em duas 
facetas através de uma crista vertical que segue a partir da 
borda superior para seu ápice. Essa crista vertical corresponde 
à incisura troclear do fêmur;
❖ A superfície articular da patela é coberta por uma das mais 
espessas cartilagens articulares do corpo, apresentando entre 
4,7 a 6,6 mm.
Funções da Patela
Funções da Patela
Articulação Tibiofemoral
❖ Formada a partir dos dois ossos mais longos do corpo é 
também a mais larga articulação do corpo;
❖ Os côndilos femorais medial e lateral são convexos 
longitudinal e transversalmente e se articulam com dois 
côndilos tibiais menores, que possuem apenas uma leve 
concavidade; por isso, são comumente referidos como platôs; 
❖ A congruência da articulação é levemente aumentada pela 
eminência intercondilar da tíbia e a forma de cunha do 
menisco medial e lateral (cartilagem semilunar).
Articulação Tibiofemoral
❖ A diáfise do fêmur apresenta uma ligeira 
angulação medial. Essa orientação 
oblíqua é resultado de um ângulo natural 
de inclinação de 125o do fêmur proximal;
❖ Esse alinhamento normal do joelho no 
plano frontal forma um ângulo de 170 a 
175o é denominado genu valgo;
❖ Ângulos menores do que 165o são 
definidos como valgo excessivo. 
Enquanto que ângulos maiores do que 
180o são denominados genu varo. 
Articulação Tibiofemoral
❖ O menisco fornece à articulação do joelho importantes 
propriedades. Sua fibrocartilagem é inserida na tíbia para 
aumentar o espaço da articulação, melhorando a congruência 
da articulação. Embora o aumento da congruência 
normalmente leve à redução da mobilidade, o menisco 
permite tanto uma maior congruência como uma amplitude 
de flexão do joelho;
❖ A configuração do menisco lateral é quase um círculo, 
enquanto o menisco medial é mais em forma de C. 
Meniscos
Meniscos
Meniscos
❖ Ruptura dos meniscos é a lesão mais comum no joelho. 
Ocorrendo tanto em atletas como na população em geral;
❖ As rupturas meniscais estão associadas a uma rotação axial 
forçada dos côndilos demorais sobre um joelho parcialmente 
fletido ou em descarga de peso;
❖ 50% das lesões no ligamento cruzado anterior estão associadas a 
uma lesão meniscal;
❖ Uma ruptura típica é a chamada “alça de balde” que pode causar 
bloqueio articular;
❖ O menisco medial é mais suscetível à lesão em virtude de suas 
conexões com o ligamento colateral medial e a cápsula medial. 
Força excessiva em valgo pode estirar estas estruturas e 
consequentemente lesionar o menisco medial.
Curiosidade ClínicaMeniscos
Curiosidade ClínicaMeniscos
Ligamentos Colaterais
Ligamentos Colaterais
❖ Os ligamentos cruzados são nomeados de acordo com sua inserção 
na Tíbia. Juntos proporcionam importante estabilidade para o 
joelho, especialmente para as forças de cisalhamento antera-
posteriores entre Tíbia e Fêmur.
Ligamentos Cruzados
Ligamentos Cruzados
❖ As fibras do LCA tornam-se progressivamente tensas à medida 
que o joelho se aproxima da extensão completa. Próximo dos 
últimos graus de extensão, a força gerada pela contração do 
quadríceps traciona a Tíbia anteriormente, neste momento o LCA 
limita a quantidade de deslizamento anterior da Tíbia.
Ligamentos Cruzados - LCA
❖ O LCA é o ligamento que mais freqüentemente sofre ruptura 
completa. Geralmente ocorre em atividades esportivas, em 
pessoas entre 15 e 25 anos de idade;
❖ Aproximadamente 70% das lesões ocorrem em situações de 
não contato, ou contato mínimo. Muitas lesões ocorrem ao se 
aterrizar de um salto;
❖ Três fatores associados parecem ser potenciais causadores de 
ruptura no LCA: forte ativação do quadríceps, queda em 
valgo excessivo e rotação externa acentuada;
❖ Outro possível mecanismo de trauma é uma força em 
hiperextensão com o pé fixo no solo.
Curiosidade ClínicaLigamentos Cruzados - LCA
Ligamentos Cruzados - LCA
❖ As fibras do LCP tornam-se progressivamente tensas à medida 
que o joelho se aproxima da flexão completa. Durante a flexão de 
joelho ativa a força gerada pela contração dos Ísquiostibiais 
traciona a Tíbia posteriormente, neste momento o LCP limita a 
quantidade de deslizamento posterior da Tíbia.
Ligamentos Cruzados - LCP
❖ Ruptura no LCP é menos comum. Lesões isoladas 
no LCP são raras. Geralmente ocorrem associadas 
à lesões em outras estruturas;
❖ O mecanismo de trauma é uma força ântero-
posterior excessiva na Tíbia;
❖ Isto pode ocorrer durante uma queda sobre um 
joelho totalmente fletido, quando a Tíbia toca 
primeiro o solo;
❖ Outro mecanismo comum é a lesão do "painel do 
automóvel”, quando o joelho deum passageiro 
choca contra o painel do carro após uma colisão 
frontal. 
Curiosidade ClínicaLigamentos Cruzados - LCP
Articulação Tibiofemoral
❖ A articulação tibiofemoral possui dois graus de liberdade: flexão-
extensão e rotação; 
❖ O total de flexão é a partir de 120° a 150° dependendo do tamanho da 
massa muscular do tríceps sural em contato com o isquiotibial. 
Contudo, o intervalo médio esperado de movimento é de 135°;
❖ Quando o quadril está estendido, a amplitude do movimento de flexão 
do joelho diminui em razão da limitação dos dois músculos retos 
femorais, que tem a sua fixação proximal na coluna anterior inferior do 
ílio; 
❖ A hiperextensão do joelho é mínima e normalmente não excede 15°.
Osteocinemática
Articulação Tibiofemoral
❖ A rotação ocorre no plano transversal quando o joelho é 
flexionado. Quando o joelho está completamente estendido, os 
ligamentos colateral medial e lateral estão relativamente 
tensionados, contribuindo para a estabilidade da articulação e 
evitando a rotação;
❖ A amplitude média de rotação é de 40o em 90o de flexão;
❖ A principal função é no movimento de cadeia fechada, no qual o 
fêmur translada na tíbia fixa, como na posição ajoelhada, sentada 
ou de cócoras, e nas mudanças bruscas de direção, como na 
corrida.
Osteocinemática
Osteocinemática
Osteocinemática
Articulação Tibiofemoral
❖ A articulação tibiofemoral tem sua posição mais congruente na 
extensão completa. Entretanto, se o fêmur é estabilizado com o joelho 
posicionado em 25° ou mais de flexão, a tíbia pode deslocar vários 
milímetros no fêmur. Esta posição flexionada é a posição de descanso 
do joelho, ou a posição na qual o joelho é menos congruente.
❖ A superfície côncava tibial desliza no mesmo sentido como um 
rolamento, quando a tíbia se movimenta no fêmur durante a 
atividade cadeia cinética aberta;
❖ Quando o movimento ocorre em cadeia cinética fechada, os côndilos 
femorais convexos movem-se nos côndilos tibiais côncavos no 
sentido contrário do movimento angular.
Artrocinemática
Artrocinemática
Articulação Femoropatelar (Patelofemoral)
❖ A patela encontra-se dentro do tendão comum do quadríceps, o 
qual se estende acima e sobre os lados da patela. Articula-se com a 
superfície anterior e distal em forma de sela dos côndilos femorais 
(superfície troclear);
❖ Quando o joelho está completamente estendido, a estabilidade 
patelar conta principalmente com os tecidos moles que a 
circundam. O quadríceps, é o mecanismo ativo que estabiliza a 
patela em todos os lados e guia o movimento entre a patela e o 
fêmur;
❖ De 20° para 0°, a principal responsabilidade do músculo vasto 
medial oblíquo (VMO) é de servir como um estabilizador 
dinâmico da patela.
Considerações Cinéticas 
❖ A articulação femoropatelar é exposta a forças de 
compressão de alta magnitude. Por exemplo forças de 
aproximadamente 1,3 vezes o peso corporal (PC) durante a 
marcha, 3,3X o PC durante a subida de escadas e quase 8X o 
PC durante flexão intensa do joelho;
❖ A magnitude da força de contração do músculo quadríceps e 
o ângulo de flexão do joelho influenciam na magnitude de 
compressão femoropatelar;
❖ Considerando que Pressão = Força / Área de contato.
Articulação Femoropatelar (Patelofemoral)
Paradoxo dos movimentos em Cadeia Aberta e Cadeia 
Fechada para o LCA e a Femoropatelar
Torque externo durante extensão em 
Cadeia Aberta X Cadeia Fechada
O torque externo 
aumenta 
progressivamente 
da flexão para 
extensão em CCA 
e diminui 
progressivamente 
em CCF
Articulação Femoropatelar
Fatores que Afetam o Alinhamento da Patela
O vetor resultante 
entre as linha de ação 
da contração do 
músculo quadríceps 
e de inserção do 
tendão patelar 
causam uma força de 
tração lateral da 
Patela
Articulação Femoropatelar
Fatores que Afetam o Alinhamento da Patela
Ângulo Q
O ângulo do Quadríceps, ou 
Ângulo Q, é formado por 
uma linha entre a espinha 
ilíaca antero superior e o 
centro da patela (angulo do 
reto femoral) e uma linha da 
tuberosidade tibial até o 
centro da patela (angulo do 
tendão patelar)
Ângulo Q
O tamanho do ângulo é variável 
entre os sexos; estudos indicam 
como intervalo de valores para 
homens entre 10° e 14°, enquanto 
as medidas para mulheres são 
maiores e ficam entre 15° e 23°.
Um ângulo Q excessivo é 
referido como genu valgo, 
enquanto que se o ângulo Q 
ficar próximo a 0° o alinhamento 
é referido como genu varo.
Articulação Femoropatelar
Fatores que Afetam o Alinhamento da Patela
Além disso, um 
encurtamento ou 
aumento de tensão na 
Banda Iliotibial, e no 
retináculo lateral da 
patela também 
contribuem para esta 
tendência natural de 
lateralizarão da patela
Articulação Femoropatelar
Fatores que Afetam o Alinhamento da Patela
A face lateral do 
sulco intercondilar é 
maior e mais 
inclinada protegendo 
mecanicamente uma 
translação lateral 
excessiva da patela
Articulação Femoropatelar
Fatores que Afetam o Alinhamento da Patela
Outros fatores 
mais globais 
incluem 
aumento da 
rotação interna 
de quadril 
(anteversão) e 
da torção 
externa tibial 
ou um valgo 
excessivo
O VMO é o 
único 
estabilizador 
local 
dinâmico 
capaz de 
medializar a 
patela
Função Muscular no Joelho
Função Muscular no Joelho
Extensores do Joelho
O Quadríceps femoral 
é constituído por quatro 
músculos: reto 
femoral, vasto lateral, 
vasto medial e o vasto 
intermediário - que são 
os músculos extensores 
do joelho.
Função Muscular no Joelho
❖ Esses quatro músculos formam uma única e forte inserção distal na patela 
(tendão quadriciptal), cápsula do joelho e superfície anterior proximal da 
tíbia (tendão patelar);
❖ O reto femoral é o único músculo do quadríceps que também movimenta 
a articulação do quadril; 
❖ O vasto lateral é o maior dos quatro músculos do quadríceps e está 
localizado na lateral do reto femoral. As fibras do vasto lateral convergem 
em direção à patela no ângulo de 12° a 15°, e é ainda maior na porção 
distal. 
Extensores do Joelho
Função Muscular no Joelho
❖ O vasto medial encontra-se em uma posição medial do reto femoral. 
Possui fibras em duas direções diferentes, com duas funções distintas;
❖ As fibras mais proximais são longitudinais e trabalham na extensão do 
joelho, enquanto as fibras mais distais fornecem estabilidade patelar, 
especialmente durante a fase final da extensão. Alguns pesquisadores 
acreditam que a porção oblíqua do vasto medial (VMO) não atua na 
extensão do joelho mas serve como estabilizador patelar;
❖ O quarto e mais profundo músculo do quadríceps, o vasto intermédio, 
está localizado debaixo do reto e é parcialmente fundido com outros dois 
músculos vastos.
Extensores do Joelho
Função Muscular no Joelho
Flexores do Joelho
Os principais flexores do joelho 
são os Isquiotibiais (bíceps 
femoral, semitendíneo e 
semimembranáceo), mas 
gastrocnêmio, plantar, 
poplíteo, grácil e sartório 
também atuam neste 
movimento.
Função Muscular no Joelho
❖ O bíceps femoral encontra-se na coxa 
posterior e é também conhecido como 
“isquiotibial lateral”.
Flexores do Joelho
Função Muscular no Joelho
❖ O semitendíneo é posicionado em 
sentido medial em relação à cabeça 
longa do bíceps na coxa posterior; 
❖ Embora o semimembranáceo 
possua a maior seção transversal 
dos isquiotibiais, não é facilmente 
palpado como um músculo 
individual porque a maior parte 
está recoberta pelo semitendíneo, e 
proximalmente, pelo adutor magno.
Flexores do Joelho
Função Muscular no Joelho
Flexores do Joelho
Função Muscular no Joelho
❖ Embora o principal papel do gastrocnêmio seja de flexão plantar do 
tornozelo, ele também possui papel na flexão do joelho;
❖ O plantar é um pequeno músculo localizado na região posterior do 
joelho e possui pouco ou nenhumpapel nesta região. O ventre 
muscular é algumas vezes grande e outras atrofiado, e sua função 
ainda não é bem conhecida.
❖ O poplíteo é um pequeno mas importante músculo posterior do joelho. 
Ele é o músculo mais profundo na região, se insere no côndilo femoral 
e menisco lateral. Durante a atividade muscular, o poplíteo produz 
rotação da tíbia medialmente no fêmur em uma cadeia aberta ou 
rotação lateral do fêmur na sustentação do peso da tíbia.
Flexores do Joelho
Função Muscular no Joelho
❖ O grácil permanece medial em seu curso em direção ao púbis. Na 
posição sentada, a rotação medial da perna com a relação à coxa 
também traz à mostra o tendão tanto do semitendíneo como do 
grácil. O grácil e o sartório fornecem auxílio para a flexão do joelho;
❖ A inserção distal do tendão do sartório, grácil e semitendíneo ocorre 
na superfície anterior medial da tíbia abaixo do côndilo medial, 
formando a pata de ganso. Algumas das fibras desses três tendões se 
misturam umas com as outras e com a fáscia profunda da perna. Os 
três músculos são considerados importantes para a estabilização 
medial do joelho.
Flexores do Joelho
Função Muscular no Joelho
❖ Os mesmos músculos flexores, com exceção do 
Gastrocnêmio, atuam também como rotadores internos ou 
externos do joelho;
❖ Este denominado grupo de flexores-rotadores inclui os 
Isquiostibiais, Sartório, Grácil e o Poplíteo.
Rotadores do Joelho
Função Muscular no Joelho
Flexores e Rotadores do Joelho