Cinesiologia e Biomecânica do Joelho

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CINESIOLOGIA E 
BIOMECÂNICA DO JOELHO
Profª Ma Ludmilla Karen B. L. de Matos
Introdução
•Forte associação funcional das articulações do
Membro inferior – cerca de dois terços do músculos
que cruzam o joelho também cruzam o quadril e o
tornozelo
•Uma das articulações mais complexas do corpo
•Suportada e mantida por músculos e ligamentos
•Frequentemente exposta a estresses e esforços
OSTEOLOGIA
Fêmur Distal
• Côndilos lateral e medial -
convexos
• Epicôndilos
• Sulco Intercondilar (Tróclea)
• Facetas lateral mais
pronunciada, estende-se
proximal e anteriormente do
que a Faceta medial (ajuda a
manter a patela no local)
OSTEOLOGIA
Fêmur Distal
•Côndilos medial mais
estreito
•Os côndilos não ficam
abaixo da cabeça do fêmur
devido a inclinação
OSTEOLOGIA
Tíbia e Fíbula proximais
•A fíbula estabiliza a tíbia
lateralmente e ajuda a
manter seu alinhamento
•A tíbia tem como função
transferir peso do joelho ao
tornozelo
Tíbia proximal
• Platô tibial : glenoides
 Medial: maior, oval, côncava
sentido ântero-posterior, encaixe
perfeito do côndilo medial;
Lateral: rasa no sentido ântero-
posterior.
• Os ligamentos cruzados e
meniscos se inserem ao longo
da região intercondilar
• A tuberosidade tibial serve
como inserção do quadríceps,
via tendão patelar
OSTEOLOGIA
Patela
• “Pequena Polia”
•Osso Sesamoide
•Base proximal e Ápice distal
•O tendão Patelar se insere
entre o ápice e a
tuberosidade tibial
OSTEOLOGIA
Patela
• Superfície articular posterior é
coberta por uma cartilagem
articular de 4 a 5mm de
espessura
• Parte desta superfície articula-
se com a interlinha condilar do
fêmur – articulação
Patelofemoral
• De um lado e do outro da
Margem Vertical estão as
Facetas. A Faceta lateral é maior
e levemente côncava
ARTROLOGIA
Anatomia geral e Considerações em relação ao 
alinhamento
•A diáfise do fêmur apresenta uma ligeira inclinação
medial em direção ao joelho
•Ângulo normal de inclinação de 125°
•A tíbia proximal orienta-se quase horizontalmente,
então o joelho forma um ângulo, em seu aspecto lateral
(170 a 175°) – Genu Valgum
ARTROLOGIA
•O eixo longitudinal de rotação
do quadril é uma linha que
conecta a cabeça femoral
com o centro do joelho e
pode ser estendido até o
tornozelo e pé
•Esse eixo liga mecanicamente
os movimentos no plano
horizontal do MI
ARTROLOGIA
Cápsula e Ligamentos de Reforço
• Envolve a articulações Patelofemoral e
Tibiofemoral
• Cápsula anterior – reforçada pelo
quadríceps e fibras do retináculo
patelar medial e lateral
• Fibras do Retináculo – extensões do
tecido conectivo que recobrem o
vasto lateral, o vasto medial e a banda
iliotibial
ARTROLOGIA
Cápsula e Ligamentos de 
Reforço
•Fibras do Retináculo –
estende-se como uma rede
e tem conexões para e
entre o fêmur, a tíbia, a
patela, o quadríceps e o
tendão patelar
ARTROLOGIA
•Cápsula lateral
reforçada pelo ligamento Colateral
lateral, pelas fibras do retináculo
patelar lateral e pela banda iliotibial
estabilidade muscular é pelo
tendão do Bíceps Femoral, do
Poplíteo e pela cabeça lateral do
Gastrocnêmio
ARTROLOGIA
Cápsula posterior
reforçada pelo ligamento poplíteo
oblíquo e poplíteo arqueado
• Ligamento Poplíteo oblíquo – fica
tenso na extensão total do joelho
reforçada pelos músculos Poplíteo,
Gastrocnêmio, Isquiostibiais (+
Semimembranáceo)
O joelho não tem bloqueio ósseo para
hiperextensão – limitada pelos
músculos e cápsula posterior
ARTROLOGIA
•Cápsula medial
reforçada pelas fibras do
retináculo patelar medial e
pelo ligamento Colateral
medial
reforçada pelos tendões dos
músculos sartório, grácil e
semitendíneo. Importante na
estabilização do joelho
ARTROLOGIA
Membrana Sinovial, Bursa e Coxins Adiposos
•A superfície interna do joelho é revestida com a membrana
sinovial
• Plicas ou pregas sinoviais – formada pela reabsorção
incompleta do tecido mesenquimal, aparecem como
dobras nas membranas sinoviais.
Plica suprapatelar
Plica inferior 
Plica medial (ligamento alar, sinóvia patelar ou banda 
intra-articular medial)
•Um trauma pode provoca espessamento da Plica e provoca
dor – mais comum na plica medial
ARTROLOGIA
Membrana Sinovial, Bursa e Coxins 
Adiposos
•O joelho possui até 14 bursas – se
encontram em junções
interteciduais que encontram alta
fricção durante o movimento (Ex:
entre osso e músculo)
•Os coxins adiposos são geralmente
encontrados associados à Bursa, os
mais extensos são os associados a
Bursa suprapatelar e infrapatelar
Meniscos – Considerações Anatômicas
• Fibrocartilagem – formam concavidade para
assentar os côndilos femorais
• Ancorados na região intercondilar da tíbia
pelos seus cornos anterior e posterior. Os
cornos anteriores são ligados pelo ligamento
transverso
• Margem lateral é inserida à tíbia e à capsula
pelos ligamentos coronários (ou
meniscotibiais) – relativamente frouxo –
permitem movimento como um pivô (o
lateral é mais frouxo)
ARTROLOGIA
Meniscos – Considerações Anatômicas
• O menisco medial tem um formato oval e a borda lateral se
insere no ligamento colateral medial e cápsula adjacente
• O menisco lateral tem um formato mais circular, borda lateral
inserida apenas na cápsula lateral
ARTROLOGIA
Meniscos – Considerações Anatômicas
• Os músculos ajudam a estabilizar :
O quadríceps e o semimenbranáceo inserem-se em ambos os
meniscos
O poplíteo se insere no menisco lateral
• Suprimento sanguíneo somente na periferia – vem de
capilares da membrana sinovial e da cápsula. O bordo medial é
avascular
ARTROLOGIA
Meniscos – Considerações Funcionais
• Função primária – reduzir o estresse compressivo (força por
unidade de área) na cartilagem articular
• Estabilizar durante o movimento
• Lubrificar a cartilagem
• Relacionado com a propriocepção
• Auxiliar a guiar a artrocinemática do joelho
ARTROLOGIA
Meniscos – Considerações Funcionais
• Em uma lesão de menisco é mais indicado o reparo cirúrgico
do que a meniscectomia, pois a meniscectomia aumenta o
estresse local – desgaste excessivo
• A cada passo os meniscos se deformam perifericamente –
estresse circular
ARTROLOGIA
Meniscos – Comuns de Lesão
• Rupturas de meniscos estão associadas a uma rotação axial
forçada nos côndilos femorais sobre o joelho parcialmente
fletido ou em descarga de peso – pinçar e deslocar o menisco
• O menisco medial sofre mais lesão do que o lateral
• Mecanismo de Lesão do menisco medial – rotação axial + força
em valgo (estresse no ligamento colateral medial e a cápsula
posteromedial)
• Risco de lesão aumenta se o joelho estiver mal alinhado ou em
caso de instabilidade ligamentar
ARTROLOGIA
Articulação Tibiofemoral
•Dois graus de liberdade : Flexão e extensão/Rotações
•Com o joelho levemente fletido tem a rotação medial e
lateral
•A rotação medial e lateral acompanha o movimento da
tíbia em relação ao fêmur (movimento em cadeia
aberta) e do fêmur em relação à tíbia (movimento em
cadeia fechada)
ARTROLOGIA
Articulação Tibiofemoral
•Osteocinemática Flexão e Extensão
130 a 150°
Eixo latero-medial – migra no interior dos côndilos
femorais com o movimento – faz um trajeto curvo
chamado de evolução
Articulação Tibiofemoral
•Osteocinemática Flexão e
Extensão
Implicação biomecânica da
migração do eixo latero-medial –
altera o comprimento do braço
de força interno dos flexores e
extensores, o que explica em
parte a mudança do torque
interno de esforço máximo
através da amplitude
ARTROLOGIA
Articulação Tibiofemoral
•Osteocinemática Rotação Medial e Lateral
Também chamada de Rotação axial
A rotação lateral excede a medial
Em extensão total a rotação axial é restrita
Articulação Tibiofemoral
•Osteocinemática Rotação Medial e Lateral
Em extensão total do joelho a rotação axial é restrita –
pela tensão passiva nos ligamentos estirados, partes da
cápsula e aumento da congruência óssea
Para a rotação lateral da tíbia a referência é posição da
tuberosidade tibial que estará posicionada
lateralmente
A rotação lateral do joelho, do fêmur em relaçãoá
tíbia, ocorre quando o fêmur roda internamente
ARTROLOGIA
Articulação Tibiofemoral
Artrocinemática da Extensão do
Joelho
Extensão pela tíbia:
• a tíbia rola e desliza
anteriormente
•os meniscos são tracionados
anteriormente pela contração do
quadríceps (ligamento
meniscopatelar)
Extensão pelo fêmur:
•Os côndilos femorais rolam
anteriormente e deslizam
posteriormente
•O quadríceps direciona o
rolamento dos côndilos femorais e
estabiliza os meniscos contra o
cisalhamento causado pelo
deslizamento do fêmur
Articulação Tibiofemoral
Artrocinemática da Flexão do Joelho
•Ocorre de forma reversa a da extensão
• Para que o joelho totalmente estendido seja destravado,
a articulação precisa primeiro girar um pouco
medialmente – ação do músculo poplíteo
•O poplíteo pode rodar o fêmur lateralmente para iniciar
a flexão do fêmur em relação à tíbia ou rodar a tíbia
medialmente para iniciar a flexão da tíbia em relação ao
fêmur
ARTROLOGIA
Articulação Patelofemoral
• Lado articular da patela e o sulco
intercondilar (tróclea)
• Estabilizadores:
 força do músculo quadríceps
o encaixe das superfícies
articulares
contenção passiva oriunda das
fibras dos retináculos e da cápsula
ARTROLOGIA
Articulação Patelofemoral
•Durante a flexão do joelho, no movimento da tíbia em
relação ao fêmur, a patela segue a direção da tíbia,
devido a inserção do tendão patelar
•Durante o movimento do fêmur em relação à tíbia
(agachamento), o sulco intercondilar desliza em relação
à patela fixa, mantida pela conexão com o tendão
patelar
Articulação Patelofemoral - Cinemática
•Aos 135° a patela entra em contato com o fêmur
principalmente próximo de seu polo superior. A patela
repousa abaixo do sulco intercondilar do fêmur.
Articulação Patelofemoral - Cinemática
•Aos 90° de flexão o contato começa a migrar em
direção ao seu polo inferior. Entre 60 e 90° a patela
está encaixada no sulco intercondilar do fêmur. Contato
maior, mas ainda é só 1/3 da superfície posterior da
patela.
Articulação Patelofemoral - Cinemática
•À medida que o joelho se estende através dos últimos
20 a 30° de flexão o contato migra para seu polo
inferior, perde encaixe.
Articulação Patelofemoral -
Cinemática
•Na extensão completa a patela
repousa completamente
proximal ao sulco e de encontro
ao coxim adiposo suprapatelar.
•Nessa posição, com o
quadríceps relaxado a patela
pode ser movida livremente em
relação ao fêmur.
MÚSCULOS
Reto Femoral
O – EIAI
I – Tuberosidade da tíbia
através do tendão patelar
A – Flexão do quadril,
extensão do joelho, rotação
anterior da pelve
N – Femoral
Vasto Lateral
O – Linha áspera
I – Tuberosidade da tíbia através do tendão 
patelar
A – Extensão do joelho
N – Femoral
Vasto Medial
O – Linha áspera
I – Tuberosidade da tíbia através do tendão patelar
A – Extensão do joelho
N- Femoral
Vasto Intermédio
O – Parte anterior do fêmur
I- Tuberosidade da tíbia através do tendão patelar
A- Extensão do joelho
N – Femoral
Semimembranáceo
O – Tuberosidade isquiática
I – Face posterior do côndilo 
medial da tíbia
A – Extensão do quadril e flexão 
do joelho, rotação medial da 
tíbia
N – Isquiático
Semitendíneo
O- Tuberosidade isquiática
I – Face ântero-medial da parte 
proximal da tíbia
A – Extensão do quadril e 
flexão do joelho, rotação 
medial da tíbia
N – Isquiático
Bíceps Femoral
O – Cabeça longa: tuberosidade 
isquiática
Cabeça curta: lábio lateral da linha 
áspera
I – Cabeça da fíbula
A – CL: extensão do quadril e flexão do 
joelho
CC: flexão do joelho
As duas fazem a Rotação lateral da 
tíbia
N – Isquiático e Fibular comum
Sartório
O- Espinha ilíaca ântero-superior.
I- Parte proximal da superfície medial 
da tíbia.
A- Flete e rotação medial do joelho.
N- Femoral
Grácil
O- Osso púbico e sínfise púbica
I- Superfície medial do corpo da 
tíbia, distal ao côndilo
A- Flexão do joelho e Rotação 
medial da tíbia
I- Obturador 
Poplíteo
O – Côndilo lateral do fêmur
I – Côndilo póstero-medial da 
tíbia
A – Flexão do joelho e rotação 
medial da tíbia
N – Tibial
Plantar
O – Parte inferior da linha
supracondilar lateral do fêmur,
ligamento oblíquo poplíteo
I – Face articular medial do
tendão do calcâneo
A – Flexão do joelho e Flexão
plantar
N - Tibial
Gastrocnêmio
O – Côndilos medial e lateral do fêmur
I – Parte posterior do calcâneo
A – Flexão do joelho e flexão plantar
N - Tibial 
Verificando a aprendizagem!
• 1. ESCREVA UM MÚSCULO PARA CADA MOVIMENTO DO QUADRIL.
• 2. SE O MÚSCULO RETO FEMORAL ESTIVER ENCURTADO COMO ELE 
PODE AFETAR A CINEMÁTICA DO QUADRIL E DO JOELHO?
• 3. ESCREVA UM MÚSCULO PARA CADA MOVIMENTO DO JOELHO.
VAMOS ANALISAR A RELAÇÃO DA ROTAÇÃO AXIAL 
E O MOVIMENTO DE FLEXÃO E EXTENSÃO DO 
JOELHO
1. Quando o fêmur se move sobre a tíbia (cadeia
fechada)
Flexão:
 Músculo Poplíteo destranca o joelho, causando uma
rotação lateral do femur sob a tibia
 Côndilos femorais rolam para trás e deslizam
anteriormente
1. Quando o fêmur se move sobre a tíbia (cadeia
fechada)
Extensão:
 Côndilos femorais rolam para frente e deslizam
posteriormente
 Ocorre rotação medial do fêmur sob a tíbia mais
evidente nos 30° finais de extensão
1. Quando o fêmur se move sobre a tíbia (cadeia
fechada)
Nas rotações o côndilo externo tem maior
amplitude de movimento que o interno devido:
 Desigualdade dos contornos condilianos: côndilo medial
mais estreito que o lateral
 Formação das glenóides (platô tibial): glenóide externa é
rasa antero-posterior.
2. Quando a tíbia de move sobre o fêmur (cadeia 
aberta)
Flexão:
 Músculo Poplíteo reverte a ação do mecanismo de
parafuso, e inicia a flexão do joelho criando uma
rotação medial da superfície da tíbia nos côndilos
femurais
 Tíbia desliza e rola posteriormente sobre os côndilos 
femorais
 Rotação interna da tíbia sobre o fêmur 
2. Quando a tíbia de move sobre o fêmur (cadeia 
aberta)
Extensão:
 Tíbia desliza e rola anteriormente sobre os côndilos 
femorais
 Rotação externa da tíbia sobre o fêmur
 Encaixe das espinhas tibiais da linha intercondiliana.
Rotação “Screw-Home” do Joelho
• O travamento em extensão completa requer cerca de 10° de
rotação lateral
• É a rotação conjunta – está ligada à cinemática de flexão e
extensão do joelho, não pode ser realizada
independentemente
• A rotação lateral e a extensão do joelho combinadas
aumentam a área de contato total do joelho
• A posição final de extensão aumenta a congruência e a
estabilidade
Vamos verificar a Rotação “Screw-Home” !
• Sentado com o joelho fletido a 90°
• Desenhe uma linha sobre a pele entre a
tuberosidade tibial e o ápice da patela
• Realize a extensão completa do joelho
• Redesenhe com as mesmas referências
ósseas
• Observe a mudança de posição da tíbia
lateralmente rodada (articulação do
joelho rodada lateralmente)
Rotação “Screw-Home” do Joelho
• É menos evidente na
extensão com o fêmur em
relação à tíbia
• Quando a pessoa se levanta
a partir de uma posição de
agachamento – o joelho
trava em extensão, à medida
que o fêmur roda
medialmente em relação à
tíbia fixada (articulação do
joelho rodada lateralmente)
Rotação “Screw-Home” do Joelho
Fatores que Guiam a rotação
“Screw-Home”:
• Formato do côndilo femoral
medial
• Tensão passiva do ligamento
cruzado anterior
• Leve tração lateral do
músculo quadríceps
Rotação “Screw-Home” do Joelho
O mais importante fator é o
formato do côndilo femoral
medial
A superfície do côndilo medial
curva-se cerca de 30°
lareralmente
A tíbia segue o trajeto
lateralmente curvo na
extensão total da tíbia em
relação ao fêmur
Qual imagem representa o Ângulo Q do 
homem e o da mulher?
Movimento para 
frente
Movimento
para trás
Quando ocorre esse movimentos dos 
Meniscos?
•Movem para frente na extensão tibiofemoral: 
 pela contração do quadríceps (ligamento 
meniscopatelar)
•Movem para trás na flexão tibiofemoral:
 Medial: semimembranáceo
 Lateral: pelo poplíteo
Extensão brusca do 
joelho
-compressãodo 
menisco sem tempo de 
deslocamento para 
frente
Esses mecanismos promovem lesão em que 
estrutura do joelho?
Movimento de lateralidade e 
rotação 
-pinça o menisco
Movimento de 
rotação do fêmur 
sobre a tíbia, 
parcialmente fletido ou 
em descarga de peso
-pinça o menisco
Identifique o tipo de joelho de cada imagem e qual 
compartimento (medial ou lateral) pode sofrer mais 
desgaste articular pelo mudança na relação da força 
sobre a área (aumento da pressão)
O que representa a zona vermelha e a zona 
branca nos meniscos?
1.vermelha/vermelha (muita vascularização e grande potencial de 
cicatrização), 2.vermelha/branca (próxima da margem, com suprimento 
vascular não ideal no centro da lesão) e 3.branca/branca (ausência de 
vascularização).
Reparo cirúrgico, Meniscectomia parcial, Meniscectomia total
(nesse caso pode ser feito associado um transplante de
aloenxerto meniscal para limitar a degeneração da cartilagem
articular)*
Cite uma desvantagem da Meniscectomia total
* Entre indivíduos geneticamente diferentes porém
da mesma espécie
Degeneração da cartilagem articular
Articulação Tibiofemoral
Artrocinemática da Rotação Axial do Joelho
•O joelho precisa ser flexionado para maximizar a rotação
axial entre a tíbia e o fêmur
•Uma vez fletido a artrocinemática das rotações envolve
um giro
•A rotação axial do fêmur sobre a tíbia faz com que os
meniscos se deformem levemente, á medida que são
comprimidos
LIGAMENTOS DO JOELHO
• O ligamento Colateral Medial
(Tibial) – é uma estrutura larga
e plana que cruza a face
medial da articulação, vai do
epicôndilo medial do fêmur, se
insere em retináculo patelar
medial e se insere posterior ao
tendão do sartório e do grácil,
a parte mais profunda se
insere na cápsula
posteriomedial, ao menisco
medial e ao tendão do
músculo semimenbranáceo.
LIGAMENTOS DO JOELHO
•O ligamento Colateral
Lateral (Fibular) –
consiste em um
cordão forte e
arredondado que
passa quase
verticalmente entre o
epicôndilo lateral do
fêmur e a cabeça da
fíbula
LIGAMENTOS DO JOELHO
O ligamento Cruzado Anterior :
Insere-se ao longo sobre a área
intercondilar anterior do platô tibial
Corre obliquamente em uma
direção posterior, superior e lateral
para se inserir na face medial do
côndilo femoral lateral
LIGAMENTOS DO JOELHO
Mecanismo de lesão do
ligamento Cruzado Anterior :
• Muitas lesões sem contato ocorrem
ao aterrizar de um salto e ao
realizar movimentos de pivô com
apoio de somente um membro
inferior
LIGAMENTOS DO JOELHO
Mecanismo de lesão do
ligamento Cruzado Anterior
• Três fatores danosos:
Forte ativação do quadríceps sobre
o joelho fletido ou totalmente
estendido
Um “colapso em valgo” acentuado
do joelho
Rotação lateral excessiva do joelho
(isto é o fêmur excessivamente
rodado medialmente no quadril em
relação à tíbia)
LIGAMENTOS DO JOELHO
Mecanismo de lesão do
ligamento Cruzado Anterior
• Outro mecanismo é a
Hiperextensão excessiva do joelho
enquanto o pé está fixo no solo – o
fêmur desliza posterior vai
hiperestender e romper o LCA +
ativação do quadríceps que traciona
a tíbia para frente (muitas vezes
vem associada a forças de rotação
axial e esforço em valgo, o que
aumenta a tensão no LCA)
LIGAMENTOS DO JOELHO
O ligamento Cruzado Posterior :
Insere-se a partir da área
intercondilar posterior da tíbia
Vai para o lado lateral do côndilo
femoral medial
LIGAMENTOS DO JOELHO
Mecanismo de lesão do
ligamento Cruzado Posterior :
• Traumas de alta energia – ex:
acidente automobilístico (“lesão do
painel do automóvel”)
• Envolve queda sobre um joelho
totalmente fletido(com tornozelo
em flexão plantar), de forma que
tíbia toca primeiro o solo
Funções gerais dos ligamento Cruzado 
Anterior e Cruzado Posterior
• Proporcionar estabilidade multiplanar para o joelho,
especialmente no plano sagital (resistentes para forças de
cisalhamento anteroposteriores associadas por exemplo à
marcha, corrida, ao agachamento e ao salto)
• Guiar a artrocinemática natural, especialmente em relação a
restringir os movimentos de deslizamento entre a tíbia e o
fêmur
• Contribuir para a propriocepção do joelho – possuem
mecanorreceptores que ajudam a controlar o movimento e
papel protetor
Ligamentos tensionados na Extensão
Interação entre a contração muscular do 
quadríceps e a tensão no LCA
Teste de Gaveta Anterior – avalia a 
integridade do LCA
Interação entre a contração muscular dos 
isquiostibiais e a tensão no LCP
Teste de Gaveta Posterior – avalia a 
integridade do LCP
Funções dos Ligamentos do Joelho
Funções dos Ligamentos do Joelho
Bibliografia
• CALAIS-GERMAIN, B.; LAMOTTE, A. Anatomia para o movimento. São Paulo:
Manole, 1982. Vol. 1.
• FLOYD, R. T. Manual de cinesiologia estrututral. 16 ed. São Paulo: Manole,
2011.
• HALL, S. Biomecânica Básica. 6 ed. Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2013.
• HAMILL, J.; KNUTZEN, K. M. Bases Biomecânicas do Movimento Humano. 3
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• NEUMANN, D. A.; Cinesiologia do aparelho musculoesquelético:
fundamentos para reabilitação. 2 ed. São Paulo: Elsevier, 2011.
• KAPANDJI, A. I. Fisiología articular: esquemas comentados de mecânica
humana. 5 ed. Madrid: Médica Panamericana, 1998. vol.1.