ANATOMIA E BIOMECCANICA A. Grasso Roma
Spalla Articolazione complessa Articolazione mobile/instabile Articolazione … “sofisticata”
The shoulder is an intercalated complex of  four  several joints…normal function requires  normal ,  coordinated motion  of all articulating elements Normal gleno-humeral motion is largely “ Ball-and socket ” kinematics,  though some traslation  during active  range of motion is normal Harryman et al.,JBJS 1990
Spalla Articolazione complessa Articolazioni “vere”: Art. Sterno-Costo-Claveare Art. Acromion-Claveare Art. Scapolo-Omerale (Gleno-Omerale)
Spalla Articolazione complessa Articolazioni “false”: Art. Sottoacromiale Art. Scapolo-Toracica
Spalla Articolazione complessa: La articolazione gleno-omerale ne è il  “cuore funzionale”
Il  lancio Cocking position:  forza=40% peso corporeo Throwing  (max E.R.-I.R.): velocità angolare>7000°\sec. Follow-through :  forza=80% peso corporeo AAOS, 2000
“ ...The glenohumeral joint is composed of a larger, non constrainted humeral head articulating with a smaller glenoid during huge ranges of multi-planar…” J.P.Warner, 2000
Perché questa articolazione  è  stabile?
“ ...Forces encountered in throwing… these tendencies toward dislocation  must be resisted by  static and  dynamic factors , most of which are  soft tissue structures…”   Andrews JR, Am J Sports Med 1985
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Superfici articolari Indice gleno-omerale  0.6 sul piano trasverso 0.75 piano sagittale Saha,Acta Orthop. Scand   1971
Superfici articolari “ There is close conformity of the radius of curvature beetween the humeral head and glenoid” Soslowsky, J Orthop Res,1992 93% 7% 0% R glena > R testa R glena = R testa R glena < R testa
Anatomy
Superfici articolari Testa= 20°-30° retroversione  Glena= 0°-5° retroversione STABILITA’  INTRINSECA
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Labbro glenoideo Sezione triangolare Meniscoide superiormente dove si inseriscono le espansioni del tendine del capo lungo bicipitale
Labbro glenoideo Ancora al LGOI Aumenta la superficie di contatto della glena Aumenta la concavità della cavità glenoidea (50%) Agisce come “chock block” contro la dislocazione della testa omerale dalla glena Trasmette le forze di trazione che si scaricano sulla capsula e sul c. l. bicipitale Biomeccanica
 
Varianti costituzionali Sublabral Hole Buford Complex “ ..Has  a variable attachment above the equator of the glenoid..” Altchek DW, Am J Sports Med,1992
Varianti anatomiche 10% dei soggetti labbro glenoideo  distaccato  prossimalmente Sublabral Hole
Variazioni costituzionali sovraequatoriale  Sublabral Hole Lesione di Bankart sottoequatoriale  =
Varianti anatomiche 1.5% dei soggetti LGOM cordoniforme Assenza  del labbro  glenoideo a livello  sovraequatoriale Buford Complex
“ ... Clinically, labral lesions are often associated with traumatic gleno-humeral instability,  yet biomechanical studies in wich an isolated Bankart was created have not produced significant increases in humeral translation on the glenoid , suggesting that other factors (such as plastic deformation of the glenohumeral ligaments) may be required for recurrent instability…” Tom R Norris, AAOS 1997
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici
Legamenti gleno-omerali Sono gli elementi stabilizzatori fondamentali della articolazione gleno-omerale Ruolo differente nelle varie posizioni dell’arto superiore “ There are discreet ligamentous thickenings in the capsule” O’Brien SJ Am j Sports Med 1990
Complesso superiore Leg. gleno-omerale superiore (90%) Legamento coraco-omerale (extraarticolare)
LGOS+LCO Restraint to Inferior traslation of the adducted shoulder in neutral and external rotation Warner JJP. J Shoulder Elbow Surg 1993. Anatomy.  LGOS can have a common origin with the biceps or anterior to the biceps or with the MGHL
Function:   Barrier to anterior dislocation at 45°-90° abduction Warner JJP. J Shoulder Elbow Surg 1993 Legamento gleno-omerale medio Poorly defined in 10 % of shoulders and absent in up to 30 %
Legamento gleno-omerale inferiore “… Like a “Hammock” underneath the humeral head…” Warner Am J Sport Med, 1992
Anatomia
Legamento gleno-omerale inferiore In the abduced shoulder,  internal rotation  will direct LGHI posteriorly , wich will then restrain  posterior translation  of the humeral head.  Correspondingly,  external rotation  will place the LGHI anteriorly, wich will then restrain  anterior translation John E. Kun, Shoulder and Elbow  1997
“ … function to limit anterior, posterior and inferior translation in the abducted shoulder…” JP Warner, AAOS 2000
Stabilita’ della spalla Circle concept of stability:   “ la dislocazione in una direzione richiede un danno capsulare sia dalla stessa parte sia dalla parte opposta” Warren: Orthop Trans, 1984
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
“… A number of studies have demonstrated that  venting a cadaver glenohumeral joint  will allow for passive  translations  in any directions with  less force  then that required for the non vented shoulder…” Tom R Norris, AAOS 1997
Pressione intraarticolare negativa Esiste una leggera pressione negativa all’interno di un’articolazione gleno-omerale integra. La traslazione o distrazione dell’articolazione  aumenta il volume articolare e di contro riduce la pressione intraarticolare: tale fenomeno contribuisce a migliorare la stabilitè gleno-omerale Gibb TD, Clin Orthop 1991
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Adesione-coesione tra le superfici articolari “… fluid adhesion-cohesion is analogous to adhesion between two glass sides with water between them…this occurs between the hyaline cartilage of the humeral head and glenoid and the synovial fluid…” Helmig P, J Shoulder Elbow Surg 1993
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Biomeccanica della cuffia Concavity-compression mechanism (Matsen) Acts by coordinated, synergistic contrations to steer the humeral head into the glenoid “… Individual components of the rotator  cuff may play an important role in maintainig stability, particulary in the unstable shoulder…” Blasier RB, JSES 1992
Cuffia
Biomeccanica della cuffia Limits translation by “barrier effect” Acts with deltoid to mantain the fixed fulcrum for rotation  during shoulder abduction “… Individual components of the rotator  cuff may play an important role in maintainig stability, particulary in the unstable shoulder…” Blasier RB, JSES 1992
I MUSCOLI DELLA CUFFIA Sottoscapolare Potente e multipennato Tendine di circa 15 mm Intrarotatore (55%) Depressore e coaptatore   della testa omerale
I MUSCOLI DELLA CUFFIA Sovraspinato Tendine sotto la volta acromiale Contribuisce all’elevazione del braccio Stabilizza la testa nella glenoide (effetto pivot) Con il sottospinato derota la testa in elevazione per far passare il trochite sotto il becco acromiale
I MUSCOLI DELLA CUFFIA Sottospinato Forma e struttura simili al suo antagonista, il sottoscapolare E’ il più potente extra-rotatore (70%) Stabilizza la testa in abduzione, in extra-rotazione e in adduzione Si unisce alla capsula posteriore
I MUSCOLI DELLA CUFFIA Piccolo rotondo Il più piccolo muscolo della cuffia Extra-rotatore potente (12%) Depressore e coaptatore della testa nella glenoide
“ ...Supraspinatus and infraspinatus tendon tears are common in older people with anterior glenohumeral dislocations, and in patients with greater tuberosity fractures…Subscapularis provides the most resistence to posterior subluxation  of the humerus in the adducted , forward elevated , and internally rotated arm…” Soslowsky LJ and Blasier RB, J Orthop Res 1996
Legamento CA
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Capo lungo del bicipite Si oppone alla traslazione superiore della testa omerale durante l’abduzione Migliora la “compressione” articolare  Si oppone alla traslazione anteriore a spalla abdotta ed extraruotata JP Warner, AAOS 2000
Capo lungo del bicipite
VINCOLI ARTICOLARI Statici Superfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
Articolazione scapolo-toracica Durante l’abduzione il rapporto di escursione articolare tra l’articolazione gleno-omerale e scapolo-toracica è 2:1, questo rapporto  mantiene un piano glenoideo stabile al di sotto della testa omerale
Concavità glenoidea Labbro glenoideo Legamenti gleno-omerali Cuffia dei rotatori e mm.parascapolari LA STABILITA’ DELLA SPALLA Forza di adesione compressione Concavità convessità Fulcro mobile scapolare Stabilizzazione legamentosa P  negativa endoarticolare Capo lungo  del bicipite
Feedback Propriocettivo  Propriocezione Fattori dinamici Propriocezione Fattori statici Lephart, JSES  1994
Importanza relativa dei diversi fattori di stabilizzazione JP Warner, ASES, 2000
Grazie

Anatomia e biomeccanica della Spalla

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    Spalla Articolazione complessaArticolazione mobile/instabile Articolazione … “sofisticata”
  • 3.
    The shoulder isan intercalated complex of four several joints…normal function requires normal , coordinated motion of all articulating elements Normal gleno-humeral motion is largely “ Ball-and socket ” kinematics, though some traslation during active range of motion is normal Harryman et al.,JBJS 1990
  • 4.
    Spalla Articolazione complessaArticolazioni “vere”: Art. Sterno-Costo-Claveare Art. Acromion-Claveare Art. Scapolo-Omerale (Gleno-Omerale)
  • 5.
    Spalla Articolazione complessaArticolazioni “false”: Art. Sottoacromiale Art. Scapolo-Toracica
  • 6.
    Spalla Articolazione complessa:La articolazione gleno-omerale ne è il “cuore funzionale”
  • 7.
    Il lancioCocking position: forza=40% peso corporeo Throwing (max E.R.-I.R.): velocità angolare>7000°\sec. Follow-through : forza=80% peso corporeo AAOS, 2000
  • 8.
    “ ...The glenohumeraljoint is composed of a larger, non constrainted humeral head articulating with a smaller glenoid during huge ranges of multi-planar…” J.P.Warner, 2000
  • 9.
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    “ ...Forces encounteredin throwing… these tendencies toward dislocation must be resisted by static and dynamic factors , most of which are soft tissue structures…” Andrews JR, Am J Sports Med 1985
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    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
  • 12.
    Superfici articolari Indicegleno-omerale 0.6 sul piano trasverso 0.75 piano sagittale Saha,Acta Orthop. Scand 1971
  • 13.
    Superfici articolari “There is close conformity of the radius of curvature beetween the humeral head and glenoid” Soslowsky, J Orthop Res,1992 93% 7% 0% R glena > R testa R glena = R testa R glena < R testa
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    Superfici articolari Testa=20°-30° retroversione Glena= 0°-5° retroversione STABILITA’ INTRINSECA
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    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
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    Labbro glenoideo Sezionetriangolare Meniscoide superiormente dove si inseriscono le espansioni del tendine del capo lungo bicipitale
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    Labbro glenoideo Ancoraal LGOI Aumenta la superficie di contatto della glena Aumenta la concavità della cavità glenoidea (50%) Agisce come “chock block” contro la dislocazione della testa omerale dalla glena Trasmette le forze di trazione che si scaricano sulla capsula e sul c. l. bicipitale Biomeccanica
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    Varianti costituzionali SublabralHole Buford Complex “ ..Has a variable attachment above the equator of the glenoid..” Altchek DW, Am J Sports Med,1992
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    Varianti anatomiche 10%dei soggetti labbro glenoideo distaccato prossimalmente Sublabral Hole
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    Variazioni costituzionali sovraequatoriale Sublabral Hole Lesione di Bankart sottoequatoriale =
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    Varianti anatomiche 1.5%dei soggetti LGOM cordoniforme Assenza del labbro glenoideo a livello sovraequatoriale Buford Complex
  • 24.
    “ ... Clinically,labral lesions are often associated with traumatic gleno-humeral instability, yet biomechanical studies in wich an isolated Bankart was created have not produced significant increases in humeral translation on the glenoid , suggesting that other factors (such as plastic deformation of the glenohumeral ligaments) may be required for recurrent instability…” Tom R Norris, AAOS 1997
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    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici
  • 26.
    Legamenti gleno-omerali Sonogli elementi stabilizzatori fondamentali della articolazione gleno-omerale Ruolo differente nelle varie posizioni dell’arto superiore “ There are discreet ligamentous thickenings in the capsule” O’Brien SJ Am j Sports Med 1990
  • 27.
    Complesso superiore Leg.gleno-omerale superiore (90%) Legamento coraco-omerale (extraarticolare)
  • 28.
    LGOS+LCO Restraint toInferior traslation of the adducted shoulder in neutral and external rotation Warner JJP. J Shoulder Elbow Surg 1993. Anatomy. LGOS can have a common origin with the biceps or anterior to the biceps or with the MGHL
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    Function: Barrier to anterior dislocation at 45°-90° abduction Warner JJP. J Shoulder Elbow Surg 1993 Legamento gleno-omerale medio Poorly defined in 10 % of shoulders and absent in up to 30 %
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    Legamento gleno-omerale inferiore“… Like a “Hammock” underneath the humeral head…” Warner Am J Sport Med, 1992
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    Legamento gleno-omerale inferioreIn the abduced shoulder, internal rotation will direct LGHI posteriorly , wich will then restrain posterior translation of the humeral head. Correspondingly, external rotation will place the LGHI anteriorly, wich will then restrain anterior translation John E. Kun, Shoulder and Elbow 1997
  • 33.
    “ … functionto limit anterior, posterior and inferior translation in the abducted shoulder…” JP Warner, AAOS 2000
  • 34.
    Stabilita’ della spallaCircle concept of stability: “ la dislocazione in una direzione richiede un danno capsulare sia dalla stessa parte sia dalla parte opposta” Warren: Orthop Trans, 1984
  • 35.
    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
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    “… A numberof studies have demonstrated that venting a cadaver glenohumeral joint will allow for passive translations in any directions with less force then that required for the non vented shoulder…” Tom R Norris, AAOS 1997
  • 37.
    Pressione intraarticolare negativaEsiste una leggera pressione negativa all’interno di un’articolazione gleno-omerale integra. La traslazione o distrazione dell’articolazione aumenta il volume articolare e di contro riduce la pressione intraarticolare: tale fenomeno contribuisce a migliorare la stabilitè gleno-omerale Gibb TD, Clin Orthop 1991
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    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
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    Adesione-coesione tra lesuperfici articolari “… fluid adhesion-cohesion is analogous to adhesion between two glass sides with water between them…this occurs between the hyaline cartilage of the humeral head and glenoid and the synovial fluid…” Helmig P, J Shoulder Elbow Surg 1993
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    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
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    Biomeccanica della cuffiaConcavity-compression mechanism (Matsen) Acts by coordinated, synergistic contrations to steer the humeral head into the glenoid “… Individual components of the rotator cuff may play an important role in maintainig stability, particulary in the unstable shoulder…” Blasier RB, JSES 1992
  • 42.
  • 43.
    Biomeccanica della cuffiaLimits translation by “barrier effect” Acts with deltoid to mantain the fixed fulcrum for rotation during shoulder abduction “… Individual components of the rotator cuff may play an important role in maintainig stability, particulary in the unstable shoulder…” Blasier RB, JSES 1992
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    I MUSCOLI DELLACUFFIA Sottoscapolare Potente e multipennato Tendine di circa 15 mm Intrarotatore (55%) Depressore e coaptatore della testa omerale
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    I MUSCOLI DELLACUFFIA Sovraspinato Tendine sotto la volta acromiale Contribuisce all’elevazione del braccio Stabilizza la testa nella glenoide (effetto pivot) Con il sottospinato derota la testa in elevazione per far passare il trochite sotto il becco acromiale
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    I MUSCOLI DELLACUFFIA Sottospinato Forma e struttura simili al suo antagonista, il sottoscapolare E’ il più potente extra-rotatore (70%) Stabilizza la testa in abduzione, in extra-rotazione e in adduzione Si unisce alla capsula posteriore
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    I MUSCOLI DELLACUFFIA Piccolo rotondo Il più piccolo muscolo della cuffia Extra-rotatore potente (12%) Depressore e coaptatore della testa nella glenoide
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    “ ...Supraspinatus andinfraspinatus tendon tears are common in older people with anterior glenohumeral dislocations, and in patients with greater tuberosity fractures…Subscapularis provides the most resistence to posterior subluxation of the humerus in the adducted , forward elevated , and internally rotated arm…” Soslowsky LJ and Blasier RB, J Orthop Res 1996
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  • 50.
    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
  • 51.
    Capo lungo delbicipite Si oppone alla traslazione superiore della testa omerale durante l’abduzione Migliora la “compressione” articolare Si oppone alla traslazione anteriore a spalla abdotta ed extraruotata JP Warner, AAOS 2000
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  • 53.
    VINCOLI ARTICOLARI StaticiSuperfici articolari Labbro Capsula e legamenti Pressione intrarticolare negativa Fattori idrodinamici Dinamici Cuffia dei rotatori Capo lungo del bicipite Mobilità scapolo-toracica
  • 54.
    Articolazione scapolo-toracica Durantel’abduzione il rapporto di escursione articolare tra l’articolazione gleno-omerale e scapolo-toracica è 2:1, questo rapporto mantiene un piano glenoideo stabile al di sotto della testa omerale
  • 55.
    Concavità glenoidea Labbroglenoideo Legamenti gleno-omerali Cuffia dei rotatori e mm.parascapolari LA STABILITA’ DELLA SPALLA Forza di adesione compressione Concavità convessità Fulcro mobile scapolare Stabilizzazione legamentosa P negativa endoarticolare Capo lungo del bicipite
  • 56.
    Feedback Propriocettivo Propriocezione Fattori dinamici Propriocezione Fattori statici Lephart, JSES 1994
  • 57.
    Importanza relativa deidiversi fattori di stabilizzazione JP Warner, ASES, 2000
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Editor's Notes

  • #29 The role of this legament is to avoid the inferior traslation of the adducted shoulder in neutral and external rotation