Knieanatomie: Gefäße, Nerven und vordere Strukturen

Das Kniegelenk, in der Medizin als Articulatio genus bezeichnet, ist eines der größten und kräftigsten Gelenke des menschlichen Körpers. Sein ausgefeilter Aufbau als Drehscharniergelenk ermöglicht es, täglichen Belastungen standzuhalten. Das Knie kann bis zu 150° gebeugt (Flexion) und bis zu 10° überstreckt (Extension) werden, wobei auch leichte Innen- und Außendrehungen möglich sind.

Beteiligte Knochen

Am Kniegelenk sind hauptsächlich drei Knochen beteiligt:

• Der Oberschenkelknochen (Femur)
• Das Schienbein (Tibia)
• Die Kniescheibe (Patella)

Der Gelenkkopf des Oberschenkelknochens weist zwei kräftige, mit Gelenkknorpel überzogene Knochenvorsprünge auf, die sogenannten Condylen. Die Menisken (Außen- und Innenmeniskus) bestehen aus Faserknorpel und bilden das Verbindungsstück zwischen Oberschenkelknochen und Schienbein. Sie gewährleisten zudem eine verbesserte Kraftverteilung im Knie.

Bänder und ihre Funktionen

Das Kniegelenk wird durch einen ausgeprägten Bandapparat gesichert, der verhindert, dass sich die knöchernen Strukturen zu stark gegeneinander verschieben.

• Seitenbänder: Sie stabilisieren das Knie hauptsächlich gegen Biegebelastungen in der Frontalebene und verhindern somit ein seitliches Wegknicken des Knies.
• Kreuzbänder: Im Inneren des Kniegelenks befinden sich das vordere und das hintere Kreuzband. Diese stabilisieren das Knie gegen verschiedene Bewegungen des Schienbeins in der Sagittalebene. Das vordere Kreuzband verhindert eine Verschiebung des Schienbeins nach vorne (vordere Schublade), während das hintere Kreuzband eine Verschiebung nach hinten verhindert (hintere Schublade).

Schleimbeutel

Auch Schleimbeutel sind im Knie vorhanden und schützen das Gelenk bei Bewegungen vor Reibung und Druck. Sie befinden sich über der Kniescheibe, vor und hinter der Patellasehne. Diese verschiebbaren, mit Flüssigkeit gefüllten "Polster" können sich entzünden, was sehr schmerzhaft sein kann.

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Die Kniescheibe (Patella)

Die Kniescheibe, auch Patella genannt, ist das größte Sesambein des Menschen und in die Sehnenstruktur eingewachsen, die vom Oberschenkelmuskel zum Schienbein zieht. Sie dient als "Abstandshalter" der Sehne zum Gelenk und ermöglicht so eine größere Hebelwirkung und weniger Kraftaufwand bei der Streckung des Knies.

Häufige Verletzungen und Schmerzen

Verletzungen des Kniegelenks treten häufig bei Stürzen oder Unfällen auf und können einzeln oder kombiniert auftreten. Verschleiß und Entzündungen im Knie können ebenfalls zu Schmerzen führen.

Schmerzen unter der Kniescheibe

Von Schmerzen unter der Kniescheibe spricht man, wenn Patienten Schmerzen unter dem knöchernen Anteil der Kniescheibe angeben, meist bei Bewegung.

Mögliche Auslöser:

• Überlastung: Wiederholte oder einmalige akute Überlastungen des Knies können zu Reizungen hinter der Kniescheibe führen.
• Fehlbelastung: Lang anhaltende Fehlbelastungen können ebenfalls Schmerzen hinter der Kniescheibe verursachen.
• Entzündungen: Entzündungen sind oft die Folge von Reizungen durch Fehl- oder Überlastung.
• Degenerationen: Langjährige Fehlbelastungen können zu Degenerationen des Knorpels an der Hinterseite der Kniescheibe führen, was die Reibung erhöht und Schmerzen verursacht, insbesondere bei Kniebeugung.
• Fehlbildungen der Kniescheibe: Angeborene Fehlbildungen können zu einer rauen oder aufgeworfenen Rückseite der Kniescheibe führen, was zu Reibung und Beschwerden führt.
• Patellalateralisation: Ein seitliches Abdriften der Kniescheibe durch eine zu lockere Patellasehne kann ein unangenehmes Gefühl verursachen und die Kniebeugung erschweren.
• Sportliche Überlastung: Sportarten, die über das Maß und den gewohnten Leistungsstand hinaus betrieben werden, können zu Schmerzen hinter der Kniescheibe führen, insbesondere durch zu starkes Beugen oder schnelles Anlaufen und Abstoppen.
• Muskuläre Dysbalance: Ein Ungleichgewicht der Muskeln im Kniebereich kann zu einer unsymmetrischen Kraftentwicklung und Schmerzen führen.
• Patellaspitzensyndrom: Eine Überreizung der Patellasehne am Übergang zum Unterschenkel kann Schmerzen unterhalb und hinter der Kniescheibe verursachen.
• Quadrizepssehnensyndrom: Eine Reizung und Entzündung der Quadrizepssehne, oft durch Überlastung, kann ebenfalls Schmerzen verursachen.
• Kniescheibenbruch (Patellafraktur): Stürze auf das Knie können zu einem Bruch der Kniescheibe führen, was sofortige starke Schmerzen, Schwellungen und Hämatome verursacht.
• Ausrenkung der Kniescheibe (Patellaluxation): Ein plötzliches Herausspringen der Kniescheibe, meist bei bestimmten Bewegungen, kann bei einer Lockerung der Patellasehne auftreten.

Schmerzen unter der Kniescheibe beim Beugen

Schmerzen unter der Kniescheibe, die vor allem beim Beugen des Knies auftreten, können auf einen Knorpelschaden an der Rückwand der Kniescheibe oder eine Retropatellaarthrose hindeuten.

Begleitende Symptome

Neben den Schmerzen unter der Kniescheibe können weitere Symptome auftreten:

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• Bewegungsbeeinträchtigung: Schmerzen können die Bewegung einschränken oder durch eine mechanische Blockade im Kniegelenk verursacht werden.
• Schwellungen: Schwellungen im Knie können auf einen entzündlichen Prozess hindeuten und die Bewegung weiter einschränken.
• Hämatome: Nach Stürzen auf das Knie können Hämatome im Bereich des Knies auftreten.

Diagnose

• Krankenbefragung: Der Arzt erfragt, seit wann die Beschwerden bestehen, wo sie genau auftreten und bei welchen Bewegungen sie stärker oder besser werden.
• Körperliche Untersuchung: Der Untersucher bewegt das Bein des Patienten aktiv und passiv, um Bewegungseinschränkungen und Schmerzen zu identifizieren. Das Knie und die Kniescheibe werden auf Schwellungen untersucht.
• Ultraschall: Eine Ultraschalluntersuchung kann die Situation im Knie klären und Flüssigkeitsansammlungen oder Veränderungen hinter der Kniescheibe darstellen.
• Röntgenbild: Eine Röntgenuntersuchung wird durchgeführt, um den Knochen genauer anzusehen und Arthrose oder Frakturen auszuschließen.
• MRT: Eine MRT-Untersuchung ist notwendig, wenn eine Weichteilverletzung vermutet wird, also bei Verdacht auf Schäden an Sehnen, Bändern oder Menisken.

Behandlung

Die Behandlung von chronischen Schmerzen unter der Kniescheibe richtet sich nach der Ursache. Häufig werden verschiedene Behandlungsmaßnahmen kombiniert.

• Ganganalyse: Eine Ganganalyse kann Fehlbelastungen aufzeigen und feststellen, welche Muskeln betroffen sind.
• Elektromyogramm (EMG): Mit einem EMG können die elektrischen Impulse der Muskeln dargestellt werden. Spannungsdifferenzen im Seitenvergleich deuten auf Fehlbelastungen hin.
• Muskulärer Dysbalance Check: Paarig angelegte Muskeln werden im Seitenvergleich nach Ausbildung, Kraft und Beweglichkeit untersucht.
• Individuelles Trainingsprogramm: Basierend auf den Ergebnissen der Untersuchungen wird ein individuelles Trainingsprogramm mit muskelaufbauenden, muskeldehnenden und muskelkräftigenden Übungen erstellt.
• Übungen zur Stabilisierung der Patellasehne: Eine wichtige Übung ist die Stabilisierung der Patellasehne durch Streckung des Beins im Sitzen.
• Muskeldehnende Übungen: Dehnübungen im Stehen, bei denen der Fuß des erkrankten Beins zum Gesäß gezogen wird, können helfen.
• Lockerung der Muskulatur: Leichtes Schwingen des angehobenen Beins nach vorne und hinten kann die Muskulatur lockern.

Prognose

Die Dauer der Genesung und die Prognose hängen von der Ursache der Schmerzen und der Konsequenz der Therapie ab. Bei Überlastung kann Schonung zu einer schnellen Besserung führen. Bei Arthrose ist eine intensive Physiotherapie notwendig, um die Muskeln um das Kniegelenk herum aufzubauen und das Gelenk zu entlasten. Frakturen und andere Unfallfolgen benötigen eine längere Ausheilungszeit.

Anatomische Details des Kniegelenks

Das Kniegelenk ist ein komplexes Gelenk, das aus einer Articulatio femorotibialis und einer Articulatio femoropatellaris besteht. Die Articulatio femorotibialis wird durch die Menisken in eine Articulatio meniscofemoralis und eine Articulatio meniscotibialis unterteilt.

Distales Femurende

Das Femur endet distal in zwei Gelenkrollen, Condylus medialis und Condylus lateralis, die ventral durch die sattelförmige Facies patellaris verbunden sind. Die Femurtrochlea zeigt im Bereich des Patellagleitlagers selten eine symmetrische Ausprägung. Dorsal werden die beiden Kondyli durch die tiefe Fossa intercondylaris voneinander geschieden. Im Bereich des Daches der Fossa intercondylaris befinden sich mehrere großkalibrige Foramina nutricia.

Proximales Tibiaende

Das proximale Tibiaende, der Tibiakopf, wird von einem Condylus lateralis und einem Condylus medialis gebildet. Die obere Fläche, das Tibiaplateau, weist eine mediale und eine laterale, jeweils eiförmige Gelenkfläche auf, die durch die Eminentia intercondylaris voneinander getrennt werden. Ventral am proximalen Tibiaende liegt die mächtige Tuberositas tibiae, die der Insertion des Lig. patellae dient.

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Die Patella im Detail

Die Patella ist das größte Sesambein des menschlichen Körpers und weist eine dreieckige Gestalt auf. Auf der Facies anterior patellae können zarte Knochenrinnen gesehen werden, in denen die Sehnenfasern der Quadrizepssehne verlaufen. Die dorsale Seite der Patella weist nur oberhalb des Apex patellae eine Gelenkfläche auf. Die Gelenkfläche der Patella wird durch einen senkrechten Knochenfirst in eine mediale und eine laterale Gelenkfacette unterteilt. Je nach Ausprägung der medialen und der lateralen Gelenkfacetten werden unterschiedliche Patellatypen definiert.

Gefäße und Nerven im Beckenbereich (relevant für das Knie)

Die Innervation des Beckens erfolgt durch Äste des Plexus sacralis, einschließlich des Nervus pudendus, der aus dem Plexus sacralis S2-S4 hervorgeht.

• Aorta abdominalis: Verzweigt sich in die Aa. iliacae communes.
• A. iliaca communis: Verzweigt sich am Iliosakralgelenk in die Aa. iliacae interna und externa.
  • A. iliaca externa:
    • Abgänge der A. epigastrica inferior und der A. circumflexa ilium profunda.
    • Nach Passieren des Ligamentum inguinale Übergang in A. femoralis.
• V. iliaca communis:
  • Vereinigung der Vv. iliacae interna und externa.
  • Vereinigung mit der entsprechenden kontralateralen V. iliaca communis zur V. cava inferior.
• V. iliaca interna:
  • Fortsetzung der V. glutaea inferior.

Tibiakopffraktur

Ein Knochenbruch (Fraktur) am oberen Ende des kräftigen Schienbeinknochens (Tibia) ist eine einschneidende und kritische Verletzung des Kniegelenks. Man spricht von einer Tibiakopffraktur. Auf dem Kopf des Schienbeins lastet beim Gehen stets das gesamte Gewicht des Körpers. Bei jedem Schritt und jedem Sprung wirken enorme Kräfte auf unser Knie, oft ein Vielfaches unseres Körpergewichts. Das Knie gehört damit zu den am stärksten belasteten Gelenken im menschlichen Körper. Ein Schienbeinkopfbruch führt zum sofortigen Funktionsverlust des Kniegelenkes.

Ursachen

Bei jungen Patienten entstehen Tibiakopffrakturen häufig als Folge von Aufprallverletzungen. Typischer Hergang: Verkehrsunfälle, bei denen ein Aufprall am Armaturenbrett stattfindet oder Stürze aus großer Höhe mit Auftreffen der gestreckten Beine. Bei älteren Patienten kann aufgrund der abnehmenden Knochendichte bereits ein Sturz aus Standhöhe eine Fraktur verursachen.

Bruchformen

Der Tibiakopf kann an unterschiedlichen Stellen brechen und folgenschwere Schädigungen im Kniegelenk auslösen. Die exakte Erfassung der Bruchform durch den Arzt ist zwingend notwendig, um für jeden einzelnen Patienten die optimale Behandlungsstrategie zu entwickeln.

• Spaltbruch (Depressionsfraktur): Die Bruchlinie bildet einen Spalt an der Gelenkfläche.
• Eindrückungsbruch (Impressionsfraktur): Teile der lasttragenden Gelenkfläche des Tibiakopfes sind eingebrochen. Knochenteile werden von den walzenförmigen Enden des Oberschenkelknochens (Femurkondylen) nach unten gedrückt.

Klassifikation

Klassifikation der Arbeitsgemeinschaft für Osteosynthesefragen (AO) für proximale Tibiakopfbrüche.

• Kategorie A: Die Gelenkfläche des Schienbeins ist nicht betroffen.
• Kategorie B: Die Gelenkfläche ist teilweise betroffen.
• Kategorie C: Die Gelenkfläche ist vollständig betroffen.

Der Schweregrad der Fraktur steigt von 1 bis 3. Bei B1 liegt beispielsweise ein Spaltbruch vor, bei B2 ein Eindrückungsbruch, bei B3 ein Spalt-Impressionsbruch.

Symptome

Ein Bruch des Schienbeinkopfes sorgt für den sofortigen, schmerzhaften Ausfall des betroffenen Kniegelenks. Das Kniegelenk ist wegen stechender Schmerzen nicht mehr belastbar. Es kommt zu eingeschränkter Beweglichkeit bzw. Einblutungen in das Gelenk, wenn die Gelenkfläche ebenfalls betroffen ist. Dann tritt fast immer ein Erguss durch eine Blutansammlung im Kniegelenk (Hämarthrose) auf.

Kompartmentsyndrom

Bei ausgedehnten Frakturen mit Verletzung der umliegenden Weichteilstrukturen besteht die Gefahr eines Kompartmentsyndroms des Unterschenkels: Durch Anschwellen des Gewebes erhöht sich der Innendruck in den mit bindegewebigen Faszien abgegrenzten Muskelgruppen. Auf diese Weise kommt es zu einer gestörten Durchblutung der kleinen Blutgefäße (Mikrozirkulation). Das gestaute Gewebe wird dadurch nur noch unzureichend mit Sauerstoff versorgt und droht abzusterben. Bleibende, irreversible Schädigungen der Muskulatur und der Nerven sind die Folge des Kompartmentsyndroms. Ein Kompartmentsyndrom ist daher ein absoluter medizinischer Notfall und bedarf sofortiger ärztlicher Behandlung.

Folgeschäden

Der Bruch des Tibiakopfes kann Auslöser für zahlreiche Folgeschäden im Kniegelenk sein. Dabei ist nicht nur die Fraktur des Schienbeinkopfes in der Gelenkfläche entscheidend. Der Orthopäde muss alle an der Funktion des Kniegelenks beteiligten Knorpel, Menisken, Stütz- und Bindegewebe sorgfältig untersuchen und mitbehandeln. Wenn diese Aspekte des Tibiakopfbruchs nicht angemessen erfasst werden, kann das Gelenk verschleißen und die Belastbarkeit sinken. Folge der Tibiakopffraktur ist dann häufig eine unfallbedingte Kniearthrose.

Diagnostik

• Röntgenbilder: Bei Verdacht auf einen Tibiakopfbruch werden Röntgenbilder in zwei Ebenen von Knie und Unterschenkel angefertigt.
• CT und DVT: Die Computertomographie (CT) oder Digitale Volumentomographie (DVT) ermöglichen dem Orthopäden, die vorliegenden knöchernen Verletzungen und den Zustand der Gelenkfläche im Kniegelenk im Knochen zu beurteilen.
• Magnetresonanztomographie (MRT): Die Magnetresonanztomographie ermöglicht eine strahlenfreie Darstellung der Weichteile im Kniegelenk.

Muskelverletzungen im Oberschenkelbereich (relevant für das Knie)

Muskelzerrungen und Muskelfaserrisse gehören zu den häufigsten Sportverletzungen. Besonders gefährdet sind die Muskeln vorne und hinten am Oberschenkel und an der Wade. Die meisten Muskelverletzungen entstehen bei schnellen oder abrupten Lauf- und Drehbewegungen, etwa beim Fußballspielen, und machen sich direkt schmerzhaft bemerkbar.

Symptome

• Plötzlicher stechender Schmerz wie Nadel- oder Messerstiche.
• Unwillkürliches Abbrechen der körperlichen Aktivität, weil der Muskel schmerzt und nicht ausreichend belastbar ist.
• Bei Muskelfaserrissen oft ein Reißgeräusch.
• Verstärkung der Schmerzen bei Druck auf die verletzte Stelle oder Dehnung des Muskels.
• Manchmal bildet sich ein sichtbarer Bluterguss (Hämatom).
• Oft ist bei einer Muskelverletzung auch eine Schwellung sichtbar.

Ursachen

Eine Muskelzerrung oder ein Muskelfaserriss kann entstehen, wenn ein Muskel überlastet oder überdehnt wird, etwa bei einer schnellen, plötzlichen oder unkontrollierten Bewegung.

• Zu wenig Aufwärmen vor dem Training.
• Eine nicht ausreichend trainierte Muskulatur.
• Eine ermüdete Muskulatur.
• Eine frühere Muskelverletzung, insbesondere aus den letzten vier Wochen.

Diagnose

• Anamnese: Der Arzt fragt, wie genau es zu der Verletzung gekommen ist.
• Körperliche Untersuchung: Die verletzte Stelle wird betrachtet und abgetastet.
• Ultraschalluntersuchung oder MRT: Manchmal werden eine Ultraschalluntersuchung oder ein MRT gemacht, um die Diagnose abzusichern oder andere Verletzungen auszuschließen.

Behandlung

• PECH-Regel:
  • P wie Pausieren: das Bein 1 bis 2 Tage nicht belasten
  • E wie Eis: die schmerzende Stelle wiederholt kühlen
  • C wie Compression (Druck): einen Druckverband oder eine elastische Bandage anlegen
  • H wie Hochlagern: das Bein hochlegen
• Physiotherapie: Manchmal überweist die Ärztin oder der Arzt auch an eine Praxis für Physiotherapie, die bei der Regeneration und Vorbeugung einer erneuten Muskelverletzung unterstützen kann.
• Schmerzmittel: Gegen die Schmerzen können für wenige Tage frei verkäufliche Schmerzmittel wie Paracetamol oder Ibuprofen eingenommen werden.

Prognose

Wie schnell der verletzte Muskel wieder belastbar ist, hängt vor allem vom Ausmaß der Verletzung ab - also ob es sich um eine Zerrung oder einen Riss handelt und wie tief der Riss ist. Bei guter Versorgung heilt eine Muskelzerrung gewöhnlich innerhalb einer Woche. Nach 1 oder 2 Tagen können bereits leichte Übungen oder lockeres Joggen schmerzfrei möglich sein. Bei einem kleineren Muskelfaserriss benötigt der Muskel in der Regel zwei Wochen für die Regeneration. Ist der Riss tiefer (Muskelbündelriss) oder sind auch die Sehnen oder die Bindegewebshülle um den Muskel verletzt, dauert es gewöhnlich 4 bis 6 Wochen bis zur vollständigen Belastbarkeit - manchmal auch länger.

Erste Hilfe Tipps bei Knieschmerzen

• PECH-Regeln bei akuten Knieschmerzen:
  • Pause: Entlasten Sie das akut schmerzende Knie sofort.
  • Eis: Das Kühlen hält die Schwellung auf und lindert die Schmerzen.
  • Compression: Ein Verband oder eine Bandage trägt zur Stabilisierung des Gelenks und dem Abschwellen bei.
  • Hochlagern: Legen Sie das Knie (am besten über Herzhöhe) hoch, damit Gewebsflüssigkeit und Entzündungsstoffe schneller abtransportiert werden können.
• Weitere Maßnahmen:
  • Kühlen: Kühlen Sie das Knie mit Eiswürfeln im Plastikbeutel, der nochmals in ein Tuch eingeschlagen wird. Ebenso eignen sich auch fertige Gelpads aus dem Tiefkühlfach. Wickel mit Quark oder essigsaurer Tonerde können Schwellungen und Entzündungen ebenfalls eindämmen.
  • Pflanzenauszüge: Lösungen mit ätherischen Ölen oder antientzündlichen Pflanzenauszügen wirken schmerzlindernd. Dazu eignen sich Präparate mit Rosmarin, Thymian, Fichtennadel und Latschenkiefer, die man mehrmals täglich in die Haut einreibt. Lösungen mit Arnika helfen bei stumpfen Verletzungen ebenfalls gegen Schwellung, Entzündung und Schmerzen.
  • Bandagen und weiche Sohlen: Ein Verband mit einer Idealbinde kann das Kniegelenk stützen. Dazu eignen sich vor allem vorgeformte Bandagen, die es in verschiedenen Größen gibt. Die Bandage können Sie tagsüber bei Belastung tragen und nach einigen Tagen ausprobieren, ob Sie das Knie auch ohne Unterstützung wieder beanspruchen können. Schuhe mit weichen, federnden Sohlen dämpfen harte Stöße auf das Kniegelenk.
  • Muskeln stärken: Regelmäßige Bewegung baut Muskeln auf und erhält die Beweglichkeit des Gelenkes. Dabei eignen sich gelenkschonende Sportarten wie z. B. Schwimmen (Kraulen), Aqua-Gymnastik, Nordic Walking, Fahrradfahren und Skilanglauf.

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