Bewegingen die zich voltrekken rond "scheve" bewegings-assen tonen vaak als ingewikkelde, "drie-dimensionale" patronen. In werkelijkheid vindt iedere beweging rond één as plaats in één enkel vlak, het zogenaamde "rotatie-vlak". Momentaan ;zijn bewegingen dus altijd twee-dimensionaal en dit geldt tevens voor iedere beweging die plaats vindt rond één as, althans zo lang deze as niet van richting verandert. We verduidelijken dit met een eenvoudig model (figuur 1).

Figuur 1.
Verklaring in de tekst.

Twee plankjes zijn verbonden door een (ten opzichte van de lengterichting van de plankjes) scheef geplaatst éénassig scharnier (figuur 1a). De beweging om deze as zou ten opzichte van een rechthoekig, descriptief anatomisch, assenstelsel worden beschreven als een combinatie van bijvoorbeeld flexie, abductie en exorotatie (figuur 1b). Desondanks bewegen alle punten op het bovenste element zich in werkelijkheid voortdurend langs cirkelbogen rond deze as en bewegen daarbij steeds in één en slechts één enkel vlak: het rotatievlak of osculatievlak, dat loodrecht op deze as staat (figuur 1c en d). Aan de hand van een aantal voorbeelden zullen we deze anti-intuïtieve eigenschappen van de scheve bewegings-as nader beschouwen.

Voor de kinematica maakt het niet uit of een beweging ten opzichte van de onderliggende of ten opzichte van de bovenliggende wordt uitgevoerd c.q. beschreven. De bewegingen  in de cervicale wervelkolom in figuur 2a zijn identiek aan die in figuur 2b. (Debekrachtiging  is uiteraard geheel verschillend).

Figuur 2.
Zie Animatie 1.
Zie Animatie 2.

Alhoewel de situatie van figuur 2b op het eerste gezicht wat gezocht lijkt, blijkt dit, met een kleine variatie, toch in het dagelijks leven zeer veel voor te komen. Dit wordt weergegeven in figuur 3. Ook nu wordt er in de nek gebogen en gestrekt, zonder dat het hoofd hierbij ruimtelijk van positie verandert (figuur 3 a en c).

Figuur 3.
Verklaring in de tekst.
Zie Animatie 3.

De cervicale wervels staan in beide situaties van figuur 3 ruimtelijk verschillend georiënteerd: achterovergekanteld (a,b,c) resp. voorovergekanteld (d,e,f).

We vragen ons vervolgens af wat voor bewegingen de wervels onderling zouden maken indien in beide posities het hoofd geroteerd zou worden om een (ruimtelijk) verticale as (figuur 4).

Figuur 4.
In beide posities wordt het hoofd geroteerd om een (ruimtelijk) verticale as.
Zie Animatie 4.
Zie Animatie 5.

Het blijkt dat de bewegingen van de wervels onderling welke wij "zien" , afhangen van de richting waarin we kijken. We verduidelijken dit met het model in figuur 5.

Figuur 5.
Zie Animatie 6    (a t/m d).
Zie Animatie 7   (e t/m h).

Bij een horizontale kijkrichting (figuur 5 a t/m d), dus loodrecht op de as, "zien" we de wervels in één horizontaal vlak bewegen (loodrecht op de as).

Wanneer we echter in een richting kijken evenwijdig aan het vlak waarin de wervels staan (figuur 5e t/m h) lijken de wervels een ingewikkelde "drie-dimensionale" beweging te maken. Echter, we kijken in beide gevallen naar precies hetzelfde model, alleen in een andere richting.

Precies hetzelfde geldt uiteraard voor de situatie waarin de wervels ruimtelijk voorover gekanteld staan (figuur 6).

Figuur 6.
Zie Animatie 8  (a t/m d)
Zie Animatie 9  (e t/m h)

Bij het heffen van de arm, maakt het scapula een ingewikkelde, ogenschijnlijk drie-dimensionale beweging (figuur 7a). Deze wordt meestal beschreven als een combinatie van latero-rotatie, protractie en achteroverkanteling. Toch kan ook deze beweging met behulp van een simpel één-assig scharnier (figuur 7 b, c) worden nagebootst (figuur 7d, e, f). In dit model stelt het scharnier de gecombineerde actie voor van het sternoclaviculaire en het acromioclaviculaire gewricht. Alle punten van het schouderblad bewegen dus ook hier in één en slechts één vlak, loodrecht op de as van het scharnier (figuur 7 g).

Figuur 7.
De gecombineerde bewegingen van het sterno- en acromioclaviculaire gewricht, voorgesteld door één één-assig scharnier. Alle punten van het schouderblad bewegen in één vlak.
Zie Animatie 10.

Vaak wordt aangenomen dat in het sacro-iliacale gewricht om een frontale as wordt bewogen (figuur 8a). Het sacrum zou hierbij voor- en achterover kunnen kantelen (resp. nutatie en contra-nutatie) ten opzichte van beide ilia. Als dit zo is, dan moeten de ilia uiteraard ook ten opzichte van het sacrum voor- en achterover kunnen kantelen. Het blijkt echter dat zelfs bij zeer geringe bewegingsuitslagen (2 per ilium resp. voor en achterover) ongeloofwaardige verplaatsingen (ca. 1 cm) in de symphysis zouden ontstaan (figuur 8b).

Figuur 8.
Zie Animatie 11.
Om vele redenen is een concept van twee elkaar snijdende, schuin verlopende assen in de iliosacrale keten, veel aannemelijker dan een frontale as (figuur 8c).

Het model in figuur 8d en e laat de ogenschijnlijke "drie-dimensionale" bewegingen van de iliumhelften om deze schuine assen zien. Het sacrum nuteert en contra-nuteert hier bij. Ook hierbij bewegen alle punten van het ilium ieder in hun eigen rotatievlak, loodrecht op de schuine as (hier niet weergegeven).

Functioneel gezien is het heupgewricht een kogelgewricht (qua vorm is dat overigens zeker niet het geval, maar dat terzijde).

In een kogelgewricht kan per definitie om iedere willekeurige as bewogen worden. In figuur 9 beweegt het linker femur om een zuiver frontale as (F) en het linker om een schuine as (S), loodrecht op het vlak van het acetabulum. Het linker femur beweegt daarmee steeds in het descriptief anatomische sagittale vlak. Het rechter femur lijkt echter een "drie-diemensionale" beweging te maken, meestal beschreven als een combinatie van flexie, abductie en exorotatie. (Dat is overigens niet juist. Het femur adduceert in plaats van abduceert, doch dit terzijde).

Figuur 9.
Zie Animatie 12..
Zie Animatie 13..

De functionele betekenis van de schuine as in het heupgewricht tijdens het gaan wordt verduidelijkt in figuur 10.
In figuur 10 a wordt ter vergelijk de positie getoond van het bekken tijdens de standfase van het gaan wanneer om een zuiver frontale as wordt bewogen. We kijken hierbij steeds tegen de zijkant van het bekken aan.
Bij bewegen rond de schuine as (figuur 10 b) blijkt dat in het begin van de standfase (hielcontact) we tegen de dorso-laterale zijde van het bekken aankijken en aan het eind van de standfase (moment van toe-off) tegen de ventro-laterale zijde. De standfase van het gaan wordt getoond in figuur 10c en d. Ook hierbij blijkt dat we respectievelijk de dorso-laterale en ventrolaterale zijde van het bekken zien: het bekken roteert dus tijdens het gaan, identiek aan het gedrag van het model bij bewegen rond een schuine as (figuur 10 e).


Figuur 10.
Zie Animatie 14.
Zie Animatie 15.

Een algemeen bekende eigenschap van de knie is de zogenaamde "slotrotatie" of "screw-home". Hierbij voert de tibia aan het eind van de strekking een exorotatie uit ten opzichte van het femur of het femur een endorotatie ten opzichte van de tibia.

Recent onderzoek naar de bewegingen van het kniegewricht (1,2) laat zien dat de slotstrekking van de knie gekenmerkt wordt door het kantelen van de flexie-extensie-as van een horizontale (in flexie, F) naar een scheve positie (in extensie, E) (figuur 11a en b)

Het blijkt dat de scheve as geheel verantwoordelijk is voor de ogenschijnlijke slotrotatie (figuur 11c en d). Met een "echte" rotatie heeft dit dus niets te maken. Er is slechts sprake van een rotatie-component ten gevolge van het bewegen rond de scheve as (figuur 11e en f).

Figuur 11.
Zie Animatie 16.

Het laatste voorbeeld van bewegen rond een scheve as vinden we bij de inversie van de enkel. De as van het onderste spronggewricht loopt van dorsaal, lateraal en caudaal (door de calceneus) naar ventraal, mediaal en craniaal (door de talus). Deze scheve as koppelt de bewegingen van onderbeen en voet: exorotatie van het onderbeen gaat noodgedwongen gepaard met een inversie van de enkel. In figuur 12 laten we zowel met behulp van een model (figuur 12 a t/m c) als met een "levend model" (figuur 12d t/m f) deze gekoppelde beweging rond de scheve as zien.

Figuur 12.
Zie Animatie 17.
Zie Animatie 18.


LITERATUUR

1. F. Sheehan.
The finite helical axis of the knee joint
(a non-invasive in vivo study using fast PC-MRI).
Journal of Biomechanics, 40 (2007) pp.1038 - 1047.

2. D. Wilson, J. Feikes, A. Zavatsky, J. O'Connor.
The components of passive knee movement are coupled to flexion angle.
Journal of Biomechanics, 33 (2000) pp. 465-473.

| terug naar inhoudsopgave |