Giải phẫu chức năng vùng chậu hông

Xương chậu và phức hợp háng
Đai chậu, gồm cả khớp háng có vai trò nâng đỡ trọng lượng của cơ thể trong khi cho phép vận động bằng cách gia tăng tầm vận động ở chi dưới. Tương tự với đai vai, xương chậu phải được định hướng để đặt khớp háng vào vị trí thuận lợi cho vận động chi dưới. Do đó, sự phận động phối hợp của đai chậu và đùi ở khớp háng là cần thiết cho hoạt động khớp hiệu quả.
Đai chậu và khớp háng là một phần của một hệ thống chuỗi đóng ở đó lực từ chân đi lên qua khớp háng và xương chậu đến thân hoặc đi xuống từ thân qua xương chậu và khớp háng đến chi dưới. Đai chậu và khớp háng cũng góp phần quan trọng để giữ thăng bằng và tư thế đứng thông qua các hoạt động cơ liên tục để điều chỉnh và đảm bảo thăng bằng.

Xương:

Đai chậu gồm ba xương nối với nhau bằng liên kết xơ: xương cánh chậu ở trên, xương ngồi ở sau dưới, và xương mu ở trước dưới. Các xương này nối với nhau bằng sụn hyaline lúc mới sinh, nhưng dính hoàn toàn với nhau (cốt hóa) vào tuổi 20-25. Vùng chậu là một vùng của cơ thể có sự khác biệt rõ rệt giữa hai giới. Phụ nữ thường có đai chậu nhẹ, mỏng và rộng hơn nam giới. Ở phía trước xương chậu phụ nữ loe ra sang hai bên nhiều hơn. Ở phía sau xương cùng của nữ cũng rộng hơn, tạo khoang chậu rộng hơn. Sự khác biệt về xương này có ảnh hưởng trực tiếp lên chức năng cơ ở khớp háng và xung quanh.

Hình: Sự khác nhau giữa xương chậu nữ và nam

Xương cùng hình chêm gồm 5 đốt sống nối với nhau.
Xương cụt

Khớp:

2.1. Khớp mu:
Hai bên phải và trái của xương chậu nối với nhau ở phía trước ở khớp mu, một khớp sụn có một đĩa sụn xơ nối hai xương mu. Khớp này được giữ vững bởi dây chằng mu trên và dưới và vận động rất hạn chế.
2.2. Khớp cùng-chậu (SI joint):
Ở phía sau, xương chậu nối với thân ở khớp cùng chậu, một khớp hoạt dịch mạnh làm vững bằng sụn xơ và dây chằng vững chắc. Mặt khớp của xương cùng hướng ra sau ngoài và khớp với xương cánh chậu. Được mô tả là khớp mặt phẳng, tuy nhiên mặt khớp rất không đều, giúp khóa hai mặt khớp với nhau.
Có ba nhóm dây chằng nâng đỡ khớp cùng-chậu phải và trái, và chúng là những dây chằng mạnh nhất trong cơ thể.

Hình: Các dây chằng của khớp cùng chậu.
Vận động ở khớp cùng chậu: thay đổi đáng kể giữa hai giới và các cá nhân khác nhau. Nam có dây chằng cùng chậu dày và chắc hơn, khớp cùng chậu ít vận động (thực tế 3/10 nam dính khớp cùng chậu). Nữ có khớp cùng chậu di động hơn vì dây chằng lỏng hơn và có thể tăng lên trong chu kỳ kinh nguyệt, và nhất là trong thời gian mang thai.
Vận động ở khớp cùng chậu có thể được mô tả bằng vận động của xương cùng (và xương cùng di chuyển cùng với vận động của thân mình), bao gồm gấp cùng (còn gọi là nutation)- xảy ra khi gấp thân hoặc đùi; duỗi cùng- xảy ra khi duỗi thân hoặc đùi; xoay cùng sang hai bên.

Hình: Vận động khớp cùng chậu ở mặt phẳng đứng dọc: gấp và duỗi
Ngoài các vận động giữa xương cùng và xương cánh chậu, còn có vận động chung của đai chậu. Những vận động này đi kèm và do kết quả của vận động của cột sống thắt lưng và đùi. Vận động của xương chậu được mô tả theo xương cánh chậu, đặc biệt là gai chậu trước trên và trước dưới.
Hình: Vận động của xương chậu cùng với vận động thân mình và đùi. Nghiêng chậu ra trước (A), Nghiêng chậu ra sau (B), Nghiêng chậu sang trái và phải (C, D). Xoay chậu sang trái (E) và phải (F).

Nghiêng chậu ra trước/ra sau- mặt phẳng trước -sau: GCTT ra trước, ra sau
Nghiêng chậu (xuống) sang bên phải/trái- mặt phẳng trán. Xương chậu có thể nghiêng sang bên khi chịu trọng lượng hoặc bất cứ vận động sang bên nào của thân hoặc đùi. Khi đứng lên chân phải, xương chậu phải nâng lên, khớp háng khép và xương chậu trái hạ xuống (nghiêng), khớp háng dạng. Vận động này được kiểm soát bởi các cơ, đặc biệt là cơ mông nhỡ để giảm mức độ nghiêng xuống của xương chậu.
Xoay chậu sang phải/trái (mặt phẳng cắt ngang) khi vận động một chân. Khi chân phải đánh ra trước khi đi, chạy, đá, xương chậu xoay sang trái.

Đai chậu di chuyển và được kiểm soát bởi các nhóm cơ hoạt động theo các cặp lực (force couples). Khi đai chậu nghiêng theo hướng trước/sau, chính các nhóm cơ đối diện tạo nên và kiểm soát vận động đó. Để nghiêng đai chậu ra trước, các cơ duỗi lưng, chủ yếu là cơ dựng sống, kéo lên ở phía sau trong khi cơ gấp háng kéo xuống ở phía trước. Ngược lại, để nghiêng chậu ra sau, các cơ bụng kéo phía trước lên trong khi cơ mông lớn và hamstring kéo xuống ở phía sau.
Hình: Các cặp lực ở thân mình và đùi kiểm soát vận động nghiêng chậu ra trước và ra sau.
Tương tự khi đứng một chân, để hạn chế sự nghiêng (hạ xuống) của xương chậu sang bên chân không tựa, các cơ gập bên thân chân đó (dựng gai, vuông thắt lưng) co để kéo xương chậu bên đó lên, trong khi cơ dạng (mông nhỡ) bên chân tựa co để kéo xương chậu bên chân tựa xuống làm cho đai chân cân bằng, tạo nên một cặp lực.

2.3. Khớp háng
Là khớp ổ cầu gồm khớp giữa ổ cối của xương chậu và chỏm xương đùi, với ba độ tự do , có đặc điểm là rất vững chắc nhưng vận động.

ổ cối hướng ra trước, ra ngoài và xuống dưới. Ổ cối được lót bởi sụn viền ổ cối mà dày nhất ở phần đỉnh của ổ, làm ổ sâu thêm và tăng tính vững chắc.
chỏm xương đùi hình cầu nằm khít trong khoang ổ cối. Khoảng 70% chỏm xương đùi tiếp khớp với ổ cối so với 20-25% chỏm xương cánh tay tiếp xúc với khoang ổ chảo.
Bao quanh khớp háng là bao khớp lỏng nhưng mạnh, được củng cố bởi các dây chằng và gân của cơ thắt lưng (psoas).
Dây chằng: ba dây chằng hòa lẫn vào bao khớp gồm
- dây chằng (cánh) chậu-đùi, hay dây chằng chữ Y, là một dây chằng mạnh và nâng đỡ phía trước khớp háng khi đứng. Dây chằng này có thể nâng đỡ phần lớn trọng lượng cơ thể và đóng một vai trò quan trọng trong tư thế đứng. Dây chằng này cũng hạn chế quá duỗi khớp háng.
- dây chằng mu đùi ở phía trước khớp háng, chủ yếu kháng lại động tác dạng, một phần với duỗi và xoay ngoài.
- Dây chằng ngồi đùi, ở bao khớp sau, kháng lại động tác duỗi, khép và xoay trong. Không có dây chằng quanh khớp háng kháng lại động tác gấp, do đó gấp háng có tầm vận động lớn nhất.

Hình: Khớp háng

Góc nghiêng: Góc giữa cổ xương đùi và thân xương đùi ở mặt phẳng trán được gọi là góc nghiêng (angle of inclination), xấp xỉ 125°. Góc này lớn hơn lúc mới sinh (hơn 20-25°) và nhỏ dần khi phát triển và chuyển sang tư thế đứng. Tầm góc nghiêng thường từ 90° đến 135°. Góc nghiêng > 125° được gọi là háng vẹo ngoài (coxavalga), làm cho chi dài ra, giảm hiệu quả của cơ dạng háng, tăng lực tải lên chỏm xương đùi, giảm stress lên cổ xương đùi. Ngược lại, háng vẹo trong (coxa vara) khi góc nghiêng < 125°, làm ngắn chi, tăng hiệu quả cơ dạng háng, giảm tải lên chỏm xương đùi và tăng stress lên cổ xương đùi. Tỷ lệ coxa vara cao hơn ở nữ vận động viên so với nam.

Hình: Góc nghiêng bình thường và coxa vara, coxa valga.

Góc đưa ra trước (góc vặn): Góc của cổ xương đùi ở mặt phẳng ngang được gọi là góc đưa ra trước (anteversion). Bình thường cổ xương đùi xoay ra trước 12° đến 14° so với xương đùi.

Hình: góc đưa ra trước bình thường. Nếu góc này tăng sẽ gây tư thế ngón chân đưa vào trong. Nếu góc giảm, cổ xương đùi đưa ra sau, làm ngón chân đưa ra ngoài.

Hình: bù trừ ở người có góc đưa ra trước quá mức

Các dây chằng và cơ nâng đỡ mọi hướng và giữ vững khớp háng. Ở tư thế gấp 90° với một ít xoay và dạng, chỏm xương đùi và ổ cối tương khớp tối đa. Đây là tư thế vững và thoải mái và phổ biến ở tư thế ngồi. Một tư thế không vững của khớp háng là gấp và khép, như khi ngồi bắt chéo chân.

Tầm vận động khớp háng

Khớp háng cho phép đùi di chuyển theo một tầm khá rộng theo ba hướng.

Gấp háng từ 120° đến 125° và duỗi 10° đến 15° ở mặt phẳng đứng dọc. Gấp háng bị giới hạn chủ yếu bởi mô mềm và có thể tăng ở cuối tầm nếu xương chậu nghiêng sau. Gấp háng dễ dàng với gối gập nhưng bị hạn chế nhiều bởi cơ hamstring nếu gấp ở tư thế duỗi gối. Duỗi háng bị hạn chế bởi bao khớp phần trước, các cơ gấp háng và dây chằng chậu đùi. Nghiêng chậu ra trước góp phần vào tầm vận động duỗi háng.Hình: Xương chậu có thể hỗ trợ vận động đùi bằng cách nghiêng ra trước để tăng duỗi háng hoặc nghiêng ra sau để tăng gấp háng.
Dạng háng xấp xỉ 30° đến 45° và khép 15° đến 30°. Dạng bị hạn chế bởi các cơ khép và khép bị hạn chế bởi mạc căng cân đùi.
Xoay trong từ 30° đến 50° và xoay ngoài từ 30° đến 50°. Gấp đùi có thể tăng tầm xoay trong và xoay ngoài.

Hình: Tầm vận động khớp háng

Các hoạt động cơ khớp háng

Gấp háng (đùi):

Gấp đùi sử dụng trong khi đi và chạy để đưa chân ra trước. Nó cũng quan trọng trong leo cầu thang và đi lên dốc và hoạt động mạnh trong động tác đá.
Cơ gấp đùi mạnh nhất là cơ thắt lưng-chậu, gồm cơ thắt lưng (psoas) lớn, thắt lưng bé, và cơ chậu. Đây là cơ hai khớp hoạt động lên cả cột sống thắt lưng và đùi. Nếu cố định thân thì cơ thắt lưng chậu tạo gấp háng (thuận lợi hơn khi đùi dạng và xoay ngoài). Nếu đùi cố định, cơ thắt lưng chậu tạo quá duỗi cột sống thắt lưng và gập thân. Cơ thắt lưng chậu hoạt động nhiều trong các bài tập gấp háng khi toàn bộ thân trên đưa lên (như nằm ngữa gập háng gối, nhấc đầu thân) hoặc khi nâng hai chân.

Cơ thẳng đùi là một cơ gấp háng khác mà vai trò tùy thuộc tư thế khớp gối. Đây là một cơ hai khớp và có vai trò duỗi gối nữa. Nó được gọi là cơ đá vì nó ở tư thế tạo lực thuận lợi tối đa ở khớp háng trong giai đoạn chuẩn bị đá, khi đùi quá duỗi ra sau và gối gập. Tư thế này kéo căng cơ thẳng đùi để cho hoạt động tiếp theo, khi đó cơ thẳng đùi góp phần quan trọng vào động tác gấp háng và duỗi gối. Mất chức năng cơ thẳng đùi giảm lực gấp háng đến 17%.
Ba cơ gấp háng phụ khác là cơ may, cơ lược và cơ căng cân đùi. Cơ may là một cơ hai khớp xuất phát từ gai chậu trước trên và bắt chéo khớp gối đến mặt trong đầu trên xương chày. Nó là một cơ yếu tạo lực dạng và xoay ngoài bên cạnh động tác gấp háng. Cơ lược chủ yếu là cơ khép đùi trừ khi đi nó đóng vai trò chủ động trong gấp đùi cùng với cơ căng cân đùi (thường là cơ xoay trong).
Trong động tác gấp đùi, xương chậu bị kéo ra trước bởi những cơ này trừ phi được giữ vững và đối lại bởi thân mình. Cơ thắt lưng chậu và cơ căng cân đùi kéo xương chậu ra trước. Nếu một trong những cơ này bị căng, có thể gây mất vững, lệch chậu hoặc ngắn chi chức năng.

Duỗi đùi:

Duỗi đùi quan trọng trong nâng đỡ trọng lượng cơ thể ở thì tựa bởi vì nó duy trì và kiểm soát các hoạt động khớp háng đáp ứng với lực kéo của trọng lượng. Duỗi đùi cũng hỗ trợ đẩy cơ thể lên và ra trước khi đi, chạy hoặc nhảy. Các cơ duỗi bám vào xương chậu và đóng một vai trò lớn trong làm vững xương chậu theo hướng trước sau.
Các cơ góp phần vào hầu hết trường hợp duỗi háng là cơ hamstrings. Hai cơ bên trong (bán gân và bán mạc) không hoạt động bằng cơ bên ngoài- cơ nhị đầu đùi, được xem là cơ duỗi gối chính.
Bởi vì tất cả các cơ hamstrings đi qua khớp gối, tạo lực gấp và xoay gối, hiệu quả duỗi háng của chúng phụ thuộc vào tư thế khớp gối. Khi gối duỗi, cơ hamstring được kéo căng và có hoạt động tối ưu lên khớp háng. Cơ hamstrings cũng kiểm soát xương chậu bằng lực kéo xuống lên ụ ngồi, làm xương chậu nghiêng sau. Như vậy, cơ hamstring đóng vai trò duy trì tư thế đứng thẳng. Căng cơ hamstring có thể gây những vấn đề tư thế như làm phẳng vùng thắt lưng và gây xương chậu nghiêng sau. Trong hoạt động đi đường bằng hoặc các hoạt động duỗi háng cường độ thấp, cơ hamstring là cơ chính tạo vận động duỗi háng ở tư thế chịu trọng lượng. Mất chức năng cơ hamstrings gây khiếm khuyết đáng kể động tác duỗi háng.
Khi cần duỗi háng cường độ mạnh hơn, cơ mông lớn được huy động là cơ duỗi chính, như khi chạy lên dốc, leo cầu thang, đứng lên từ ngồi xổm thấp hoặc từ ghế ngồi.
Cơ mông lớn dường như tác động chính lên xương chậu trong khi đi hơn là góp phần đáng kể vào tạo lực duỗi đùi. Bởi vì đùi hầu như duỗi trong chu kỳ dáng đi, chức năng của cơ mông lớn là duỗi thân và nghiêng chậu ra sau nhiều hơn. Lúc chạm gót khi thân gập, cơ mông lớn ngăn ngừa thân mình khỏi nghiêng phía trước. Vì cơ mông lớn cũng xoay ngoài đùi, cơ bị căng khi xoay trong. Mất chức năng cơ mông lớn không ảnh hưởng đáng kể sức cơ duỗi đùi vì cơ hamstrings là cơ tạo lực duỗi chính.
Bởi vì các cơ gấp và duỗi kiểm soát xương chậu theo hướng trước-sau, hai nhóm cơ này cân cân bằng cả về sức mạnh và độ mềm dẻo để xương chậu không bị kéo ra trước hoặc ra sau do một nhóm cơ mạnh hơn hoặc ít mềm dẻo hơn.

Dạng đùi:

Dạng đùi là một vận động quan trọng trong nhiều kỹ năng thể thao và nhảy múa. Trong dáng đi, dạng đùi và các cơ dạng đóng vai trò quan trọng hơn là làm vững xương chậu và đùi.
Cơ dạng đùi chính ở khớp háng là cơ mông nhỡ. Cơ này co trong thì tựa khi đi, chạy hay nhảy để cố định xương chậu không cho nó hạ xuống ở chân không tựa. Yếu cơ mông nhỡ có thể dẫn đến những thay đổi như xương chậu xệ xuống đối bên và tăng khép và xoay trong đùi mà có thể dẫn đến tăng khớp gối vẹo ngoài, tăng xoay xương chày và sấp bàn chân. Cơ này có thuận lợi cơ học nhiều hơn khi góc nghiêng của cổ xương đùi nhỏ hơn 125°, hoặc khi khung chậu rộng hơn. Khi thuận lợi cơ học của cơ mông nhỡ gia tăng, sự vững của xương chậu trong dáng đi cũng được cải thiện.
Cơ mông bé, cơ căng cân đùi, và cơ hình lê cũng góp phần vào dạng đùi, nhất là cơ mông bé.

Khép đùi:

Nhóm cơ khép, cũng như cơ dạng, tham gia giữ tư thế xương chậu khi đi. Mặc dù các cơ khép có vai trò quan trọng trong một số hoạt động chuyên biệt, nghiên cứu cho thấy giảm 70% chức năng cơ khép đùi chỉ ảnh hưởng nhẹ hoặc vừa lên chức năng khớp háng.
Các cơ khép bao gồm cơ thon, ở phần trong đùi; cơ khép dài, ở phần trước đùi; cơ khép ngắn, ở phần giữa đùi; và cơ khép lớn, ở phía sau mặt trong đùi. Các cơ khép hoạt động trong thì đu đưa của dáng đi và nếu bị căng có thể dẫn đến dáng đi hình cây kéo (bắt chéo chân).
Các cơ khép ở một bên xương chậu kết hợp với các cơ dạng ở chân kia để giữ tư thế xương chậu và ngăn ngừa nghiêng. Nếu cơ dạng mạnh hơn cơ khép do co rút hoặc mất thăng bằng cơ, xương chậu sẽ nghiêng sang bên cơ dạng mạnh, co rút. Co rút cơ khép hoặc mất cân bằng sức mạnh gây kết quả tương tự ở hướng đối diện.

Xoay ngoài đùi:

Xoay ngoài đùi quan trọng để tạo lực ở chi dưới bởi vì nó theo sau thân khi xoay. Các cơ xoay ngoài chính là cơ mông lớn, bịt ngoài, và vuông đùi. Cơ bịt trong, cơ sinh đôi trên và dưới và cơ hình lê góp phần vào xoay ngoài khi đùi duỗi. Cơ hình lê cũng dạng háng khi háng gấp và tạo vận động khi đưa chân lên và dạng, xoay ngoài.

Xoay trong đùi:

Xoay trong đùi là một vận động yếu. Nó là vận động phụ của tất cả các cơ góp phần động tác này. Hai cơ quan trọng nhất trong xoay trong là cơ mông nhỡ và cơ mông bé. Các cơ xoay trong khác là cơ thon, cơ khép dài, khép lớn, căng cân đùi, bán gân, bán mạc.

Sức mạnh các cơ vận động khớp háng

Lực cơ mạnh nhất ở háng là lực duỗi, do kết hợp của cơ mông lớn kích thước lớn và cơ hamstrings. Duỗi mạnh nhất khi háng gấp 90° và giảm khoảng ½ ở tư thế trung tính 0°.
Gấp háng chủ yếu là do cơ thắt lưng chậu, dù sức mạnh giảm đi khi gập thân. Ngoài ra, lực gấp có thể tăng nếu kèm gấp gối để tăng tác động của cơ thẳng đùi.
Dạng tối đa ở tư thế trung tính và giảm hơn ½ ở tư thế dạng 25° do giảm chiều dài cơ. Dạng cũng mạnh hơn khi gấp đùi.
Dù nhóm cơ khép có thể tạo nhiều lực hơn cơ dạng, nhưng động tác khép không phải là thành phần chính của nhiều vận động hoặc hoạt động thể thao, do đó nó ít được làm mạnh qua hoạt động.
Lực cơ xoay ngoài lớn hơn lực cơ xoay trong 60% ngoại trừ ở tư thế gấp háng thì lực cơ xoay trong mạnh hơn một ít. Ở tư thế ngồi, lực cơ xoay ngoài và xoay trong mạnh hơn tư thế nằm ngữa.

Các vận động phối hợp của xương chậu và đùi

Xương chậu và đùi thường di chuyển cùng nhau trừ khi thân mình cản trở hoạt động xương chậu. Vận động phối hợp xương xương chậu và khớp háng được gọi là nhịp chậu-đùi. Trong vận động gấp háng chuỗi mở (nâng chân), xương chậu xoay ra sau trong những độ đầu tiên của vận động. Trong động tác nâng chân với gối gập hoặc duỗi, xoay xương chậu góp phần vào 26 đến 39% vận động gấp háng. Ở cuối tầm vận động gấp háng, sự xoay xương chậu ra sau bổ sung có thể góp phần vào gấp háng nhiều hơn. Khi duỗi háng (đưa chân ra sau) thì xương chậu xoay ra trước kết hợp. Trong khi chạy, nghiêng chậu ra trước trung bình ở chi không tựa vào khoảng 22 độ. Trong các vận động ở chi không chịu trọng lượng xương chậu di chuyển nhiều hơn.
Ở tư thế đứng, chịu trọng lượng, chuỗi đóng, xương chậu di chuyển ra trước trên xương đùi, và vận động xương chậu trong gấp háng chỉ đóng góp 18% thay đổi trong vận động háng. Vận động xương chậu ra sau khi chịu trọng lượng góp phần vào duỗi háng.
Ở mặt phẳng trán, khi chịu trọng lượng một chân, xương chậu bên không tựa nâng lên tạo nên khép háng ở bên tựa và dạng ở bên không tựa.
Ở mặt phẳng ngang trong khi chịu trọng lượng (đứng hai chân), khi xoay một bên xương chậu ra trước tạo xoay ngoài ở háng trước và xoay trong ở háng sau.
Hình: Ở chi dưới, các phân đoạn phối hợp khác nhau phụ thuộc vào chuỗi động đóng hoặc mở. Hình bên trái cho thấy dạng háng ở chuỗi mở xảy ra khi đùi di chuyển lên xương chậu. Trong vận động chuỗi đóng bên phải, dạng xảy ra khi xương chậu hạ xuống ở bên chịu trọng lượng.