Rotatie-assen in het kaakgewricht

Auteur(s):
A. Lagerberg
Titel:
Rotatieassen in het kaakgewricht
Jaargang:
17
Jaartal:
1999
Nummer:
3
Oorspronkelijke paginanummers: 128 - 155
Deze online uitgave mag, onder duidelijke bronvermelding, vrij gebruikt worden voor
(para) medische, informatieve en educatieve doeleinden en ander niet commercieel
gebruik.
Zonder kosten te downloaden van: www.versus.nl
DE ROTATIEASSEN IN HET KAAKGEWRICHT
Aad Lagerberg
A.Lagerberg, Fysiotherapeut, vakgroep Beweging & Analyse Bewegingstechnologie Haagse Hogeschool.
Inleiding
Het kaakgewricht bezit drie onafhankelijke bewegingsmogelijkheden. Naast een openingsbeweging
kunt u een voorwaartse en een zijwaartse verschuiving van de onderkaak uitvoeren. Opvallend hierbij
is dat de eerste twee bewegingsmogelijkheden zich voltrekken in hetzelfde (sagittale) vlak. Op basis
van deze vrijheid bent U in staat de uitvoering van de openingsbeweging te variëren. Dit vermogen tot
variatie in de plaats van de rotatie-as vormt het onderwerp van dit artikel.
Classificatie van synoviale gewrichten
Synoviale gewrichten kunnen op verschillende manieren worden ingedeeld. De klassieke indeling van
synoviale gewrichten gaat uit van een indeling op basis van de vormgeving van de gewrichtsvlakken.
Bij deze indeling worden gewrichten voorgesteld als omwentelingslichamen. Men onderscheidt hierbij
het bolgewricht (art. spheroidea), het cylindergewricht (art. trochoidea en ginglymus), het ellipsoide gewricht (art. ellipsoidea), het zadelgewricht (art. sellaris) en het vlakke gewricht (art. plana). Inmiddels is
duidelijk dat gewrichtsprofielen niet beschreven kunnen worden als vlak, zuiver bol of cylindervormig,
maar dat er altijd sprake is van een variabele kromtestraal van de profielen. De tegenwoordig gebruikelijke indeling van synoviale gewrichten op basis van de profielvorm kent daarom slechts twee typen:
het eigewricht (art. ovoidea) en het zadelgewricht (art. sellaris). In het
eivormige gewricht is een profiel convex of concaaf gekromd, terwijl een
gewrichtsvlak in een zadelgewricht in twee richtingen tegengesteld
gekromd is. Het distale uiteinde van de humerus toont twee duidelijke
voorbeelden van deze twee verschillende typen. Het capitulum is
eivormig en de trochlea duidelijk zadelvormig gekromd (figuur 1). Zowel
het zadel als het eigewricht kennen variabele kromtestralen.
Figuur 1
(2)
Een voorbeeld van een ei en een zadelvormig gewrichtsvlak. Uit Gosling .
Andere criteria die gebruikt kunnen worden bij de indeling van synoviale
gewrichten zijn het aantal vrijheidsgraden of het aantal deelnemende
botstukken. Deze laatste indeling zullen we wat nader beschouwen. Bij een indeling op basis van het
aantal deelnemende botstukken onderscheidt men twee typen gewrichten: het art. simplex en het art.
composita. Bij het eerste soort articuleren twee botstukken in een gewricht terwijl er bij het art.
composita meer dan twee botstukken binnen een gewrichtskapsel articuleren zoals bijvoorbeeld in het
art. cubiti. Bij het art. simplex wordt nog een nader onderscheidt gemaakt op basis van het aantal
contactplaatsen dat tussen de beide botstukken bestaat. In dit verband onderscheid men één of
tweekamerige gewrichten. In sommige gevallen liggen de twee contactplaatsen binnen hetzelfde
gewrichtskapsel zoals bijvoorbeeld in het kniegewricht (figuur 2a).
Figuur 2a tm c.
Voorbeelden van tweekamerige
gewrichten.
In andere gevallen kennen de
beide contactpunten een eigen gewrichtskapsel en bestaat het gewricht dus uit anatomisch werkelijk gescheiden kamers. Voorbeelden
hiervan zijn het art. radioulnare en het art. intervertebrale (figuur 2b en c). Alhoewel
in beide gevallen er sprake is
van slechts één gewricht is
dit besef bij de knie over het
algemeen wat wijder verbreid
dan in de andere twee situaties. Ondanks de anatomische scheiding vormen de beide kamers van deze verbindingen samen natuurlijk ook slechts één gewricht. De beide kamers van het gewricht liggen welliswaar wat verder uit elkaar dan in het kniegewricht, maar functioneel bezien zijn ze net zo afhankelijk van elkaar. Alhoewel deze laatste opmerking
wellicht wat triviaal lijkt, is dat bij nader inzien bepaald niet zo. Vrijwel elke fysiotherapeut leerde in zijn
opleiding de mobilisatie van het art. radioulnare proximale tijdens de lessen over het ellebooggewricht
en de mobilisatie van het art. radioulnare distale bij de pols. Zo was het boek nu eenmaal ingedeeld.
Een dergelijke aanpak getuigt niet van veel besef van de functionele samenhang van deze twee delen
van het gewricht.
Ook het art. temporomandibulare behoort tot de categorie der tweekamerige gewrichten (figuur 3a),
althans als we de schedel opvatten als één botstuk. Toch wordt ook dit gewricht in allerlei afbeeldingen. maar zelden in zijn geheel getoond (figuur 3b).
Figuur 3a en b
Ook het kaakgewricht is een
tweekamerig gewricht, maar
wordt meestal slechts voor de
helft getoond.
Net als bij het eerder genoemde gewricht tussen radius en ulna is het besef van
de functionele afhankelijkheid
van deze twee delen van het
gewricht niet al te wijd verspreid. In een standaardwerk
(6)
als Gray’s anatomy
wordt
het gevaar van een geïsoleerde beschouwing van de
twee kamers van dit gewricht
onderkend. Bij een bespreking van de condylaire gewrichten vermeldt de auteur de volgende waarschuwing:
“The condyles may be almost parallel as in the knee joint, where they are enclosed in a common fibrous capsule.
Alternatively, the condyles may be in line, and even enclosed in separate capsules. An example of this is the pair
of temperomandibular joints which necessarily cooperate in all mandibular movements, and which together form a
true condylar mechanism (and should always be studied as such)”.
Ook in dit artikel zullen wij afbeeldingen en modellen van het kaakgewricht gebruiken die slechts één
kamer van het gewricht tonen. Impliciet bedoelen we hiermee dat de bewegingen in beide kamers
identiek zijn. In figuur 4 wordt dit verduidelijkt. Bij een analyse van het effect van een beweging om een
as zoals getoond in figuur 4a wordt slechts één kamer getoond. In werkelijkheid heeft de analyse betrekking op een beweging in beide kamers van het gewricht om een as zoals getoond in figuur 4b.
Figuur 4a en b
Bij een voorstelling van bewegingen
als in situatie a bedoelen wij steeds
bewegingen welke zich gelijktijdig in
beide kamers van het gewricht afspelen (b).
Vrijheidsgraden van een gewricht
Onder het aantal vrijheidsgraden
van een gewricht verstaan wij in
het algemeen het aantal onafhankelijke bewegingsmogelijkheden van het gewricht. Zo bezit
het art. humeri drie vrijheidsgraden. In dit gewricht kan om drie assen (of combinaties daarvan) geroteerd worden. Het polsgewricht bezit twee onafhankelijke bewegingsmogelijkheden en bezit dus twee
vrijheidsgraden. Opvallend aan deze voorbeelden is het feit dat de keuze van de as waaromheen de
beweging wordt uitgevoerd betrekking heeft op de richting van de as en niet op de plaats van de as. U
kunt in uw schoudergewricht wel kiezen te bewegen om een zuivere sagittale as, maar u heeft geen
zeggenschap over de plaats van die as. Met behulp van een eenvoudig voorbeeld wordt het verschil in
richting en plaats van de as uiteengezet.
Figuur 5a en b
Het effect van wijziging van de plaats van de as. Verdere verklaring
in de tekst.
Figuur 5a toont een humerus welke draait ten opzichte van
het scapula om een sagittale as door de humeruskop. De bewegingsas staat loodrecht op het papier, vandaar dat slechts
een rotatiepunt getekend is (rc). De beweging welke wordt
uitgevoerd noemen we anteflexie. In de denkbeeldige situatie
van figuur 5b is de richting van de as ongewijzigd, maar is de
plaats veranderd. In werkelijkheid is een dergelijke beweging
natuurlijk niet uitvoerbaar. De as bevindt zich nu midden in
de schacht van de humerus. De beweging welke wordt uitgevoerd voltrekt zich nog steeds in hetzelfde vlak, en zal daarom nog steeds anteflexie worden genoemd. Zoals uit de vergelijking van de twee eindstanden duidelijk zal zijn, zijn beide
bewegingen toch niet identiek. Een verandering van de
plaats van een as heeft geen invloed op het vlak waarin de
beweging zich voltrekt, maar wel op de wijze waarop de beweging zich in dit vlak voltrekt. De verplaatsing van punten
van de humerus dicht bij de as is gering. Punten verder van de as verwijderd, verplaatsen meer bij een
gelijke draaiing. De humeruskop zou om die reden al na enige graden kanteling van de cavitas verwijderd raken. Ondanks de drie vrijheidsgraden van het art. humeri kunt u de hier als tweede getoonde
beweging niet uitvoeren. De vrijheid beperkt zich tot het kiezen van de richting van de as. U kunt bijvoorbeeld wel kiezen voor een beweging om een sagittale of een frontale as, maar de plaats van die
as wordt voor u geregeld. De ligamenten rond het gewricht en de vormgeving van de profielen bepalen
dit.
Vrijheidsgraden van het kaakgewricht
Het kaakgewricht neemt, daar waar het gaat om het aantal vrijheidsgraden, een bijzondere plaats in.
In tegenstelling tot hetgeen hiervoor werd gezegd over het schoudergewricht, bent u, binnen bepaalde
grenzen, in uw kaakgewricht wel in staat de plaats van de as te bepalen. Het volgende bewegingsexperiment illustreert dat. Vanuit een uitgangspositie, waarbij u de mond gesloten heeft met de voortanden op elkaar, bent u over een klein traject van de totale opening in staat de mond te openen op twee
verschillende manieren. U kunt de onderkaak tijdens het openen gedurende de eerste fase van de
opening gelijktijdig wat voorwaarts verplaatsen (de ondertanden verplaatsen dus naar ventraal ten op-
zichte van de bovenkaak). U kunt echter ook kiezen voor een opening waarbij de onderkaak tijdens
het openen wat achterwaarts wordt verplaatst.
Beide bewegingen voltrekken zich om een frontale as en dus in het sagittale vlak. De beide bewegingen onderscheiden zich dus ook niet door een andere richting van de as, maar uitsluitend door een
andere plaats of positie van de as.
In figuur 6 wordt dit verduidelijkt. Zonder nu al direct in te gaan op de exacte ligging van de rotatieas,
kan op basis van het uitgevoerde experiment al wel worden vastgesteld dat een opening met een gelijktijdige voorwaartse verplaatsing van de onderkaak (figuur 6a) plaats moet vinden om een as die ergens dorsaal en caudaal van de contactplaats van de tanden moet liggen, terwijl een opening met een
achterwaartse verplaatsing alleen plaats kan vinden om een as die dorsaal en craniaal ligt (figuur 6b).
Deze vrijheid in keuze van de as ligt ook ten grondslag aan het feit dat u naast een openingsbeweging
van de onderkaak ook een voorwaartse translatie (protrusie) van de onderkaak kunt uitvoeren. Deze
bewegingen spelen zich beide af in het sagittale vlak en verschillen dus niet qua richting, maar wel qua
plaats van de as van elkaar.
Figuur 6a en b.
a. Ligging van de rotatieas bij opening van de mond met een voorwaartse verplaatsing.
b. Ligging van de rotatieas bij opening van de mond met een achterwaartse verplaatsing.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
Naast deze variatiemogelijkheid in het sagittale vlak bezit het kaakgewricht nog een derde vrijheidsgraad. De onderkaak kan ook zijwaarts worden bewogen zoals dat bij het kauwen van voedsel gebeurt. Bij deze beweging, die laterotrusie wordt genoemd, roteert de onderkaak min of meer in een
transversaal vlak. Het kaakgewricht bezit dus drie vrijheidsgraden. In dit artikel beperken wij ons tot
een analyse van de wijze waarop de bijzondere vrijheidsgraden in het sagittale vlak gerealiseerd zijn.
Het kaakgewricht is voor zover wij op dit moment kunnen overzien namelijk het enige gewricht waarin
vrijheidsgraden van dit type voorkomen.
Het heterolaterale kaakgewricht
Figuur 7 toont een schematische weergave van één kamer van het kaakgewricht. Het caput mandibulae articuleert via een discus (d) met het os temporale. De discus ligt tussen de beide gewrichtspartners in. Dorsaal in de fossa mandibularis (f) is de discus verbonden met het os temporale en ook ventraal op het os temporale bestaat er een dergelijk bevestigingspunt. Daarnaast is de discus, ventraal van het caput
mandibulae, direct verbonden aan de m. Pterygoideus lateralis (pt). Deze spier hecht eveneens aan op de mandibula juist
distaal van het gewrichtskraakbeen.
Figuur 7
Schematische weergave van de bevestiging van de discus articularis.
f
= fossa mandibularis
d
= discus
tub. = tuberculum articulare
pt. = M. Pterygoideus lateralis
(7)
Uit Wilkinson .
Figuur 8 toont een preparaat van het gewricht
waarin de hierboven genoemde structuren zijn
te herkennen. In de gesloten positie van de
mond, die in figuur 7 is weergegeven, articuleert het caput via de discus met het gewrichtsvlak in de fossa mandibularis. Tijdens het openen echter articuleert het caput met de meer
naar ventraal gelegen delen van het os temporale, het tuberculum articulare (tub. in figuur 7.)
Figuur 8
Structuren van figuur 7 in werkelijkheid.
(7)
Uit Wilkinson .
In een eerdere publicatie in dit tijdschrift van C. Backelandt is al eens uitvoerig stilgestaan bij de ar(1)
throkinematica van het kaakgewricht . Met behulp van metingen van de beschikbare booghoeken op
de beide gewrichtsvlakken in combinatie met enkele arthrokinematische wetmatigheden modelleerde
hij het bewegingsgedrag van het kaakgewricht tijdens een zogenaamde habituele openingsbeweging
van het kaakgewricht.
In figuur 9 zijn de door hem verrichte metingen van de booghoeken op het caput en het tuberculum articulare weergegeven. Bij de beide gewrichtsoppervlakken zijn ter hoogte van de kraakbeengrenzen
raaklijnen getrokken aan het profiel. Deze raaklijnen blijken op het caput een hoek van ongeveer 90
te maken (figuur 9a) en op het tuberculum articulare een hoek van 55 (figuur 9b). Figuur 10a toont het
kaakgewricht in de gesloten positie. De kraakbeengrenzen liggen zodanig tegen elkaar dat de beide
raaklijnen samenvallen. Figuur 10b toont de geopende positie. Ook hierbij vallen de raaklijnen weer
samen. Figuur 10c tenslotte, toont beide standen in één figuur. Het samenvallen der raaklijnen aan het
profiel is een zeer basale eis bij contacten tussen twee gekromde profielen. Zoals blijkt uit de vergelijking van de beide posities in figuur 10c, verplaatst het contactpunt op het tuberculum articulare tijdens
de openingsbeweging naar ventraal terwijl het contactpunt op het caput naar dorsaal verloopt. Een ge(5)
wricht met een dergelijk gedrag wordt een heterolateraal bewegend gewricht genoemd . Opvallend is
dat in dit model geen discus is opgenomen. Ook met een discus echter gelden de bovengenoemde
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
wetmatigheden. Aangezien de gewrichtsoppervlakken nu niet direct met elkaar articuleren, maar dit
doen via de discus, vallen de raaklijnen aan de profielen niet samen, maar lopen zij evenwijdig (figuur
11).
Figuur 9
Grafische bepaling van de evolute
en de booghoeken op de gewrichtspartners. Verdere verklaring in de tekst. Vrij naar Backe(1)
landt .
Op basis van de bovengenoemde wetmatigheden kan
worden berekend dat het hier
gebruikte model een bewegingsuitslag van 90 - 55 =
35 opening bezit.
Figuur 10a t/m c.
a. gewrichtspositie bij een gesloten mond.
b. gewrichtspositie bij een maximale opening
c.beide standen in een figuur.
Vrij naar Backelandt (1)
Figuur 11
Begin- en eindstand van de onderkaak met
een discus.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
De keuze van de as
Het voorgaande model biedt echter
geen verklaring voor de geconstateerde
vrijheid in de uitvoering van de openingsbeweging. Naast de habituele
baan die u kiest om de mond te openen
kunt u immers tot een zekere mate van
mondopening ook kiezen voor een protrusie van de kaak. Ter verklaring van
deze mogelijkheid introduceren we een
nieuw model (figuur 12a), waarin enkele
eigenschappen van het voorgaande
model zijn verwerkt.
Figuur 12
a. Model van het kaakgewricht waarin de profielen als delen van cirkels worden voorgesteld. De centra van beide
cirkels zijn verbonden door het Lig. laterale.
(6)
b. Het werkelijke verloop van het ligament laterale. Uit Gray=s anatomy
De gewrichtsoppervlakken op het caput mandibulae en het tuberculum articulare worden voorgesteld
als cirkelvormige profielen. Net als in het voorgaande model worden booghoeken van 90 op het caput
en 55 op het tuberculum aangenomen. De beide profielen worden van elkaar gescheiden door een
discus. De fossa articulare, waarin het caput ligt bij een gesloten positie, is niet weergegeven. In eerste instantie wordt het model uitsluitend voorzien van een ligament voorstellend het laterale (temporomandibulaire) ligament (weergegeven met 1 in figuur 12b). In een later stadium worden andere ligamenten toegevoegd. Het ligament temporomandibulare verloopt vanaf het os zygomaticum schuin
achterwaarts naar de laterale achterrand van mandibula juist onder het caput. Dit ligament wordt zodanig in het model bevestigd dat het aanhecht in de centra van de beide cirkelprofielen. Deze bijzondere
configuratie geeft het model twee vrijheidsgraden. Deze mogelijkheden hangen samen met de bijzondere wijze waarop het ligament tussen de twee profielen is bevestigd. Het feit dat het ligament aanhecht in de kromtemiddelpunten maakt het mogelijk dat het caput roteert om zijn eigen middelpunt (figuur 13a) of roteert om het kromtemiddelpunt van het os temporale (figuur 13b).
Figuur 13a en b
a. rotatie om het centrum van de
mandibula.
b. rotatie om het centrum van het
tuberculum articulare.
Bij de eerste bewegingsmogelijkheid roteert de mandibula ten opzichte van het os temporale en een
stilstaande discus, bij de tweede
mogelijkheid roteren de mandibula
en de discus samen ten opzichte
van het os temporale. Beide aanhechtingen van het ligament vormen dus een mogelijk draaipunt. De
mogelijkheid om beide aanhechtingen van het ligament te laten functioneren als mogelijk draaipunt is
voorbehouden aan biconvexe gewrichten. Met behulp van twee
eenvoudige
cirkelvormige
gewrichtsmodellen wordt dit in figuur
14 uiteengezet. In een biconvex gewricht liggen de kromtemiddelpunten aan weerszijde van het contactpunt, terwijl in een convexconcaaf
gewricht beide middelpunten aan
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
dezelfde zijde liggen. In beide gewrichten van figuur
14a en d hecht een ligament aan in het kromtemiddelpunt van het onderste element. Bij rotatie van dit element ontstaat een slippende beweging (figuur 14b en
e). In het biconvexe gewricht hecht het ligament echter
ook in het kromtemiddelpunt van het bovenste element
aan. Het onderste element kan daarom ook bewegen
om het kromtemiddelpunt van het bovenste element (figuur 14c). Dit laatste is in het convexconcave gewricht
niet mogelijk. De kop zou door de kom dringen (figuur
14f).
Figuur 14a tm f
a tm c.
Twee vrijheidsgraden in een biconvex gewricht.
d tm f.
In een gewricht met een con vex en een concaaf profiel
kunnen niet beide aanhech tingen van het ligament als
draaipunt dienen.
Door in het kaakgewricht in wisselende verhoudingen te
draaien om de twee draaipunten in het caput en het tuberculum articulare zijn allerlei liggingen van momentane draaiings as mogelijk.
In figuur 15 worden de gemiddelde draaipunten (rc) getoond bij twee verschillende bewegingscombinaties. Het gemiddelde draaipunt kan worden geconstrueerd met behulp van de zogenaamde middenloodlijn constructie. Indien van twee punten op het
bewegende element de begin en eindpositie door middel van een lijn verbonden worden, kan het gemiddelde draaipunt gevonden worden op het snijpunt van de middenloodlijnen van deze twee lijnstukken. Figuur 15a toont een protusie met een geringe opening, terwijl er in figuur 15b sprake is van een
opening met slechts een zeer geringe voorwaartse verplaatsing. De ligging van de draaipunten is in
overeenstemming met de voorspellingen van figuur 6.
Figuur 15. Door in wisselende verhoudingen om beide middelpunten te roteren kunnen verschillende gemiddelde
rotatiecentra ontstaan.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
De tandenloze kaak
Figuur 16 toont een dame op leeftijd die
ons toont dat het sluiten van de mond, ook
na het verlies van de tanden nog mogelijk
is.
Figuur 16
De tandenloze mond in gesloten toestand.
Het sluiten van de mond zonder tanden
vraagt natuurlijk een extremere hoekstand
(achteroverkanteling) van de onderkaak
dan in de situatie waarin de tanden nog
aanwezig zijn. Dit effect wordt nog versterkt door het slinken van de onderkaak
na het verlies van de tanden (figuur 17).
Toch blijft het onder deze omstandigheden moge lijk de onderkaak en de bovenkaak tegen elkaar te brengen. Dit merkwaardige fenomeen vraagt enige toelichting. In eerste instantie lijkt het immers
alsof er in het kaakgewricht een overschot
aan mobiliteit bestaat dat, zolang wij tanden en kiezen bezitten, niet benut wordt.
Zodra echter tanden en kiezen verdwenen
zijn stelt deze, tot dan toe nimmer gebruikte mobiliteit, ons in staat de mond verder te sluiten dan daarvoor ooit mogelijk was. Deze verklaring is echter uiterst onwaarschijnlijk. Voor het behoud van een gewricht is regelmatige functie-informatie immers onontbeerlijk. De verklaring voor dit fenomeen ligt besloten in de hierboven beschreven vrijheid van het kaakgewricht.
Figuur 17
De onderkaak met en zonder dentitie. Let op het enorme hoogteverlies.
Uit Gray=s Anatomy (6).
Een geïsoleerde rotatie van de onderkaak om het centrum van het tuberculum articulare leidt tot een
achterover kanteling van de onderikaak (figuur 18a). Indien een dergelijke beweging echter wordt uitgevoerd vanuit een reeds maximaal gesloten mond, verhinderen de tanden dat deze achteroverkanteling ook plaats kan vinden (figuur 18b). In figuur 18b wordt een beweging uitgevoerd, waarbij de tanden in de onderkaak langs een horizontale lijn (voorstellend de tanden in de bovenkaak) schuiven. Deze beweging is op te vatten als een combinatie van achteroverkantelen van de onderkaak om het middelpunt van het tuberculum articulare en het vooroverkantelen om het centrum van het caput. Het net-
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
to resultaat is een geringe achteroverkanteling, gecombineerd met een voorwaartse verplaatsing van de onderkaak.
In figuur 18c wordt de situatie zonder
tanden getoond. Opnieuw wordt de onderkaak geroteerd om het middelpunt
van het tuberculum articulare. In verband met de afwezigheid van de tanden hoeft een achteroverkanteling van
de mandibula om dit middelpunt niet
direct gepaard te gaan met een vooroverkanteling om het centrum van het
caput. Het ontbreken van de tanden
maakt een andere verhouding tussen
deze twee kantelingen mogelijk, zon-
der dat daarbij kraakbeendelen worden
gebruikt die bij aanwezigheid van de
tanden niet gebruikt werden.
Figuur 18a t/m c.
a. Denkbeeldige beweging van de onderkaak bij een geïsoleerde rotatie om het
middelpunt van het tuberculum articulare.
b. In werkelijkheid kan een dergelijke beweging niet optreden in verband met de
aanwezigheid van de tanden.
c. Na het verlies van de dentitie kan een
geïsoleerde rotatie om het tuberculum articulare wel plaatsvinden.
Het computermodel
Het model in zijn bovenstaande vorm geeft inzicht in de wijze waarop de vrijheid tot variatie van de positie van de as kinematisch gerealiseerd is. Het model bezit de mogelijkheid tot variatie van de aspositie echter over het gehele traject van de mondopening terwijl deze vrijheid in werkelijkheid beperkt is
tot een beperkt traject van de opening. In een kinematische analyse van de kaakbewegingen constateren Kang, Updike en Salathe dat de mogelijkheid tot het uitvoeren van een protusie afneemt met het
(4)
openen van de mond . Zij verklaren dit door toenemende spanning in het ligamentaire systeem. Tot
nu toe hebben wij slechts één ligament in het systeem aangebracht. Het stylomandibulaire en het
sphenomandibulaire ligament (figuur 19) zijn buiten beschouwing gebleven.
Figuur 19a en b
Mediaal aanzicht van de rechter kamer van het kaakgewricht.
a. Lig. stylomandibulare
b. Lig. sphenomandibulare.
Uit WolffHeidegger(8).
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
In het model worden beide ligamenten voorgesteld door één structuur. (figuur 20a). Indien dit ligament,
net als het temporomandibulaire ligament, wordt voorgesteld als een structuur met een vaste lengte,
bezit het model nog slechts één vrijheidsgraad. Het systeem kan nu namelijk worden beschouwd als
een vierstangenstelsel met vier scharnierverbindingen. De vier elementen zijn:
1.
2.
3.
4.
de schedel met het tuberculum articulare (in dit model het vaste referentie element)
het lig. stylomandibulare samen met het lig. sphenomandibulare
de onderkaak met het caput
het lig. temporomandibulare.
Figuur 20a en b
Het kaakgewricht als een vierstangenstelsel.
1. Schedel
2. Lig styloen sphenomandibulare
3. Mandibula
4. Lig. laterale (temporomandibulare)
Het momentane draaipunt van de onderkaak ligt hierbij
steeds op het snijpunt van de twee ligamenten (of het
verlengde daarvan).
De bewegingsbaan die door het stangenstelsel wordt
opgedrongen wordt sterk bepaald door de gekozen configuratie van de stangen. Om het effect van wijzigingen
in de configuratie van het stangenstelsel snel te kunnen
nagaan is een computermodel een belangrijk hulpmiddel. Figuur 20b toont het gebruikte computermodel. De
vier genummerde delen corresponderen met de onderdelen van het model uit figuur 20a. Met behulp van dit
computermodel is getracht het werkelijke bewegingsgedrag van het kaakgewricht na te bootsen. Het computermodel is vervaardigd door G. Elshoud. De centrode
van de openingsbeweging van het kaakgewricht is in
(3)
vivo ondermeer bepaald door Falkenström . Figuur 21 Toont de centrode voor de zogenaamde habituele opening. De U vormige centrode start bij een gesloten positie ter hoogte van het processus mastoideus, verloopt via een U vormige baan en eindigt bij een geopende mond ongeveer in het (inmiddels naar ventraal verplaatste) caput mandibulae. Figuur 22 toont de simulatie van deze centrode door
het model. Het model vertoont een U-vormige centrode die dorsaal caudaal van het caput start, U-vormig verloopt en eindigt in de buurt van het caput. De openingshoek van de kaak bedraagt hierbij 40.
Figuur 21
Centrode van een openingsbeweging.
Uit Falkenström (3).
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
Figuur 22a en b
Modelmatige simulatie van de centrode.
Discussie
Het model geeft geen perfecte nabootsing van de centrode.
De mogelijke liggingen van het momentane draaipunt zijn beperkt tot het snijpunt van de twee ligamenten. In werkelijkheid
start de centrode ter hoogte van het processus mastoideus.
Gezien de configuratie van de twee ligamenten kan dit punt
nooit worden gevormd door het snijpunt van de genoemde ligamenten. Blijkbaar wordt het draaipunt aan het begin van de
opening dus niet gedicteerd door ligamenten. Was dit wel het
geval dan bestond de vrijheid in de uitvoering van de openingsbeweging ook niet. De mogelijkheid tot het variëren van
de positie van de as komt immers met de introductie van het
tweede ligament te vervallen. Bij het eerder genoemde onderzoek van Falkenström zijn ook centrodes bepaald van de zogenaamde Aprotrusive opening@. In figuur 23 wordt naast de
eerder genoemde U vormige centrode een dergelijke centrode getoond. De centrode start verder naar dorsaal en caudaal. Zoals eerder in dit artikel al werd getoond, levert een der gelijke draaipuntsligging inderdaad een
meer voorwaarts gerichte verplaatsing op dan bij een hoger liggend draaipunt. Merk op dat het tweede
deel van de beide centrodes weer identiek verloopt. Dit is in overeenstemming met het gegeven dat de
vrijheid tot het uitvoeren van een protrusie afneemt met het vorderen van de opening.
Figuur 23
c. Centrode bij een habituele opening
d. Centrode bij een Aprotrusive opening@
Uit Falkenström (3).
Het computermodel kan met zijn niet van lengte veranderende ligamenten dus ook slechts het tweede deel
van het traject van de opening nabootsen. De exacte
plaats van het momentane draaipunt is in het begin
van de opening vrij te kiezen. Deze keuze komt tot
stand door een variatie van momenten geleverd door
spieren rondom de twee aanhechtingspunten van het
ligament. Zodra het tweede ligament op spanning is,
wordt de ligging van de as volledig bepaald door passieve structuren en vervalt de eerder aanwezige variatiemogelijkheid. Onze hypothese is dus dat de vrijheid van aspositie in het begin van de opening tot
stand komt door het nog niet op spanning zijn van het ligament stylomandibulare en het lig. sphenomandibulare. Ter visualisatie van dit effect is in het computermodel de mogelijkheid opgenomen om
het moment waarop het tweede ligament op spanning komt in te stellen. Het traject van de onderkaak
tot aan het punt waarop het tweede ligament op spanning komt is dan echter niet bepaald. In het model is ervoor gekozen de onderkaak gedurende dit traject een zuivere translatie te laten uitvoeren (in
werkelijkheid kan gedurende dit traject dus om wisselende assen bewogen worden). De translatie gaat
over in een kanteling van de kaak bij het bereiken van de ingestelde lengte van het ligament (figuur
24)
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
Figuur 24
Van a naar b staat het lig. stylomandibulare niet op spanning. In dit
traject transleert de onderkaak.
Vanaf b gedraagt het model zich als een vierstangenstelsel.
In figuur c wordt de centrode van de openingsbeweging getoond.
Functionele overwegingen
De twee vrijheidsgraden van het kaakgewricht zijn in dit artikel
tot dusverre geïllustreerd met behulp van de openingsbeweging
van de mond. Bij een bespreking van het functionele belang
van de twee vrijheidsgraden dient echter te worden bedacht dat
de primaire functie van de mandibula ligt in het bewerken van
voedsel. In verband hiermee zullen we ons bij de onderstaande
bespreking van de functionele implicaties vooral concentreren
op deze aspecten. De vrijheid tot variatie van de plaats van de
as komt op verschillende manieren van pas. Ten eerste is het
natuurlijk erg praktisch om afhankelijk van de plaats van het
voedsel in de mond, kiezen dan wel tanden tegenover elkaar te
brengen. Een ander belangrijk voordeel ligt in de mogelijkheid
tot het richten van de bijtkracht. Figuur 25a toont een schematische onderkaak die uitsluitend kan draaien om een draaipunt
in het caput. Tussen de tanden is een stuk voedsel getekend
waarin gebeten wordt. De richting waarmee de tanden van een dergelijke onderkaak kracht kunnen
uitoefenen op het voedsel ligt in dit systeem volledig vast. De richting waarin kracht wordt uitgeoefend
door de onderkaak op het voedsel staat steeds loodrecht op de verbindingslijn tussen het contactpunt
van de tanden met het voedsel en het draaipunt van de kaak.
Figuur 25
Statische evenwichtsanalyse van de onderkaak. Voor verdere verklaring zie tekst.
Versus Tijdschrift voor Fysiotherapie,17e jrg 1999, no.3 (pp. 128 – 155)
Het inschakelen van spieren met een andere trekrichting heeft hier geen invloed op. Voor het effectief
bijten in het voedsel is het echter van groot belang dat het voedsel in evenwicht is tussen de tanden.
Met een vaste richting van de bijtkracht is dit niet altijd te realiseren. Voor het doorbijten van het voedsel zonder kanteling is een richting van de bijtkracht nodig welke precies gericht is naar het contactpunt met de boventanden. Aangezien het kaakgewricht tot een zekere mate van opening twee vrijheidsgraden bezit voor de openingsbeweging, is dit richten van krachten ook mogelijk. In figuur 25b
wordt de gewenste bijtkrachtrichting (naar de boventanden) getoond. Aangezien we het evenwicht van
de onderkaak bekijken is de reactiekracht van de boventanden op de ondertanden weergegeven (Frb).
Het kaakgewricht bezit twee vrijheidsgraden. In verband hiermee moet de reactiekracht in het kaakgewricht (Frg), voor het handhaven van de hier getoonde positie van de onderkaak, door de beide aanhechtingen van het ligament laterale lopen. De richting van de bijtkracht en de richting van de reactiekracht in het gewricht zijn dus bepaald. De richting van de spierkracht die op de kaak geleverd moet
worden ligt daarmee ook vast. De resultante van de spierkracht (Fs) moet verlopen naar het snijpunt
van de twee reactiekrachten (frg) en (Frb). In de meeste situaties zal deze krachtrichting gevormd worden door in een zekere verhouding spieren aan te spannen. In figuur 25c worden de m. Masseter en
de m. Pterygoideus lateralis aangespannen. Zoals uit figuur 25d blijkt, contraheren deze spieren in
een zodanige verhouding dat hun gezamenlijke effect de juiste richting en grootte heeft. Door de
krachten langs hun werklijn te verplaatsen en vervolgens samen te voegen, wordt dit duidelijk. De
twee vrijheidsgraden van het gewricht creëren op deze wijze de mogelijkheid om bij wisselende
plaatsen van het voedsel en bij wisselende openingshoeken toch steeds een effectieve bijtkracht te
leveren.
Met dank aan G. Elshoud, (vakgroep informatica, opleiding Bewegingstechnologie Haagse Hogeschool) voor het vervaardigen van het computermodel.
LITERATUUR
1. Backelandt C.
Het Kaakgewricht een bewegingsanalyse
Haags Tijdschrift voor Fysiotherapie, 5e jaargang (1987), no.2
2 Gosling J.A. et al.
Human Anatomy
Mosby Wolfe (1990).
3 Falkenström C.H.
Biomechanical design of a total temporomandibular joint replacement (Diss).
T.U. Twente (1993).
4 Kang Q.S., Updike D.P., Salathe E.P.
Kinematic Analysis of the Human Temporomandibular Joint
Annals of Biomedical Engineering, Vol 21, pp. 699707 (1993)
5 Oonk H.
Osteo en Arthrokinematica
Uitg. Henric Graaf van IJssel, (1988).
6. Warwick R., Williams P.L.
Gray=s Anatomy
Longman, (1973).
7. Wilkinson T., Maryniuk G.
The correlation between sagittal anatomic sections and computerized
tomography of the TMJ.
Journal of craniomandibular practice Vol. 1, no. 3 (1983).
8. Wolf Heidegger G.
Atlas der systematischen anatomie des menschen.
S. Krager (1972).