1、膝关节的功能解剖膝关节的功能解剖冯根冯根FengGFengG膝关节下肢的主要关节之一，其结构和功能都是人体关节中最复杂的由：股骨髁股骨髁、胫骨平台胫骨平台、 髌骨髌骨、周围的滑膜滑膜、关节囊关节囊、韧带韧带、半月板半月板、肌肌肉肉等组织构成3膝关节的骨性结构膝关节的骨性结构股骨髁髌骨胫骨髁股骨髁髌骨胫骨髁髌面髌面外侧髁外侧髁内侧髁内侧髁髁间窝髁间窝髁间隆起髁间隆起股骨髁的结构及其表面形态股骨髁的结构及其表面形态股骨下端向两侧和后方扩大 股骨髁股骨髁两髁的关节面向前逐渐变平，并于前方联合，形成一矢状位浅凹 髌面髌面；当膝关节伸直时，可容纳髌骨两髁的关节面在矢状面和冠状面上均呈凸形，关节面在矢状面
2、上曲线半径向后逐渐减小，在后侧它们呈圆形并相互平行两髁侧面粗糙不平，高 出部分 内、外上髁内、外上髁 外上髁较小，其下有一 深沟，称为腘肌沟腘肌沟，腘 肌腱由此经过，内上髁 上方是内收肌结节两髁中间形成髁间窝髁间窝股骨髁的结构及其表面形态股骨髁的结构及其表面形态内外髁前后长轴互不平行，向后分开，内侧较外侧倾斜更加明显，与关节面横轴可呈120。交角内侧髁的长度和曲率半径比外侧髁大，故膝关节伸直过程中内侧髁有较大的滑动，产生股 骨内旋运动外侧髁髌面大而突起 阻止髌骨外脱位胫骨平台的结构及其表面形态胫骨平台的结构及其表面形态胫骨上端变厚、扩大内外侧髁即胫骨平台分别与股骨内外侧髁相关节胫骨平台相对于胫
3、骨轴线，后倾约37。内侧平台较大，冠状面、矢状面均呈凹形外侧平台冠状面呈凹形，矢状面呈凸形或平坦平台的曲度大于股骨髁，两者外形不全形合；通过半月板增加两者的匹配度和接触面积胫骨平台的结构及其表面形态胫骨平台的结构及其表面形态平台中间的隆起，由两个胫骨髁间结节构成，其高低有变异，一方面 ，可限制膝关节的内外移动；另一方面，可使股骨在胫 骨上旋转时升高，紧张韧带 从而限制其过度旋转胫骨髁间结节之前后分别为 髁间前、 后区由前向后依次附着由前向后依次附着髁间前区内侧半月板前角前交叉韧带外侧半月板前角髁间后区内侧半月板后角外侧半月板后角后交叉韧带胫骨平台上面观髌骨的结构及其表面形态髌骨的结构及其表面形
4、态髌骨：全身最大的籽骨，居于股四头肌肌腱中，本身无骨膜，呈三角形，前面粗糙，供股四头肌和髌韧带附着，后面分关节面和非关节面非关节面位于下极，约占髌骨高度的1/4关节面覆盖有45mm厚的软骨，与股骨髁的髌骨滑槽相关节，关节面被中央脊分成内、外两部分，外侧占2/3；内侧关节面在纵轴方向被横脊分成上、中、下三 个区；髌骨內缘尚有一个 小关节面膝关节关节囊 纤维层：纤维层：上界附着处股骨髁间线上界附着处股骨髁间线 内外侧髁内外侧髁均均 两侧两侧高于关节边缘高于关节边缘1.25mm 在关节外在关节外 组成：组成：下界附着处胫骨关节面远侧边缘下界附着处胫骨关节面远侧边缘0.3-0.6mm滑膜层：附着关节软
5、骨滑膜层：附着关节软骨 边缘与关节软边缘与关节软 骨形成关节腔、骨形成关节腔、 膝关节腔与滑膝关节腔与滑 膜囊交通膜囊交通(髌上髌上 囊等）囊等）膝关节关节囊 内侧 与内侧副韧带后部纤维组织交织与内侧副韧带后部纤维组织交织 并和内侧半月板边缘相连并和内侧半月板边缘相连 成为内侧副韧带的一部分成为内侧副韧带的一部分 外侧 弓状韧带 前方 股四头肌 髌腱 后方 腘斜韧带 弓状韧带关关节节囊囊松松弛弛而而薄薄弱弱周周围围有有韧韧带带加加强强12滑膜襞滑膜襞纤维层纤维层滑膜层滑膜层膝关节关节囊膝关节的滑膜全身最大的滑膜，内衬与关节囊内 向上 延伸于股中间肌下形成大的囊 袋，多与髌上囊相通 两侧 覆盖于
6、股骨髁表面，形成内侧 和外侧沟部 向下 延伸与半月板附着并覆盖胫骨 平台缘约7mm 前后交叉韧带、外侧半月板背侧肌腱通过 的管道被滑膜覆盖 滑滑 膜膜起起自自关关节节软软骨骨边边缘，缘，反反折折于于关关节节囊囊内内膝关节滑膜结构特点膝关节滑膜结构特点1、滑膜面积最大，分泌区广；、滑膜面积最大，分泌区广；2、脂肪垫最大、绒毛数目、脂肪垫最大、绒毛数目 最多；最多；3、能适应膝关节的功能、能适应膝关节的功能 （运动、产热、负重）；（运动、产热、负重）；4、与周围结构分隔，邻近、与周围结构分隔，邻近 区域的病变不易蔓延到区域的病变不易蔓延到 关节内。关节内。滑膜皱襞 髌上皱襞髌上皱襞 位于髌上囊与髌
7、股关节之间，常中央有孔位于髌上囊与髌股关节之间，常中央有孔 髌上内侧皱襞髌上内侧皱襞 髌上外侧皱襞髌上外侧皱襞 髌内皱襞髌内皱襞 起于髌上内侧皱襞，沿关节内侧壁下行，起于髌上内侧皱襞，沿关节内侧壁下行， 覆盖于脂肪垫的滑膜上覆盖于脂肪垫的滑膜上 髌下皱襞髌下皱襞 髌下滑膜包绕髌下脂肪垫突入髁间窝，其髌下滑膜包绕髌下脂肪垫突入髁间窝，其 两旁滑膜摺迭入关节腔两旁滑膜摺迭入关节腔,称称翼状皱襞翼状皱襞.在髌下在髌下 脂肪垫尖端两侧皱襞相合成脂肪垫尖端两侧皱襞相合成髌下皱襞髌下皱襞，连，连于于 髁间窝，与十字韧带前面的滑膜髁间窝，与十字韧带前面的滑膜相相 连，成为左右关节腔的中隔，皱连，成为左右关节
8、腔的中隔，皱襞襞 在十字韧带前穿孔，使左右关节在十字韧带前穿孔，使左右关节腔腔 相通，而皱襞则形成条状带称为相通，而皱襞则形成条状带称为滑滑 膜韧带或囊韧带膜韧带或囊韧带滑滑膜膜隆隆起起形形成成滑滑膜膜皱皱襞襞为为胚胚胎胎的的膜膜性性残残留留2040%正正常常人人中中出出现现膝关节内脂肪垫充填于髌骨、股骨髁下方、胫骨髁上方和髌韧带之间，并向两侧延伸，超出髌骨内外缘约1cm将关节囊的纤维层与滑膜分开，具有衬垫和润滑作用股四头肌收缩时脂肪垫内压升高，成为坚硬的实体，限制膝关节的过度活动；屈膝时，脂肪垫充填于空虚的膝前关节腔 膝膝关关节节内内脂脂肪肪垫垫 髌下脂肪垫髌下脂肪垫 前髌上脂肪垫前髌上脂肪
9、垫后髌上脂肪垫后髌上脂肪垫腘脂肪垫腘脂肪垫膝关节滑膜囊膝关节滑膜囊膝关节囊的滑膜层穿过纤维层呈囊状突出，形膝关节囊的滑膜层穿过纤维层呈囊状突出，形成滑膜囊。滑膜囊多位于肌腱与骨之间、有利于成滑膜囊。滑膜囊多位于肌腱与骨之间、有利于肌腱运动。有些关节囊与关节腔相通。肌腱运动。有些关节囊与关节腔相通。膝关节前面的滑膜囊膝关节前面的滑膜囊位于髌骨和髌韧带的周围 髌上囊 与膝关节相通 髌前皮下囊 髌下皮下囊 髌韧带下囊膝膝关关节节前前面面的的滑滑膜膜囊囊膝关节外侧的滑膜囊膝关节外侧的滑膜囊股二头肌、外侧副韧带、腘肌腱、腓肠肌外侧头均越过关节线和股骨外侧髁 1. 股二头肌囊 外侧副韧带与股二头肌附着点之
10、间 2. 外侧副韧带与腘肌腱之间的滑囊， 3. 股二头肌深面与腓骨头之间的滑囊， 4. 腓肠肌外侧囊 腓肠肌外侧头起始部的深面， 5. 腘肌滑囊 与膝关节腔后外侧相通膝膝关关节节外外侧侧的的滑滑膜膜囊囊膝关节周围的滑液囊膝关节外侧的滑膜囊膝关节外侧的滑膜囊1. 鹅足囊 鹅头肌附着点下面与内侧副 韧带下部浅层之间2. 半膜肌固有囊 半膜肌腱与胫骨股髁之间3. 半膜肌囊 腓肠肌内侧头与半膜肌腱之 间可与关节相通4. 腓肠肌内侧囊 腓肠肌内侧头深部与关节囊 之间5. 内侧副韧带与半膜肌之间的滑囊6. 半膜肌与半腱肌之间的滑囊7. 内侧副韧带浅、深层之间的小滑囊 炎症时 可误诊为半月板撕裂膝关节韧带膝
11、关节韧带 膝关节伸膝装置 膝关节内侧支持带 膝关节外侧支持带 腘斜韧带和弓状韧带 前交叉韧带 后交叉韧带膝膝关关节节韧韧带带膝关节韧带膝关节韧带膝关节伸膝装置1.股四头肌腱2.髌骨3.髌内、外侧支持带： 由股内外侧肌腱下延而形成 止于胫骨上端的内外侧面 加强关节囊和维持髌骨固定4.髌韧带patellar ligament： 起于髌骨下端及其后方的粗面 止于胫骨结节，长约6-8cm， 两侧与髌内外侧支持带相交织 上端与股四头肌的远端相延续膝膝关关节节前前面面韧韧带带和和肌肌腱腱止止点点的的骨骨性性标标志志膝关节韧带膝关节韧带内侧支持结构内侧支持结构第一层第一层包裹缝匠肌的深筋膜 向下向下 跨越股
12、薄肌、半腱肌腱 止于胫骨上端前内缘 向后向后 扩展到窝中线,覆盖 腓肠肌内侧头和窝 内其他结构 前部前部 纤维编入第二层及 髌骨内侧支持带膝关节韧带膝关节韧带内侧支持结构内侧支持结构 深层较短，构成关节囊的一部分，即内侧关节囊韧带 相对于关节线部，有滑囊相隔相对于关节线部，有滑囊相隔 浅层较长，构成膝关节内侧支持结构的第二层，下部 被鹅头肌（缝匠肌、股薄肌、半腱肌）覆盖第二层起于股骨内上髁前部纤维前部纤维纵形向前下，止于胫骨上端内面，紧挨鹅足止点后方， 距关节面约4-6cm后部纤维后部纤维斜向后下，与其深层关节 囊（第三层）及半膜肌腱 部分纤维交织一起，止于 胫骨内侧髁后缘及内侧半 月板后缘,
13、即形成后内侧角充分伸膝时充分伸膝时，该韧带绷紧，有助于膝关节的稳定屈膝过程中屈膝过程中，浅层韧带的前部向后推移，盖过深层 韧带胫侧副韧带胫侧副韧带膝关节韧带膝关节韧带内侧支持结构内侧支持结构第三层关节囊向下向下 覆盖脂肪垫向上向上 笼罩髌上囊向后向后 在浅层内侧副韧 带之下 增厚,形成 内侧关节囊韧带内侧关节囊韧带：起自股骨内上髁 向下与内侧半月板附着又称 半月板股骨韧带 再向下止于胫骨上端内面，又称 半月板胫骨韧带半月板胫骨韧带 很短，在膝关节屈伸时，可允许半月板在该纤维长度的范围内前后活动；如其断裂，不仅丧失对半月板的控制、且可造成膝关节的旋转不稳膝膝关关节节内内侧侧韧韧带带和和肌肌腱腱止
14、止点点的的骨骨性性标标志志膝关节韧带膝关节韧带外侧支持结构侧支持结构第一层第一层筋膜层 在膝和大腿的外侧面,该筋膜增厚形成髂胫束向后部分纤维编入股二头肌筋膜,在窝中线与覆盖膝关节内侧的筋膜相联合;向前止于髌骨、髌韧带、胫骨外髁；向下经过膝关节的外侧方，止于胫 骨外侧髁前外侧面的髂胫束结 节（Gerdy结节）；另外，通过肌间隔附着于股骨粗线， 维持髂胫束的一定张力膝关节韧带膝关节韧带外侧支持结构侧支持结构第二层第二层外侧副韧带、小豆腓骨韧带、弓状韧带外侧副韧带 起于股骨外上髁，向后下达腓骨尖端,呈 圆索状；它在膝完全伸直时绷紧；一旦 屈膝，便松弛。 股二头肌借助其在韧带周围的环行腱纤维，使外侧
15、副韧带维持持续张力，屈膝时股二头肌向 后拉紧该韧带，稳定关节小豆腓骨韧带 起于腓肠肌外侧头，止于腓骨茎突 位于外侧副韧带与弓状韧带之间弓状韧带 由关节囊后外侧纤维增厚形成，越过腘肌腱， 向上附着于股骨外上髁的后面，向下附着于腓 骨小头和胫骨外侧髁的边缘第三层第三层关节囊膝关节后面观膝关节后面观Humphry和和Wrisberg韧带连接处外侧半月韧带连接处外侧半月板后角和股骨内髁，板后角和股骨内髁，包绕包绕PCL。腘肌腱部分止于外腘肌腱部分止于外侧半月板的后外侧侧半月板的后外侧面面膝关节韧带膝关节韧带关节内关节内前交叉韧带前交叉韧带胫骨髁间前区和内侧髁间结节之间隆起前部并与内、外半月板前角相连屈
16、膝时，胫骨内旋，前交叉韧带拉紧（ ）；伸膝相反 股骨外侧髁内侧宽约11mm,长约38mm分为前内侧、后外侧两部分1.限制胫骨前移度2.限制膝关节过伸3.限制胫骨旋转4.限制伸膝位的侧向活动前内侧紧张后外侧松弛伸直和屈曲位的ACL 伸直位使其后外侧部分被拉紧；屈曲位时前内侧部分被拉紧，后外侧部分相对松弛伸直位使其后外侧部分被拉紧；屈曲位时前内侧部分被拉紧，后外侧部分相对松弛膝关节韧带膝关节韧带关节内关节内后交叉韧带胫骨髁间隆起的沟槽内延伸到胫骨髁间窝的后缘中部部分纤维与外侧半月板后角相连胫骨内旋，前后交叉相互缠绕，韧带紧张；外旋则松弛股骨内髁外侧面股骨内髁外侧面限制胫骨过度后移限制伸膝位的侧方活
17、动限制膝关节过伸限制膝关节旋转活动宽约13mm,长约38mm屈膝30。时大部纤维紧张伸直和屈曲位的PCL屈曲位韧带主体拉紧；伸直位时松弛屈曲位韧带主体拉紧；伸直位时松弛前交叉前交叉韧带、韧带、后交叉后交叉韧带在韧带在股骨上股骨上的付丽的付丽38膝关节韧带膝关节韧带关节内关节内前交叉韧带前交叉韧带后交叉韧带后交叉韧带膝关节韧带膝关节韧带半月板股骨韧带半月板股骨韧带Humphry(h)韧韧带起于外侧半带起于外侧半月板月板(I)后角，后角，向前走行至向前走行至PCL(p)膝关节韧带膝关节韧带半月板股骨韧带半月板股骨韧带膝关节后面观膝关节后面观关节囊外侧部分被移关节囊外侧部分被移除，显示除，显示Wri
18、sberg韧韧带带(w)，起于外侧半，起于外侧半月板月板(I)后角，向后走后角，向后走行至行至PCL(p)膝膝关关节节后后部部解解剖剖切切面面特特写写镜镜头头膝关节韧带膝关节韧带半月板股骨韧带半月板股骨韧带膝关节半月板膝关节半月板 半半月月板板内侧内侧边缘与关节囊、内侧副韧带紧贴，部分半膜肌纤维通过关节囊止于内侧半月板的后內缘，覆盖内侧平台2/3外侧外侧后端发出一坚强的斜行纤维束附着于股骨内侧髁，与后交叉相贴,覆盖外侧平台2/3周缘厚，內缘薄，下平坦，上凹陷切面为三角内大C，外小O前后角分别附着于胫骨髁间前后区前部连有膝横韧带“C”形的内侧半月板连续付丽于关节囊形的内侧半月板连续付丽于关节囊.
19、内侧副韧带深层内侧副韧带深层(d，用镊子牵拉）直接付，用镊子牵拉）直接付丽于内侧半月板中央体部的边缘（丽于内侧半月板中央体部的边缘（m0.外侧，腘肌腱（外侧，腘肌腱（p，用镊子牵拉）通过腘，用镊子牵拉）通过腘裂孔进入关节。此处外侧半月板（裂孔进入关节。此处外侧半月板（I）在关节囊上的付丽被阻断）在关节囊上的付丽被阻断45膝关节半月板膝关节半月板 功功 能能内侧半月板内侧半月板外侧半月板外侧半月板传导负荷传导负荷伸膝时，压应力50%；屈膝时，压应力85%切除后，膝关节接触面积减少50%维持稳定、维持稳定、协助控制膝协助控制膝关节运动关节运动加深胫骨髁的关节面韧带和半月板构成“8”字结构、半月板在
20、膝屈伸活动中可前后移动，使股骨髁在任何位置均有楔形充填半月板楔形充填，防止关节囊、滑膜的嵌入半月板切除，前后交叉韧带松弛，产生不稳协调润滑协调润滑半月板的活动使滑液均匀分布切除半月板，膝关节摩擦系数增加20%减轻吸收震减轻吸收震荡、缓冲冲荡、缓冲冲击力击力切除半月板，膝关节吸收负荷震荡能力减少20%，易发生关节炎 半月板半月板的位置随膝关节的运动而改变，可同的位置随膝关节的运动而改变，可同胫骨髁胫骨髁一起对一起对股骨作屈伸运动，也可随股骨作屈伸运动，也可随股骨髁股骨髁一起对胫骨作旋转运动。一起对胫骨作旋转运动。 屈膝时屈膝时，半月板滑向后方，半月板滑向后方，伸膝时伸膝时滑向前方。在半屈膝滑向前
21、方。在半屈膝旋旋转转小腿小腿 时，一个半月板滑向前，另一个滑向后。时，一个半月板滑向前，另一个滑向后。 由于半月板随膝关节由于半月板随膝关节 运动而移动，当膝关节运动而移动，当膝关节 在急骤强力动在急骤强力动作时，常造成半月板损伤。内侧半月板损伤的机会较多。作时，常造成半月板损伤。内侧半月板损伤的机会较多。 内侧半月板与胫侧副韧带和关节囊紧密相连，在急骤强力内侧半月板与胫侧副韧带和关节囊紧密相连，在急骤强力动作时易造成损伤。动作时易造成损伤。膝关节的肌肉伸伸膝膝肌肌 股股四四头头肌肌股直肌股外侧肌股内侧肌股中间肌髂前下棘髌骨位于股前中部下端形成宽约58cm筋膜股骨粗线外侧唇股直肌外侧，距髌骨上
22、缘2-3cm成为腱性冠状面上呈12。15。附着于一小部分纤维进入外侧支持带一部分纤维加入髂胫束加强伸膝时胫骨的外旋股骨粗线内侧唇股内斜肌位于远侧1/4，与股骨呈5055。股内长肌位于j近侧，较大，与股骨呈1518。进入髌骨内上缘部分纤维参与构成内侧支持带股骨前面股直肌深面 髌骨上缘少数纤维止于关节囊伸膝、向上牵拉关节囊膝关节的肌肉长头起于坐骨结节短头股骨粗线股二头肌 腓 骨 小 头髂胫束、外侧副韧带、后关节囊屈膝时，保持膝关节的外侧稳定半腱肌坐骨结节在股骨中点即成为腱性越过内侧副韧带缝匠肌髂前上棘经大腿前方，转向内侧，成宽阔的腱膜股薄肌闭孔周围的耻骨支、坐骨支、坐骨结节位于缝匠肌和半膜肌之间鹅
23、足腱胫骨内侧髁加强内侧韧带稳定关节内侧面半膜肌坐骨结节胫骨内侧髁后面位于大腿后侧，半腱肌的深面增强关节囊后角，伸髋关节，屈膝关节，内旋胫骨，稳定膝关节的后方部分纤维反折成为腘斜韧带部分纤维反折成为腘斜韧带腘 肌股骨外侧髁的外侧部向后下在关节囊纤维层与滑膜之间越过关节在外侧半月板外缘沟中下降，穿弓状韧带之下胫骨之比目鱼肌线以上骨面构成腘窝底之一部分，使膝关节后屈和内旋腓肠肌内侧头起于股骨内侧髁的后面外侧头起于股骨外侧髁的后面与比目鱼肌一起跟骨结节两头起点下方与股骨髁间有滑囊相隔内侧囊较大，常与关节相通，易受伤或滑液较多时而形成腘窝的囊肿即Baker囊肿股股四四头头肌肌股股四四头头肌肌角角（Q角）
24、角）膝关节内侧面第一层第一层第二层第二层膝关节膝关节内侧面内侧面第第三三层层膝关节外侧面胫神经在大腿部起于坐骨神经，腘动脉和周围静脉在近端与其伴行。腘窝的解剖分析腘窝的解剖分析鹅足腱鹅足腱(p)半膜肌半膜肌(s)腓肠肌内腓肠肌内侧头侧头(m)腘动脉腘动脉(a)腘静脉腘静脉(v)胫神经胫神经(n)腓肠肌外腓肠肌外侧头侧头(I)股二头肌股二头肌腱腱(b)膝关节膝关节后面后面后部的肌肉后部的肌肉腘腘 窝窝60膝关节血液供应膝关节血液供应 股动脉股动脉 腘腘动脉动脉 胫前动脉胫前动脉供供应应来来源源股股动动脉脉旋股外侧动脉降支膝最上动脉参加膝参加膝血管网血管网腘腘动动脉脉膝上内外侧动脉膝中动脉膝下内外
25、侧动脉环绕膝前绕股骨髁支配腓肠肌关节囊不参加膝血管网参加膝血管网胫前胫前动脉动脉返支返支与膝下动脉吻合与膝下动脉吻合旋旋股外侧动脉降支股外侧动脉降支腘动脉腘动脉膝上外侧动脉膝上外侧动脉膝降动脉膝降动脉膝上内侧动脉膝上内侧动脉膝下内膝下内侧动脉侧动脉膝下外膝下外侧动脉侧动脉胫后动脉胫后动脉腓动脉腓动脉胫前动脉胫前动脉胫前动脉胫前动脉返支返支61膝降动脉膝降动脉膝上内侧动脉膝上内侧动脉膝下内侧动脉膝下内侧动脉膝下膝下外侧动脉外侧动脉膝上膝上外侧动脉外侧动脉62膝上外侧动脉膝上外侧动脉膝下外侧动脉膝下外侧动脉膝下内侧动脉膝下内侧动脉膝上内侧动脉膝上内侧动脉胫前返动脉胫前返动脉膝关节的生物力学膝关节的
26、生物力学膝关节运动 膝关节膝关节的运动方式的运动方式 膝关节属于屈戌关节，膝关节属于屈戌关节，主要作主要作屈、屈、伸运动伸运动。当膝在半屈位时，小腿还可作。当膝在半屈位时，小腿还可作少许少许旋内、旋外旋内、旋外运动。运动。膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动一.膝关节的屈伸运动正常步态周期中正常步态周期中,膝关节的运动是由一系列复杂的多轴心三维运动组膝关节的运动是由一系列复杂的多轴心三维运动组成成,而不是单纯的铰链运动而不是单纯的铰链运动屈伸运动的横轴贯穿股骨内外髁屈伸运动的横轴贯穿股骨内外髁,在膝关节线之上方偏后在膝关节线之上方偏后,具体位置具体位置不恒定不恒定,有一定的移动距离有一定
27、的移动距离膝关节屈伸时膝关节屈伸时,在股骨髁上许多在股骨髁上许多曲率半径的中心点曲率半径的中心点,实际上是不实际上是不同屈曲角度下的横轴位置同屈曲角度下的横轴位置曲率中心移动的轨迹是横轴移动的距离和方曲率中心移动的轨迹是横轴移动的距离和方向向,呈呈J型曲线型曲线股骨髁股骨髁在矢状在矢状面上的面上的弧线长弧线长度是胫度是胫骨平台骨平台的两倍的两倍膝关节屈膝关节屈伸时伸时,股骨股骨髁与胫骨髁与胫骨平台之间平台之间是滚动和是滚动和滑动并存滑动并存开始开始20。以滚动以滚动为主；为主；以后到以后到完全屈完全屈曲则以曲则以滑动为滑动为主主膝屈伸运动发生在胫骨股骨关节和髌骨股骨关节运动平面：矢状面运动轴：
28、通过股骨内、外上髁中心的冠状 轴，但运动轴随屈伸运动有所变动，不是固定的。如膝关节从伸到屈的过程中，其 运动轴由前向后移动。向前向前向上滑动向上滑动向前滑动向前滑动伸膝伸膝向后向后向下滑动向下滑动向后滑动向后滑动 屈膝屈膝半月板相对胫骨半月板相对胫骨髌骨在股骨髌骨在股骨胫骨在股骨胫骨在股骨（开链）（开链）膝关节膝关节 的屈和伸运动的屈和伸运动 1400Of flexion闭链运动闭链运动开链运动开链运动膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动二.膝关节的旋转运动正常正常膝关膝关节屈节屈曲时曲时,胫骨胫骨自动自动内旋内旋20。;伸膝伸膝时外时外旋旋20。属不随意运动,是骨外形结构和关节韧带附着
29、的结果距膝完全伸直还差30。时,前交叉韧带拉紧,牵拉胫骨外旋,最后10。时,外旋最快旋转旋转运动运动中中,股股骨内骨内外髁外髁分别分别移动移动了了5-6mm,和和10-12mm股骨内外髁弧线长度不等股骨内外髁弧线长度不等胫骨平台内外侧形状不同胫骨平台内外侧形状不同韧韧带带的的制制约约作作用用力的不平衡力的不平衡在距膝完全伸直最后在距膝完全伸直最后的的20。,股骨与胫骨的股骨与胫骨的相对运动由滚动变为相对运动由滚动变为滑动滑动,但幅度不一但幅度不一,外外髁在最后髁在最后20。开始开始;内髁则在最后内髁则在最后10。膝关节屈曲全过程中,前交叉、内侧副韧带始终有一部分纤维保持紧张旋转活动的纵轴在伸膝
30、位时偏内侧外侧副韧带在屈膝时松弛内旋屈肌力外旋屈肌力前交叉位于旋转轴外侧其紧张可致股骨髁外旋形成形成以内以内侧为侧为中心中心的三的三点支点支持持机机制制形形成成膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动二.膝关节的旋转运动扣扣锁锁现现象象膝关节完全伸直时,前后交叉韧带相互缠绕、拉紧，侧副韧带亦绷紧，膝关节获得牢固稳定，股骨髁和胫骨平台之间达到最大的负重面积，此过程相当于旋紧螺丝钉的最后动作，故称之为扣锁现象膝关节旋转运动（上面观）膝关节旋转运动（上面观）Knee flexed 900Knee flexed 300膝关节旋外膝关节旋外 膝关节旋内膝关节旋内 膝关节旋外膝关节旋外 膝关节旋内膝关节
31、旋内闭链运动闭链运动开链运动开链运动（三）运动膝关节的主动肌（三）运动膝关节的主动肌 1、 伸膝：股四头肌伸膝：股四头肌 （ 股神经支配）股神经支配）股神经股神经闭孔闭孔神经神经2、屈膝、屈膝股后群（坐骨神经）：股后群（坐骨神经）：腘绳肌（半腱肌、半腘绳肌（半腱肌、半膜肌、股二头肌）膜肌、股二头肌）小腿后肌（胫神经）：小腿后肌（胫神经）：腓肠肌、腘肌腓肠肌、腘肌辅助：辅助：缝匠肌、股薄缝匠肌、股薄肌肌腘腘肌肌梨状肌梨状肌坐骨神经坐骨神经股二头肌股二头肌腓总神经腓总神经胫神经胫神经半腱肌半腱肌半膜肌半膜肌 腓肠肌腓肠肌内侧头内侧头膕肌膕肌胫神经胫神经腓肠肌腓肠肌外侧头外侧头比目鱼肌比目鱼肌7 7
32、块肌肉中除股二头块肌肉中除股二头肌短头和腘肌外，肌短头和腘肌外，其余都是双关节肌。其余都是双关节肌。3、旋外：旋外：股二头肌（坐骨神经）股二头肌（坐骨神经）4、旋内：旋内：半腱肌半腱肌 （坐骨神经）（坐骨神经）半膜肌（坐骨神经）半膜肌（坐骨神经） 腘肌（胫神经）腘肌（胫神经） 缝匠肌（股神经）缝匠肌（股神经） 股薄肌（闭孔神经）股薄肌（闭孔神经）腘肌腘肌膝关节内侧观膝关节内侧观示旋内主动肌示旋内主动肌 半膜肌半膜肌 半腱肌半腱肌 股薄肌股薄肌 缝匠肌缝匠肌膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动三.侧方内外翻活动 伸膝位,内外翻活动度约为2。 膝时可增至8。四.前后活动 屈膝时,前后活动度约
33、3mm， 屈膝90。时有所减五髌骨运动（约7-8cm）髌骨髌骨运动运动髌骨与胫骨结节的对应位置Q角股四头肌肌力下肢力线膝关节骨性解剖髌骨的髌骨的运动方运动方式式胫股关节矢状面的弧线运动胫股关节矢状面的弧线运动轴向旋转轴向旋转紧紧密密相相连连最终达到髌股最终达到髌股关节压力与接关节压力与接触面垂直触面垂直与与相相关关与与膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动膝关节前方，前交叉膝关节前方，前交叉韧带有纤维与内外侧韧带有纤维与内外侧半月板前角相连半月板前角相连膝关节后方，外侧半膝关节后方，外侧半月板后角分出半月板月板后角分出半月板股骨韧带与后交叉韧股骨韧带与后交叉韧带并行止于股骨内髁带并行止于股
34、骨内髁半月板与交叉韧带在膝关节内形成一“8”字形状连续整体结构控制导引膝关节在矢状面矢状面 屈伸活屈伸活动动冠状面冠状面 内收、外展活动内收、外展活动横截面横截面 内外旋活动内外旋活动综上所述综上所述 膝关节的生物力学膝关节的生物力学膝关节运动六六.步态步态分析分析六.步态分析行走时，当一侧足跟着地至该足跟再次着地时为行走时，当一侧足跟着地至该足跟再次着地时为一个步态周期。一个步态周期。对某一特定的下肢来说，在一个步态周期中，要对某一特定的下肢来说，在一个步态周期中，要经历踩地负重和离地摆动两个步相，即负重相和经历踩地负重和离地摆动两个步相，即负重相和摆动相，负重相约占整个步态周期的摆动相，负
35、重相约占整个步态周期的60-65%。足跟着地前，膝处于伸展位以增加步长，足跟着地后，膝足跟着地前，膝处于伸展位以增加步长，足跟着地后，膝短暂轻度屈曲，平均短暂轻度屈曲，平均17。，约占步态周期的，约占步态周期的15%。随着上身及对侧肢体向前摆动，膝复伸展，并于步态周随着上身及对侧肢体向前摆动，膝复伸展，并于步态周期期40%时达峰值时达峰值随后膝开始屈曲以缩短肢体配合摆动，约为周期的随后膝开始屈曲以缩短肢体配合摆动，约为周期的75%时，最大屈曲度约时，最大屈曲度约73。，于对侧足跟触地前达到最大伸展，于对侧足跟触地前达到最大伸展位位各种日常活动所需的关节活动范围步行约67。上台阶83。下台阶90
36、。从椅子中站起93。Kettelkamp(1973)报道报道94膝关节运动膝关节运动屈伸运动为主、并可有限度旋转运动。屈伸运动为主、并可有限度旋转运动。1、运动轴不固定、运动轴不固定2、滚动与滑动、滚动与滑动3、旋转活动旋内为、旋转活动旋内为10 旋外旋外30-404 4、扣锁机制膝关节伸至、扣锁机制膝关节伸至160160180180，每增加伸，每增加伸直直1 1时，股骨约内旋时，股骨约内旋0.50.5。95膝关节韧带损伤膝关节韧带损伤一、膝关节韧带损伤引发运动的变化。一、膝关节韧带损伤引发运动的变化。二、韧带损伤引起膝关节不稳定二、韧带损伤引起膝关节不稳定膝关节半月板损伤、畸形膝关节半月板损
37、伤、畸形一、半月板撕裂一、半月板撕裂二、盘状半月板（外侧）二、盘状半月板（外侧）过度膝外翻过度膝外翻 膝内翻膝内翻下肢重力线及膝外翻角下肢重力线及膝外翻角 Excessive genu vagumGenu varum股骨颈干角股骨颈干角1250膝外翻角膝外翻角1701750 正常时，下肢重力线经过股骨正常时，下肢重力线经过股骨头的中部、膝关节头的中部、膝关节 的中部，向下延的中部，向下延伸，并经跟骨的中部。当膝外、内伸，并经跟骨的中部。当膝外、内翻时，重力线移位，增加了对一侧翻时，重力线移位，增加了对一侧半月板和关节半月板和关节 面的压力，增加了它面的压力，增加了它们磨损和撕裂们磨损和撕裂 的
38、机率。的机率。(一)外侧髌股角(1ateral patellofemoral angle，LPA)：髌骨外侧软骨面切线(a)与股骨前髁内、外侧软骨面最突出点连线(b)的夹角。此角开口向前外方时定义为“+”，开口向后外方时定义为“一”(图1)。 (二)髌骨倾斜角(前)patella tilt angle(anterior)， AA】：髌骨内、外侧最突出点的连线为髌骨横轴(a)，股骨前髁内、外侧软骨面最突出点连线(b)，此两线夹角为髌骨倾斜角(前)。当a相对b处于外旋位时，此角定义为“+”，反之定义为“一”(图2)。 (三)髌骨倾斜角(后)f patella tilt angle(posterior)，PTAP：髌骨内、外侧最突出点的连线为髌骨横轴(a)，股骨后髁内、外侧软骨面最突出点连线(b)，此两线夹角为髌骨倾斜角(后)。当a相对b处于外旋位时，此角定义为“+”，反之定义为“一”(图3)。 (四)髌骨横轴一股骨通髁线角(patella transverse axis-femoral transepicondylar axis angle，PFA)：髌骨内、外侧最突出点的连线为髌骨横轴(a)，股骨外上髁最突出点与股骨内上髁中央凹处的连线为股骨通髁线(b，即外科股骨通髁线)，上述两线夹角为髌骨横轴一股骨通髁线角。当a相对b处于外旋位时，此角定义为“+”，反之定义为“ 一”(图4)。
