1、膝关节功能解剖及临床意义青岛大学附属医院康复医学科王强膝关节 人体最大的关节 非常复杂 主要是绞链关节膝关节结构特点 关节囊的四周有 许多韧带加强 关节囊内有交叉韧带 关节腔内有半月板骨骼 扩大的股骨髁和扩大的 胫骨髁相关节 胫骨平台接纳股骨内外侧髁 胫骨内侧接受人体重量更大骨骼 腓骨 是膝关节的辅助结构 不与股骨及髌骨相关节 不是膝关节的一部分骨骼 髌骨 籽骨(浮动骨)嵌入股四头肌及髌韧带中 类似于滑轮，增加牵拉的角度 有利于伸膝骨骼 主要骨骼标志髌骨上下极 胫骨粗隆 Gerdys 结节（胫骨 外侧的结节，胫骨 外侧髁）股骨内外侧髁 胫骨内侧上部前面 腓骨小头膝关节组成 股胫关节 属于屈戌关
2、节 也称为滑车关节，屈曲时可进行内旋和外旋 髌股关节 属于滑动关节 髌骨在股骨髁上滑动膝关节 韧带提供静态稳定 股四头肌及腘绳肌提供动态稳定 股骨和胫骨表面的软骨 骨骼之间的半月板垫 附着在胫骨上 使胫骨平台窝加深 增加膝关节稳定性髌股关节髌股关节半月板 内侧半月板容纳内侧股骨髁，外侧半月板容纳外侧股骨髁 从外向内，由厚变薄 可轻度滑动，但被各种小韧带固定在各自位置 内侧半月板呈“C”型 外侧半月板呈“O”型半月板一侧或两侧半月板由于不同机制导致不同区域的撕裂，引起不同程度的损伤 撕裂伤常常发生在跑步时快速转向，在膝关节屈曲或伸展时进行旋转，产生明显的压力及剪切力交叉韧带 前后交叉韧带 在胫骨
3、及股骨之间交叉 在维持膝关节前后稳定性方面起到重要作用，同时维持旋转稳定性 ACL由两束组成，前内侧束（AMB）在屈曲时绷紧，后外侧束（PLB）在伸直位时绷紧。这两束在膝关节伸屈活动中表现的不同紧张度，保证了膝关节在不同角度活动过程中的稳定性交叉韧带 前交叉韧带损伤(ACL)是膝关节最常见的损伤之一 膝关节伸直位下内翻损伤或屈曲位下外翻损伤都可以导致交叉韧带 后交叉韧带损伤（PCL）损伤不常见 来自前方的使胫骨上端后移的暴力可导致侧副韧带 胫侧副韧带起自股骨 内侧髁上面内侧，止于胫骨内侧面 腓侧副韧带起自股骨 外侧髁，与腘肌起点 很近，止于腓骨小头侧副韧带 腓侧（外侧）副韧带（LCL）损伤 损
4、伤不常见侧副韧带 胫侧(内侧)副韧带(MCL)通过对抗外翻力量或防止膝关节外展来维持膝关节内侧的稳定性 损伤较常见，见于竞技体育 膝关节微屈时，来自膝外侧或后外侧的暴力所引起损 伤 机 制膝部筋伤外侧副韧带内侧副韧带限制膝内翻，伸膝时紧张，屈膝松驰限制膝外翻，与内侧半月板相连，深屈为关节囊部分外展姿势+旋转暴力造成损伤（多见）内收姿势+旋转暴力造成损伤（少见）内侧副韧带功能及损伤机制功能 限制膝外翻 限制膝伸展 限制膝过度旋转(特别是膝外旋损伤机制 外翻力量合并用力踏地时 膝关节过伸外侧副韧带功能及损伤机制功能 限制膝内翻 限制膝伸展 限制膝过度旋转损伤机制 内翻力量合并用力踏地时 膝关节过伸
5、膝后关节囊功能及损伤机制功能 限制膝伸展 腘斜妊带限制膝过度外旋 后外侧关节囊限制膝内翻损伤机制 膝关节过伸或过伸合并外旋时前交叉韧带功能及损伤机制功能 限制胫骨前移 限制膝过伸 限制内外旋活动 限制内外翻活动损伤机制 大的外翻力量合并用力踏地时 大的旋转力量合并用力踏地时 上述两种力量结合,特别是伴有股四头肌用力收缩、膝关节伸直或接近伸直时 膝关节过度伸展后交叉韧带功能及损伤机制功能 限制膝关节屈曲 限制内外旋活动 限制内外翻活动损伤机制 膝关节充分屈曲（踝充分跖屈时）落地 导致胫骨后移的外力或股骨前移的外力 大的旋转或内外翻力量合并用力踏地时 膝关节过度伸展滑膜腔及脂肪垫 滑膜腔 为膝关节
6、提供滑液 位于髌骨下方，胫骨及股骨表面之间 是包绕膝关节的“囊”髌骨下脂肪垫 在髌腱下方 位于滑膜皱折内 在损伤或膝关节过度应用时可受累及滑囊 膝关节内及周围的滑囊超过10个 一些与滑膜腔相连接 它们吸收或预防磨檫膝关节周围肌肉 股四头肌 伸膝关节 含有四块肌肉 股直肌 骨外侧肌 骨中间肌 骨内侧肌Q角 Q 角 股四头肌的中间线，从髂前上棘到髌骨中点 髌骨中心至胫骨结节中心连线 这两条连线的夹角即为Q角 正常情况下男性15，女性 20 女性角度增加的原因是骨盆宽Q角 Q 角 Q角增大提示不同程度的膝关节 问题，如侧方髌骨半脱位、髌骨 压迫综合症、髌骨软化症以及韧 带损伤 正常人股内侧肌需要有足
7、够的耐 力和力量来对抗股外侧肌的拉力腘绳肌 负责膝关节屈曲 位于大腿后部 由三块肌肉组成 半腱肌-位于内侧，膝内旋肌 半膜肌-位于内侧，膝内旋肌 股二头肌-位于外侧，膝外旋肌 腘肌协助内侧腘绳肌起到 膝内旋作用跨双关节肌肉离心收缩较向心收缩力量更大腘绳肌及股直肌均是跨双关节肌肉缝匠肌 当骨盆旋后时缝匠肌 是一块较好的膝屈肌，翘二郎腿时屈膝作用增强膝关节周围肌肉 股薄肌、缝匠肌及半腱肌远端结合在一起形成鹅足附着在胫骨粗隆下方前内侧面附着位点使得它们在膝关节屈曲伴髋关节外旋时起到屈膝作用 腓肠肌内外侧头分别附着在股骨内外侧髁的后面膝关节周围肌肉位置 前面 主要伸膝 股直肌 股内侧肌 股中间肌 股外
8、侧肌膝关节周围肌肉位置 后面 主要屈膝 股二头肌 半膜肌 半腱肌 腓肠肌神经支配 股神经支配膝伸肌：股四头肌神经支配 坐骨神经 胫神经分支 支配半腱肌、半膜肌、股二头肌长头 腓总神经分支 股二头肌短头股四头肌功能 在跳跃时起到关键作用起到制动功能 当速度下降改变方向时 跳起下降时减速活动时进行离心收缩股四头肌功能 股直肌（跨双关节），股内侧肌，股中间肌，股外侧肌（最大）附着在髌骨上然后通过髌腱附着在胫骨粗隆上 除了股中间肌（在股直肌下），其它肌肉均可被触及 垂直弹跳试验可以检测其肌力 一般情况下较腘绳肌肌力高25%到33%股四头肌功能 股四头肌的肌力和耐力对于髌股关节的稳定性非常重要 常常出现
9、问题 损伤发生后股四头肌更容易出现萎缩 坐位抗阻伸膝可以训练股四头肌 功能性负重活动如上台阶、半蹲位等可训练股四头肌的肌力和耐力股直肌屈髋伸膝骨盆旋前股外侧肌伸膝股中间肌伸膝股内侧肌伸膝股四头肌力线 股外侧肌由股外侧长肌和股外侧斜肌组成 股内侧肌由股内侧长肌和股内侧斜肌组成 股四头肌各肌与股骨纵轴的成角如下：股外侧肌斜肌外偏35；股外侧长肌外偏14；股中间肌和股直肌均呈0；股内侧斜肌成角47；股内侧长肌成角15腘绳肌 腘绳肌经常收缩 在加速时有“跑步肌”功能 是股四头肌的拮抗肌 类似与附着在膝关节上的绳索，所以叫“腘绳肌”均起自坐骨结节 半腱肌附着在胫骨前内侧 半膜肌附着在胫骨后内侧 股二头肌
10、附着在胫骨外侧髁 及腓骨小头半腱肌和半膜肌屈膝关节伸髋关节髋关节内旋屈曲的膝关节内旋骨盆旋后股二头肌屈膝关节伸髋关节髋关节外旋屈曲的膝关节外旋骨盆旋后腘肌 屈膝关节 屈曲的膝关节内旋膝关节内旋肌 半腱肌 半膜肌 腘肌膝关节外旋肌 股二头肌骨骼肌附着点 股四头肌三个头起自股骨 近端向下插入到髌骨上极，通过髌韧带附着在胫骨粗隆 髂胫束止于胫骨外侧髁（Gerdys 结节）缝匠肌、股薄肌、半腱肌 附着点在胫骨内侧髁下面 的胫骨前内侧面骨骼肌附着点 半膜肌附着在胫骨内侧髁 的后内侧 股二头肌主要附着在腓骨 小头 腘肌起自于股骨外侧髁的 外侧面膝关节的肌肉附着点膝关节固定结构：前面结缔组织 髌韧带 髌支持
11、带肌肉 股四头肌膝关节固定结构：外侧面结缔组织 外侧副韧带 外侧髌支持带 髂胫束肌肉 股二头肌 腘肌腱 腓肠肌外侧头膝关节固定结构：后面结缔组织 腘斜韧带 膝后关节囊肌肉 腘肌 腓肠肌 半膜肌肌腱膝关节固定结构：内侧面结缔组织 内侧副韧带 内侧髌支持带(髌股韧带)增厚的后内侧纤维束肌肉 半膜肌肌腱扩大 缝匠肌、股薄肌、半腱肌肌腱膝关节活动度 伸直到180(0 屈曲)过伸10或以并非罕见 屈曲大约135 当膝关节屈曲大于30时 可内旋30 可外旋45膝关节活动度 当膝关节接近伸直时，胫骨必须外旋大约10而使胫骨髁与股骨髁实现良好对线 当完全伸直时 关节表面紧密衔接 膝关节无法旋转 从膝关节完全伸
12、直到开始屈曲时 胫骨内旋使膝关节解锁，从外旋位达到屈曲位膝关节运动力学 膝关节传递载荷，参与运动，吸收震动，为小腿活动提供力偶。需要下列两个方面的要求：在承受重力和有关杠杆力的作用下，在完全伸展位时有较大的稳定性 在一定程度屈曲下具有很大的活动性，为了变换方向及适应不平整地面下肢关节对线 膝的生理学是外翻的 股骨与胫骨不形成直的线，而是呈钝角的形状，170175，平均173膝关节的受力 膝关节单腿站立时，膝关节承受的压力约为体重的2倍 步行时膝关节承受的压力约为体重的3-4倍 膝关节主要承受力在0-40范围内，承受力的峰值在屈曲20膝关节的受力 在正常伸膝条件下，胫骨内外侧髁的受力是基本相同的
13、 当发生膝内外翻时，则受力完全不同膝关节的受力 发生膝内翻时，出现内侧受力明显增加，膝关节向外侧移位，承重力线内移，压迫内侧胫骨平台软骨，使软骨慢性损伤，并使腓侧副韧带上的应力渐进性增加，膝轴变为倾斜，常伴有小腿和足的内旋。同时外侧韧带张力明显增加，在行走时出现关节的摆动移位，导致关节退化正常膝和畸形膝胫骨和股骨的负重膝关节的受力 当发生膝外翻时，膝关节向内侧移位，承重力线外移，压迫外侧胫骨平台软骨，持续超负荷会导致软骨的损坏，同时胫侧副韧带上的应力逐渐增加，严重者造成髌骨向外移位，伸膝时牵拉股四头肌。膝轴、小腿和足也会发生相应的变化。髌股关节的受力 髌骨关节的受力在伸直位和屈曲位是不同的，伸
14、直位受的压力较伸直位小的多髌骨 对膝关节有一定的保护作用并有增加伸膝关节肌力矩的作用髌股关节所受压力髌股关节所受压力髌股关节 髌股关节由髌骨和股骨髁组成，其中髌骨作为杠杆，起增加髌股关节、股四头肌和髌腱瞬间力臂的作用 研究发现，膝关节屈曲20时髌骨开始与股骨髁接触，随着屈曲角度的增大，接触愈加密切，膝关节屈曲90时，接触面积达到最大髌股关节 髌股关节的稳定因素有动力性和静力性两个方面，两者共同保持髌骨的运行轨迹，即保持髌骨在膝关节屈伸过程中能在股骨髁间切迹中正确滑行髌股关节 动力性稳定因素由股四头肌肌腱、髌腱、股内侧斜肌(VMO)、股外侧肌和髂胫束提供，其中股内侧斜肌是唯一保持髌骨稳定性、防止
15、髌骨外脱位的内侧肌肉，其作用至关重要 静力性因素由关节囊、股骨髁、髌骨内外侧支持带和髌股韧带提供髌骨关节 正常情况下，髌骨具有向外侧移位的趋势；而维持正常的运动轨迹、对抗外侧移位，则主要依赖于髌骨的内侧稳定结构。包括髌骨内侧支持带和股内侧肌的斜行纤维(也称股最内侧肌，股内斜肌)股内斜肌在股四头肌等长收缩时力量最大，动力收缩时在膝关节最后15训练效果好髌股关节 任何引起制衡力量不均匀的因素均可影响髌股关节的稳定性，从而使髌股关节软骨面、髌骨、股四头肌肌腱和周围软组织的 受力分配产生偏差 如人在平路行走时，髌骨受力相当于自身体重的1312，登楼梯时受力相当于体重的3倍，而下蹲时受力7倍于体重髌股关
16、节 髌股关节疼痛综合征(PFPS)是临床上常见的疾病，是引起膝关节疼痛的主要原因之一。其发病机制与髌骨周围肌力不均衡，导致膝关节屈伸时髌骨运行轨迹不良有关膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿首次着地后膝关节快速伸展股四头肌痉挛上运动神经元损伤根据膝关节后方稳定性可以出现或不出现膝过伸膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿在承重反应期膝关节伸展,没有突然伸肌收缩股四头肌无力股神经麻痹或L3-L4神经跟受压支撑相膝关节持续伸直，躯干前倾，在股四头肌无力情况下保持膝关节伸直，可以出现膝过伸膝关节异常导致的步行功能障
17、碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿在承重反应期膝关节伸展,没有突然伸肌收缩膝关节疼痛骨关节炎膝关节保持伸展状态可以降低股四头肌收缩及相应压力。可以出现疼痛步态（支撑相缩短）膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿支撑相膝过伸伸膝肌无力脊髓灰质炎持续进行性膝后关节囊的牵拉所致膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿膝内翻膝关节后面及外侧面韧带松弛外伤或进行性损伤支撑相中期膝内翻，典型伴有膝过伸膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿支撑相膝关节屈曲位，摆动相
18、中期膝关节不能伸展膝关节屈曲挛缩大于10，腘绳肌痉挛，膝关节疼痛，膝关节积液上运动神经元损伤；外伤或关节炎支撑相髋关节屈曲及踝背屈增加；膝关节屈曲使关节腔压力减少膝关节异常导致的步行功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤损伤的病因机制及相关代偿摆动相膝关节屈曲不充分或不能屈曲伸膝肌痉挛；伸膝装置挛缩上运动神经元损伤；制动或外科融合术划圈步态使足离地其它部位异常导致的膝关节功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤发生机制尽管膝关节活动度正常，但在支撑相膝关节处于屈曲位踝及髋关节损伤，包括先天性仰趾畸形，踝跖屈肌无力，髋屈肌挛缩过度踝背伸或髋屈曲均可使身体重心后移，迫使膝关节处于屈曲位使重心前移维持平衡
19、。对侧（健侧）摆动腿髋及膝关节过度屈曲使足离开地面其它部位异常导致的膝关节功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤发生机制从足着地到摆动前期，膝关节一直过伸踝跖屈肌痉挛或挛缩由于前足着地，地面反作用力位于膝关节前方，导致膝过伸，此时需要躯干前倾使重心落在支撑面上其它部位异常导致的膝关节功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤发生机制疼痛步态支撑相下肢疼痛疼痛下肢步幅缩小，支撑相时间缩短；髋关节疼痛躯干可向患侧倾斜，膝关节或踝关节疼痛躯干向健侧倾斜其它部位异常导致的膝关节功能障碍观察到的膝关节异常可能的损伤发生机制摆动相膝过度屈曲踝背屈无力或支撑相腿缩短膝过度屈曲使下肢缩短后，足趾才能离地，常常伴有髋屈曲增加
