第五章 第二节 下肢运动学(膝)

5.胫骨平台的定义
构成膝关节基本结构的骨是 大腿股骨的下端和小腿胫骨 的上端，股骨下端可以看成 是关节头，胫骨上端构成关 节窝。组成膝关节基本结构 的两块骨所形成的关节头和 窝不典型，特别是胫骨构成 的关节窝很浅近似于一个平 面(俗称胫骨平台)，这一结 构有助于膝关节的灵活性， 但稳定性较差。
胫骨平台
①静力结构：髌骨的内外侧支持带是维持髌骨排列的静力性平衡机制。 ②动力结构：股四头肌收缩时各肌肉之间的力学平衡是保持运动中髌股对合 的动力结构。
(二)膝部的肌肉
1.伸膝肌：股四头肌（股直 肌、股内侧肌、股外侧肌、 股中间肌）。
2.屈膝肌：腘绳肌（股二头 肌、半腱肌、半膜肌）、腓 肠肌、腘肌。
➢3 . 膝 部 旋 转 肌 ：
（一）膝关节组成和运动方向
➢5 . 半 月 板 ➢在 股 骨 内 、 外 侧 髁 与 胫 骨 内 、 外 侧髁之间，垫有两块半月形的纤维 软骨盘，称半月板。 ➢半 月 板 边 缘 较 厚 ， 中 间 很 薄 ， 上 面凹陷，下面平坦，填充在两侧的 胫骨髁上。 ➢内 侧 半 月 板 较 大 ， 呈 “ C ” 形 ； 外 侧半月板较小，近似“O”形； ➢半 月 板 功 能 ： ① 传 导 负 载 ： 减 少 膝关节活动时，接触面不吻合，使 接触面积增大，压力分布均匀；② 维持稳定：加深胫骨髁关节面，并 在前后移动中，始终使膝关节的接 触面积最大；③减轻震荡：起到一 定的缓冲作用，能吸收一定的负荷 震荡。
➢内 旋 肌 ： 半 腱 肌 、 半 膜 肌 、 腘肌、骨薄肌、缝匠肌；
维持髌股对合的平衡机制
髌股关节稳定性的影响因素很多，包括伸膝装置、支持带、肌力、股胫角和股 胫间的Screw-home机制、Q角、髌骨位置、髁间槽发育程度、外力等，因此， 良好的髌股周围结构及其力学平衡，对维持髌股的正常排列和稳定具有重要的 作用。 从股骨的结构可观察到，股骨内/外上髁的大小不同，内侧大于外侧。因此， 当膝盖做出弯曲→伸直。股骨与胫骨之间会被相对的带出一个旋转的动作。此 生物力学机制，称之为‘screw-home mechanism’旋返机制，也有人称为螺 旋 归 位 机 制 。 膝关节在主动或被动地从屈曲为伸展过程中的最后20°范围内，胫骨 会在固定的股骨上外旋大约20°，称为膝关节的终末旋转。 如果此机制出现问题时（旋转的角度不够或是过大）股四头肌的肌肉用力方式 就有可能出现变化因而造成肌肉张力不平衡，也是造成髌骨股骨疼痛症候群的 主要原因之一。髌骨股骨疼痛症候群， PFPS (Patellofemoral pain syndrome)PFPS造成疼痛的位置，会位在膝盖的前侧，通常是上楼或是下楼会 更痛。 当股外侧肌与股内侧肌的肌肉张力不平衡(太紧绷或是无力)，会造成髌骨的 滑动不顺。即有可能造成疼痛。就是所谓的PFPS。髌股关节的生物力学特点：
• 膝关节囊较薄而松弛，附着于各骨关节软骨的周缘。关节囊的周围 有韧带加固。前方的叫髌韧带，是股四头肌肌腱的延续（髌骨为该肌 腱内的籽骨），从髌骨下端延伸至胫骨粗隆，在髌韧带的两侧，有髌 内、外侧支持带，为股内侧肌和股外侧肌腱膜的下延，并与膝关节囊 相编织；后方有腘斜韧带加强，由半膜肌的腱纤维部分编入关节囊所 形成；内侧有胫侧副韧带，为扁带状，起自内收肌结节，向下放散编 织于关节囊纤维层；外侧为腓侧副韧带，是独立于关节囊外的圆形纤 维束，起自股骨外上髁，止于腓骨小头。
（一）膝关节组成和运动方向
结构特点： （1）可触及的结构：股骨内外侧髁，髌骨，髌韧带，胫骨髁，胫 骨结节，腓骨头… （2）不可触及的结构：关节面，髁间窝，胫骨平台，内外侧半月 板，前后交叉韧带…
膝关节
（一）膝关节组成和运动方向
•3.膝关节关节囊
•薄而松弛，附于关节边缘， 周围有韧带加固，以增加 关节的稳定性；
（一）膝关节组成和运动方向
• 9.胫腓近端关节 • 胫骨和腓骨上端紧密连接，胫
骨外侧髁的腓骨关节面与腓骨 头构成胫腓关节 • 微动关节； • 两骨间有坚韧的小腿骨间膜连 接。
膝关节结构及特点
①关节囊：广阔而松弛，各部 • 膝关节辅助结构的作用
Fra Baidu bibliotek厚薄不一（髌韧带、胫、腓侧 ①侧副韧带：防止小腿在膝关节
③步行时胫骨平台的反应力：步态周期中，关节反作用力从内侧胫 骨平台移动到外侧胫骨平台。
（一）膝关节组成和运动方向
• 6．膝关节的运动方向
膝关节有两个自由度：屈/伸、内旋/外旋
（1）屈伸运动
膝关节在矢状面上的运动主要是屈曲和伸展。正常
情况下：屈曲 0~135°，伸展0°。
不同的功能状态，膝关节运动范围不同：
《运动学》
第五章 下肢运动学
武汉民政职业学院康复医疗学院肖晓鸿
第三节 膝关节运动学 一．掌握膝部关节结构特点、运动自由度及正常
活动范围，膝关节稳定性的维持，膝部肌肉 在各关节运动中作用
二．熟悉膝部重要肌肉及骨性标志的体表位置， 原动肌肌力减弱时的代偿运动
• 重点提示：骨性标志；关节；肌肉；运动功 能分析；膝关节稳定性
膝关节的受力
1、胫骨和股骨的负重：膝关节单腿站立时，膝关节承受的压 力约为体重的2倍。行走时膝关节承受的压力约为体重的3～4 倍，膝关节承受力的峰值在屈膝20°，但膝关节主要承受力是 在0～40°范围内。 在正常伸膝条件下，胫骨内外侧髁的受力是基本相同的。当出 现膝内外翻畸形时，则受力完全不同。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。 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。 2、髌骨股骨的受力：髌骨的受力在伸直位和屈曲位是不同的， 伸直位受的压力较屈曲位小的多。
膝关节活动范围
（一）膝关节组成和运动方向
• 8. 髌骨关节
• 由股骨下端内侧髁和外侧 髁前面之间的髌面与髌骨 后面的关节面连接而成
髌骨的作用：①增加股四头
肌的力臂来加大股四头肌的力 矩；②屈膝时提供股骨髁关节 面的骨性保护；③减少和分散 股骨髁上的压力；④在抗阻高 度屈膝时，能防止对股四头肌 肌腱损伤性压力。
•滑膜层反折形成滑膜囊和 滑膜襞。
•滑膜囊多位于肌腱和骨之 间，减少运动时两者间的 摩擦；
•滑膜襞充填于关节腔内， 使关节更为适合。
膝关节
（一）膝关节组成和运动方向
➢4.韧带
➢前、后交叉韧带对膝关 节的稳定起的作用，其 中，前交叉韧带限制胫 骨过度前移，后交叉韧 带限制胫骨过度后移， 两者共同限制膝关节的 过伸，胫骨的旋转，限 制伸膝位侧方活动。
（一）膝关节组成和运动方向
• 2.膝部的骨性标志 • （1）股骨下端：股骨内侧髁和外侧髁。两髁的下面和后面都有关节 面与胫骨上端相关节，前面的光滑关节面接髌骨，称为髌面。在后方， 两髁之间有一深凹陷，叫做髁间窝。内侧髁的内侧面和外侧髁的外侧 面各有一粗糙隆起，分别叫做内上髁和外上髁。内上髁的上方有一三 角形突起，叫做骨收肌结节，为内收肌腱附着处。 • （2）胫骨上端：上端膨大，形成内侧髁和外侧髁，与股骨下端的内、 外侧髁以及髌骨共同构成膝关节。两髁之间的骨面隆凸叫做髁间隆起。 隆起前后各有一凹陷的粗糙面，分别叫做髁间前窝和髁间后窝。上端 的前面有一粗糙的隆起，叫做胫骨粗隆。外侧髁的后下面有一关节面， 接腓骨小头，叫做腓关节面。 • （3）腓骨上端：上端膨大叫做腓骨小头，由皮肤表面可以触及。小 头内上面有关节面与胫骨上端外面的关节面相关节，小头下方缩细叫 做腓骨颈。体内侧缘锐利，称骨间缘，有小腿骨间膜附着，体内侧近 中点处，有向上开口的滋养孔。
节软骨周缘（翼状襞）；
③半月板：增加膝关节的稳定并
⑤滑膜囊（髌上囊） ：润滑作 有减轻运动时关节头和窝之间撞
用。膝关节的特点
击的作用。
④脂肪垫：它促进膝关节滑液的
分泌，减轻运动中膝关节震动的
作用。
五、膝关节稳定性的维持
1.膝关节是有股骨下端、胫骨上端、髌骨构成的屈戍关节，主要在冠状 轴上做屈伸运动。特有骨性结构，自由度少，决定了该关节的稳定性。 2.膝关节囊是复合结构使得关节囊强大而紧张，增加了膝关节的稳定性。 3.膝关节周围有多而强大的韧带和肌肉，这些韧带和肌肉限制膝关节运 动并起到关节支持作用。 内侧：内侧副韧带、缝匠肌；外侧：外侧副韧带、髂胫束；前方：股四 头肌、交叉韧带；后方:腘绳肌、交叉韧带 4.膝关节终末旋转的螺旋锁扣机制。
• 膝关节是人体运动链的关键环节之一，同时也是人体内最复杂的关节。站立时支 持体重；运动中降低或升高体位；着地时膝关节还允许身体的旋转。
（一）膝关节组成和运动方向
• 1．膝关节的组成 • 膝关节是人体最大、结构组成和功能最 复杂的滑车关节，其活动范围是：髌骨上 缘上方2横指到胫骨结节高度；膝关节是 由：股骨内外髁、胫骨内外髁和髌骨及其 周围滑膜、关节囊、韧带、半月板和肌肉 等组织共同构成构成；功能：屈伸运动 （活动度0°~135°）和旋转运动。 ➢膝 关 节 外 侧 髁 高 ， 限 制 髌 骨 脱 位 ； 前 、 后交叉韧带对膝关节的稳定起的作用，其 中，前交叉韧带限制胫骨过度前移，后交 叉韧带限制胫骨过度后移，两者共同限制 膝关节的过伸，胫骨的旋转，限制伸膝位 侧方活动。 ➢3 块 骨 构 成 — — 股 骨 、 胫 骨 、 髌 骨 ➢3个互相关节面——内 / 外侧胫股关节、 髌股关节 ➢2 个 运 动 自 由 度 — — 屈 伸 、 旋 转
副韧带）；
处向左右侧方移动的作用，保证
②前交叉韧带：防止胫骨前移； 人体运动时膝关节只能沿屈伸方
后交叉韧带~防止胫骨后移；
向发力(运动) 。
③内、外侧半月板（“内C外 ②前后交叉韧带：其主要功能是
O”）：加深了深度，增强稳固 在运动中当小腿固定时防止大腿
性，缓冲作用；
在膝关节处前后移动，使膝关节
④关节囊的滑膜层附着于各关 在运动中前后保持稳定。
• 膝关节屈伸时，伴有扣锁运动。膝关节伸直30°时扣锁运动开始，并
导致胫骨外旋，在伸直10°时达到最大限度的旋转，此后旋转的程度降
低，直到完全伸直为止，此时关节被锁紧。
• 过度平移提示韧带关节囊松弛。
（一）膝关节组成和运动方向
•6．膝关节的运动方向 •（2）旋转运动 •膝关节在水平面上运动主 要为内旋和外旋。 •膝关节伸直时不能旋转， 屈曲90°约有+/-30°活 动范围。 •这种旋转运动是伴随膝关 节屈伸活动进行的，是不 随意运动。 •胫骨和股骨旋转的意义
正常步行时：足跟着地→屈曲15°，摆动期间，最大屈曲65°
快跑时，足跟着地瞬间，屈曲35°，摆动期间最大屈曲可达130°
• 膝关节屈伸运动——胫骨平移
• 膝关节的运动非常复杂。胫股可相对于股骨做一定范围前后平移，属
于膝关节在矢状面上的附加运动。平移范围的大小受解剖结构、个体韧
带的正常松弛程度以及膝关节屈曲程度的影响。
（一）膝关节组成和运动方向
（一）膝关节组成和运动方向
（一）膝关节组成和运动方向
• 1．膝关节的组成
• 在关节囊内，有膝交叉韧带和关节半月板。膝交叉韧带连接股骨和胫 骨，分前交叉韧带和后交叉韧带。前交叉韧带可阻止胫骨向前移位； 后交叉韧带可限制胫骨向后移位。
• 关节半月板，由纤维软骨构成，共有两块。内侧半月板成C形；外侧 半月板呈O形。半月板的上面微凸，下面平坦，可使股，胫两骨的关 节面更为适应。从而增强关节的灵活性和稳固性。
①胫骨平台的定义
构成膝关节基本结构的骨是大腿股骨的股骨下端和小腿胫骨的上 端，股骨下端可以看成是关节头，胫骨上端构成关节窝。组成膝关 节基本结构的两块骨所形成的关节头和窝不典型，特别是胫骨构成 的关节窝很浅近似于一个平面(俗称胫骨平台)，这一结构有助于膝 关节的灵活性，但稳定性较差。
②膝关节的受力特点：膝关节内侧髁较外侧髁接触面积大；高负荷 下半月板承担胫股关节总压力的一半，而低负荷下胫股关节压力分 布较不确定，可很少或没有股骨胫骨间的负荷直接接触传递。