关节解剖及生物力学
膝关节解剖概要与生物力学特点生物力学
膝关节解剖概要与生物力学特点生物力学 2009-07-01 21:37:01 阅读256 评论0 字号：大中小一、膝关节的构成(一)骨性结构膝关节由股骨远端、胫骨近端和髌骨共同组成，其中髌骨与股骨滑车组成髌股关节，股骨内、外髁与胫骨内，外髁分别组成内、外侧胫股关节。
在关节分类上，膝关节是滑膜关节(synovial joint)。
髌骨是人体内最大的籽骨，它与股四头肌、髌腱共同组成伸肌装置(extensor apparatus)。
蘸骨厚度约2~3cm，其中关节软骨最厚处可达5mm。
髂骨后表面的上3/4为关节面，由纵向的中央嵴、内侧峭分为外侧关节面、内侧关节面和奇面或称第3面(theoddfacet．thirdfacet)；内、外侧关节面又被两条横嵴划分为上、中、下三部分，故共计有七个关节面。
髌骨后表面的下1/4位于关节外，是髌腱的附着点。
股骨远端的前部称为滑车(trochlea)，其正中有一前后方向的切迹将之分为内、外两部分，滑车切迹向后延伸为髁间切迹(intercondylar notch．ICN)，向前上延伸止于滑车上隐窝。
股骨远端的后部为股骨髁(femoral condylars)，由ICN分为股骨内髁和股骨外髁，分别与内、外滑车相延续，构成凸起的股骨关节面。
从侧面观，股骨外髁弧度大于内髁且较内髁更突前，而内髁比外髁更加向后延伸。
参与构成膝关节的胫骨平台并非绝对水平，而是在一定程度上呈由前向后逐渐下降的趋势，即所谓胫骨平台后倾角。
胫骨平台中央有一前一后两个髁间棘，其周围为半月板和交叉韧带的附着处。
外侧胫骨关节面的前l/3为一逐渐上升的凹面，而后2/3则呈逐渐下降的凹面。
内侧胫骨关节面则呈一种碗形的凹陷。
如此，凸起的股骨关节面和凹陷的胫骨关节面彼此吻合，使膝关节得以在矢状面上作伸屈活动；然而外侧胫骨关节面的特征性凹陷结构又使得外侧胫股关节面并非完全吻合，从而允许膝关节在水平面上有一定的旋转活动。
胸锁关节的解剖学及生物力学特征
《中国组织工程研究》 Chinese Journal of Tissue Engineering Research文章编号:2095-4344(2018)11-01695-061695www.CRTER .org·研究原著·杨琨，男，四川省巴中市人，汉族，2017年西南医科大学毕业，硕士，医师，主要从事创伤骨科、手显微外科方面的研究。
通讯作者：阳运康，副教授，西南医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000中图分类号:R318 文献标识码:A稿件接受：2017-06-08Yang Kun, Master, Physician, Department of Orthopedics, Luzhou People’s Hospital, Luzhou 646000, Sichuan Province, ChinaCorresponding author: Yang Yun-kang, Associate professor, Bone and Joint Surgery, Affiliated Hospital of Southwest Medical University, Luzhou 646000, Sichuan Province, China胸锁关节的解剖学及生物力学特征杨 琨1，吴天昊1，李 根1，阳运康2，葛建华2，白 蕊3，向飞帆3，孙远林3 (1泸州市人民医院骨科，四川省泸州市 646000；2西南医科大学附属医院骨与关节外科，四川省泸州市 646000；3西南医科大学，四川省泸州市 646000) DOI:10.3969/j.issn.2095-4344.0165 ORCID: 0000-0001-6107-1791(杨琨)文章快速阅读：文题释义：胸锁关节：由锁骨的胸骨关节面与胸骨柄的锁骨切迹及第1肋软骨的上面共同构成，上肢骨与躯干骨连结的唯一关节。
关节韧带解剖学及生物力学特性研究进展
关节韧带解剖学及生物力学特性研究进展关节韧带是连接两个骨头的结缔组织带，主要起到维持关节稳定性和限制关节运动范围的作用。
关节韧带的解剖学和生物力学特性的研究对于理解关节功能和韧带损伤的发生机制具有重要意义。
本文将从解剖学特性和生物力学特性两个方面介绍关节韧带的研究进展。
关节韧带的解剖学特性主要包括韧带的组织构成和形态结构。
根据其组织构成，关节韧带主要有胶原纤维和弹性纤维两类。
胶原纤维是主要的结构成分，能够提供韧带的强度和稳定性，而弹性纤维则赋予韧带一定的弹性和可塑性。
根据其形态结构，关节韧带一般分为带状韧带和囊状韧带两种。
带状韧带是在关节的外围形成的相对较狭窄的带状结构，能够限制关节的前后、内外和旋转运动。
囊状韧带则是形成在关节腔内的囊状结构，能够限制关节的外张和内翻运动。
解剖学研究通过对韧带的显微观察和组织学分析，揭示了韧带的内部结构和细胞组成，并对韧带的功能起到了重要指导作用。
关节韧带的生物力学特性主要包括韧带的力学行为和力学特性。
韧带的力学行为包括刚性、弹性和塑性三种状态。
刚性状态是指韧带在外力作用下不发生形变的状态，主要依赖于胶原纤维的作用。
弹性状态是指韧带在外力作用下发生一定程度的形变后能够恢复到初始状态的状态，主要依赖于弹性纤维的作用。
塑性状态是指韧带在外力作用下形变过大时，会发生不可逆的形变，可能导致韧带损伤或断裂。
力学特性是指韧带在外力作用下的应力-应变关系。
研究表明，关节韧带在不同部位和不同应力方向下的力学特性有所差异。
此外，韧带的力学特性还受到韧带形态结构和组织成分的影响。
生物力学研究通过应力测试和有限元模型等方法，对韧带的力学特性进行了深入分析，为韧带的功能和损伤机制提供了重要的信息。
综上所述，关节韧带的解剖学和生物力学特性研究对于理解关节功能和韧带损伤机制具有重要意义。
解剖学研究揭示了韧带的组织构成和形态结构，为韧带功能提供了基础性的认识；生物力学研究分析了韧带的力学行为和力学特性，为韧带功能和损伤机制提供了理论支持。
髋关节解剖及生物力学-hip
限制外展 外旋 限制过伸 内收
限制内旋
肌肉
髋 肌
（一）前群3块肌
阔筋膜张肌
腰大肌 腰小肌 髂肌
1．髂腰肌 腰大肌 髂肌 作用：使髋关节屈和旋外。 2．腰小肌 作用：紧张髂筋膜。 3．阔筋膜张肌 作用：使阔筋膜紧张并屈髋。
肌肉
（二）后群 臀肌，有7块
臀中肌 臀小肌 梨状肌 闭孔内肌 臀大肌 股方肌
（2）内收、外展：髋关节在额状面内绕矢状轴的运动。 范围：内收范围一般只有0°～45°，外展0°～45°。 测量方法：下肢向躯干正中线靠拢为内收，远离躯干正中 线为外展。
（3）内旋、外旋：髋关节在水平面内绕纵轴旋转。 范围：内旋、外旋范围分别为0°～45°，但旋外运动 大于旋内运动。 髋关节的内收和外旋运动有下列三种体位测量方法： A.髋膝伸直位：下肢伸直位，肢体（股骨）内旋或外旋 B.仰卧屈髋屈膝90°位：以股骨头为中心的股骨轴旋转 C.俯卧伸髋屈膝90°位：以股骨头为中心的轴向旋转
1．臀大肌 作用：使髋关节伸和旋外。 2．臀中肌 3．臀小肌 作用：使髋关节外展，前 部肌束能使髋关节旋内， 后部肌束则使髋关节旋外。 4．梨状肌 作用：使髋关节展和旋外。 5．闭孔内肌 6．股方肌 7．闭孔外肌 作用：使髋关节旋外。
肌肉
大腿肌
（一）前群 1．缝匠肌 作用：屈髋和屈膝关节，并使已 屈的膝关节旋内。 2．股四头肌 四个头：股直肌、股内侧肌、股 外侧肌和股中间肌。 作用：是膝关节强有力的伸肌， 股直肌还可屈髋关节。
坐骨神经走 形于髋关节 后侧
③ 内部负压增加：以上结构可使髋关节内部负压增 加。有实验表明即使去掉髋周肌、关节囊，将股 骨头拔开还需22kg的力。因此在大气压下髋关节 在功能位时结构相当紧密。
膝关节解剖和生物力学Popo
• 膝关节置换侧副韧带功 能不全时，需要假体提 供额外的限制性以获得 内外侧的稳定。
Varus/ Valgus Knee 膝内翻和膝外翻
• 通过股骨头中点和踝关节中点可作一直线，正常膝关节中 点应通过此线或稍偏内 • 若膝关节中点太偏内，则为膝外翻 • 若膝关节中点太偏外，则为膝内翻
Flexion Mechanism 屈膝机制
与股骨滑车沟相关节
Anterior/ Posterior Cruciate Ligaments 前后交叉韧带
• 前交叉韧带阻止胫骨前移
• 后交叉韧带阻止胫骨后移
• 屈膝时后交叉韧带提供主要 稳定作用
Medial/ Lateral Collateral Ligaments 内外侧副韧带
• 伸直时紧张以提供内外 侧的稳定性，屈曲时松 弛允许胫骨的旋转 • 内宽外窄，内侧副韧带 较外侧副韧带更重要
• 伸直位：膝关节锁定，侧副韧带紧张，髌骨压力最低。
• 屈曲早期(小于30°)：膝关节解锁，胫骨相对股骨发生内旋， 股骨“Roll-Back”(内侧后移2mm, 外侧后移15mm), 内侧副韧带 松弛，髌骨压力增加，后交叉韧带紧张。 • 屈曲中后期：股骨在胫骨上均匀滚动
Thanks
The Femur 股骨
• 内外髁连线为通髁线，是膝关节的重要参照标志
• 前后髁间窝连线与通髁线垂直 • 股骨髁内大外小，正常人体后髁连线与通髁线约呈3°夹角
Thห้องสมุดไป่ตู้ Tibia 胫骨
The Tibia 胫骨
The Tibia 胫骨
• 内凹外凸，内侧提供稳定性，外侧提供活动度
• 平台后倾3-15度 • 髁间嵴提供半月板和前交叉韧带止点 • 髌韧带止于胫骨结节
髋关节解剖结构以及生物力学
Subchondral bone
The interaction between water & framework gives cartilage mechanical properties of stiffness & resilience.交换水及矿物质
髋关节解剖结构以及生物力学
髋关节的关节囊和韧带
髋关节解剖结构以及生物力学
髋关节的关节囊和韧带
（1）髂股韧带 位于关节前面，是人体强有力的韧 带之一，起于髂前下棘，向下呈“人”字形，经关节 囊前方止于转子间线。 作用：加强关节囊 限制大腿过伸（使其只能伸15°左右） 限制大腿内收 限制过伸引起的脱位 整复髋关节脱位时，利用此韧带作为支点
髋关节解剖结构以及生物力学
髋关节解剖结构以及生物力学
髋关节解剖结构以及生物力学
② 髋臼：由髂骨、坐骨和耻骨三部分组成。中央为 髋臼窝，内衬半月形软骨，其下缘由髋臼横韧带 连接，使它与股骨头紧密贴合。周围有关节唇， 使髋臼变深，以防脱位。髋臼朝前下外方，内下 方软骨缺如，形成髋臼切迹，这种解剖结构与股 骨头脱位后所处位置有一定关系。
髋关节解剖结构以及生物力学
股骨头、颈处骨小梁的排列方向明显遵循沃尔夫定 律：当压应力或张应力施加在骨骼上时，骨骼的骨小梁会 根据需要自行排列生长，以适应承重的需要。经常运动会 使得骨骼受力增加，使骨量增加，骨质坚硬；而长期不运 动、骨骼不受力，则力学
2.4膝关节生物力学运动学
（2）关节软骨
髌股关节软骨是人体中最厚的软骨。最大厚度可达7㎜。 髌股关节软骨厚度并非均匀一致，软骨最厚的部分位 于骨嵴处。60%位于髌骨的外侧关节面，分布于内侧者 约20%。关节面软骨厚度变化特点有助于增加髌股关节 面的适合性。
（3）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。
横韧带对半月板运动有限制作用。 内外侧半月板与胫骨及关节囊的附着 以及与半月板横韧带之间形成的环状 结构又限制了半月板有过度外移。
5．膝关节的韧带
（1）有关节囊外韧带和关节囊内韧带。即：髌韧带 （patellar ligament） 、腓侧副韧带（fibular collateral ligment）、胫侧副韧带（tibial collateral ligament）、腘 斜韧带(oblique popliteal ligament)、膝交叉韧带 （cruciate ligaments of knee）。 （2）众多韧带附着，以保证膝关节运动的稳定性。 （3）侧副韧带在膝关节完全伸直时被拉紧，关节只有 处于这种状态时才易损伤。当膝关节被猛烈外展时， 可导致胫侧副韧带部分或全部被撕裂，而过大的内收 力量则可以导致腓侧副韧带损伤。 （4）在严重的内收或外展损伤时，交叉韧带可以与侧 副韧带一起被撕断。前交叉韧带可以在膝关节猛烈过 伸或胫骨向前脱位时被撕断。后交叉韧带则在后脱位 时被撕断。假如两条交叉韧带都被撕断，膝关节就会 出现不正常的前后移动；如果仅仅是向前移动的范围 增大，表示前交叉韧带断裂或松弛，如向后移动的范 围增大，则表示后交叉韧带断裂或松弛。
肩关节生物力学模型和肩关节解剖的对应关系
肩关节生物力学模型和肩关节解剖的对应关系肩关节生物力学模型和肩关节解剖的对应关系肩关节被认为是人体最复杂的关节之一，它由骨、肌肉等组织构成。
肩关节起着人体上肢的支撑和运动功能，因此它的生物力学性质对于人体的日常活动和运动表现至关重要。
而理解肩关节生物力学模型和肩关节解剖的关系，则可以提高我们对于肩关节的认知和诊疗能力。
肩关节生物力学模型肩关节是由肩胛骨凹槽、肱骨头以及锁骨、肩胛骨和胸壁共同组成的。
肩关节生物力学模型是将人体肩关节的机械模型表示为一个连续体动力学模型，研究肩关节的动力学行为，如肩关节力学性能、关节角动量、关节负荷和韧带张力等。
肩关节生物力学模型模拟的是人体肩关节在各种活动中的机械行为，从而可以为医生诊疗提供更准确的数据。
肩关节解剖在肩关节的解剖结构中，肩胛骨是肩关节的重要组成部分，因为它承受了大部分的肩部运动。
肩胛骨上有一个肩胛骨凹槽，肱骨头与肩胛骨凹槽形成了肩关节，而肱骨头还与锁骨和胸壁相连接。
此外，肩关节还有一些韧带和肌肉组织，它们起到肩关节运动的重要支撑作用。
肩关节生物力学模型和肩关节解剖的对应关系肩关节生物力学模型和肩关节解剖之间的对应关系是很密切的。
首先，在肩关节解剖中肱骨头与肩胛骨凹槽之间的配合程度是非常严格的，因此在肩关节中进行耐力和力量训练时，重要的是保持肱骨和肩胛骨的高度协调的运动，以避免不良的力学应力。
其次，肩胛骨的角度和位置对于肩关节的运动有着很大的影响。
例如，当肩胛骨前倾并旋转时，肩关节可以向上滑动，这种肩胛骨的动作可以缓解肩关节上提综合征的不适。
因此，在肩关节运动时需要需要考虑这些因素。
再次，韧带和肌肉是固定肩关节的重要组成部分。
肩关节生物力学模型中的肩袖肌肉，包括冈上肌，肌肱二头肌、三角肌、肱三头肌等，可以起到肩胛骨和肱骨凹槽之间的平衡和稳定作用。
在肩关节解剖中，有一些韧带可以起到保护肩关节的作用，如肩袖中的冈上韧带和肱肩韧带。
最后，肩关节生物力学模型可以揭示肩关节的特定运动方向纵轴矢量或角度，这对于医生诊疗很有帮助。
关节的生物力学
软骨性连接
纤维性连接
• 动关节有：
• 滑膜连接（Synovial joints） • 动关节的两块骨之间会有腔隙。关节面会有关节软骨。整 个关节在外形上是一个关节囊.它由 • 外面的纤维膜 Membrana fibrosa （致密结缔组织） • 内面的滑膜 Membrana synovialis (一类似表皮组织的 结缔组织） • 关节韧带启动加固关节的作用。关节韧带分为囊外韧带和 囊内韧带两种。后者会部分过渡成为滑膜。 • 关节囊内有腔隙关节腔。内有粘性液体填充，称为滑液， 它是滑液膜的分泌物。
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自由度2 Flexion（弯曲） 120–140 Extension （伸展）0 Medial rotation （内旋）30 Lateral rotation （外旋）40 当身体有大的冲击时，如起跳，爬行，膝关节承 受的压力是身体的数倍。但是膝盖周边复杂的骨 和韧带加上肌肉都能很好的动态调节，时刻维持 着其稳定性。
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自由度 3 Flexion（弯曲） 90–120 Extension（伸展） 10–20 Abduction（外展） 30–45 Medial rotation（旋内） 30–40 Lateral rotation（旋外） 60 Circumduction Complete 在单脚站立的时候，髋关节承受3倍体重（BW） 的力量。大步行走或者跑步时，可能会增加到体 重的6倍左右
球窝关节
枢纽关节
车轴关节
椭球关节
鞍形关节
关节动力学
• 简单的说就是关节受到的力及其运动情况。但实 际运动过程中各个组织的受力，运动，变化又是 很复杂的。
数据分析
• 数据收集
髋关节的解剖己生物力学
假体设计－骨水泥柄
假体形态－非骨水泥
A:干骺端填充 B: 单楔形 C: 锥形 D: 广泛表面微孔
A
B
C
D
表面涂层－非骨水泥
A:粗糙钛表面
B:钴铬合金珠粒表面 C:钛丝网 D:钛匀浆喷涂 E:粗糙钛基质羟基磷
灰石表面
假体设计和固定选择
年龄，活动量和骨质量 以前有放疗史 骨形态学 (Dorr 分类)
解剖轴和颈干轴之间的夹角大于正常值 颈干角 > 145o
轴 和-角-- 内翻和外翻
用来指示假体在髓腔内放置的角度 如果假体被放置于正常解剖角 125o - 140o 之间, 则为中立位 如果假体安放角度小于120o, 则称 之为内翻位 如果假体安放角度大于145o, 则称 之为外翻位
轴和角 --- 内翻和外翻
髋关节生物力学
轴 和 角 --- 轴
髋关节轴线
垂直轴
垂直于地面并穿过人体中心的直线
机械轴
穿过股骨远端两髁中点到股骨头中点间的连线 相对垂直轴线有 3o 倾斜
股骨解剖轴
穿过股骨轴线的直线 相对垂直轴线有 9o 倾斜
股骨颈干轴
穿过股骨头中点和股骨颈中线的直线
横向轴
平行于地面,穿过股骨头中点的直线
轴 和 角 --- 角
手术跟台
戴手套 双手前举放置于胸前（高不过肩、低不过腰
线），由台下护士将无菌手套纸袋撕开递到面 前，用一只手的拇指和食指捏住手套口翻下的 部位取出手套，先伸进一只手，并将手套拉上 盖住手术衣的袖口
手术跟台
然后用已戴上手套的手将四指并拢插入 另一只手套的翻下处，将另一只手伸入手套 内后拉住手套口向上盖住手术衣的袖口。
假体设计和固定选择
骨、关节、肌肉的生物力学
骨、关节、肌肉的生物力学第一节骨的生物力学人体共有206块骨，其功能是对人体起支持、运动和保护的作用。
骨的外部形态和内部结构不论是从解剖学还是生物力学的角度来看，都是十分复杂的。
这种复杂性是由骨的功能适应性所决定的。
骨的功能适应性，是指对所担负工作的适应能力。
从力学观点来看，骨是理想的等强度优化结构。
它不仅在一些不变的外力环境下能表现出承受负荷（力）的优越性，而且在外力条件发生变化时，能通过内部调整，以有利的新的结构的形式来适应新的外部环境。
一、骨的生物力学特征（一）骨对外力作用的反应1．骨对简单（单纯）外力作用的反应（1）拉伸：拉伸载荷是自骨的表面向外施加相等而反向的载荷，在骨内部产生拉应力和拉应变。
例，单杠悬垂时上肢骨的受力。
（2）压缩：压缩载荷为加于骨表面的向内而反向的载荷，在骨内部产生压应力和压应变。
例，举重举起后上肢和下肢骨的受力。
（3）弯曲：使骨沿其轴线发生弯曲的载荷称为弯曲载荷。
在弯曲负荷下，骨骼内不同时产生拉应力（凸侧）和压应力（凹侧）。
在最外侧，拉应力和压应力最大，向内逐渐减小，在应力为零的交界处会出现一个不受力作用的“中性轴“。
例，负重弯举（杠铃）时前臂的受力。
（4）剪切：标准的剪切载荷是一对大小相等，方向相反，作用线相距很近的力的作用，有使骨发生错动（剪切）的趋势（图3-1），在骨骼内部的剪切面产生剪应力。
例，人体运动小腿制动时，股骨髁在胫骨平台上的滑动产生剪应力。
（5）扭转：骨骼受到外力偶的作用而受到的载荷，在骨的内部产生剪应力。
例，掷铁饼出手时支撑腿的受力。
2．骨对复合（实际）外力作用的反应在人体运动中，受到纯粹的上述某一种载荷的情况很少见，大量出现的是复合载荷。
复合载荷即是同时受到上述两个或两个以上的载荷作用（分别以人行走和小跑时成人胫骨前内侧面的应力为例）。
（二）骨结构的生物力学特征骨的结构被广泛认为通过进化过程得到了最优化的设计：即在特定的载荷环境下得到重量最轻的结构。
肘关节应用解剖与生物力学(1)
2、静力稳定结构
➢ 2.1 内侧副韧带复合体 包括：前束、后束及横束
维持外翻稳定的主要结构（56%）
前束：对外翻应力的稳定性作用最大 肘关节从20°-120°屈曲，其纤维束 逐渐变紧张，长度平均增加18%
后束：对外翻应力的稳定性小 但能限制肘关节过度屈曲
横束：对关节稳定无明显作用
An K,Morrey BF（2000）.Biomechanics of the elbow.In :Morrey BF The elbow and its disorers,3rd edn.W.B.Saunders,Philadelphia,pp43-60.
前臂中立位划分桡骨小头为4个象限 前外象限---绿色 前内象限---蓝色 后外象限---紫色 后内象限---红色
尺骨切迹 后内
前外
骨量： 后内象限 > 后外象限 > 前内象限 > 前外象限 即桡骨小头前外侧骨量最低，可能是前外侧骨折最常见的原因之一
Haverstock JP.et al.Regional variations in radial head bone volume and density: implications for fracture patterns and fixation. J Shoulder Elbow Surg (2012) 21, 1669-1673
肘关节应用解剖及生物力学
曾浪清
珠海市人民医院---创伤骨科
肘关节
软组织
肱尺关节 肱桡关节 上尺桡关节
滑车关节 球窝关节
滑膜关节
静力稳定结构 动力稳定结构
内侧副韧带复合体 外侧副韧带复合体 关节囊
肘关节周围肌肉
1、骨
Berry M E.Elbow Disorders and Injuries. RADIOLOGIC TECHNOLOGY, July/August 2013, Volume 84, Number 6
髋关节的解剖生物力学
常用解剖学术语
内侧medialis和外侧liateralis : 是描述各部位与正中面相对距离的位置关系名词。
内internus和外externus : 是表示与空腔相互位置关系的名词。
四肢的近侧proximalis和远侧distalis : 四肢的近侧指距肢体根部近，远侧指距肢体根部远。
成 99o 角 有 6o 差异
轴和角 --- 内翻和外翻
颈干角在 125o 和 140o 之间 相对于正常颈干角存在变异
内翻
解剖轴和颈干轴之间的夹角小于正常值 颈干角 < 120o
外翻
解剖轴和颈干轴之间的夹角大于正常值 颈干角 > 145o
轴 和-角-- 内翻和外翻
用来指示假体在髓腔内放置的角度 如果假体被放置于正常解剖角
测量髋臼
测量股骨
股骨的测量 - 正位
股骨的测量 – 侧位
手术计划及手术技巧
全髋关节置换的术前计划 手术技巧和康复
手术计划及手术技巧
术前计划
术前计划
假体设计和固定的选择 髋臼假体的模板测量 股骨假体的模板测量 肢体不等长
假体设计和固定的选择
髋臼假体
– 骨水泥固定 – 非骨水泥固定
主要骨结构
股骨和骨盆共同组成髋关节
股骨头位于髋臼内
股骨近端有大小粗隆等骨性标志
髋关节正面观
股骨的远端是膝关节的一部分
髋骨
由三部分组成:
髂骨 – 组成髋骨的大部分 坐骨 – 组成髋骨的下部 耻骨 – 组成髋骨的前下部
髋骨的组成 – 前面观
髋臼
髋臼 – 侧面观
髋臼由三块髋骨构成(髂骨,坐骨, 耻骨)
膝关节解剖-生物力学和临床检查方法ppt课件 ppt课件
TT-FS (TA-GT)
股骨髁滑车-胫骨结节 水平距离
Goutallier D., Bernageau J. , Lecudonnec B. : RCO 1978
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TT-FS 测量
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Greetings from Geneva
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交叉韧带前面观
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交叉韧带后面观
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前交叉韧带
前交叉韧带使胫骨向前运动
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后交叉韧带
后交叉韧带使胫骨向后运动
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髌骨
2个面
• 人体内最厚的软骨，是膝关节的重要组成部分 • 股四头肌腱内的一块籽骨
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滑车
髌骨关节面是滑车样形态的镜像
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半月板在旋转中移动
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屈曲应力导致 向后角撕裂
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关节软骨
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软骨的成分
软骨细胞 : 占净重的5%
细胞外基质:
•水 • II 型胶原 • 蛋白多糖
10-20% 4-7%
65-80%
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股骨和胫骨软骨
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22
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23
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30
髌股关节
形态观: 肢体对齐, 髌骨的前后和旋转 髌骨的高度 滑车的深度 四头肌的长度
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31
四头肌的作用
重复伸展活动 机制（向心作用）=
• 肌腱损伤和附着点病理
过度使用制动功能（偏心作用）=
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锁扣机制：伸膝过程中胫骨相对
于股骨发生外旋，屈膝过程中胫 骨相对于股骨发生内旋 屈曲时股骨内髁平均后移2mm， 而同时外髁后移后移21mm，膝 关节的屈曲运动是一种滑动和滚 动的运动综合（交叉韧带作用）
膝关节生物力学
下肢力线：站立位前后位X线片上 股骨头中心到距骨顶中点的连线， 该轴线通过膝关节的中心，即股骨 机械轴 三条轴线：股骨机械轴，股骨解剖 轴，人体垂直轴 股骨机械轴与人体解剖轴有4° ~6° 的外翻夹角 股骨机械轴与人体垂直轴之间有3° 的夹角 股胫关节线与股骨机械轴之间有 87° 的夹角
关节解剖与生物力学
人工关节
1
2 3
髋关节解剖
髋关节生物力学
膝关节解剖
4
膝关节生物力学
髋关节
髋臼和股骨头组成的球窝关节
髋关节解剖
髋关节解剖
髋关节-前面观 髋关节-后面观
髋关节解剖
髋关节解剖
借助前柱和后柱的骨性支撑 结构，支撑和传递躯干和下 肢的力量
髋臼四分位-从髂前上棘到
髋臼中点划一条直线，从而 把髋臼分为前后两部分，在 髋臼中点部位画出上述直线 的垂直线，即把髋臼分为四 个区。 为何选择在后上方拧入固定 螺钉或钻入骨水泥孔？
阔筋膜张肌
髂嵴外唇前部， 髂前上棘外面
髂嵴外面，骶骨 背面 髂翼外面 骶骨前面外侧部 坐骨小切迹附近骨 面 闭孔膜内面及周围 骨面 坐骨小切迹附近骨 面 坐骨结节 髂翼外面 闭孔膜外骨面及
移行于髂胫束， 紧张髂胫束， 止于胫骨外侧 屈髋关节
臀肌粗隆，髂 胫束 股骨大转子 股骨大转子 股骨转子窝 股骨转子窝 股骨转子窝 股骨转自间嵴 股骨大转子 股骨转子窝
横过髂肌表面至髂前上棘内侧，继而在腹股沟韧带深面越过该韧带（肌腔 隙），离开髂窝进入股部。在髂前上棘下方约5-6CM处，穿出深筋膜，分 为前、后两支，前支较长，分布于大腿前外侧部的皮肤；后支分布于臀区外 侧皮肤。
髋关节生物力学
髋部运动 外展 内收 屈曲 伸展 内旋 外旋 最大活动范围 60° 30° 120° 30° 35° 45° 平地行走活动范围 5° 5° 30° 10° 5° 5° 功能肌肉 臀中肌、臀小肌、阔筋膜 张肌 大收肌、耻骨肌、短收肌、 长收肌、股薄肌 髂腰肌、股直肌、缝匠肌 臀大肌 臀中肌、臀小肌、阔筋膜 张肌 闭孔内肌、闭孔外肌
膝外翻
外侧副韧带-上起股骨外髁，止于腓骨茎突主要作用是限制膝内翻
膝关节解剖
膝关节生物力学
膝关节的稳定性： 关节面和半月板的形状提供了几何稳定性 膝关节周围的软组织提供了外在稳定性 韧带和关节囊提供了外在稳定性 人工关节植入后的稳定更多的依靠于关节周围结构，尤其是侧副韧带 的平衡
膝关节生物力学
大转子外移 髋臼内陷 股骨颈长度 颈干角
偏心距的改变
膝关节解剖
膝关节解剖
由股骨、胫骨、髌骨组成 包括三个关节：髌股关节、内侧胫股关节、外侧胫股关节 属于滑膜关节 提供行走、跑步时的负重
膝关节解剖
膝关节Hale Waihona Puke 剖股骨滑车-位于股骨远端前
部，其中央有一前后走向的 切迹将股骨远端分为内、外 两部分
髋关节生物力学
髋关节额状面上的平衡： 双腿站立：内收肌力和外
展肌力共同维持，每侧髋关 节承受其以上体重的1/2， 或全部体重的1/3 1.双侧内收张力=外展张力 立正 2.一侧内收张力>外展张力 稍息
单腿站立：同侧外展肌维
持骨盆的稳定.此时髋关节 所受合力约为体重的2.54.0倍
髋关节生物力学
外展肌和内收肌的解 决方式：
髋关节生物力学
髋关节依靠周围的解剖结构获得稳定 关节囊和关节韧带是维持关节稳定的最重要因素，防止脱位
髂股韧带-限制髋关节过伸和内旋 耻骨韧带-限制髋关节外展和外旋 坐骨韧带-屈曲时限制髋关节内旋和内收
髋臼唇增加了髋臼的有效深度（达40%），增加了对股骨头的覆盖， 从而增加了股骨头的稳定性
后髁轴线（pc）：内外两
侧股骨后髁的连线，此轴线 与髁上轴线有3° 夹角
膝关节解剖
胫骨平台呈由前向后逐渐下降的趋势，大概有3° -7° 的后倾角 胫骨平台中央有一前一后两个髁间嵴，其周围为交叉韧带和半月板的 附着处 外侧胫骨关节面的前1/3为逐渐上升的凹面，后2/3为逐渐下降的 凹面 内侧胫骨关节面呈碗形的凹面 胫骨关节面的结构使得膝关节可以在矢状面做屈曲运动，也可以再水 平面做旋转运动
增加髋臼深度，髋臼有效面积增加 40%
髋臼横韧带-弥补髋臼切迹，间
隙有股骨头韧带动脉通过
髋关节解剖
股骨-人体最长、强度最高，外上
走向内下，前弧弯形 长度：维持正常步态生物力学 强度：满足肌肉收缩和下肢承重
股骨头-球形，直径4-5cm，除
股骨头凹外都附有厚薄不一的透明 软骨；股骨头凹附有股骨头韧带； 头关节面与髋臼软骨密切对合，与 髋臼窝软组织相贴
股骨髁-位于股骨远端后部，
分为股骨内髁、股骨外髁； 股骨外髁弧度大于内髁且较 为突前，股骨内髁向后延伸
髁间窝-位于内外股骨后髁
之间，附着有交叉韧带
膝关节解剖
Whiteside线（前后轴 线）：股骨滑车最低点与髁
间窝中点的连线，可以作为 屈膝位股骨前后髁截骨的参 考轴线
髁上轴线（epi）：股骨外
上髁和内上髁的连线，此轴 线与AP轴线垂直
髋关节解剖
近半球形结构，开口向前、外、下， 大约有45° 的外展角和15° 的前倾 角
髋臼窝-附着股骨头韧带，无关节
软骨，填充纤维脂肪，在关节内压 增大或减小时，脂肪可被挤出或吸 收，维持关节内外压力平衡
月状面-半月形关节软骨，上部较
宽，前后较窄，股骨头和髋臼的主 要摩擦界面
髋臼唇- 髋臼周缘的纤维软骨，可
深层
臀小肌 闭孔外肌
髋关节解剖
髋关节解剖
髋关节解剖
旋股外侧动脉：多发自股深动脉，少数发自股动脉，外行与髂腰肌深面，缝匠肌和股直肌深面， 在髂腰肌外缘分位升支，横支和降支。其分支供应髋关节3个区域，即沿转子间线的股骨颈根 部，髋关节囊前部壁及股骨颈的囊内部。 旋股内侧动脉：多发自股深动脉，少数发自股动脉，内行于股血管后方。在髂腰肌前方分为深 支，升支和横支。深支在短收肌和闭孔外肌之间发出髋臼支。深支在小转子近侧分出3~4支 穿过关节囊附于股骨颈基底部，即为支持带动脉后下支。另有2~3支在靠近大转子处进入股 骨颈，为支持带动脉的后上支。 闭孔动脉：起自髂内动脉前干，脐动脉稍下方，沿盆侧壁前行，经闭膜管处闭孔，发出前后两 支。前支营养闭孔外肌，耻骨肌和股薄肌等。后支在髋臼切迹处发出髋臼支，并发一股骨头韧 带动脉。闭孔动脉前后支吻合形成动脉环，并与旋股内侧动脉吻合。 臀上动脉：为髂内动脉后干的终支，经梨状肌上孔出现于臀部，分为浅深两支。浅支至臀大肌 深面，分支营养该支。深支位于臀中肌深面，分上下两支。上支沿臀小肌上缘前进，止于近侧 关节囊。下支在臀中小肌之间外行，滋养改两肌。 臀下动脉：为髂内动脉前干发出，经梨状肌下孔至臀部，发出分支至臀大肌，向后发出两个主 支至髋关节深部结构。本干外行发出小支分布梨状肌，闭孔内肌，孑肌及臀中肌等直达大转子 后方。 第一穿动脉：是股深动脉发出相当大的分支，穿过大收肌上部，发出分支供应臀大肌和大收肌。 有一大得分支在臀大肌附着点以下沿股骨干上升，在股方肌下缘分支，一支至小转子后下面， 另一支至大转子后下面。
臀上神经
L4-S1
后群
浅层
臀大肌
后伸外旋大腿， 臀下神经及坐 防止躯干前倾 骨神经分支 外展大腿 外展外旋大腿 外旋大腿 外旋大腿 外旋大腿 外旋大腿 外展大腿 外旋大腿 臀上神经 骶丛肌支 同上 同上 同上 同上 同上 闭孔神经及骶
L5-S2
中层
臀中肌 梨状肌 上孖肌 闭孔内肌 下孖肌 股方肌
L4-S1 S1-2 L5~S2 L4~S2 L4~S1 L4~S1 L4-S1 L2-5
韧带-髂股韧带，耻骨韧带，坐骨
韧带，轮匝带，增强关节囊
髋关节解剖
髂股韧带-防止大腿过伸，维持人体站立姿势；限制大腿外展和旋外；屈曲内旋畸形 耻股韧带-限制大腿外展和旋外；内收畸形 坐股韧带-防止过伸，限制内收和旋内； 轮匝韧带-环形纤维，包绕股骨颈
髋关节解剖
髋关节解剖
髋关节解剖
肌群 前群 层次 名称 髂腰肌 起点 髂窝，腰椎体侧 面 止点 股骨小转子 作用 屈曲，外旋大 腿 神经支配 腰丛肌支 脊髓节段 L1-4
髋关节解剖
股神经 ：发自 L3--L4 ，主要来自趾骨肌、股四头肌、髋关节囊前方，腹
股沟深处，这是股骨头坏死腹股沟疼痛的原因; 这也是股骨头坏死臀部肌肉疼痛及萎缩的原因;
臀上神经 ： 发自L4、L5、S1 ，分布于关节囊的后上方的上部和外部， 闭孔神经：髋关节神经支配90%以上是闭孔神经，闭孔神经关节支为一纤
细支， 发自L3--L4 ，由本支穿过闭孔管是发出，穿过髋臼切迹进入髋关节。 另一分支支配膝关节，故患有髋关节疾病者常常感到膝关节疼痛，很容易产 生错觉;
坐骨神经 ：分布于关节囊的后面 ，支配下肢， 发自L4、L5、S1--S3 。 股外侧皮神经：发自L2、L3 ，自腰大肌外侧缘穿出后，向前外侧走行，
关节内压达到11.25Kg 股骨颈-和近端干骺端有15° -20°
的前倾角
大转子，小转子
髋关节解剖
髋关节解剖
髋关节解剖
股骨干-管状结构，内有骨髓充填，假体的选择取决于股骨近端髓腔的构型；股骨干中轴和股
骨颈中轴的角度即为颈干角 髋关节重建的目的是恢复正常的颈干角和偏心距
分类 正常髋关节
髋外翻 髋内翻
颈干角 115° -135°
>135° <115°
下肢长度变化 正常
下肢变长 下肢变短
偏心距变化 正常
减小 增大