关节解剖及生物力学

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
膝关节运动包括屈伸、收展、 及沿身体长轴的旋转
正常膝关节具有135° 屈曲和 5° -10° 的过伸活动范围 在完全伸直之前，膝关节具有 一定的旋转自由性，在屈膝 90° 时达到最大的40° -60° 膝关节屈曲是沿一个不断变化 的横轴进行的，是膝关节的几 何形态和韧带共同作用的结果
膝关节生物力学
膝关节解剖
半月板：唯一没有滑膜覆盖
的软组织，可分为“三面一 缘”，内侧为凹形的游离缘 外侧半月板-2/3环形 内侧半月板-半月形 作用-传导负荷，缓冲关节 面应力，加深胫骨平台关节 面，加强膝关节稳定性
膝关节解剖
膝关节解剖 交叉韧带：维持膝关节稳定最重要和最坚强的韧带结构
前交叉韧带-起于胫骨平台内侧髁间嵴前方，止于股骨外侧髁的后内侧面
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
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？
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
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
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
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
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
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
膝关节生物力学
髌股关节是参与膝关节屈伸 运动的重要结构 髌骨的作用是改变伸膝装置 的力臂，如果切除髌骨，伸 膝时肌力要增加 髌骨的受力：股四头肌的拉 力，髌腱的拉力，髌股关节 面的净压力
谢
谢！
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





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
Байду номын сангаас
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：
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，
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
膝关节解剖
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
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
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
髋关节解剖
股骨头韧带-长3-3.5cm，罩以
滑膜，内有股骨头韧带动脉，滋养 股骨头凹
关节囊-近端起自髋臼缘、髋臼横
韧带和髋臼唇外缘；远端，前面附 着于转子间线，后面附着于转子间 嵴内侧1.25cm处；上壁和前壁较 厚，后内壁和内下壁较薄，髂腰肌 腱下缺如，所以多发生内下方脱位 或后下方脱位
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
上；完全伸直时紧张，屈曲时松弛，主要作用是防止胫骨相对于股骨向前脱 位，以及过度伸直和过度旋转
后交叉韧带-膝关节内最强大的韧带结构，起于胫骨髁间嵴后方近胫骨骺
线处，止于股骨内侧髁的后外侧面；随着膝关节的屈曲而逐渐紧张，主要作 用是防止胫骨相对于股骨向后脱位，以及膝关节的过度屈曲
侧副韧带：
内侧副韧带-上起股骨内髁，向下、向前止于胫骨内侧，主要作用是限制
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