膝关节生物力学简讲
膝关节生物力学
膝关节生物力学膝关节是人体最大、最复杂的关节。
为膝关节提供结构稳定性的关节囊和韧带特别容易受到大力矩的伤害，这些力矩可以通过作用在下肢长杠杆臂上的力产生，因此膝关节不灵活也就不足为奇了。
最常受伤的关节之一。
膝关节损伤，例如ACL 断裂，可能导致严重残疾，因为这种损伤可能会改变正常的膝关节生物力学，从而改变运动。
膝关节生物力学知识为理解损伤和关节疾病提供了重要的框架。
膝关节可能看起来像一个简单的铰链关节，屈伸旋转是股骨和胫骨之间唯一的明显运动。
然而，膝关节的运动特性很复杂，需要完整的6 个自由度（三个平移和三个旋转）才能完整地描述耦合或同时发生的关节运动膝关节旋转和平移的坐标系屈伸旋转围绕固定的股骨轴。
内-外旋转围绕固定的胫骨轴。
外展-内收是关于垂直于股骨轴和胫骨轴的轴。
关节平移沿三个坐标轴中的每一个发生。
十字连杆模型。
该模型包括两个交叉条，代表前交叉韧带和后交叉韧带（ACL、PCL）。
剩下的两个条形代表韧带的胫骨和股骨附着点。
IC，关节旋转的瞬时中心。
膝关节韧带的主要功能是稳定膝关节，控制正常的运动学，并防止可能损坏关节面的异常位移和旋转。
韧带是最重要的静态稳定器，主要由 I 型胶原蛋白组成，该成分可抵抗沿韧带长度产生的拉伸载荷；胫骨相对于股骨的内旋。
内旋使股骨髁骑在胫骨上，在十字韧带中产生张力并在关节表面产生压缩力。
C，胫股关节面之间产生的压力；T，沿前交叉韧带发展的拉伸载荷。
十字韧带作为膝关节的被动稳定具有多种功能。
十字韧带通过正常的生物力学引导膝关节，如四连杆模型所示。
前交叉韧带和后交叉韧带是胫骨相对于股骨的相应前后平移的主要约束，并且在负重屈曲过程中具有相互关系。
伴随相应的前后剪切载荷发生的胫骨内外旋转耦合部分由十字韧带控制，应被视为临床检查的一个重要方面。
此外，十字韧带作为膝关节内翻-外翻运动的辅助约束。
半月板半月板损伤被认为是运动员最常见的损伤。
半月板最初被认为是对胫股关节没有显着功能的退化结构。
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。
《膝关节肌骨系统生物力学分析》范文
《膝关节肌骨系统生物力学分析》篇一一、引言膝关节是人体内最为复杂且重要的关节之一，承担着身体重量、保持平衡和运动功能的重要任务。
而膝关节的稳定性和运动功能则依赖于其肌骨系统的协同作用。
因此，对膝关节肌骨系统的生物力学分析对于理解其功能、预防和治疗相关疾病具有重要意义。
本文旨在通过对膝关节肌骨系统的生物力学分析，探讨其结构、功能和影响因素，为相关疾病的预防和治疗提供理论依据。
二、膝关节肌骨系统的结构膝关节的肌骨系统主要包括骨骼、肌肉、肌腱和韧带等结构。
其中，骨骼由股骨、胫骨和髌骨等组成，形成了膝关节的骨架；肌肉则包括大腿的前部肌肉（如股四头肌）和小腿的后部肌肉（如腓肠肌）等，负责产生关节运动的力量；肌腱和韧带则连接肌肉和骨骼，维持关节的稳定性和运动协调。
三、膝关节肌骨系统的生物力学分析1. 肌肉力量与关节运动肌肉是产生关节运动的主要力量来源。
在膝关节的运动中，肌肉的收缩和松弛会产生力量，使膝关节产生屈曲和伸展等运动。
例如，股四头肌的收缩可以产生膝关节的伸展运动，而腓肠肌的收缩则可以产生膝关节的屈曲运动。
此外，肌肉的力量还受到神经系统的调节和荷尔蒙的影响。
2. 骨骼的力学特性骨骼是膝关节的主要支撑结构，具有承受重量、传递力量和维持关节稳定性的作用。
骨骼的力学特性包括弹性、塑性和强度等，这些特性决定了骨骼在受到外力作用时的反应。
例如，在膝关节的运动中，骨骼的弹性可以吸收部分能量，减轻关节的冲击。
3. 肌腱和韧带的稳定作用肌腱和韧带是连接肌肉和骨骼的结构，具有维持关节稳定性和运动协调的作用。
它们通过限制关节的运动范围和提供支撑力量来保护关节免受损伤。
例如，前交叉韧带可以防止股骨过度向前移动，后交叉韧带则可以防止胫骨过度向后移动。
四、影响因素及疾病预防1. 年龄因素：随着年龄的增长，肌肉力量和骨骼密度会逐渐降低，影响膝关节的稳定性和运动功能。
因此，老年人需要特别关注膝关节的保护和锻炼。
2. 运动损伤：过度的运动或不当的运动方式可能导致膝关节的损伤，如骨折、肌肉拉伤等。
《膝关节肌骨系统生物力学分析》
《膝关节肌骨系统生物力学分析》篇一一、引言膝关节是人体最重要的承重关节之一，负责维持下肢的运动平衡。
随着生活水平的提高和运动习惯的改变，膝关节损伤问题日益突出，这要求我们更深入地理解其生物力学特性。
本文将详细分析膝关节肌骨系统的生物力学结构，以及其工作机制与运动功能的关联性。
二、膝关节的解剖结构膝关节主要由股骨、胫骨、髌骨及相关的韧带、软骨和肌肉等构成。
这些骨骼、软组织结构形成了复杂的生物力学系统，支撑并协助下肢运动。
其中，股四头肌和腘绳肌等肌肉的收缩和舒张，对维持膝关节的稳定性和运动功能至关重要。
三、膝关节肌骨系统的生物力学分析1. 肌肉的生物力学特性膝关节的肌肉主要分为伸肌和屈肌两类。
伸肌主要是股四头肌，而屈肌包括腘绳肌等。
这些肌肉的收缩力及运动模式，直接影响到膝关节的稳定性和运动范围。
当肌肉收缩时，能产生较大的关节扭矩，推动膝关节运动。
此外，肌肉的力量分布及运动协调性对于保持关节稳定性也至关重要。
2. 韧带与软骨的生物力学作用韧带是连接骨骼的重要结构，如膝部的内外侧副韧带、前后交叉韧带等。
它们在维持膝关节稳定性方面起着重要作用。
软骨则能减少关节摩擦，保护关节面免受磨损。
韧带和软骨的生物力学特性对膝关节的功能起着决定性作用。
当这些结构受损时，会直接影响到膝关节的生物力学平衡和功能发挥。
3. 骨组织的生物力学特点股骨、胫骨等骨组织在膝关节运动中起到支撑和传导力量的作用。
骨组织的生物力学特性决定了其在不同运动状态下的应力分布和承受能力。
在膝关节运动过程中，骨组织需要承受来自肌肉收缩和韧带牵拉产生的各种力量，保持关节的稳定性和灵活性。
四、膝关节肌骨系统生物力学的应用1. 运动康复了解膝关节肌骨系统的生物力学特性对于运动康复具有重要意义。
通过分析患者的肌肉力量、关节稳定性及运动协调性等生物力学参数，可以制定针对性的康复方案，帮助患者恢复关节功能。
2. 运动损伤预防与治疗通过分析膝关节的运动机制和生物力学特性，可以预防和治疗因肌肉、韧带、软骨或骨组织损伤引起的运动障碍。
骨科基础不得不看的膝关节生物力学
骨科基础不得不看的膝关节生物力学文 | 小凤仙来源：骨今中外膝关节传递载荷，参与运动，吸收震动，承受压力，为小腿活动提供力偶。
膝关节是两个相互独立且相互抵消的统一：•要求膝关节在承受体重和有关杠杆力的作用情况下，在全伸展位时有较大的稳定性。
•要求在一定程度的屈曲下具有很大的活动性，为了跑动以及足对不平整地面的适应。
膝关节的轴1. 力学轴：从股骨头中心到踝踝骨中心的连线，在髁间结节穿过膝，使髋、膝、踝三关节中心的轴，偏离垂直方向约3o。
2. 解剖轴：为贯穿股骨干的直线，由近端向远端偏离力学轴约6 o，而髌骨解剖轴与下肢力学轴一致，二轴与膝关节相交时形成170o～175o的钝角，称为膝部的生理外翻角，正常时地心引力经过膝关节中心，重量均分在膝关节内侧和外侧的结构上。
单足站立膝关节静力学分析单足站立时，重力线与负重肢的负重线（在膝以下与下肢力学轴重合）落在膝关节上的一个接触点上，膝关节外侧力与重力平衡，关节重力为二者合力的结果。
此时，作为臀大肌和阔筋膜张肌的肌腱增厚愈合而成的髂胫束起到重要的承重作用，它使髋关节外展，膝关节伸直，在额状面上为主要对抗重力的因素。
胫股关节的静力学分析例：登楼梯时一腿上举，采用分离体法来估算另一负重腿胫股关节上关节反力的最小值。
把小腿作为分离体与身体其它部分分开，画出爬梯状态下的分离体图。
从作用在分离体上所有的力中，定出三个主要共面力，即：①地面反力（W与体重相等）。
②股四头肌通过髌腱施加的拉力（P）。
③胫骨平台上的关节反力（J即体重加肌作用力的反力）。
1. 因为下肢处于平衡状态，故所有三个力的作用线必相交于一点。
由于小腿处于平衡，加上关节反力J时，三角形必须闭合。
在这个例子中，髌腱力（P）是体重的3.2倍，关节反力（J）为体重的4.1倍。
可以看出，主要肌力对于关节反力值的影响远远大于由体重产生的地面反力。
2. 因为下肢处于平衡状态，力矩和必须为零（ΣM=0）。
在这个例子中，逆时针方向的力矩被定义为正，则：W×a-P×b=0，W×a=P×b。
膝关节的生物力学特点
膝关节的生物力学特点
膝关节是人体关节中最大的单关节，具有较强的生物力学特点，其角度变化十分大，
可以发挥出优秀的功能。
它由三块独立的骨头、四个软骨的滑膜和四个韧带组成，是非常
复杂的结构，需要强大的支撑力和协调能力。
膝关节的角度变化主要受韧带和肌腱的结构及肌肉力量的影响，其可以在 0 到 135
度之间进行活动，肯定角度不同，膝关节的支撑力会有所变化，在 0 度时其支撑力最强，可上达 600N，大约占到了体重的一半，随着膝关节角度不断增大，支撑力会减弱，在
120 度处可达 300N，而大约在 135 度处支撑力便会渐渐减少，膝关节活动抵抗力相较于
膝关节支撑力来说，是一种较大的力量。
膝关节可以承受外界力的椎量，不被外界力所扰动。
膝关节在受力时，所传递的力经由四个面向骨头的面之间的韧带和软骨，再经由关节
壁向关节中心传递，因此可以保护到骨头之间的部分，有效的保护骨头的安全。
但是在集
中的力作用下，滑膜也可能面临损伤，形成软骨病变，从而影响到膝关节的功能。
此外，
膝关节中的韧带有着极大的弹性，它们上有高强度神经纤维组织，可以极速的收缩，它们
构成了一个良好的稳定系统，可以有效的应付受力的膝关节。
以上就是关于膝关节生物力学特点的概述，它具有承载大量力的能力，具有强大的力
学耐受力、活动抵抗力，并受到弹性韧带的补充，肌肉的协调力及软骨的特性，膝关节特
点众多，在健康的情况下，可以保持全面的功能。
在受伤后，我们应该重视治疗，并重视
预防，以免受伤时出现问题。
只有保持膝关节的健康，才能让我们发挥出最佳的功效。
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。
膝关节解剖和生物力学
胫骨
胫骨平台 平台内侧髁: 凹面 平台外侧髁: 平面或凸面 内侧>外侧 平台内侧髁软骨较厚1* Nhomakorabea 半月板
胫骨平台内外侧上纤维软骨盘 相互连接并周围关节囊相连 外侧活动度较大
*
半月板功能
稳定 增加股骨和平台的一致性 传到负荷“避震器” 移动性 减少摩擦 适度的移动避免损伤
*
韧带
髌腱和股四头肌腱 传送股四头肌力量 内外侧副韧带 内-外侧稳定 十字韧带 前-后 稳定 内-外 稳定 旋转 周围肌肉
*
膝关节内外侧稳定结构
外侧稳定结构 外侧侧副韧带 外侧关节囊 前后交叉韧带 腘肌腱 髂胫束
内侧稳定结构 内侧侧副韧带 内侧关节囊 前后交叉韧带 半膜肌 鹅足
内侧副韧带——维持内侧稳定的最主要因素 前部－屈曲位稳定 后部－伸直位稳定
内侧稳定结构
鹅足、半膜肌腱、关节囊
屈曲位平行于关节面
鹅足
半膜肌腱
伸直位稳定
内侧稳定结构
屈、伸双重稳定作用 腘肌腱－屈曲稳定为主 外侧副韧带－伸直稳定为主
伸直位稳定 髂胫束 后外侧关节囊
外侧稳定结构
膝关节稳定装置
In Flexion Than in Extension
E.Grood, F. Noyes, D. Butler, W.Suntay J. Bone and Joint Surg.,63A,1257-1269, Oct. 1981
*
*
膝关节内侧结构
外层 下肢深筋膜 中层 内侧副韧带浅层 半膜肌、股薄肌 深层 关节囊、内侧副韧带深层
*
膝关节外侧结构
外层 髂胫束、二头肌、深筋膜 中层 前侧－外侧支持带 后侧－髌股支持带 深层 外侧副韧带、腓肠豆腓骨韧带 arcuate韧带、腘肌腱
膝关节生物力学ppt课件
屈曲+外旋 伸展+内旋
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膝关节活动总结 伸屈与旋转
股骨运动
滚动
膝屈曲 后滚
胫骨运动
滚动
前滚
旋转
外旋
旋转
内旋
膝伸展
前滚
内旋
后滚
外旋
39
内侧股骨髁位移
40
外侧股骨髁位移
41
胫骨平台的解剖
内侧平台 凹陷 前端有隆起 向后变平坦 外侧平台 凸起 对股骨髁前后向活动无限制
因无法照顾到这一复杂的活动，是加速 高限制性全膝关节假体失败的主要原因。 特别是在高限制性的早期“铰链膝”，后 者仅有伸屈一个方向上的活动
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膝关节的运动 膝关节活动
三根轴 六个方向
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膝关节活动
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膝关节活动范围 膝关节的活动范围自过伸0-20度至屈曲 125-165度。
功能性膝关节的活动范围约是0-115度。 正常步态时需要的膝关节活动范围是070度。
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胫骨内外侧平台差异的意义 关节的形合度
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关节的形合度
在生理性膝关节，半月板增加了股 骨髁与胫骨平台之间的形合。
形合程度的增加也就增加了分担负 荷的关节面表面积，从而减少了特定 某一点的负荷。因此，半月板切除后 ，关节软骨某些部位上承受的负荷会 增加高达400%。
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关节的形合度
在正常膝关节的0-120度屈曲中： 内侧半月板的飘移可达5 mm， 外侧半月板的飘移则达11 mm。
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膝关节活动范围
活 动 大约需要的屈曲角度
0-67 0-83 0-90
步行 上楼梯 下楼梯
从站立位坐下
穿鞋 提起重物
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原因 股骨髁的原始位置太过靠后 矢状面形合度低 所有作用在胫骨上的力量都 使其向后
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TKA术后生物力学的调节
股四头肌力量
TKR术中可调节力臂，以 增加或减少所需的股四头肌 力量 滑车沟矢状面的形状影响 了股四头肌力量 髌骨形状影响了股四头肌 力量
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髌骨周围作用组织
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Q角的存在使髌骨总有向外脱位的趋势
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Q角的变化可改变髌骨轨迹
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低位髌骨与高位髌骨
Patella alta：高位髌骨 Patella baja：低位髌骨 TKA后低位髌骨较为常见，特别是之前 有高位胫骨截骨者。
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髌骨高度的测量
Insall-Salvati指数：髌韧带长度/髌骨高度 正常=1.0 高位髌骨>1.2 低位髌骨<0.8 Blumensaat’s 线：屈膝30度时，髌骨下极应 该在髁间窝线上。
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股骨髁的后滚 在生理性膝关节，股骨髁的后滚是由 四边框架系统来调整的。
ACL和PCL是这一系统中的韧带连接 部分，而其在胫骨与股骨止点之间的骨 质是这一系统中的另外两边。
整个膝关节的瞬间旋转中心位于ACL 与PCL的交叉处
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ACL/PCL 四边框架
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膝关节的滚动和滑动 股骨髁的后滚
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胫骨平台后倾
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TKA中重要的画线
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TKA中重要的画线
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关节的形合度
与髋关节不同，膝关节两相对骨面 形合度较差。因此，软组织结构在维 持关节稳定中起到了至关重要的作用
术者了解正常的下肢对线、作用于 膝关节上的外力和膝关节运动的限制 结构等都是必须的
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（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。
（2）半月板运动的影响因素
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。
髌股关节的功能解剖
（1）髌骨
髌骨为膝提供两个重要的生物力学功能：它在整个运动范 围内借延长股四头肌力臂帮助膝伸直；并以增加髌骨与股 骨间的接触面来改善股骨上的压力分布。
膝关节的生物力学
马的膝关节向前还是向后？
膝关节在哪？
膝关节的功能解剖
在膝关节，弯曲常伴有一个微小而显著的转动， 但是因为来自关节周围强有力的滑囊、韧带和肌 的作用，它又有特殊的稳定性。膝关节周围的韧 带只在紧张状态下加载，对关节起到被动支持作 用。膝关节周围的肌也是在紧张状态下加载时对 关节起到积极的支持作用。膝关节周围的骨起到 支持作用，并且对抗压力载荷的作用。因此膝关 节的功能稳定性来源于韧带的被动收缩，关节几 何结构，肌的主动用力以及骨的承重作用。
膝关节生物力学
髌骨作用： 帮助伸膝 延长股四头肌杠杆 增大接触面，分散对股骨的压力 保护髌骨腱，预防摩擦
屈膝角度变化，髌骨在股骨上滑动
髌骨在股骨上的滑动路径
屈曲到伸直，髌骨与股骨的接触面
股四头肌活动与蹲位深度以及髌骨关节内压力的关系
内侧副韧带 强壮的浅层和深层以及半膜肌紧密的相连（在屈曲 是可以帮助将内侧半月板向后拉），深层较弱，也 和内侧半月板相连，对抗膝关节外翻好小腿外旋
严重的下肢力线紊乱会导致髌股关节综合 征或不稳，有时亦被称为严重的骨骼排列 紊乱综合征
手法治疗
• 关节角度受限 • 侧副韧带损伤 • 前后交叉韧带裂伤 • 关节囊纤维化 • 膝部股四头肌腱炎 膝部腘绳肌腱炎 • 膝关节炎 • 滑膜皱襞综合征 髂胫束综合征 • 滑囊炎 • 髌骨轨迹紊乱（髌股关节功能紊乱） • 髌骨软化 • 半月板功能障碍和损伤 • 隐神经、腓总神经嵌压
弓状复合体：由腘弓状韧带、外侧副韧带、腘肌极 其肌腱构成，控制后外侧稳定
后斜韧带：膝关节内侧囊的后1/3相对较厚，起自内 收肌结节附件，融合入半膜肌肌腱走形到邻近的 后侧囊，功能上被描述成独立的节后叫后内侧囊。
前交叉韧带
负重时限制胫骨前移，伸膝时稳定膝关节，限 制膝关节过伸，限制膝关节过度内旋，可辅助限 制膝关节内外翻，链接腘绳，伸膝时紧张、屈膝 时松弛
强化膝关节囊的韧带、筋膜、肌肉
体格检查-手法操作
病例：左侧胫骨平台粉碎性骨折伴腘动脉损伤
查体： ROM （髌骨） 肌力（股内侧肌，围径） 膝关节疼痛的检查 韧带 半月板 力线
双侧对比：腿的长轴是否有弯曲或旋转
膝内是否有积液 浮髌试验、波动试验
总结： 膝关节肿胀 膝部周围局限性肿块 股四头肌是否有萎缩 膝关节畸形 Q角
膝关节的生物力学
膝关节的生物力学膝关节是人体最大的关节之一，也是人体最常见的受伤关节之一。
了解膝关节的生物力学对于预防和治疗与膝关节有关的疾病和损伤非常重要。
本文将从结构、功能和力学特性等方面来探讨膝关节的生物力学。
1.结构膝关节由股骨、胫骨和髌骨组成。
股骨上有两个髁，内侧为内髁，外侧为外髁。
髌骨位于股腿两骨之间，与髁骨形成三骨之间的接触面。
除了这三个主要的骨骼组成部分外，膝关节周围还有肌肉、韧带、滑膜等结构。
2.功能膝关节具有运动和支持身体重量的功能。
它不仅可以使人体完成屈曲和伸展运动，还可以旋转和扭转。
膝关节独特的结构和功能使得人体可以进行跑步、跳跃、转身等各种活动。
3.力学特性膝关节在运动中受到多方面的力学作用。
其中最常见的是压力、摩擦和剪切力。
3.1压力在站立和行走时，膝关节承受着来自身体重量的压力。
当人体行走时，膝关节的压力分布是不均匀的，主要集中在内髁和外髁的前缘。
3.2摩擦膝关节的关节软骨充当了减少关节表面摩擦的缓冲器的作用。
这些软骨层减少了骨头之间的直接接触，并通过润滑液进行润滑，以减少关节的摩擦。
3.3剪切力在旋转和扭转运动中，额外的剪切力会作用于膝关节。
这些剪切力可能会导致关节损伤，如韧带撕裂或骨折。
4.运动和稳定性膝关节的生物力学研究还关注其运动和稳定性。
膝关节的运动主要包括屈曲、伸展和微小的旋转。
这些运动是由韧带和肌肉的协同作用来控制的。
4.1韧带膝关节的稳定性主要由四个主要的韧带来提供支持：前交叉韧带、后交叉韧带、内侧副韧带和外侧副韧带。
这些韧带主要限制膝关节的过度扭转和伸展。
4.2肌肉季节相关肌肉是膝关节稳定性的关键因素。
股四头肌、半腱肌、半膜肌和腓肠肌等肌肉协同工作，支持膝关节的运动和稳定性。
股四头肌是最关键的肌群，它不仅通过屈曲和伸展运动来支持膝关节，还可以通过均衡压力来维持膝关节稳定。
综上所述，膝关节的生物力学是由其结构、功能和力学特性所决定的。
了解膝关节的生物力学有助于预防和治疗与膝关节有关的疾病和损伤。
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简稿----膝关节外科的基础和临床缘于膝关节病的高发和普遍性，以及越来越年轻化的趋势，使得临床越来越重视和进一步研究膝关节病。
那么，要想准确无误的诊断和辨别本病是骨骼、肌肉、韧带、半月板、滑膜等具体部位病变，首先需要掌握的是膝关节的解剖结构、基本运动和运动特点。
在此基础上再阐述一下膝关节的常见病，其病因、症状、体征、特殊和辅助检查等，从而完成常见膝关节病的诊疗工作。
具体内容如下：第一：滑膜关节生理运动功能的形态学基础一、概述：膝关节属于滑膜关节，滑膜关节是骨连接的最高级分化形式，主要结构为：1、骨端关节面2、关节面上的关节软骨3、关节囊4、密闭的关节腔（少量积液）。
为了适应某些关节的运动机能，可有：1、韧带2、关节盘3、关节窝周缘的关节唇。
膝关节属于屈戌关节，主要作屈伸运动。
在半屈时，小腿可做旋转运动。
二、关节囊：呈袋状，附于关节面周缘的骨面，并于骨膜融合延续，它包围关节，使之与邻近结构分开。
关节囊分两层：内层为滑膜，外层为纤维层。
1、滑膜：内表面光滑发亮，长向关节腔突起形成滑膜皱襞和绒毛。
多数绒毛小而纤细，因年龄和部位的不同，其数量、大小也不同，或因受伤及刺激绒毛增多增粗。
滑膜组成：a)、被衬层：邻近关节腔，为滑膜内膜。
约1-4层。
b）、基底层:称滑膜下组织或内膜下组织，外表面并入关节囊纤维层中。
（不同关节或不同部位，其组织可有不同，但有丰富的血管及淋巴管，随着年龄的增大，血管可程玻璃样变性，正常情况下，小血管可以破裂，释放少量红细胞到关节腔，就是正常关节滑液中可能有少量红细胞的原因。
其无神经末梢，但有血管外膜的自主神经纤维）滑膜类型：a)、纤维性滑膜：监狱承受压力或覆盖于韧带、肌腱上的滑膜（此类型滑膜下组织可有成群的胶原纤维）b)、网隙型滑膜：见于可在关节囊被衬层的纤维部分上自由移动的滑膜（此类型滑膜下组织有少量胶原纤维和丰富的纤维间组织）c)、脂肪型滑膜：覆盖于关节内脂肪垫上（此类型滑膜下组织主含脂肪组织）d)、中间类型：纤维网隙型、网隙脂肪型滑膜功能：a)制造和调节滑液---滑液的分泌作用，位于关节腔内（即结缔组织间隙内）毛细血管紧靠关节腔，因此，就含有少量渗出液。
还有滑膜细胞分泌的高粘度的透明质酸。
（白蛋白及低分子蛋白质容易通过滑膜，在滑液渗透压中起重要作用）。
滑膜是血循环和滑液间的双侧屏障。
b)、从关节腔排除滑液和碎屑---滑膜的吞噬作用（滑膜右吸收作用，假如不能相应的移去关节腔内残存的物质，滑膜的分泌就无法继续）吞噬方式：a)、亲脂的小分子借助于单纯弥散，在滑膜内移动。
由于滑膜细胞之间存在的间隙，滑膜细胞无基底膜，滑膜有丰富的淋巴管及窗格状的毛细血管，均有利于关节腔与滑膜的物质交换。
b)、通过外衣或无外衣的微胞饮液泡和胞饮液泡，滑膜细胞与典型吞噬细胞具有同样的吞噬能力。
除了吞噬关节腔内的碎屑外，还有摄取橡胶体染料和注射到血循环中的特殊物质。
2、纤维层：主要由平行与交叉排列的致密胶原纤维结缔组织，其两端与构成关节的骨的骨膜纤维相连续，形成鞘状结构。
三、骨（与膝关节有关系的理论）1、概述：骨是人体运动系统的主要部分，负担着机体的支撑、负重、和运动的功能，还有，保护内脏和维持机体内环境的功能。
骨要对抗压力、拉力、和剪力。
骨基质中的胶原纤维由于形成致密的束，具有强大的抗拉伸力；糖蛋白和骨盐承受压力；两者结合可以承受剪力。
a)骨的组织学：由骨组织、骨膜、关节软骨构成。
骨内有骨髓腔、内含骨髓。
有丰富的血管，并有神经分布。
b)骨端松质骨：关节部位的骨端松质骨呈蜂窝状。
c)成骨细胞具有合成骨基质的作用：1、胶原蛋白的合成2、糖蛋白的合成。
成熟的成骨细胞有合成和分泌骨钙素的功能，骨钙素多沉积于骨内，少量进入血液循环。
它具有维持骨的正常钙化速度，抑制异常羟磷灰石结晶形成以及抑制软骨钙化的作用。
d)骨细胞的功能：1、溶骨作用2、成骨作用e)破骨细胞的功能：1、破骨作用2、应血清和机体体液的低钙水平而引起骨钙的释放。
（破骨细胞的破骨活动相当活跃，1个破骨细胞可以侵蚀溶解约100个成骨细胞所形成的骨质）。
影响破骨细胞功能的因素为甲状旁腺素（增强破骨细胞的活力及数量）和降钙素（抑制骨吸收的作用）。
f)骨膜：骨外膜上有丰富的血管、淋巴管和神经。
2、骨的生物力学性能a、骨的承载能力、强度、刚度、稳定性。
b、静载荷和动载荷c、内力和变形：骨骼受力所产生的变形有五种，即：拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转。
d、弹性与塑性e、应力3、骨的功能：讲两点a、骨端松质骨：以朝向关节面的拱形骨小梁套叠与相连的结构为特征。
在肢体静载荷和动载荷下有良好的承载能力。
B、关节软骨及软骨下骨质所具有的顺应性是关节得以长久传导载荷而不出现退变的重要基础。
四、关节软骨1、关节软骨属于透明软骨，本身没有血管，其营养由软骨膜内的毛细血管供应，也可借助于滑液得到营养。
在滑液关节内关节软骨具有光滑、弹性、耐磨的特性及传导载荷（主要功能）、吸收震荡、润滑关节及保存接触应力于可接受的低水平等功能。
a、关节软骨组织学：正常关节软骨厚约1-5mm，浅蓝白色，半透明。
水：约占软骨重量的70-80%；b、蛋白多糖：蛋白多糖亚单位、透明质酸、连锁蛋白2、关节软骨的表面结构：（真正的正常和理想状态的区别）3、关节软骨的生物力学性能：滑膜关节具有一定的可动范围。
所谓关节软骨弹性，就是物体在变形后恢复到变形前的形状和尺寸的能力。
4、半月板：（切除半月板膝关节摩擦系数增加20%）主要功能：a、加强膝关节的协调性b、传递载荷c、维护关节稳定d、吸收震荡e、润滑关节f、减少接触应力g、防止膝关节过伸与过屈5、滑液：是关节腔内的少量液体，淡黄色，清亮的粘性液体。
主要成分：血浆渗出液（基本成分）、透明质酸、胶原蛋白和蛋白多糖。
在某些病理状态下可作为疾病诊断依据。
6、滑液的病理诊断意义：7、韧带：是一种被动结构，自身不产生运动。
8、滑膜关节的润滑：界面润滑、液膜润滑、渗出润滑。
润滑是通过保持摩擦面分开而达到减小承重面之间的摩擦力。
第二：半月板损伤1、由于年龄、职业和运动情况的不同，半月板在日常生活或劳动、运动中受到损伤的机会以及造成的损伤和特点或类型也各异。
分型：a)退变性:多发40岁以上，常伴有X线关节间隙变窄。
b)水平型：多自半月板游离缘向滑膜缘呈现的水平撕裂，形成上下两层。
c)放射型：常由边缘走向排列的环形纤维断裂，半月板的延展作用消失，影响载荷的传导。
d)纵型：是全层的，属于不稳定的，常与前交叉韧带断裂合并发生。
e)横型：自游离缘横向断裂，多位于体部。
f)前后角撕裂型g)边缘撕裂型、前后角附着完整h)混合型2、诊断：1、病史：1、外伤史：急性突然旋转，长期蹲位工作者2、疼痛：3、打软退4、关节交锁2、体征：1、股四头肌萎缩（股内侧头明显）2、压痛3、过伸或过屈痛4、旋转挤压试验5、负重下蹲试验3、影像学诊断：以CT、MRI为主4、关节镜检查：典型的病例举例：1右膝内侧半月板损伤某某，男性，17岁，右膝疼痛3个月，肿胀，不能伸直。
发病前有打篮球外伤史。
查体：右膝轻度肿胀，内侧关节间隙压痛，外侧关节间隙外侧压痛，浮髌试验阴性，麦氏征阴性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阳性，右股四头肌轻度萎缩，关节活动度130-20-0.X线片未见明显异常。
初步诊断：右膝内侧半月板损伤MRI进一步检查2黄色瘤某某、女性，33岁，右膝疼痛1年，有卡感、下楼及下蹲困难，发病前无外伤史，查体：右膝无肿胀，外侧关节间隙压痛，可及囊性肿物。
浮髌试验阳性，麦氏征阳性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阴性，右股四头肌无萎缩，关节活动度140-0-5.CT：髌骨后下方实性肿物，初步诊断：右膝外侧半月板囊肿？建议：住院关节镜清理术（肿物切除）适应症：关节间隙肿物取出活检：病理报告〃〃〃〃〃〃最后诊断：黄色瘤3左膝铜绿假单胞菌感染性关节炎某某、女性，55岁，左膝肿痛4个月。
查体：左膝肿胀，皮温高，股四头肌萎缩，肌力Ⅳ级。
髌上囊压痛，浮髌试验阳性，麦氏征阴性，抽屉试验阴性，Lachman试验阴性，关节活动度100-10-0.检查：关节液细菌培养为铜绿假单胞菌。
初步诊断：左膝铜绿假单胞菌感染性关节炎建议关节镜手术（切除）手术适应症：关节肿胀4、骨性关节炎、关节游离体某某、女性，47岁，双膝疼痛20年，伴交锁，上下楼疼痛，下蹲困难。
查体：双膝无肿胀，股四头肌轻度萎缩。
髌上囊和内外侧关节间隙均有压痛，髌骨摩擦试验阳性，髌骨活动度正常。
浮髌试验阴性，麦氏征试验阴性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阴性，关节活动度左135-5-0，右120-5-0.X和CT示：骨质增生和关节游离体。
初步诊断：关节游离体骨性关节炎建议：关节镜下清理术（游离体取出、滑膜切除、关节面软骨修复）适应症：关节交锁。