膝关节生物力学运动学
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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。
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。
1．胫股关节的形态与运动的关系
胫股关节分为内侧胫股关节和外侧胫股关节。 外侧胫股关节面的前1/3为一逐渐上升的凹面， 而后2/3则呈逐渐下降的凹面。内侧胫股关节 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 得以在矢状面上作屈伸活动；然而外侧胫骨关 节面的特征凹陷结构又使得外侧胫股关节面并 非完全吻合，从而允许膝关节的屈伸活动也不 是同轴运动而是具有多个瞬时活动中心的运动。
Q角：是股四头肌肌力线和髌韧带力线的夹角，即从髂 前上棘到髌骨中点的连线为股四头肌肌力线，髌骨中 点至胫骨结节最高点连线为髌韧带力线，两线所形成 的夹角为Q角。
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。
胫股关节运动范围
1
在矢状面内最大， 膝完全伸直到完全 屈曲的范围是 0°～140°左右
2
胫股关节在横面内 的活动范围，随膝 完全伸直到屈曲 90°而有所增加；
3
膝完全伸直时几乎 不可能有外展或内 收。当膝屈曲到 30°时，该面内的 运动增加，但不论 在被动外展或被动 内收时，其最大运 动也只有几度。
A.水平轴：屈伸活动；B.垂直轴：内外旋活动； C.矢状轴：内收外展活动；D.前后位水平移动。
膝关节的四个轴
（二）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。
（2）胫股关节面运动：
在膝部，面关节运动发生在胫骨髁与股骨髁 之间和股骨髁与髌骨之间。在胫骨髁与股骨 髁之间，面运动同时发生在所有的三个平面 上，但在横截面和额状面上为最小。在股骨 髁与髌骨之间，面运动同时发生在额状面和 横截面两个面上。
3．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。
（4）髌股关节的生物力学特点
①髌股关节的对合
②髌股关节接触应力
A.平地行走时，髌股关节面之间的应力约为 人体的一半；上、下楼时可达体重的3.3倍。
B.由于“腱股接触”的参与，有效地增大了 接触面积，分担了髌股关节的接触压力，关节 面的压强变化不大，对保护关节软骨的正常应 力有重要意义。
③髌股关节的运动：胫骨和股骨间的轴向旋转运动， 导致髌韧带附着处胫骨节结，出现内外侧移动，造 成髌骨出现相对于股骨的旋转运动。在正常运动时， 大约有内旋6°和外旋8°，如果运动范围增加还会 增大。
4．膝关节的半月板
膝关节半月板的结构
半月板分别称为内、外侧 半月板。 内侧半月板较大 ，呈“C”形，前脚窄而薄 ，后角宽阔而稍厚； 外侧 半月板较小，近似“O”形 ，前、后角的距离很接近 ，外侧缘亦与关节囊相连 。
膝关节半月板的功能
A．传导负载 B．维持稳定 C．减轻震荡
（2）半月板运动的影响因素
膝关节在胫骨关节 面三个平Hale Waihona Puke Baidu内均可 以发生运动，但是 运动幅度在矢状面 最大，正常活动范 围为0°～135°。
膝关节活动范围
（1）膝屈曲的范围依髋关节的位置而异，同时还要 看是被动还是主动。
（2）膝关节属于椭圆滑车状关节，或称屈戍关节， 但实际上膝关节的运动是非常复杂的。胫股关节 的运动包括四个轴方向的运动。此外还有髌股关 节之间的运动。
Text
重点和难点
•重点：胫股关节 的形态与运动的关 系、胫股关节的运 动特征、髌股关节 的功能解剖、步行 时胫骨平台的反应 力及辅助结构的作 用、膝关节运动方 向、膝关节的轴
•难点：单足站立 时膝关节上的静力 学分析、膝关节的 动力学分析
膝关节的组成和运动方向
组成和运动方向
由胫股关节（内侧 胫股关节面、外侧 胫股关节面）和髌 股关节组成的双关 节结构，这三个关 节面均围在同一个 关节囊内。
内容提要
1
膝关节组成 和运动方向
2
膝关节功能 解剖
3
膝关节生物 力学
教学基本要求
掌握膝关节的半 月板、韧带、肌、 单足站立时膝关 节上的静力学分 析、步行时胫骨 平台的反应力及 辅助结构的作用
膝关节组成
膝关节运动方向 膝关节功能解剖 膝关节生物力学
熟悉膝关节组成 和运动方向，了 解膝关节的动力 学分析
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。
1．胫股关节的形态与运动的关系
胫股关节分为内侧胫股关节和外侧胫股关节。 外侧胫股关节面的前1/3为一逐渐上升的凹面， 而后2/3则呈逐渐下降的凹面。内侧胫股关节 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 得以在矢状面上作屈伸活动；然而外侧胫骨关 节面的特征凹陷结构又使得外侧胫股关节面并 非完全吻合，从而允许膝关节的屈伸活动也不 是同轴运动而是具有多个瞬时活动中心的运动。
Q角：是股四头肌肌力线和髌韧带力线的夹角，即从髂 前上棘到髌骨中点的连线为股四头肌肌力线，髌骨中 点至胫骨结节最高点连线为髌韧带力线，两线所形成 的夹角为Q角。
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。
胫股关节运动范围
1
在矢状面内最大， 膝完全伸直到完全 屈曲的范围是 0°～140°左右
2
胫股关节在横面内 的活动范围，随膝 完全伸直到屈曲 90°而有所增加；
3
膝完全伸直时几乎 不可能有外展或内 收。当膝屈曲到 30°时，该面内的 运动增加，但不论 在被动外展或被动 内收时，其最大运 动也只有几度。
A.水平轴：屈伸活动；B.垂直轴：内外旋活动； C.矢状轴：内收外展活动；D.前后位水平移动。
膝关节的四个轴
（二）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。
（2）胫股关节面运动：
在膝部，面关节运动发生在胫骨髁与股骨髁 之间和股骨髁与髌骨之间。在胫骨髁与股骨 髁之间，面运动同时发生在所有的三个平面 上，但在横截面和额状面上为最小。在股骨 髁与髌骨之间，面运动同时发生在额状面和 横截面两个面上。
3．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。
（4）髌股关节的生物力学特点
①髌股关节的对合
②髌股关节接触应力
A.平地行走时，髌股关节面之间的应力约为 人体的一半；上、下楼时可达体重的3.3倍。
B.由于“腱股接触”的参与，有效地增大了 接触面积，分担了髌股关节的接触压力，关节 面的压强变化不大，对保护关节软骨的正常应 力有重要意义。
③髌股关节的运动：胫骨和股骨间的轴向旋转运动， 导致髌韧带附着处胫骨节结，出现内外侧移动，造 成髌骨出现相对于股骨的旋转运动。在正常运动时， 大约有内旋6°和外旋8°，如果运动范围增加还会 增大。
4．膝关节的半月板
膝关节半月板的结构
半月板分别称为内、外侧 半月板。 内侧半月板较大 ，呈“C”形，前脚窄而薄 ，后角宽阔而稍厚； 外侧 半月板较小，近似“O”形 ，前、后角的距离很接近 ，外侧缘亦与关节囊相连 。
膝关节半月板的功能
A．传导负载 B．维持稳定 C．减轻震荡
（2）半月板运动的影响因素
膝关节在胫骨关节 面三个平Hale Waihona Puke Baidu内均可 以发生运动，但是 运动幅度在矢状面 最大，正常活动范 围为0°～135°。
膝关节活动范围
（1）膝屈曲的范围依髋关节的位置而异，同时还要 看是被动还是主动。
（2）膝关节属于椭圆滑车状关节，或称屈戍关节， 但实际上膝关节的运动是非常复杂的。胫股关节 的运动包括四个轴方向的运动。此外还有髌股关 节之间的运动。
Text
重点和难点
•重点：胫股关节 的形态与运动的关 系、胫股关节的运 动特征、髌股关节 的功能解剖、步行 时胫骨平台的反应 力及辅助结构的作 用、膝关节运动方 向、膝关节的轴
•难点：单足站立 时膝关节上的静力 学分析、膝关节的 动力学分析
膝关节的组成和运动方向
组成和运动方向
由胫股关节（内侧 胫股关节面、外侧 胫股关节面）和髌 股关节组成的双关 节结构，这三个关 节面均围在同一个 关节囊内。
内容提要
1
膝关节组成 和运动方向
2
膝关节功能 解剖
3
膝关节生物 力学
教学基本要求
掌握膝关节的半 月板、韧带、肌、 单足站立时膝关 节上的静力学分 析、步行时胫骨 平台的反应力及 辅助结构的作用
膝关节组成
膝关节运动方向 膝关节功能解剖 膝关节生物力学
熟悉膝关节组成 和运动方向，了 解膝关节的动力 学分析