膝关节生物力学精品PPT课件
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• 随着膝屈曲到30°，被动 外展和内收增加，但是最 大也就几度的变化。
• 当膝屈曲超过30°时，额 状面的运动也因为软组织 的功能限制而开始减小。
• 瞬时中心技术：在一 张图中标出移动链节 上那些点的原本位置 以及位移后的位置， 将这两点各自连成两 条线，然后划出这两 条线的垂直等分线， 这两条垂直等分线的 交点就是瞬时中心。
• 病人膝、髋关节屈曲90°坐位，且腿自由悬空，在皮肤上 标记出髌骨内侧和外侧边缘。然后标记出胫骨粗隆和髌骨 的中线，然后检查胫骨粗隆和髌骨的位置排列。
• 正常的膝关节屈曲90°时，胫骨粗隆与髌骨的内半侧排列 成一条直线，膝关节完全伸直时，胫骨粗隆向外侧移动， 并在完全伸直时与髌骨的外半侧排列成一条直线。
• 当膝关节屈曲的时候，旋 转的范围随之增加，在屈 膝90°的时候旋转范围达 到最大，外旋0~45°，内 旋0~30°。
• 当屈曲超过90°时，内旋 和外旋的范围反而开始缩 小，主要是因为软组织限 制了旋转运动。
膝关节在额状面上的运动
• 额状面上的外展和内收同 样受到关节屈曲程度的影 响。
• 当膝关节完全伸直时，几 乎阻止了额状面上的所有 活动。
（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Baidu Nhomakorabea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。
和螺旋面的运动。由
于股骨内侧髁的结构
导致了在屈伸膝关节
时，这种胫骨相对于
股骨的螺旋运动。
• 在正常膝关节内侧髁 比外侧髁长1.7cm。
• 相比较单一的屈戌关 节，这种锁定机制为
处于任何位置的膝关
节都提供了更多的稳 定性。
Helfet测试（海菲特）
• 唯一通过检查膝关节外旋作用来发现关节内损伤的试验， 在判定外侧半月板损伤中准确率高。
（3）在膝屈伸时，滑液从一个凹室流入另一个凹室来润滑 关节面。在伸时，腓肠肌和腘肌囊受挤压，滑液受力驱使 向前运动。在屈时，髌上囊在前群肌肉中受张力而被压缩， 滑液受力向后运动。当关节处于半屈位置时，滑液处于最 小张力压迫下。当受伤或得病时，关节腔中充盈过多的液 体，半屈膝体位可以减少关节腔中的张力，有利于减少疼 痛。
（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。
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。
关节囊和滑囊
（1）膝关节的关节囊薄而松弛，有很多隐窝，附于各关节 面的周缘，周围与韧带相连接。
（2） 膝关节周围有许多的滑膜囊，膝关节囊的滑膜层是 全身关节中最宽阔最复杂的，附着于该关节各骨的关节面 周缘，覆盖关节内除了关节软骨和半月板以外的所有结构。 滑膜位于膝关节囊的内面，起自关节软骨边缘，然后反折 于关节囊内。
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。
• 在正常膝关节中的旋转运动范围可能有髌骨宽度的一半， 而内部紊乱的膝伸直时胫骨可能不是外旋，因为在这样的 膝关节中，面关节活动已经改变，如果膝关节被动伸直， 胫骨关节将受到非正常挤压，关节面就可能受到损伤。
半月板
（1）膝关节半月板的结构与功能 ①半月板是垫在膝关节股骨与胫骨之 间半月形的纤维软骨盘，其边缘较 厚，中间很薄，上面凹陷，下面平 坦，填充在两侧的胫骨髁上。分别 称为内、外侧半月板。 内侧半月 板(medial meniscus)较大，呈“C” 形，前脚窄而薄，后角宽阔而稍厚； 外侧半月板(lateral meniscus)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。 ②功能：A．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。B．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。C．减轻震荡：起到一定的缓 冲作用，能吸收一定的负荷震荡。
矢状面胫股关节活动范围
活动
膝关节从伸直到屈曲的运动范围
步行
0~67°
上楼梯
0~83°
下楼梯
0~90°
坐下
0~93°
系鞋带
0~106°
数据来自22名受试者的平均值，左右膝之间有轻微 的差异。
膝关节在横断面的活动
• 膝关节完全伸直时，由于 股骨髁和胫骨髁的交锁， 膝的旋转完全受限，这主 要是因为股内侧髁比外侧 髁长。
• 瞬时中心技术是将面 关节活动放在矢状面 和额状面而非横断面 中进行分析。可以描 述关于人体两个相邻 节段在相对单平面上 的运动及在这些接触 点位移的方向。
屈曲
屈曲时内 旋
伸直时外旋
胫股关节的锁定机制
• 在膝关节伸直时胫骨 外旋，这个运动在膝
关节屈曲时则相反。
• 胫股关节非单纯的屈
伸直
戌关节，他有螺旋线
• 当膝屈曲超过30°时，额 状面的运动也因为软组织 的功能限制而开始减小。
• 瞬时中心技术：在一 张图中标出移动链节 上那些点的原本位置 以及位移后的位置， 将这两点各自连成两 条线，然后划出这两 条线的垂直等分线， 这两条垂直等分线的 交点就是瞬时中心。
• 病人膝、髋关节屈曲90°坐位，且腿自由悬空，在皮肤上 标记出髌骨内侧和外侧边缘。然后标记出胫骨粗隆和髌骨 的中线，然后检查胫骨粗隆和髌骨的位置排列。
• 正常的膝关节屈曲90°时，胫骨粗隆与髌骨的内半侧排列 成一条直线，膝关节完全伸直时，胫骨粗隆向外侧移动， 并在完全伸直时与髌骨的外半侧排列成一条直线。
• 当膝关节屈曲的时候，旋 转的范围随之增加，在屈 膝90°的时候旋转范围达 到最大，外旋0~45°，内 旋0~30°。
• 当屈曲超过90°时，内旋 和外旋的范围反而开始缩 小，主要是因为软组织限 制了旋转运动。
膝关节在额状面上的运动
• 额状面上的外展和内收同 样受到关节屈曲程度的影 响。
• 当膝关节完全伸直时，几 乎阻止了额状面上的所有 活动。
（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Baidu Nhomakorabea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。
和螺旋面的运动。由
于股骨内侧髁的结构
导致了在屈伸膝关节
时，这种胫骨相对于
股骨的螺旋运动。
• 在正常膝关节内侧髁 比外侧髁长1.7cm。
• 相比较单一的屈戌关 节，这种锁定机制为
处于任何位置的膝关
节都提供了更多的稳 定性。
Helfet测试（海菲特）
• 唯一通过检查膝关节外旋作用来发现关节内损伤的试验， 在判定外侧半月板损伤中准确率高。
（3）在膝屈伸时，滑液从一个凹室流入另一个凹室来润滑 关节面。在伸时，腓肠肌和腘肌囊受挤压，滑液受力驱使 向前运动。在屈时，髌上囊在前群肌肉中受张力而被压缩， 滑液受力向后运动。当关节处于半屈位置时，滑液处于最 小张力压迫下。当受伤或得病时，关节腔中充盈过多的液 体，半屈膝体位可以减少关节腔中的张力，有利于减少疼 痛。
（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。
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。
关节囊和滑囊
（1）膝关节的关节囊薄而松弛，有很多隐窝，附于各关节 面的周缘，周围与韧带相连接。
（2） 膝关节周围有许多的滑膜囊，膝关节囊的滑膜层是 全身关节中最宽阔最复杂的，附着于该关节各骨的关节面 周缘，覆盖关节内除了关节软骨和半月板以外的所有结构。 滑膜位于膝关节囊的内面，起自关节软骨边缘，然后反折 于关节囊内。
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。
• 在正常膝关节中的旋转运动范围可能有髌骨宽度的一半， 而内部紊乱的膝伸直时胫骨可能不是外旋，因为在这样的 膝关节中，面关节活动已经改变，如果膝关节被动伸直， 胫骨关节将受到非正常挤压，关节面就可能受到损伤。
半月板
（1）膝关节半月板的结构与功能 ①半月板是垫在膝关节股骨与胫骨之 间半月形的纤维软骨盘，其边缘较 厚，中间很薄，上面凹陷，下面平 坦，填充在两侧的胫骨髁上。分别 称为内、外侧半月板。 内侧半月 板(medial meniscus)较大，呈“C” 形，前脚窄而薄，后角宽阔而稍厚； 外侧半月板(lateral meniscus)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。 ②功能：A．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。B．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。C．减轻震荡：起到一定的缓 冲作用，能吸收一定的负荷震荡。
矢状面胫股关节活动范围
活动
膝关节从伸直到屈曲的运动范围
步行
0~67°
上楼梯
0~83°
下楼梯
0~90°
坐下
0~93°
系鞋带
0~106°
数据来自22名受试者的平均值，左右膝之间有轻微 的差异。
膝关节在横断面的活动
• 膝关节完全伸直时，由于 股骨髁和胫骨髁的交锁， 膝的旋转完全受限，这主 要是因为股内侧髁比外侧 髁长。
• 瞬时中心技术是将面 关节活动放在矢状面 和额状面而非横断面 中进行分析。可以描 述关于人体两个相邻 节段在相对单平面上 的运动及在这些接触 点位移的方向。
屈曲
屈曲时内 旋
伸直时外旋
胫股关节的锁定机制
• 在膝关节伸直时胫骨 外旋，这个运动在膝
关节屈曲时则相反。
• 胫股关节非单纯的屈
伸直
戌关节，他有螺旋线