概述
膝关节由两个独立的关节构成:胫股关节和髌股关节。
胫股关节由股骨远端和胫骨近端构成。
髌股关节是由髌骨和股骨构成。
膝关节是人体最大的滑膜关节,也是最复杂的关节,由两块半月板、髌骨、关节囊以及大量的韧带、滑囊和神经构成,并被肌肉包绕。
膝关节位于下肢的中间位置,使下肢可以产生屈曲活动。屈曲活动对人体的日常功能和运动的机械效能都有重要意义。
股骨
股骨远端有两个被覆软骨的膨大——内侧髁及外侧髁。膝关节的前面为髌面(滑车沟),髌骨在其上滑动。股骨外侧髁的前面比内侧髁向前延伸隆起被称为内上髁。股骨的远端起到作为负重骨面及为软组织提供附着点的作用。
胫骨
胫骨近端包括与股骨相关节的胫骨平台,内侧髁和外侧髁,髁间隆起及胫骨粗隆。股骨内侧髁和外侧髁有两个由软骨覆盖的关节面。在这些关节面之间有两个十字韧带附着的骨性突起,即髁间隆起。胫骨的前面是股四头肌附着的骨性突起,即胫骨结节。
胫骨近端起到作为负荷结构及为软组织提供附着点的作用。
胫股关节
股骨远端和胫骨近端形成胫股关节。
膝关节通常被认为是一个改良的铰链式关节,因为除了屈曲和伸展的主要动作之外,膝关节还有旋转的能力。同样,它还具有一定角度的内收和外展。
胫股关节的主要运动呈螺旋形,也就是说,胫骨相对于股骨是缠绕与解开缠绕的关系。
髌股关节
髌骨(俗称膝盖骨)是人体中最大的籽骨。
籽骨是一种覆盖在软骨面的骨头,其末端连接肌腱组织。
髌骨的背面中间有一个嵴,将髌骨分为外侧面及内侧面。髌骨的第三个面是位于髌骨最内侧的面。这一表面被透明软骨覆盖,与股骨远端的髌面(滑车沟)构成了髌股关节。这是人体中最厚的一块软骨。髌骨的功能是保护膝关节,帮助分散股四头肌肌腱的压力,防止肌腱纤维直接撞击股骨的关节软骨;使股四头肌变长,从而增加杠杆作用,产生更大的肌力。在膝关节的屈伸过程中,髌骨在股骨上滑动。
在正常情况下,髌骨必须有足够的灵活性以适应在膝关节不同位置下的收缩力,并且它需要足够稳定以确保关节软骨面没有过度地受压。
在膝关节伸展过程中,髌骨是被设计为在股骨中间沟内向上运动的。髌骨的运动轨迹是由股外侧肌和股内侧斜肌决定的。在正常情况下,站立位时骨应该面向正前方。
半月板
半月板是关节内唯一没有滑膜覆盖的组织,其冠状断面呈三角形结构。
半月板的前后端分别附着在胫骨平台中间部非关节面的部位,在髁间棘前方和后方。这个部位又可称做半月板的前角和后角。半月板是介于股骨髁和胫骨平台之间的半月状软骨,其外侧缘较厚,内侧缘较薄,内侧半月板呈"c"形,外侧半月板近似呈"o"形。
内侧半月板的活动性较小,比较牢固地附着于胫骨平台上。与膝关节内侧副韧带、冠状韧带、关节囊及前交叉韧带相互交织在一起。同时也附着于半膜肌,在膝关节屈曲的过程中半膜肌将半月板向后拉。
外侧半月板的活动性较大,相对不易受到损伤。外侧半月板附着于后交叉韧带、关节囊、冠状韧带及腘肌上,但是并不附着于外侧副韧带上。在膝关节屈曲过程中,腘肌协助将半月板向后牵拉。
半月板是作为缓冲器而存在的承重组织。它们帮助承受高达50%的负荷,这种负荷在膝关节屈曲时增大。半月板也在本体感觉中起作用。
膝关节内侧半月板和外侧半月板构成了股骨髁的关节窝,增加了非对称凹面胫骨平台及非对称凸面股骨髁关节的稳定性。它们起到增加润滑、营养关节及减少摩擦的作用。
韧带
膝关节分别有内、外侧副韧带,前、后交叉韧带。
内侧副韧带上起股骨内上髁,向下向前止于胫骨内侧,向后与半膜肌直头交织延伸为内侧副韧带的斜行纤维。
外侧副韧带位于膝关节外侧的后1/3,可分为长、短二头,长头起自股骨外上髁,短头起自豌豆骨(fabella),同上止于腓骨茎突。充分伸膝时外侧副韧带绷紧,屈曲时则有松驰的趋势。
前交叉韧带(ACL)起于胫骨平台内侧髁间嵴前方、近内侧半月板前角附近关节面,向外、上、后走行,止于股骨外髁的内侧面。在膝关节完全伸直时紧张,而关节屈曲时松驰,其作用在于防止股骨向后脱位、胫骨向前脱位及膝关节的过度伸直和过度旋转。
后交叉韧带(PCL)起于胫骨平台髁间区后部近胫骨骺线处,其向内、上、前方延伸,止于股骨内髁外侧。随着膝关节的屈曲而逐渐紧张,它有利于防止股骨向前脱位、胫骨向后脱位以及膝关节的过度屈曲。
前、后交叉韧带是维持膝关节稳定的最重要和最坚强的韧带结构。
膝关节韧带对关节运动的控制多于人体的其他任何一个关节。膝关节的韧带发挥着重要的感觉神经的功能。
膝关节的韧带可提供重要的信息,包括膝关节的位置、运动、压力及疼痛,并且与周围的肌肉有反射联系。
前交叉韧带阻止胫骨的过度向前滑动。后交叉韧带阻止胫骨的过度向后滑动。内侧副韧带从侧面固定膝关节,并且防止它内侧“开口”。外侧副韧带防止膝关节外侧“开口”。交叉韧带及侧副韧带为膝关节提供基本的稳定性。
膝关节的对线
股骨干的中轴线与膝关节的中轴线形成一个约10°的夹角,被称为膝关节外翻角或者Q角。这是因为股骨头和髋关节在股骨干的内侧。机械轴是从髋关节中心穿过膝关节中心,再到踝关节中心的正常力线。
由于骨盆较宽,女性的Q角比男性的大。Q角的增大会导致作用于髌骨侧方的力量增大及髌骨轨迹异常的风险增加。
膝关节运动的协同肌和拮抗肌
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下期我们将为大家详细讲解膝关节周围肌肉
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