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膝關(guān)節(jié)的解剖及功能

鄭大解剖學 騰康學院

膝關(guān)節(jié)由兩個獨立的關(guān)節(jié)構(gòu)成:脛股關(guān)節(jié)和髕股關(guān)節(jié)。脛股關(guān)節(jié)由股骨遠端和脛骨近端構(gòu)成。髕股關(guān)節(jié)是由髕骨和股骨構(gòu)成。膝關(guān)節(jié)是人體最大的滑膜關(guān)節(jié),也是最復(fù)雜的關(guān)節(jié),由兩塊半月板、髕骨、關(guān)節(jié)囊以及大量的韌帶、滑囊和神經(jīng)構(gòu)成,并被肌肉包繞。

膝關(guān)節(jié)位于下肢的中間位置,使下肢可以產(chǎn)生屈曲活動。屈曲活動對人體的日常功能和運動的機械效能都有重要意義。

膝關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)

股骨

股骨遠端有兩個被覆軟骨的膨大——內(nèi)側(cè)髁及外側(cè)髁。膝關(guān)節(jié)的前面為髕面(滑車溝),髕骨在其上滑動。股骨外側(cè)髁的前面比內(nèi)側(cè)髁向前延伸隆起被稱為內(nèi)上髁。在內(nèi)上髁的上方有一個小的骨性隆起,稱為收肌結(jié)節(jié)。

股骨的遠端起到作為負重骨面及為軟組織提供附著點的作用。

脛骨

脛骨近端包括與股骨相關(guān)節(jié)的脛骨平臺,內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁,髁間隆起及脛骨粗隆。股骨內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁有兩個由軟骨覆蓋的關(guān)節(jié)面。在這些關(guān)節(jié)面之間有兩個十字韌帶附著的骨性突起,即髁間隆起。脛骨的前面是股四頭肌附著的骨性突起,即脛骨結(jié)節(jié)。

脛骨近端起到作為負荷結(jié)構(gòu)及為軟組織提供附著點的作用。

脛股關(guān)節(jié)

股骨遠端和脛骨近端形成脛股關(guān)節(jié)。膝關(guān)節(jié)是人體最大的關(guān)節(jié),由人體中最大的兩塊骨構(gòu)成。膝關(guān)節(jié)是一個滑膜關(guān)節(jié),有兩個纖維軟骨半月板。膝關(guān)節(jié)還包含一塊髕下脂肪墊,是覆蓋兩側(cè)髕下韌帶的脂肪層。

膝關(guān)節(jié)通常被認為是一個改良的鉸鏈式關(guān)節(jié),因為除了屈曲和伸展的主要動作之外,膝關(guān)節(jié)還有旋轉(zhuǎn)的能力。同樣,它還具有一定角度的內(nèi)收和外展。

脛股關(guān)節(jié)的主要運動呈螺旋形(也就是說,脛骨相對于股骨是纏繞與解開纏繞的關(guān)系)。膝關(guān)節(jié)最放松的位置是輕微的屈曲,此時關(guān)節(jié)囊、股四頭肌和腘繩肌是最放松的。膝關(guān)節(jié)伸展時處于閉合位。

髕股關(guān)節(jié)

髕骨(俗稱膝蓋骨)是人體中最大的籽骨。籽骨是一種覆蓋在軟骨面的骨頭,其末端連接肌腱組織。髕骨的背面中間有一個嵴,將髕骨分為外側(cè)面及內(nèi)側(cè)面。髕骨的第三個面是位于髕骨最內(nèi)側(cè)的面。這一表面被透明軟骨覆蓋,與股骨遠端的髕面(滑車溝)構(gòu)成了髕股關(guān)節(jié)。這是人體中最厚的一塊軟骨。

髕骨的功能是保護膝關(guān)節(jié),幫助分散股四頭肌肌腱的壓力,防止肌腱纖維直接撞擊股骨的關(guān)節(jié)軟骨;使股四頭肌變長,從而增加杠桿作用,產(chǎn)生更大的肌力。在膝關(guān)節(jié)的屈伸過程中,髕骨在股骨上滑動。

在正常情況下,髕骨必須有足夠的靈活性以適應(yīng)在膝關(guān)節(jié)不同位置下的收縮力,并且它需要足夠穩(wěn)定以確保關(guān)節(jié)軟骨面沒有過度地受壓。

在膝關(guān)節(jié)伸展過程中,髕骨是被設(shè)計為在股骨中間溝內(nèi)向上運動的。髕骨的運動軌跡是由股外側(cè)肌和股內(nèi)側(cè)斜肌決定的。在正常情況下,站立位時骨應(yīng)該面向正前方。

膝關(guān)節(jié)的對線

股骨干的中軸線與膝關(guān)節(jié)的中軸線形成一個約10°的夾角,被稱為膝關(guān)節(jié)外翻角或者Q角。這是因為股骨頭和髖關(guān)節(jié)在股骨干的內(nèi)側(cè)。機械軸是從髖關(guān)節(jié)中心穿過膝關(guān)節(jié)中心,再到踝關(guān)節(jié)中心的正常力線。

由于骨盆較寬,女性的Q角比男性的大。Q角的增大會導致作用于髕骨側(cè)方的力量增大及髕骨軌跡異常的風險增加。

膝關(guān)節(jié)的軟組織結(jié)構(gòu)

半月板

膝關(guān)節(jié)包含內(nèi)側(cè)半月板和外側(cè)半月板。半月板是“C”字形的纖維軟骨盤。它們是楔形的,且外側(cè)邊緣比內(nèi)側(cè)邊緣更厚。兩個半月板都緊密附著在脛骨平臺中部被稱為髁間結(jié)節(jié)的骨性突起處。它們同時也附著在脛骨外圍被稱為冠狀韌帶的關(guān)節(jié)囊擴展結(jié)構(gòu)上。半月板還附著于股四頭肌擴張的筋膜上。當股四頭肌收縮時,半月板被向前牽拉。

內(nèi)側(cè)半月板的活動性比外側(cè)半月板小很多,因為它比較牢固地附著于脛骨平臺上。它與膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)副韌帶、冠狀韌帶、關(guān)節(jié)囊及前交叉韌帶相互交織在一起。它也附著于半膜肌,在膝關(guān)節(jié)屈曲的過程中半膜肌將半月板向后拉。

外側(cè)半月板的活動性比內(nèi)側(cè)半月板大得多,相對不易受到損傷。外側(cè)半月板附著于后交叉韌帶、關(guān)節(jié)囊、冠狀韌帶及腘肌上,但是并不附著于外側(cè)副韌帶上。在膝關(guān)節(jié)屈曲過程中,腘肌協(xié)助將半月板向后牽拉。

膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)半月板和外側(cè)半月板構(gòu)成了股骨髁的關(guān)節(jié)窩,增加了非對稱凹面脛骨平臺及非對稱凸面股骨髁關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。它們起到增加潤滑、營養(yǎng)關(guān)節(jié)及減少摩擦的作用。

半月板是作為緩沖器而存在的承重組織。它們幫助承受高達50%的負荷,這種負荷在膝關(guān)節(jié)屈曲時增大。半月板也在本體感覺中起作用。半月板的前部是可以移動的。隨著膝關(guān)節(jié)的伸展,半月板向前滑動;隨著膝關(guān)節(jié)的屈曲,半月板被向后拉。

關(guān)節(jié)囊

髕骨支持帶有幾處增厚的部位,被稱為髕股韌帶及髕脛韌帶。支持帶的深層由兩部分組成:1.從內(nèi)上髁和外上髁至髕骨橫向增厚的一部分深層結(jié)構(gòu)。2.半月板脛骨韌帶,也被稱為冠狀韌帶,其作用是將半月板穩(wěn)定在脛骨平臺上。后部的關(guān)節(jié)囊被半膜肌、腘肌、腓腸肌的腱性擴張所加強。

腘斜韌帶(半膜肌的擴展部分)與腘弓狀韌帶(關(guān)節(jié)囊后壁增厚部分)相互交織。20%~60%的人中,其膝關(guān)節(jié)髕上內(nèi)側(cè)部分的關(guān)節(jié)囊內(nèi)滑膜會增厚或者折疊,即形成皺襞。如果滑膜受刺激、增厚或者發(fā)生纖維化,它會撞擊到股骨內(nèi)側(cè)髁的內(nèi)側(cè)邊緣。

關(guān)節(jié)囊會維持關(guān)節(jié)及半月板的穩(wěn)定性,并對關(guān)節(jié)面起到潤滑作用,還具備感覺神經(jīng)的作用。當股四頭肌、半膜肌及腘肌收縮時,張力會通過構(gòu)成關(guān)節(jié)囊的韌帶而作用于半月板。

髕下脂肪墊

髕下脂肪墊是位于髕腱下方及兩側(cè)的少量脂肪。在屈曲的過程中,脂肪墊被拉至膝關(guān)節(jié)的內(nèi)部。在膝關(guān)節(jié)伸展過程中,脂肪墊向前移動并使髕韌帶兩側(cè)凸起。脂肪墊的背面內(nèi)襯滑膜。

脂肪墊的作用是在膝關(guān)節(jié)屈伸的過程中貼在股骨髁上,使液體潤滑膝關(guān)節(jié)。

韌帶

根據(jù)功能將支持結(jié)構(gòu)分為靜態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)和動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)。靜態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)主要是表淺的筋膜(被稱為小腿筋膜)關(guān)節(jié)囊及韌帶。動態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)主要是肌肉和它們的筋膜擴張部。

如前所述,許多關(guān)節(jié)囊增厚的部分也可以被歸類為韌帶。根據(jù)位置的不同,韌帶的位置可以被分為前側(cè)、后側(cè)、內(nèi)側(cè)、外側(cè)及內(nèi)部。前側(cè)韌帶包括髕韌帶(髕下腱),這是股四頭肌附著于脛骨粗隆的韌帶組織。

內(nèi)側(cè)和外側(cè)髕股韌帶及髕脛韌帶,它們是連接髕骨及脛骨的股內(nèi)側(cè)肌和股外側(cè)肌的增厚、擴張的股四頭肌腱膜;內(nèi)側(cè)和外側(cè)半月板髕骨韌帶,這是股四頭肌筋膜增厚的部分。

當股四頭肌收縮時,股四頭肌筋膜給半月板施加張力,將半月板向前拉。以及內(nèi)側(cè)和外側(cè)冠狀韌帶(半月板脛骨韌帶)。后側(cè)韌帶包括后腘斜韌帶及腘弓狀韌帶。內(nèi)側(cè)韌帶是內(nèi)側(cè)副韌帶。外側(cè)韌帶是外側(cè)副韌帶。內(nèi)部韌帶包括前交叉韌帶和后交叉韌帶。

膝關(guān)節(jié)韌帶對關(guān)節(jié)運動的控制多于人體的其他任何一個關(guān)節(jié)。這些韌帶非常致密,脫位的情況非常少。與其他滑膜關(guān)節(jié)一樣,膝關(guān)節(jié)的韌帶發(fā)揮著重要的感覺神經(jīng)的功能。

膝關(guān)節(jié)的韌帶可提供重要的信息,包括膝關(guān)節(jié)的位置、運動、壓力及疼痛,并且與周圍的肌肉有反射聯(lián)系。前交叉韌帶阻止脛骨的過度向前滑動。后交叉韌帶阻止脛骨的過度向后滑動。內(nèi)側(cè)副韌帶從側(cè)面固定膝關(guān)節(jié),并且防止它內(nèi)側(cè)“開口”。外側(cè)副韌帶防止膝關(guān)節(jié)外側(cè)“開口”。交叉韌帶及側(cè)副韌帶為膝關(guān)節(jié)提供基本的穩(wěn)定性。

滑囊

滑囊是一種內(nèi)襯滑膜的囊,里面充滿了滑液。膝關(guān)節(jié)區(qū)域有超過24個滑囊。有3個滑囊是關(guān)節(jié)囊內(nèi)的隱窩,構(gòu)成了髕上囊,即半膜肌囊及腓腸肌囊?;乙泊嬖谟谙リP(guān)節(jié)的肌肉(包括股二頭肌、半膜肌、骼脛束及鵝足腱)下。

滑囊的作用是增加潤滑,減少摩擦。

神經(jīng)

膝關(guān)節(jié)主要由脛神經(jīng)、腓總神經(jīng)及隱神經(jīng)支配。坐骨神經(jīng)在大腿后側(cè)遠端1/3處分為脛神經(jīng)和腓總神經(jīng)。脛神經(jīng)穿行于膝關(guān)節(jié)后側(cè)的腘窩中心,腓總神經(jīng)穿行于股二頭肌和腓腸肌外側(cè)頭之間的排骨頭后側(cè)。隱神經(jīng)是股神經(jīng)的終末支,并分出髕下支,在膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)淺層、縫匠肌與股薄肌的肌腱之間穿行。

脛神經(jīng)及腓總神經(jīng)有肌支、皮支(腓腸神經(jīng))。隱神經(jīng)是皮神經(jīng),主要支配髕骨前、小腿內(nèi)側(cè)和足內(nèi)側(cè)緣的皮膚。

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醫(yī)生簡介

徐高磊

鄭州大學腦癱中心主治醫(yī)師

湘雅醫(yī)院疼痛科特聘專家

唐都醫(yī)院康復(fù)科特聘專家

鄭州大學二附院疼痛科特聘專家

鄭州大學基礎(chǔ)醫(yī)學院解剖學系教師

河南省康復(fù)醫(yī)學會疼痛康復(fù)分會委員

主編《人體姿勢評估與解剖學分析》

《周圍神經(jīng)卡壓與解剖學分析》

《筋膜點評估與解剖學分析》

《腦神經(jīng)功能評估與解剖學分析》

發(fā)表核心學術(shù)論文20篇

擅長整體評估和治療膝關(guān)節(jié)疾病,如膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎,髕骨軟化綜合征,韌帶損傷,肌筋膜炎,膝關(guān)節(jié)彈響。



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