膝关节运动学课件(同名1721)

第十章第十章 膝关节运动学膝关节运动学 丁浩（一）膝关（一）膝关节组成和运成和运动方向方向 1 1膝关膝关节的的组成成 2 2膝关膝关节的运的运动方向方向内容提要内容提要（二）膝关（二）膝关节功能解剖功能解剖 1 1胫股关股关节的形的形态与运与运动的关系的关系 2 2胫股关股关节的运的运动特征特征 3 3髌股关股关节的功能解剖的功能解剖 4 4膝关膝关节的半月板的半月板 5 5膝关膝关节的的韧带 6 6关关节囊和滑囊囊和滑囊 7.7.膝关膝关节的肌的肌（三）膝关（三）膝关节生物力学生物力学 1 1膝关膝关节的的轴 2 2单足站立足站立时膝关膝关节上的静力学分析上的静力学分析 3 3膝关膝关节的的动力学分析力学分析 4 4步行步行时胫骨平台的反骨平台的反应力及力及辅助助结构的作用构的作用 5 5膝关膝关节损伤和脱位和脱位 6 6全膝关全膝关节置置换术的功能的功能锻炼概述概述v膝关膝关节是人体最大、是人体最大、结构构组成和功能最复成和功能最复杂的滑的滑车关关节v范范围髌骨上骨上缘上方上方2横指到横指到胫骨骨结节高度高度v组成成股骨内外髁股骨内外髁胫骨内外髁骨内外髁髌骨骨v功能功能屈伸运屈伸运动（活（活动度度0135）旋）旋转运运动（1）膝屈曲的范）膝屈曲的范围依依髋关关节的位置而异，同的位置而异，同时还要看是被要看是被动还是主是主动。（2）膝关）膝关节属于属于椭圆滑滑车状关状关节，或称屈戍，或称屈戍关关节，但，但实际上膝关上膝关节的运的运动是非常复是非常复杂的。的。胫股关股关节的运的运动包括四个包括四个轴方向的运方向的运动。此外。此外还有有髌股关股关节之之间的运的运动。A.水平水平轴：屈伸活：屈伸活动；B.垂直垂直轴：内外旋：内外旋活活动；C.矢状矢状轴：内收外展活：内收外展活动；D.前后前后位水平移位水平移动。一、膝关一、膝关节运运动膝关节的四个轴二、膝关节的结构二、膝关节的结构v膝关膝关节：由股骨内外：由股骨内外侧踝和踝和胫骨内外骨内外侧踝踝以及前方的以及前方的髌骨骨组成。成。关关节又由关又由关节面，关面，关节囊，关囊，关节腔腔组成。成。关关节囊囊宽阔而松弛而松弛韧带发达，其中，位于达，其中，位于关关节囊前臂的囊前臂的髌韧带尤尤为强大。大。v在关在关节囊内，有膝囊内，有膝交叉交叉韧带和关和关节半半月板。膝交叉月板。膝交叉韧带连接股骨和接股骨和胫骨，骨，分前交叉分前交叉韧带和后和后交叉交叉韧带。前交叉。前交叉韧带可阻止可阻止胫骨向骨向前移位；后交叉前移位；后交叉韧带可限制可限制胫骨向后骨向后移位。移位。v关关节半月板，由半月板，由纤维软骨构成，共有骨构成，共有两两块。内。内测半月板半月板成成C形；外形；外侧半月半月板呈板呈O形。内外形。内外侧半月板分半月板分别位于股位于股骨和骨和胫骨的同名踝骨的同名踝之之间。半月板的上。半月板的上面微凸，下面平坦，面微凸，下面平坦，可使股，可使股，胫两骨的两骨的关关节面更面更为适适应。从而增从而增强关关节的灵的灵活性和活性和稳固性。固性。膝关节囊膝关节囊v膝关膝关节囊囊较薄而松弛，附着于各骨关薄而松弛，附着于各骨关节软骨的周骨的周缘。关。关节囊的周囊的周围有有韧带加固。前方的叫加固。前方的叫髌韧带，是股四，是股四头肌肌肌腱的延肌腱的延续（髌骨骨为该肌腱内的籽骨），从肌腱内的籽骨），从髌骨下端延骨下端延伸至伸至胫骨粗隆，在骨粗隆，在髌韧带的两的两侧，有，有髌内、外内、外侧支持支持带，为股内股内侧肌和股外肌和股外侧肌腱膜的下延，并与膝关肌腱膜的下延，并与膝关节囊相囊相编织；后方有；后方有腘斜斜韧带加加强，由半膜肌的腱，由半膜肌的腱纤维部分部分编入入关关节囊所形成；内囊所形成；内侧有有胫侧副副韧带，为扁扁带状，起自内状，起自内收肌收肌结节，向下放散，向下放散编织于关于关节囊囊纤维层；外；外侧为腓腓侧副副韧带，是独立于关，是独立于关节囊外的囊外的圆形形纤维束，起自股骨外束，起自股骨外上髁，止于腓骨小上髁，止于腓骨小头。v关关节囊的滑膜囊的滑膜层广广阔，除关，除关节软骨及半月板的骨及半月板的表面无滑膜覆盖外，关表面无滑膜覆盖外，关节内所有的内所有的结构都被覆构都被覆着一着一层滑膜。在滑膜。在髌上上缘，滑膜向上方呈囊状膨，滑膜向上方呈囊状膨出出约4厘米左右。称厘米左右。称为髌上囊上囊。于。于髌下部的两下部的两侧，滑膜形成，滑膜形成皱襞，突入关襞，突入关节腔内，腔内，皱襞内充襞内充填以脂肪和血管，叫做填以脂肪和血管，叫做翼状襞翼状襞。两。两侧的翼状襞的翼状襞向上方逐向上方逐渐合成一条合成一条带状的状的皱襞，称襞，称为髌滑膜滑膜襞，伸至股骨髁襞，伸至股骨髁间窝的前的前缘。膝关节囊和滑囊膝关节囊和滑囊 （1 1）膝关）膝关节的关的关节囊薄而松弛，有很多囊薄而松弛，有很多隐窝，附，附于各关于各关节面的周面的周缘，周，周围与与韧带相相连接。接。（2 2）膝关膝关节周周围有有许多的滑膜囊，膝关多的滑膜囊，膝关节囊的滑囊的滑膜膜层是全身关是全身关节中最中最宽阔最复最复杂的，附着于的，附着于该关关节各骨的关各骨的关节面周面周缘，覆盖关，覆盖关节内除了关内除了关节软骨骨和半月板以外的所有和半月板以外的所有结构。滑膜位于膝关构。滑膜位于膝关节囊的囊的内面，起自关内面，起自关节软骨骨边缘，然后反折于关，然后反折于关节囊内。囊内。膝关节囊和滑囊膝关节囊和滑囊（3 3）在膝屈伸）在膝屈伸时，滑液从一个凹室流入另一个凹，滑液从一个凹室流入另一个凹室来室来润滑关滑关节面。在伸面。在伸时，腓，腓肠肌和肌和腘肌囊受肌囊受挤压，滑液受力，滑液受力驱使向前运使向前运动。在屈。在屈时，髌上上囊在前群肌肉中受囊在前群肌肉中受张力而被力而被压缩，滑液受力向，滑液受力向后运后运动。当关。当关节处于半屈位置于半屈位置时，滑液，滑液处于最于最小小张力力压迫下。当受迫下。当受伤或得病或得病时，关，关节腔中充腔中充盈盈过多的液体，半屈膝体位可以减少关多的液体，半屈膝体位可以减少关节腔中腔中的的张力，有利于减少疼痛。力，有利于减少疼痛。关节软骨关节软骨髌股关股关节软骨是人体中最厚的骨是人体中最厚的软骨。最大厚度骨。最大厚度可达可达7 7。髌股关股关节软骨厚度并非均匀一致，骨厚度并非均匀一致，软骨最厚的部分位于骨骨最厚的部分位于骨嵴处。60%60%位于位于髌骨的外骨的外侧关关节面，分布于内面，分布于内侧者者约20%20%。关。关节面面软骨厚度骨厚度变化特点有助于增加化特点有助于增加髌股关股关节面的适合性。面的适合性。半月板半月板 （1 1）膝关）膝关节半月板的半月板的结构与功能构与功能 半月板是半月板是垫在膝关在膝关节股骨与股骨与胫骨之骨之间半月形的半月形的纤维软骨骨盘，其，其边缘较厚，中厚，中间很薄，上面凹陷，很薄，上面凹陷，下面平坦，填充在两下面平坦，填充在两侧的的胫骨髁上。分骨髁上。分别称称为内、内、外外侧半月板。半月板。内内侧半月板半月板(medial meniscus)(medial meniscus)较大，呈大，呈“C C”形，前脚窄而薄，后角形，前脚窄而薄，后角宽阔而稍厚；而稍厚；外外侧半月板半月板(lateral meniscus)(lateral meniscus)较小，近似小，近似“O O”形，形，前、后角的距离很接近，外前、后角的距离很接近，外侧缘亦与关亦与关节囊相囊相连。v功能：功能：A A传导负载：减少膝关：减少膝关节活活动时，接，接触面不吻合，使接触面触面不吻合，使接触面积增大，增大，压力分布均匀。力分布均匀。B B维持持稳定：加深定：加深胫骨髁关骨髁关节面，并在前后移面，并在前后移动中，始中，始终使膝关使膝关节的接触面的接触面积最大。最大。C C减减轻震震荡：起到一定的：起到一定的缓冲作用，能吸收一定的冲作用，能吸收一定的负荷震荷震荡。（2 2）半月板运）半月板运动的影响因素的影响因素 横横韧带对半月板运半月板运动有限制作用。有限制作用。内外内外侧半月板与半月板与胫骨及关骨及关节囊的附着囊的附着 以及与半月板横以及与半月板横韧带之之间形成的形成的环状状 结构又限制了半月板有构又限制了半月板有过度外移。度外移。膝关节的韧带膝关节的韧带 （1）有关）有关节囊囊外外韧带和关和关节囊内囊内韧带。即：。即：髌韧带、腓、腓侧副副韧带、胫侧副副韧带、腘斜斜韧带、膝交叉、膝交叉韧带。（2）众多）众多韧带附着，以保附着，以保证膝关膝关节运运动的的稳定性。定性。（3）侧副副韧带在膝关在膝关节完全伸直完全伸直时被拉被拉紧，关，关节只有只有处于于这种状种状态时才易才易损伤。当膝关。当膝关节被猛烈外展被猛烈外展时，可，可导致致胫侧副副韧带部分或全部被撕裂，而部分或全部被撕裂，而过大的内收力量大的内收力量则可以可以导致腓致腓侧副副韧带损伤。（4）在）在严重的内收或外展重的内收或外展损伤时，交叉，交叉韧带可以与可以与侧副副韧带一起被撕断。前交叉一起被撕断。前交叉韧带可以在膝关可以在膝关节猛烈猛烈过伸或伸或胫骨向前脱位骨向前脱位时被撕断。后交叉被撕断。后交叉韧带则在后脱位在后脱位时被撕被撕断。假如两条交叉断。假如两条交叉韧带都被撕断，膝关都被撕断，膝关节就会出就会出现不正不正常的前后移常的前后移动；如果；如果仅仅是向前移是向前移动的范的范围增大，表示增大，表示前交叉前交叉韧带断裂或松弛，如向后移断裂或松弛，如向后移动的范的范围增大，增大，则表表示后交叉示后交叉韧带断裂或松弛。断裂或松弛。髌骨髌骨髌骨骨为膝提供两个重要的生物力学功能：它膝提供两个重要的生物力学功能：它在整个运在整个运动范范围内借延内借延长股四股四头肌力臂帮助膝肌力臂帮助膝伸直；并以增加伸直；并以增加髌骨与股骨骨与股骨间的接触面来改善的接触面来改善股骨上的股骨上的压力分布。力分布。膝关节的肌肉膝关节的肌肉 包包绕膝关膝关节的肌有：股的肌有：股四四头肌、肌、缝匠肌、股二匠肌、股二头肌、半腱肌、半腱肌、半膜肌、肌、半膜肌、股薄肌和腓股薄肌和腓肠肌等等。肌等等。使膝关节运动的肌主要是：v（1）屈曲：股二）屈曲：股二头肌、半腱肌、半膜肌、肌、半腱肌、半膜肌、腘肌；及股薄肌、肌；及股薄肌、缝匠肌、腓匠肌、腓肠肌等。肌等。v（2）伸展：股四）伸展：股四头肌肌v（3）内旋：股薄肌、半腱肌、半膜肌、）内旋：股薄肌、半腱肌、半膜肌、腘肌；肌；v（4）外旋：股二）外旋：股二头肌肌胫骨平台的定义胫骨平台的定义 构成膝关构成膝关节基本基本结构的构的骨是大腿股骨的下端和小腿骨是大腿股骨的下端和小腿胫骨的上端，股骨下端可以骨的上端，股骨下端可以看成是关看成是关节头，胫骨上端构骨上端构成关成关节窝。组成膝关成膝关节基本基本结构的两构的两块骨所形成的关骨所形成的关节头和和窝不典型，特不典型，特别是是胫骨骨构成的关构成的关节窝很浅近似于一很浅近似于一个平面个平面(俗称俗称胫骨平台骨平台)，这一一结构有助于膝关构有助于膝关节的灵活的灵活性，但性，但稳定性定性较差。差。膝关节的特点膝关节的特点 关关节囊广囊广阔而松弛，各部厚薄不一（而松弛，各部厚薄不一（髌韧带、胫、腓、腓侧副副韧带）；）；前交叉前交叉韧带防止防止胫骨前移；后骨前移；后交叉交叉韧带防止防止胫骨后移；骨后移；内、外内、外侧半月板半月板（“内内C C外外O O”）：加深了深度，增）：加深了深度，增强稳固固性，性，缓冲作用；冲作用；关关节囊的滑膜囊的滑膜层附着于各关附着于各关节软骨周骨周缘（翼状襞翼状襞）滑膜囊（滑膜囊（髌上囊上囊）润滑作用。滑作用。膝关节辅助结构的作用膝关节辅助结构的作用其主要作用是增加膝关其主要作用是增加膝关节的的稳定性。定性。侧副副韧带 防止小腿在膝关防止小腿在膝关节处向左右向左右侧方移方移动的作用，保的作用，保证人体运人体运动时膝关膝关节只能沿只能沿屈伸方向屈伸方向发力力(运运动)。前后交叉前后交叉韧带 其主要功能是在运其主要功能是在运动中当中当小腿固定小腿固定时防止大腿在膝关防止大腿在膝关节处前后移前后移动，使，使膝关膝关节在运在运动中前后保持中前后保持稳定。定。膝关节辅助结构的作用膝关节辅助结构的作用 半月板半月板 增加膝关增加膝关节的的稳定并有减定并有减轻运运动时关关节头和和窝之之间撞撞击的作用。的作用。脂肪脂肪垫 它促它促进膝关膝关节滑液的分泌，减滑液的分泌，减轻运运动中膝关中膝关节震震动的作用。的作用。膝关膝关节传递载荷，参与运荷，参与运动，吸收震，吸收震动，承受，承受压力，力，为小腿活小腿活动提供力偶。膝关提供力偶。膝关节是两个相互独是两个相互独立且相互抵消的立且相互抵消的统一：一：1 1、要求膝关、要求膝关节在承受体重和有关杠杆力的作用在承受体重和有关杠杆力的作用情况下，在全伸展位情况下，在全伸展位时有有较大的大的稳定性定性 2 2、要求在一定程度的屈曲下具有很大的活、要求在一定程度的屈曲下具有很大的活动性，性，为了跑了跑动以及足以及足对不平整地面的适不平整地面的适应。三、膝关节运动功能分析三、膝关节运动功能分析膝关节的轴膝关节的轴（1）力学）力学轴：从股骨：从股骨头中心到踝骨中心的中心到踝骨中心的连线，在髁在髁间结节穿穿过膝，是膝，是髋、膝、踝三关、膝、踝三关节中心中心的的轴，偏离垂直方向，偏离垂直方向约3。（2）解剖）解剖轴：为贯穿股骨干的直穿股骨干的直线，由近端向，由近端向远端偏离力学端偏离力学轴约6，而，而髌骨解剖骨解剖轴与下肢力学与下肢力学轴一致，二一致，二轴在膝关在膝关节相交相交时形成形成170175的的钝角，称角，称为膝部的生理外翻角，正常膝部的生理外翻角，正常时地心引力地心引力经过膝关膝关节中心，重量均分在膝关中心，重量均分在膝关节内内侧和外和外侧的的结构上。构上。膝关节的运动膝关节的运动 屈和伸（屈和伸（额状状轴）；）；屈膝状屈膝状态下，下，轻度的旋内、旋外；度的旋内、旋外；膝关节的受力膝关节的受力 1 1、胫骨和股骨的骨和股骨的负重：膝关重：膝关节单腿站立腿站立时，膝关膝关节承受的承受的压力力约为体重的体重的2 2倍。行走倍。行走时膝膝关关节承受的承受的压力力约为体重的体重的3 34 4倍，膝关倍，膝关节承承受力的峰受力的峰值在屈膝在屈膝2020，但膝关，但膝关节主要承受力主要承受力是在是在0 04040范范围内。内。膝关节的受力膝关节的受力 在正常伸膝条件下，在正常伸膝条件下，胫骨内外骨内外侧髁的受力是基髁的受力是基本相同的。本相同的。当出当出现膝内外翻畸形膝内外翻畸形时，则受力完全不同。受力完全不同。发生膝内翻生膝内翻时，出，出现内内侧受力明受力明显增加，膝关增加，膝关节向外向外侧移位，承重力移位，承重力线内移，内移，压迫内迫内侧胫骨骨平台平台软骨，使骨，使软骨慢性骨慢性损伤，并使腓，并使腓侧副副韧带上的上的应力力渐进性增加，膝性增加，膝轴变为倾斜，常伴有斜，常伴有小腿和足的内旋。同小腿和足的内旋。同时外外侧韧带张力明力明显增加，增加，在行走在行走时出出现关关节的的摆动移位，移位，导致关致关节退化。退化。膝关节的受力膝关节的受力 当当发生膝外翻生膝外翻时，膝关，膝关节向内向内侧移位，承重移位，承重力力线外移，外移，压迫外迫外侧胫骨平台骨平台软骨，持骨，持续超超负荷会荷会导致致软骨的骨的损坏，同坏，同时胫侧副副韧带上的上的应力逐力逐渐增加，增加，严重者造成重者造成髌骨向外移位，伸膝骨向外移位，伸膝时牵拉股四拉股四头肌。膝肌。膝轴、小腿和足也会、小腿和足也会发生相生相应的的变化。化。正常膝和畸形膝胫骨和股骨的负重2、髌骨股骨的受力骨股骨的受力髌骨的受力在伸直位和屈曲位是不同的，伸直位受骨的受力在伸直位和屈曲位是不同的，伸直位受的的压力力较屈曲位小的多。屈曲位小的多。髌股关股关节所受所受压力力髌骨 对膝关节有一定的保护作用并有增加伸膝关节肌力矩的作用。3535PQJ8080PQJ膝屈90膝屈5AB胫股关节的形态与运动的关系胫股关节的形态与运动的关系 胫股关股关节分分为内内侧胫股关股关节和外和外侧胫股关股关节。外。外侧胫股关股关节面的前面的前1/31/3为一逐一逐渐上升的凹面，而后上升的凹面，而后2/32/3则呈逐呈逐渐下降的凹面。内下降的凹面。内侧胫股关股关节面面则呈一种碗形的凹陷。呈一种碗形的凹陷。如此，凸起的股骨关如此，凸起的股骨关节面和凹陷的面和凹陷的胫骨关骨关节面彼此吻合，面彼此吻合，使膝关使膝关节得以在矢状面上作屈伸活得以在矢状面上作屈伸活动；然而外；然而外侧胫骨关骨关节面的特征凹陷面的特征凹陷结构又使得外构又使得外侧胫股关股关节面并非完全吻面并非完全吻合，从而允合，从而允许膝关膝关节的屈伸活的屈伸活动也不是同也不是同轴运运动而是具而是具有多个瞬有多个瞬时活活动中心的运中心的运动。（1 1）胫股关股关节运运动范范围：A.A.胫股关股关节的运的运动范范围在矢状面内最大，膝完全伸直到完全屈曲的范在矢状面内最大，膝完全伸直到完全屈曲的范围是是0 0140140左右；左右；B.B.胫股关股关节在横面内的活在横面内的活动范范围，随膝完全伸直到屈曲，随膝完全伸直到屈曲9090而有所增而有所增加；加；C.C.在在额面内可得到同面内可得到同样的模式。膝完全伸直的模式。膝完全伸直时几乎不可能有外展或内几乎不可能有外展或内收。当膝屈曲到收。当膝屈曲到3030时，该面内的运面内的运动增加，但不增加，但不论在被在被动外展或被外展或被动内收内收时，其最大运，其最大运动也只有几度。同也只有几度。同样，由于，由于软组织的限制功能，屈曲的限制功能，屈曲超超过3030时，这个面内的运个面内的运动减少。减少。胫股关节的运动特征胫股关节的运动特征（2 2）胫股关股关节面运面运动：在膝部，面关在膝部，面关节运运动发生在生在胫骨髁与股骨髁之骨髁与股骨髁之间和和股骨髁与股骨髁与髌骨之骨之间。在。在胫骨髁与股骨髁之骨髁与股骨髁之间，面运，面运动同同时发生在所有的三个平面上，但在横截面和生在所有的三个平面上，但在横截面和额状面上状面上为最小。在股骨髁与最小。在股骨髁与髌骨之骨之间，面运，面运动同同时发生在生在额状面和横截面两个面上。状面和横截面两个面上。髌股关股关节稳定性的影响因素很多，包括伸膝定性的影响因素很多，包括伸膝装置、支持装置、支持带、肌力、股、肌力、股胫角和股角和股胫间的的Screw-Screw-homehome机制、机制、Q Q角、角、髌骨位置、髁骨位置、髁间槽槽发育程度、外育程度、外力等，因此，良好的力等，因此，良好的髌股周股周围结构及其力学平衡，构及其力学平衡，对维持持髌股的正常排列和股的正常排列和稳定具有重要的作用。定具有重要的作用。维持持髌股股对合的平衡机制合的平衡机制 Q Q角：是股四角：是股四头肌肌肌肌力力线和和髌韧带力力线的的夹角，即从角，即从髂前上棘前上棘到到髌骨中点的骨中点的连线为股四股四头肌肌力肌肌力线，髌骨中点至骨中点至胫骨骨结节最最高点高点连线为髌韧带力力线，两，两线所形成的所形成的夹角角为Q Q角。角。v从股骨的从股骨的结构可构可观察到，股骨内察到，股骨内/外上髁的大小不同，外上髁的大小不同，内内侧大于外大于外侧。因此，当膝盖做出弯曲。因此，当膝盖做出弯曲伸直。股骨与伸直。股骨与胫骨之骨之间会被相会被相对的的带出一个旋出一个旋转的的动作。此生物力学作。此生物力学机制，称之机制，称之为screw-homemechanism旋返机制，旋返机制，也有人称也有人称为螺旋螺旋归位机位机转。如果此机制出如果此机制出现问题时（旋（旋转的角度不的角度不够或是或是过大）大）股四股四头肌的肌肉用力方式就有可能出肌的肌肉用力方式就有可能出现变化化因而造成肌肉因而造成肌肉张力不平衡，也是造成力不平衡，也是造成髌骨股骨疼痛症候骨股骨疼痛症候群的主要原因之一。群的主要原因之一。v髌髌骨股骨疼痛症候群，骨股骨疼痛症候群，PFPS(Patellofemoralpainsyndrome)PFPS造成疼痛的位置，会位在膝盖的前造成疼痛的位置，会位在膝盖的前侧侧，通常是上楼或是下楼会更痛。通常是上楼或是下楼会更痛。当股外当股外侧侧肌与股内肌与股内侧侧肌的肌肉肌的肌肉张张力不平衡力不平衡(太太紧紧绷绷或是无力或是无力)，会造成，会造成髌髌骨的滑骨的滑动动不不顺顺。即有可能造成疼痛。就是所即有可能造成疼痛。就是所谓谓的的PFPS。髌股关节的生物力学特点髌股关节的生物力学特点静力静力结构：构：髌骨的内外骨的内外侧支持支持带是是维持持髌骨排列的静力性平衡机制。骨排列的静力性平衡机制。动力力结构：股四构：股四头肌收肌收缩时各肌肉之各肌肉之间的力学平衡是保持运的力学平衡是保持运动中中髌股股对合的合的动力力结构。构。髌股关股关节的的对合合髌股关股关节接触接触应力力A.平地行走平地行走时，髌股关股关节面之面之间的的应力力约为人体的一半；人体的一半；上、下楼上、下楼时可达体重的可达体重的3.3倍。倍。B.由于由于“腱股接触腱股接触”的参与，有效地增大了接触面的参与，有效地增大了接触面积，分，分担了担了髌股关股关节的接触的接触压力，关力，关节面的面的压强变化不大，化不大，对保保护关关节软骨的正常骨的正常应力有重要意力有重要意义。髌股关股关节的生物力学特点的生物力学特点v髌股关股关节的运的运动：胫骨和股骨骨和股骨间的的轴向旋向旋转运运动，导致致髌韧带附着附着处胫骨骨节结，出，出现内外内外侧移移动，造成，造成髌骨出骨出现相相对于股骨的旋于股骨的旋转运运动。在。在正常运正常运动时，大，大约有内旋有内旋6 6和外旋和外旋8 8，如果运，如果运动范范围增加增加还会增大。会增大。v膝屈曲越大，股四膝屈曲越大，股四头肌的力肌的力值越大，因此越大，因此髌股关股关节反反作用力作用力值越高。在膝屈曲到越高。在膝屈曲到90的的过程中程中产生更高的生更高的髌股关股关节反力。在膝屈曲反力。在膝屈曲90时，此力达到体重的，此力达到体重的2.53倍。膝屈曲整个倍。膝屈曲整个过程中，程中，髌股关股关节反力始反力始终比比股四股四头肌力大。肌力大。v当膝关当膝关节伸伸时，髌骨下面的部分骨下面的部分搁置在股骨上。当膝置在股骨上。当膝屈曲到屈曲到9090 时，髌骨和股骨之骨和股骨之间的接触面的接触面积头盖形的增盖形的增加，它的大小也稍微有些增加。在某种程度上，随着加，它的大小也稍微有些增加。在某种程度上，随着膝关膝关节的屈曲，的屈曲，这个接触面个接触面积的增加的增加补偿了增大的了增大的髌股关股关节反作用力。反作用力。v在某种情况下，股四在某种情况下，股四头肌肌力肌肌力髌股关股关节周周围的力矩很的力矩很高，尤其是膝关高，尤其是膝关节屈曲屈曲时。步行时胫骨平台的反应力及辅助结构的作用步行时胫骨平台的反应力及辅助结构的作用 胫骨平台的定骨平台的定义 构成膝关构成膝关节基本基本结构的骨是大腿股骨的下端和小腿构的骨是大腿股骨的下端和小腿胫骨的上端，股骨骨的上端，股骨下端可以看成是关下端可以看成是关节头，胫骨上端构成关骨上端构成关节窝。组成膝关成膝关节基本基本结构构的两的两块骨所形成的关骨所形成的关节头和和窝不典型，特不典型，特别是是胫骨构成的关骨构成的关节窝很浅很浅近似于一个平面近似于一个平面(俗称俗称胫骨平台骨平台)，这一一结构有助于膝关构有助于膝关节的灵活性，的灵活性，但但稳定性定性较差。差。膝关膝关节的受力特点的受力特点 膝关膝关节内内侧髁髁较外外侧髁接触面髁接触面积大；高大；高负荷下荷下半月板承担半月板承担胫股关股关节总压力的一半，而低力的一半，而低负荷下荷下胫股关股关节压力分布力分布较不确定，可很少或没有股骨不确定，可很少或没有股骨胫骨骨间的的负荷直接接触荷直接接触传递。步行步行时胫骨平台的反骨平台的反应力力 步步态周期中，关周期中，关节反作用力从内反作用力从内侧胫骨骨平台移平台移动到外到外侧胫骨平台。骨平台。膝关节损伤膝关节损伤膝关膝关节韧带损伤在体力在体力劳动和体育运和体育运动中中较常常见。膝关膝关节脱位比脱位比较少少见，好，好发于青壮年。膝关于青壮年。膝关节伸伸直直时，无，无侧方及旋方及旋转活活动。当屈曲或半屈位。当屈曲或半屈位时，可有可有轻度度侧方及旋方及旋转活活动。因。因为膝关膝关节内外有内外有坚强的的韧带结构构维护其其稳定性，故只有在遭受定性，故只有在遭受强大大暴力造成脱位暴力造成脱位时，才会并，才会并发韧带、半月板的、半月板的损伤，也可也可发生骨折乃至神生骨折乃至神经、血管的、血管的损伤。全膝关节置换术的功能锻炼全膝关节置换术的功能锻炼 v全膝关全膝关节置置换术适合于老年性或退适合于老年性或退变性骨关性骨关节炎、炎、创伤性骨关性骨关节炎、炎、类风湿关湿关节炎等疾病。炎等疾病。它是用人工生物材料替代已有明它是用人工生物材料替代已有明显病病损的膝关的膝关节表面的骨与表面的骨与软骨，从而达到消除病痛、骨，从而达到消除病痛、缓解解症状和症状和矫正畸形，恢复与改善膝关正畸形，恢复与改善膝关节功能的作功能的作用。用。v关关节功能的恢复，除了自身手功能的恢复，除了自身手术效果外，效果外，术后后以及出院后的关以及出院后的关节功能功能锻炼甚甚为重要。重要。