膝关节的解剖及功能
郑大解剖学 腾康学院
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。
膝关节结构
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。在内上髁的上方有一个小的骨性隆起，称为收肌结节。
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。膝关节是人体最大的关节，由人体中最大的两块骨构成。膝关节是一个滑膜关节，有两个纤维软骨半月板。膝关节还包含一块髌下脂肪垫，是覆盖两侧髌下韧带的脂肪层。
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）。膝关节最放松的位置是轻微的屈曲，此时关节囊、股四头肌和腘绳肌是最放松的。膝关节伸展时处于闭合位。
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。
膝关节的对线
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。
膝关节的软组织结构
半月板
膝关节包含内侧半月板和外侧半月板。半月板是“C”字形的纤维软骨盘。它们是楔形的，且外侧边缘比内侧边缘更厚。两个半月板都紧密附着在胫骨平台中部被称为髁间结节的骨性突起处。它们同时也附着在胫骨外围被称为冠状韧带的关节囊扩展结构上。半月板还附着于股四头肌扩张的筋膜上。当股四头肌收缩时，半月板被向前牵拉。
内侧半月板的活动性比外侧半月板小很多，因为它比较牢固地附着于胫骨平台上。它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。它也附着于半膜肌，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比内侧半月板大得多，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。
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。
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。半月板的前部是可以移动的。随着膝关节的伸展，半月板向前滑动；随着膝关节的屈曲，半月板被向后拉。
髌骨支持带有几处增厚的部位，被称为髌股韧带及髌胫韧带。支持带的深层由两部分组成：1.从内上髁和外上髁至髌骨横向增厚的一部分深层结构。2.半月板胫骨韧带，也被称为冠状韧带，其作用是将半月板稳定在胫骨平台上。后部的关节囊被半膜肌、腘肌、腓肠肌的腱性扩张所加强。
腘斜韧带（半膜肌的扩展部分)与腘弓状韧带（关节囊后壁增厚部分）相互交织。20%~60%的人中，其膝关节髌上内侧部分的关节囊内滑膜会增厚或者折叠，即形成皱襞。如果滑膜受刺激、增厚或者发生纤维化，它会撞击到股骨内侧髁的内侧边缘。
关节囊会维持关节及半月板的稳定性，并对关节面起到润滑作用，还具备感觉神经的作用。当股四头肌、半膜肌及腘肌收缩时，张力会通过构成关节囊的韧带而作用于半月板。
髌下脂肪垫
髌下脂肪垫是位于髌腱下方及两侧的少量脂肪。在屈曲的过程中，脂肪垫被拉至膝关节的内部。在膝关节伸展过程中，脂肪垫向前移动并使髌韧带两侧凸起。脂肪垫的背面内衬滑膜。
脂肪垫的作用是在膝关节屈伸的过程中贴在股骨髁上，使液体润滑膝关节。
韧带
根据功能将支持结构分为静态稳定结构和动态稳定结构。静态稳定结构主要是表浅的筋膜（被称为小腿筋膜）关节囊及韧带。动态稳定结构主要是肌肉和它们的筋膜扩张部。
如前所述，许多关节囊增厚的部分也可以被归类为韧带。根据位置的不同，韧带的位置可以被分为前侧、后侧、内侧、外侧及内部。前侧韧带包括髌韧带（髌下腱），这是股四头肌附着于胫骨粗隆的韧带组织。
内侧和外侧髌股韧带及髌胫韧带，它们是连接髌骨及胫骨的股内侧肌和股外侧肌的增厚、扩张的股四头肌腱膜；内侧和外侧半月板髌骨韧带，这是股四头肌筋膜增厚的部分。
当股四头肌收缩时，股四头肌筋膜给半月板施加张力，将半月板向前拉。以及内侧和外侧冠状韧带（半月板胫骨韧带）。后侧韧带包括后腘斜韧带及腘弓状韧带。内侧韧带是内侧副韧带。外侧韧带是外侧副韧带。内部韧带包括前交叉韧带和后交叉韧带。
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。这些韧带非常致密，脱位的情况非常少。与其他滑膜关节一样，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。
滑囊
滑囊是一种内衬滑膜的囊，里面充满了滑液。膝关节区域有超过24个滑囊。有3个滑囊是关节囊内的隐窝，构成了髌上囊，即半膜肌囊及腓肠肌囊。滑囊也存在于膝关节的肌肉（包括股二头肌、半膜肌、骼胫束及鹅足腱）下。
滑囊的作用是增加润滑，减少摩擦。
神经
膝关节主要由胫神经、腓总神经及隐神经支配。坐骨神经在大腿后侧远端1/3处分为胫神经和腓总神经。胫神经穿行于膝关节后侧的腘窝中心，腓总神经穿行于股二头肌和腓肠肌外侧头之间的排骨头后侧。隐神经是股神经的终末支，并分出髌下支，在膝关节内侧浅层、缝匠肌与股薄肌的肌腱之间穿行。
胫神经及腓总神经有肌支、皮支（腓肠神经）。隐神经是皮神经，主要支配髌骨前、小腿内侧和足内侧缘的皮肤。
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医生简介
徐高磊
郑州大学脑瘫中心主治医师
湘雅医院疼痛科特聘专家
唐都医院康复科特聘专家
郑州大学二附院疼痛科特聘专家
郑州大学基础医学院解剖学系教师
河南省康复医学会疼痛康复分会委员
主编《人体姿势评估与解剖学分析》
《周围神经卡压与解剖学分析》
《筋膜点评估与解剖学分析》
《脑神经功能评估与解剖学分析》
发表核心学术论文20篇
擅长整体评估和治疗膝关节疾病，如膝关节骨性关节炎，髌骨软化综合征，韧带损伤，肌筋膜炎，膝关节弹响。