🧠 Introduction（导言）

膝关节由两个关节组成：

  • 胫股关节（Tibiofemoral joint）
  • 髌股关节（Patellofemoral joint）

🦴 Patellofemoral Articulation（髌股关节）

🔧 Function（功能）

  • 传递由股四头肌（quadriceps）产生的牵张力至髌腱（patellar tendon）

  • 增加伸膝装置的力臂
  • 髌骨切除术（patellectomy）会使伸膝力量减少约 30%

📊 Biomechanics（生物力学）

  • 髌股关节反应力（Patellofemoral joint reaction force）：

    • 下蹲时可达体重的 7 倍
    • 下楼时为体重的 2-3 倍

🔄 Motion（运动）

  • 属于“滑动型”关节
  • 在完全屈曲时髌骨可向尾侧移动约 7 cm

  • 髌骨与股骨最大接触发生在屈曲 45° 时

🛡️ Stability（稳定性）

Passive restraints to lateral subluxation（防止髌骨向外半脱位的被动约束）：

  • 内侧髌股韧带（Medial Patellofemoral Ligament, MPFL）

    • 是在屈曲 20° 时防止外移的主要被动稳定结构
    • 占总稳定力的 60%
  • 内侧髌半月韧带（Medial Patellomeniscal Ligament）
    • 占 13%
  • 内侧支持带（Medial Retinaculum）
    • 占 10%

Dynamic restraint（动态稳定性）：

  • 股四头肌（Quadriceps muscles）

📐 Q angle（Q角）

✅ Definition（定义）：

  • 从髂前上棘（ASIS）到髌骨中心再到**胫骨粗隆（Tibial tuberosity）**的连线所成角度

🎯 Normal Q angle（正常 Q 角）：

  • 在伸直位：
    • 男性：13°
    • 女性：18°
  • 在屈曲位：8°

🔹 Tibiofemoral Articulation（胫股关节）

📌 Function（功能）

  • Transmission of body weight from femur to tibia
    将体重从股骨传递到胫骨

📌 Biomechanics（生物力学）

  • Tibiofemoral joint reaction force（胫股关节反作用力）
    • 3× body weight with walking
      行走时约为体重的3倍
    • 4× body weight with climbing
      爬楼梯时约为体重的4倍

📌 Motion in sagittal plane（矢状面运动）

  • Range of motion（活动范围）

    • 从3度过伸至155度屈曲（3° hyperextension to 155° flexion）
    • 大腿与小腿接触（thigh-calf contact）通常限制了完全屈曲

  • Normal gait requires ROM from 0° to 70°

    Knee Biomechanics（膝关节生物力学）
    正常步态需要0至70度的活动范围

📌 Rotation（旋转）

  • Instant center of rotation（瞬时旋转中心）

    • Posterior rollback（后滑机制）
      • Definition（定义）：关节面直接接触的位置点
      • Relevance（临床相关）
        • 在正常运动中，股骨与内侧胫骨平台的接触点相对固定，形成膝关节的“内侧枢轴点”

        • 股骨与外侧胫骨平台的接触点在屈曲过程中逐渐后移，有助于增加屈曲范围并避免撞击

  • ‘Screw home’ mechanism（“锁定机制”）

    • Definition（定义）：膝关节在最后15度伸展过程中，胫骨外旋约5度
    • Cause（原因）：内侧胫骨平台关节面比外侧长

    • Relevance（临床相关）：此机制有助于“锁定”膝关节，降低站立时股四头肌的能量消耗

📌 Stability（稳定性）

  • Varus stress（内翻应力）

    • 主要由外侧副韧带（Lateral collateral ligament）提供稳定

  • Valgus stress（外翻应力）

    • 主要由内侧副韧带浅层（Superficial portion of medial collateral ligament）提供稳定

  • Anterior translation（胫骨前移）

    • 前交叉韧带（Anterior cruciate ligament, ACL）
      • 起点（Origin）：股骨外侧髁后内侧的半圆形区域

      • 止点（Insertion）：胫骨平台前方的髁间隆凸之间

    • 组成部分（Components）
      • 前内束（Anteromedial bundle）：屈曲时紧张
      • 后外束（Posterolateral bundle）：伸展时紧张
    • 功能（Function）
        • 阻止胫骨前移的主要静力结构
        • 对轴向旋转也有一定限制作用

    • Posterior translation（胫骨后移）

      • 后交叉韧带（Posterior cruciate ligament, PCL）
        • 起点（Origin）：股骨内侧髁的前外侧部
        • 止点（Insertion）：胫骨关节面以下的胫骨沟
      • 组成部分（Components）
        • 前外束（Anterolateral）：屈曲时紧张

        • 后内束（Posteromedial）：伸展时紧张
      • 功能（Function）
          • 阻止胫骨后移的主要静力结构

      • External rotation（胫骨外旋）

        • 后外侧结构群（Posterolateral corner） 为胫骨外旋的主要稳定结构