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膝关节是人体最大、最复杂、功能要求最高的关节，由股骨远端、胫骨近端、髌骨以及附着其上的韧带、关节囊和半月板等结构组成。膝关节主要功能是伸屈活动，在其伸侧及屈侧都有强大的肌肉。除屈伸活动外，在膝关节半屈或屈曲90°时，尚能做内外旋转运动，在膝伸直到10°～15°时，股骨在胫骨上又产生一定程度的内旋运动，使膝关节的运动多轴化。人工膝关节置换要求必须熟练掌握膝关节的应用解剖，膝关节内侧、外侧、内部等结构共同构成膝关节功能的基础，认真学习掌握膝关节的解剖是人工膝关节置换成功与否的关键。
骨性结构
骨性膝关节正面表面解剖
骨性膝关节内侧面表面解剖
骨性膝关节外侧面表面解剖
骨性膝关节后面表面解剖
骨性膝关节由股骨远端、胫骨近端和髌骨共同组成。其中股骨内外髁与胫骨内、外侧平台分别组成内、外侧胫股关节。髌骨与股骨滑车组成髌股关节。关节周围的骨性结构表面不光滑，存在很多突起，是韧带、关节囊和肌腱起止点。
股骨远端的前部称为滑车，其中央为滑车切迹。滑车切迹向下后延伸为髁间切迹（inter-condylar notch，ICN）；向前上延伸止于滑车上隐窝。股骨远端的后部为股骨髁，由ICN分为股骨内髁和股骨外髁，分别与内、外滑车相延续，构成凸起的股骨关节面。从侧面观，股骨外髁弧度大于内髁。外髁较内髁更突前，而内髁比外髁更加向后延伸。
参与构成膝关节的胫骨平台关节面在冠状面上存在约3°内倾。在矢状面上存在约6°后倾。胫骨平台中央为一前一后两个髁间棘，是半月板和交叉韧带的附着部。外侧胫骨关节面的前1/3部为一逐渐上升的凹面，而后2/3则呈逐渐下降的凹面；内侧胫骨关节面则呈一种盘状凹陷。凸起的股骨关节面和凹陷的胫骨关节面彼此吻合，使膝关节得以在矢状面上做伸屈活动；然而外侧胫骨关节面的特征性凹陷结构又使得外侧胫股关节面并非完全吻合，从而允许膝关节在水平面上有一定的旋转活动。
膝关节浅层解剖
髌骨周围动脉网
膝关节前方的深筋膜绝大多数与肌肉和肌腱紧密相粘连，在外侧与髂胫束下端相融合，在内侧与缝匠肌腱相融合。营养膝关节的动脉为腘动脉分支，穿过深筋膜浅出，包括膝上内侧动脉、膝上外侧动脉、膝下内侧动脉、膝下外侧动脉、膝中动脉、膝降动脉关节支、旋股外侧动脉降支和胫前返动脉等，在髌骨周围组成膝关节动脉网，营养关节及其周围的肌肉。
皮下浅筋膜
皮下的浅筋膜即脂肪层，位于深筋膜浅面。皮肤与髌骨之间的浅筋膜层称为髌前皮下囊，此囊被纤维隔分成数个小囊，其功能为在髌骨与皮肤间滑动时承载压力。
膝关节周围神经支配
膝关节周围神经支配
股内侧皮神经、股中间皮神经、股外侧皮神经及隐神经髌下支共同形成髌丛。其中隐神经自缝匠肌与股薄肌腱之间穿深筋膜，在出深筋膜前发出髌下支，其大小差异较大，膝关节髌内侧显露时很容易损伤，引起术后早期皮肤感觉缺失或局部麻木。但由于髌丛不同分支分布重叠，这种感觉功能障碍很少为永久性的。
伸膝装置
伸膝装置
伸膝装置主要包括股四头肌及肌腱、髌骨和髌韧带。股四头肌由股直肌、股内侧肌、股外侧肌及股中间肌组成，在下部融合成一坚强的股四头肌腱，止于髌骨，并向下延为髌韧带。股四头肌的主要功能是伸膝，在股四头肌的四个组成部分中，股内侧肌最为重要，可以维持髌骨的位置，不但参与整个伸直过程，在伸直最后的10°～15°时尤为重要，是全部伸直过程的最重要阶段。在维持人体直立姿势上，股四头肌最为重要。对于维持下肢直立而言，膝关节为最大的弱点，由于膝关节是屈戌关节，主要沿水平轴作屈伸运动，膝关节的伸直运动及侧方运动为骨骼本身韧带所限制，唯一能防止膝关节屈曲仅有股四头肌。
髌骨是人体内最大的籽骨，它与股四头肌、髌腱共同组成伸膝装置（extensor-apparatus）。髌骨厚度20～30mm，其中关节软骨最厚处可达5mm。髌骨前面粗糙，供股四头肌腱及髌韧带表层附着，后面光滑其上3/4为关节面，由纵向的中央嵴、内侧嵴分为外侧关节面、内侧关节面和第3关节面；内、外侧关节面又被两条横嵴划分为上、中、下三部分，共计有七个关节面。髌骨后表面的下1/4位于关节外，是髌韧带的附着点。
髌骨在股骨髁前起滑车作用，同时压股骨向后，防止股骨前移，在逐渐伸膝过程中，髌骨逐渐前移，以加大力臂，有助于稳定膝关节。在膝关节前方有连于髌尖至胫骨转子的髌韧带，其为股四头肌腱的延续部，是全身最强大的韧带之一，长约8cm，髌韧带的中部即为关节平面。髌韧带两侧有自股内侧肌和股外侧肌延续来的内、外侧支持带以加强关节囊并防止髌骨向侧力滑脱。
膝关节内侧解剖
膝关节内侧支持结构浅层，称为筋膜层，包绕缝匠肌
根据Warren and Marshall的三层解剖模式理论，膝关节内侧结构分为浅层、中间层和深层。浅层为大腿深筋膜的延续，包绕缝匠肌。其前方与股内侧肌的纤维相融合，构成髌内侧支持带。后方与覆盖腓肠肌及腘窝顶的深筋膜相延续。
膝关节内侧支持结构中间层：主要结构为内侧副韧带浅层
中间层即内侧副韧带（medial collateral ligament，MCL）浅层，起自股骨内侧髁内收肌结节前下方，止于胫骨内侧关节面下方约4～6cm处。被鹅足（缝匠肌、股薄肌、半腱肌肌腱）所遮。MCL浅层上方发出纤维止于髌骨内缘形成内侧髌股韧带，后部纤维与关节囊和半膜肌腱相融合（图1-1-10）。
半膜肌的扩展部及腘斜韧带
半膜肌腱止于胫骨后内侧面，有三个扩展部，其中一个扩展部于MCL浅层的深面止于关节囊附着处的下方；另一扩展部延续为腘肌筋膜；第三个扩展部向外上方延伸，经腘窝止于股骨外侧髁，形成腘斜韧带。
膝关节内侧支持结构深层：主要结构为关节囊和内侧副韧带深层
深层即膝关节内侧的关节囊，附着于股骨和胫骨关节缘。MCL浅层的深面关节囊增厚部为MCL深层，起于股骨内上髁，与内侧半月板融合。
内侧副韧带：
A膝关节伸直时，前束的前部纤维松弛，后部纤维强力拉紧；后束下方拉紧，上方松弛；
B屈曲时，前束的后部纤维松弛，前部长纤维拉紧并后移；后束上方拉紧，下方松弛
内侧副韧带分为前后两束。前束纤维较长，垂直向下止于胫骨内侧关节面下方，与关节囊及半月板间有松弛的结缔组织相隔；后束纤维较短，在关节水平呈扇形向后止于关节囊、半月板。内侧副韧带的前后两束，在关节屈伸时起着不同的作用：当膝关节屈曲时，韧带前束的后部纤维松弛，前部长纤维拉紧并后移；后束上方拉紧，下方松弛。伸直时，前束的前部纤维松弛，后部纤维强力拉紧；后束下方拉紧，上方松弛。
膝关节外侧解剖
膝关节外侧浅层解剖
膝关节外侧也分三层。浅层为大腿深筋膜的延续，主要结构包括髂胫束、股二头肌及肌腱和髌外侧支持带。其中髂胫束在伸膝时紧张，屈膝时松弛。
膝关节外侧，中间层解剖
中层主要结构为外侧副韧带（Lateral collateral ligament，LCL）。呈圆条状，上起自股骨外上髁，向下止于腓骨小头，与关节囊及半月板间有腘肌肌腱相间隔。LCL居关节外后方，在伸膝时紧张，屈膝时松弛。但在屈膝外旋或内旋时则皆紧张（图1
膝关节外侧：深层解剖
深层结构位于LCL深面，包括关节囊、腘斜韧带、弓状韧带等。腘斜韧带为半膜肌腱的延续部分，纤维自胫骨内髁后方斜向外上，止于股骨外髁后上方。弓状韧带起自腓骨小头，其外侧部纤维垂直向上止于股骨外髁，其余纤维向内上融合于关节的后纤维囊。弓状韧带覆盖在腘肌腱表面（图1-1-16）。
膝关节后部解剖
腘窝底解剖：A浅层；B深层
膝关节后部主要结构为腘窝，呈菱形，有腘动、静脉和神经穿行。其上内界与半膜肌、半腱肌毗邻，上外界与股二头肌相毗邻；下界内外侧与腓肠肌内外侧头毗邻。腘窝的顶为腘筋膜，腘窝底为膝关节后部结构包裹。包括关节囊、腘肌和腘斜韧带、弓状韧带等。
膝关节内部稳定结构
膝关节内的主要稳定结构包括半月板、交叉韧带。半月板位于股骨及胫骨两关节面之间，由纤维软骨组织组成，其主要附着于胫骨，但可随股骨作一定范围的移动，以补偿胫骨髁面与股骨髁面的不适应，并起着限制和制动作用。半月板具有一定的弹性，能缓冲两骨面撞击，吸收震荡，保护膝关节。
半月板：内侧半月板呈“C”形，外侧半月板呈“O”形
每个半月板有三面：边缘面如圆柱状，肥厚而突隆，与关节囊纤维膜深面相贴，滑膜附于其上下缘，并有冠状韧带连于胫骨髁边缘；上面光滑凹陷，可加深胫骨平台深度，与股骨髁相接；下面平坦光滑，覆盖在胫骨平台上。
半月板内缘锐薄而凹陷。内侧半月板周径较大呈C形，前端窄而后端宽。前端以细腱附着于胫骨髁前内侧脊柱沟深面相，居前交叉韧带起点之前，后端附着于髁间窝后窝，在胫骨髁间隆起后方及后交叉韧带起点的内前方。
内侧半月板与内侧副韧带后部紧密相连，限制了内侧半月板的活动度。外侧半月板较内侧半月板周径小而面积广，呈O形，前端附着于髁间前窝，前交叉韧带附着点的外侧，后端附着于髁间隆起之间。外侧半月板的外缘有沟，以容纳自此经过的腘肌腱并与之相贴脊柱沟深面相，其与外侧副韧带并不相连。
膝关节交叉韧带：A前面观；B后面观
膝关节内有限制膝关节前后移动的交叉韧带，交叉韧带分前后两束，在髁间窝中前后交叉，前交叉韧带（Anterior cruciate ligamen，ACL）起于股骨外髁的内面，长约4cm，向下内走行，止于胫骨髁间棘之前，纤维与外侧半月板前角纤维相交织。后交叉韧带（Posterior cruciate ligament，PCL）起于股骨内髁髁间的前部，越过前交叉韧带内侧，斜行向下外，止于胫骨髁间窝的后缘中部。
膝关节屈曲时ACL前内侧部紧张，伸直时ACL后外侧部紧张
ACL纤维分为前内侧及后外侧两部分，屈膝时前内侧部紧张，伸直时后外侧部紧张。在膝屈40°～50°时较松弛，在屈膝作前抽屉试验时，前交叉韧带的前内侧部限制其活动，后外侧部在膝伸直时，限制膝过伸活动。
在屈膝过程中PCL保持紧张状态，但在伸直时松弛
PCL在股骨侧的附着线相当于膝关节每个瞬间旋转中心，使PCL在屈膝过程中保持紧张状态，成为膝关节稳定的重要因素。PCL较ACL粗大，在膝关节屈曲位时，可防止胫骨后移，伸直位时，可防止膝过伸，并可限制膝内、外旋活动。
参考资料：《人工膝关节置换技巧》
主编：于建华李晓辉