膝关节

膝关节过去曾被描述为屈戍关节或铰链关节，但实际上其结构远为复杂。

膝关节应被视为由三个关节合为一体：两个髁状关节，分别位于股骨每侧髁与相应半月板及胫骨髁之间；第三个关节位于髌骨与股骨之间，部分属于滑动关节，但并不完全如此，因为两侧关节面并非相互吻合，因此其运动并非单纯的滑动。

这一关于膝关节构造的观点，可从某些低等哺乳动物的关节研究中得到印证——在这些动物中，与上述三个分区相对应，有时可见三个滑膜腔，或完全独立，或仅通过细小的通道相连。

关节中部存在两条交叉韧带，亦进一步支持了这一观点，这两条韧带应被视为内侧关节与外侧关节的副韧带。

滑膜的髌骨皱襞的存在，进一步提示滑膜腔有分隔为两个小囊的趋势，一个对应外侧关节，另一个对应内侧关节。

各骨之间通过以下韧带相连：

• 关节囊
• 外侧半月板
• 内侧半月板
• 膝横韧带
• 前交叉韧带
• 后交叉韧带
• 腓侧副韧带
• 胫侧副韧带
• 腘斜韧带
• 腘弓状韧带
• 髌韧带

关节囊由薄而坚韧的纤维膜构成，几乎在其全部范围内均由与之不可分离的纤维束加强。在前上方，股四头肌腱深面，关节囊仅由滑膜代表。关节囊的主要加强结构来自阔筋膜及关节周围的肌腱。在前方，股内侧肌、股外侧肌的腱膜扩张部以及阔筋膜及其髂胫束填充于前方韧带与副韧带之间的间隙，构成内侧髌骨支持带和外侧髌骨支持带。关节囊后部由起自股骨髁及髁间窝两侧的垂直纤维构成；因此，关节囊后部位于交叉韧带的两侧及前方，交叉韧带由此被排除于关节腔之外。交叉韧带后方为腘斜韧带，该韧带由半膜肌腱发出的纤维加强。外侧方，髂胫束的延伸部填充于腘斜韧带与腓侧副韧带之间的间隙，并部分覆盖后者。内侧方，缝匠肌和半膜肌的腱膜扩张部向上延伸至胫侧副韧带，加强关节囊。

膝关节的滑膜是全身最大、范围最广的滑膜。滑膜从髌骨上缘开始，在股四头肌深面、股骨前面下部形成一个大的盲囊，并常与介于股四头肌腱与股骨前面之间的滑囊相通。股四头肌与股骨前面之间的滑膜囊，在膝关节运动过程中由一块小肌肉——膝关节肌——支撑，该肌止于此囊。在髌骨两侧，滑膜向股内侧肌及股外侧肌腱膜深面延伸，尤其是股内侧肌腱膜深面。髌骨下方，滑膜与髌韧带之间隔有大量脂肪组织，称为髌下脂肪垫。自髌骨关节面的内侧缘和外侧缘，滑膜皱褶突入关节腔内，形成两个缨状皱襞，称为翼状皱襞；向下，这些皱襞汇合为一条单一的带状结构，称为髌骨皱襞（黏膜韧带），连接至股骨髁间窝前方。在关节两侧，滑膜从股骨向下延伸，衬覆关节囊直至其附着于半月板之处；继而可追踪至半月板上表面至其游离缘，再沿其下表面延伸至胫骨。在外侧半月板后部，滑膜在其表面沟槽与腘肌腱之间形成一个盲囊；滑膜反折覆盖于交叉韧带前方，因此交叉韧带位于滑膜腔之外。

膝关节附近的滑囊如下：前方有四个滑囊：一个较大的滑囊介于髌骨与皮肤之间；一个较小的滑囊位于胫骨上部与髌韧带之间；第三个位于胫骨粗隆下部与皮肤之间；第四个位于股骨下部前面与股四头肌深面之间，通常与膝关节相通。外侧有四个滑囊：（1）一个（有时与关节相通）位于腓肠肌外侧头与关节囊之间；（2）一个位于腓侧副韧带与股二头肌腱之间；（3）一个位于腓侧副韧带与腘肌腱之间（有时仅为下一滑囊的延伸部）；（4）一个位于腘肌腱与股骨外侧髁之间，通常为关节滑膜的延伸部。内侧有五个滑囊：（1）一个位于腓肠肌内侧头与关节囊之间，此囊向腓肠肌内侧头肌腱与半膜肌腱之间延伸，常与关节相通；（2）一个浅于胫侧副韧带，位于该韧带与缝匠肌、股薄肌及半腱肌肌腱之间；（3）一个深于胫侧副韧带，位于该韧带与半膜肌腱之间（有时仅为下一滑囊的延伸部）；（4）一个位于半膜肌腱与胫骨头之间；（5）偶尔在半膜肌腱与半腱肌腱之间存在一个滑囊。

关节周围结构。——前方及两侧为股四头肌；外侧为股二头肌腱、腘肌腱及腓总神经；内侧为缝匠肌、股薄肌、半腱肌及半膜肌；后方为腘部血管及胫神经、腘肌、跖肌、腓肠肌内侧头与外侧头，以及若干淋巴结和脂肪组织。

供应膝关节的动脉有：最高膝动脉（吻合支动脉），为股动脉的分支；腘动脉的膝关节支；胫前动脉的返支；以及股深动脉股外侧旋股动脉的降支。

神经来自闭孔神经、股神经、胫神经及腓总神经。

运动。——膝关节可进行屈曲和伸展运动，在关节特定位置还可进行内旋和外旋运动。膝关节的屈伸运动与典型屈戍关节（如肘关节）的运动不同，区别在于：（a）运动所围绕的轴并非固定轴，而是在伸展时向前移动，在屈曲时向后移动；（b）屈曲开始和伸展结束时，伴随有旋转运动，使肢体固定于高度稳定的位置。从完全屈曲到完全伸展的运动因此可分为三个阶段：

1. 在完全屈曲状态下，股骨髁的后部与半月板胫骨面的相应部分相接触，在此位置允许少量单纯的滚动运动。

2. 在肢体从屈曲位过渡到伸展位的过程中，滑动运动叠加于滚动运动之上，使得运动轴从最初通过股骨内外侧髁的连线逐渐向前移动。在此运动阶段，两侧股骨髁胫骨关节面的后三分之二参与运动，由于这些部分曲率相近且相互平行，故向前移动的幅度相等。

3. 前交叉韧带绷紧，使股骨外侧髁几乎停止运动；但其仍向前内侧轻微移动，推动外侧半月板前部随之移动。内侧髁上的胫骨关节面向前延伸的范围比外侧髁更大，且该延伸部分朝向外侧。因此，当髁部的前向运动被前交叉韧带阻止后，持续的肌肉收缩使内侧髁连同半月板向后内侧移动，从而产生大腿在小腿上的内旋。当完全伸展位达到时，外侧髁沟的外侧部分压向相应半月板的前部，而沟的内侧部分则抵于胫骨髁间隆起外侧突前方的关节缘。内侧髁沟中嵌入内侧半月板的前部，而前交叉韧带和胫骨髁间隆起内侧突前方的关节缘则嵌入股骨髁间窝的前部。这一使所有结构精确对合的第三阶段被称为关节的"旋紧归位"或锁定运动。

完全屈曲的运动与上述过程相反，因此屈曲之前首先发生股骨的外旋，解锁伸展位的关节。

屈伸运动所围绕的轴与两骨均不严格垂直；在屈曲时，股骨与胫骨位于同一平面内，但在伸展时，两骨之间形成向外侧开放的夹角。

除伸展完成和屈曲启动时伴随的旋转运动外，关节在部分屈曲时还可进行内旋或外旋运动；这些运动主要发生于胫骨与半月板之间，在小腿与大腿成直角时最为自由。

髌骨的运动。——髌骨关节面不明显地分为七个小面——上、中、下三对水平小面，以及一个内侧垂直小面。当膝关节强力屈曲时，内侧垂直小面与内侧髁外侧部的半月形关节面相接触；该半月形关节面是髌面内侧部向后的延伸。当小腿从屈曲位伸展时，首先是最上方一对，继而是中间一对，最后是最下方一对水平小面依次与股骨髌面相接触。在伸展位，当股四头肌松弛时，髌骨松散地位于股骨下端前面。

屈曲时，髌韧带被拉紧；在极度屈曲时，后交叉韧带、腘斜韧带、副韧带以及前交叉韧带（轻度）均松弛。在活体中，屈曲因小腿与大腿的接触而受到限制。当膝关节完全伸展时，腘斜韧带、副韧带、前交叉韧带及后交叉韧带均被拉紧；在膝关节伸展过程中，髌韧带被股四头肌拉紧，但在足跟支撑的完全伸展位时则松弛。内旋由前交叉韧带阻止；外旋使交叉韧带有解交叉和松弛的趋势，但被胫侧副韧带阻止。交叉韧带的主要功能是作为胫骨与股骨之间的直接连接，防止胫骨过度向后或向前移动。它们还协助副韧带抵抗关节向任何一侧的侧弯。半月板的功能似乎在于使胫骨关节面在一定程度上适应股骨髁的形态，从而填补关节在不同位置时所产生的间隙，减少在跳跃或足部着地时经肢体向上传导的震荡；同时还允许上述两种运动形式——屈伸和旋转——的进行。髌骨是膝关节前方的重要防护结构，在跪地时将原本集中于髁部突起的压力分散于较大且较均匀的面积上；同时为股四头肌提供力臂。

在立正姿势下直立时，体重的重心线落于通过两侧膝关节中心连线的前方，因而有使关节过度伸展的趋势；然而，这一趋势被前交叉韧带、腘斜韧带及副韧带的张力所阻止。

小腿在大腿上的伸展由股四头肌完成；屈曲由股二头肌、半腱肌及半膜肌完成，股薄肌、缝匠肌、腓肠肌、腘肌及跖肌协助参与。外旋由股二头肌完成，内旋由腘肌、半腱肌及（轻度）半膜肌、缝匠肌和股薄肌完成。腘肌尤其在膝关节屈曲运动开始时发挥作用；通过其收缩，使小腿内旋，或在胫骨固定时使大腿外旋，从而解锁膝关节。