膝关节解剖和生物力学Popo
膝关节生物力学简讲
简稿----膝关节外科的基础和临床 缘于膝关节病的高发和普遍性，以及越来越年轻化的趋势，使得临床越来越重视和进一步研究膝关节病。那么，要想准确无误的诊断和辨别本病是骨骼、肌肉、韧带、半月板、滑膜等具体部位病变，首先需要掌握的是膝关节的解剖结构、基本运动和运动特点。在此基础上再阐述一下膝关节的常见病，其病因、症状、体征、特殊和辅助检查等，从而完成常见膝关节病的诊疗工作。具体内容如下： 第一：滑膜关节生理运动功能的形态学基础 一、概述：膝关节属于滑膜关节，滑膜关节是骨连接的最高级分化形式，主要结构为： 1、骨端关节面 2、关节面上的关节软骨 3、关节囊 4、密闭的关节腔（少量积液）。 为了适应某些关节的运动机能，可有：1、韧带2、关节盘3、关节窝周缘的关节唇。膝关节属于屈戌关节，主要作屈伸运动。在半屈时，小腿可做旋转运动。 二、关节囊：呈袋状，附于关节面周缘的骨面，并于骨膜融合延续，它包围关节，使之与邻近结构分开。关节囊分两层：内层为滑膜，外层为纤维层。 1、滑膜：内表面光滑发亮，长向关节腔突起形成滑膜皱襞和绒毛。多数绒毛小而纤细，因年龄和部位的不同，其数量、大小也不同，或
因受伤及刺激绒毛增多增粗。 滑膜组成： a)、被衬层：邻近关节腔，为滑膜内膜。约1-4层。 b）、基底层:称滑膜下组织或内膜下组织，外表面并入关节囊纤维层中。（不同关节或不同部位，其组织可有不同，但有丰富的血管及淋巴管，随着年龄的增大，血管可程玻璃样变性，正常情况下，小血管可以破裂，释放少量红细胞到关节腔，就是正常关节滑液中可能有少量红细胞的原因。其无神经末梢，但有血管外膜的自主神经纤维）滑膜类型： a)、纤维性滑膜：监狱承受压力或覆盖于韧带、肌腱上的滑膜（此 类型滑膜下组织可有成群的胶原纤维） b)、网隙型滑膜：见于可在关节囊被衬层的纤维部分上自由移动的 滑膜（此类型滑膜下组织有少量胶原纤维和丰富的纤维间组织）c)、脂肪型滑膜：覆盖于关节内脂肪垫上（此类型滑膜下组织主含 脂肪组织） d)、中间类型：纤维网隙型、网隙脂肪型 滑膜功能： a)制造和调节滑液---滑液的分泌作用，位于关节腔内（即结缔组织 间隙内）毛细血管紧靠关节腔，因此，就含有少量渗出液。还有滑膜细胞分泌的高粘度的透明质酸。（白蛋白及低分子蛋白质容易通过滑膜，在滑液渗透压中起重要作用）。滑膜是血循环和滑液间的双侧屏障。
股骨头生物力学、解剖形态与血供
股骨头生物力学、解剖形态与血供 自1963年英国Charnley成功施行全髋关节置换术以来，人工髋关节手术已在全球取得很大的发展，但因假体松动而致该手术远期失败的问题一直困扰着临床医生[1]。目前的研究表明，除感染因素外。人工股骨假体与股骨上段的不匹配是导致早期假体松动失效的主要原因之一。迄今为止，国内临床所用的髋关节假体多是根据西方人设计的。而人类的股骨形态具有很大的差异，年龄、性别、民族、地域、遗传及生活方式等因素均可影响[2,3]。薛文东等对480根国人成人尸体股骨进行研究测量显示国人股骨几何参数与白种人乃至韩国人有显著性差异[4]。为了延长人工关节的使用寿命，多数学者认为有必要对假体进行个体化设计。本文通过对股骨头的生物力学、解剖形态、血供等方面的综述。为相关的基础和临床研究提供参考。 1 股骨头的生物力学 人体组织器官结构和功能的统一是生物进化过程中逐渐实现的普遍生物学法则。作为人体中主要的负重关节，在骨骼系统中没有任何区域比股骨上段更能展现生物力学规律了。股骨头承受的力有压应力和剪应力，由于人体髋关节面软骨摩擦系数很小（0.002)，可以忽略，所以股骨头主要承受压力的作用。髋关节为球面关节。通过头臼软骨面相互接触传导压力。负重区是股骨头上半球与髋臼半球形臼之间的重叠部分。是股骨头上一个椭圆形区域，前后方向与股骨头中心的夹角为80°，内外方向与股骨头中心的夹角为40°。在髋关节正位x线片上可见到髋臼软骨下硬化带。此为负重区的象征，硬化带和股骨头的中心呈65°夹角，但随着髋关节的运动。股骨头的负重区不断发生变化。关节软骨具有弹性，可以将作用于股骨头的应力分散到各作用点。静立时，作用于股骨头端的压应力约为体重的2．75倍，常速行走时，通过髋关节的压应力可高达体重的6倍以上。 1892年提出的Wolf定律。活力对机械应力总是以对它最有利的结构反应产生形态改变来适应的，高应力刺激使骨改建向骨形成方向转化。低应力刺激使骨改建向骨吸收方向转化。即骨吸收与骨形成在一定应力刺激环境下保持一种动态的平衡，应力应变增加时，骨应力刺激骨应变量增加。骨代谢中的骨形成成分增加。反之。骨形成降低。骨吸收增加，人体总是通过应力环境的改变，自动调节骨代谢。这是一种生物力学机制。这种现象在临床得到广泛的认可。它强调的是骨结构和功能的统一。即一方面骨结构决定其运动和负重功能，另一方面一定的功能又要求相应的骨结构去实现，其中一方面发生变化。必然导致另一方也产生相应的变化以维持 其统一性[5-6]。对此。有些学者认为。股骨颈骨折后发生的股骨头坏死并非是一种缺血性坏死，而是一种应力性骨折，强调生物力学因素在骨折修复过程中的重要意义。近年的研究认为[7]，骨强度除与骨量有关外，还与骨内部结构质量有关，且认为在骨强度的影响因素中“质量”比“骨量”因素更重要。并有学者认为影响骨质的因素有四：骨构筑、骨矿化、有机基质及微损伤状况[8]。 股骨头坏死多发生于老年患者，然就美国、斯堪的纳维亚(半岛)及英国的人口统计学调查显示股骨头骨折发生率并不完全与人口的老龄化成正比。一些学者从生物力学的方面阐述了髋关节骨折机制，认为患者多有摔伤史→髋部受到冲击应力→保护性反应不充分→周围的“减震装置”吸收不充分→骨的强度所能承受的最大应力 < 剩余的冲击应力→髋关节骨折。并认为髋关节骨折多发于老龄人，是由于老龄
盂肱韧带解剖及其生物力学特征
盂肱韧带解剖及其生物力学特征摘要: 肩关节前方稳定性结构包括静力性稳定结构和动力性稳定结构，其中盂肱韧带是肩关节前方最重要的静力性稳定结构。盂肱韧带包括: 盂肱上韧带、盂肱中韧带、盂肱下韧带。近来研究表明盂肱韧带的稳定作用与其体位有很大关系，在肩关节外展0°时，肩胛下肌与盂肱上韧带是保持肩关节前上方稳定的重要结构; 外展45°时，盂肱中韧带和盂肱下韧带前束为肩关节保持前方稳定的重要结构; 而当肩关节外展＞ 45°时，盂肱下韧带的腋袋部和前束为保持肩关节前方稳定的重要结构。 关键词: 创伤性肩关节前不稳; 盂肱韧带; 解剖 Progress of Glenohumeral Ligament Anatomy and Biomechanical Characteristics Abstract: Traumatic anterior instability of shoulder is a common disease and frequently-occurring diseasein clinical practice． The outcome of treatment is poor，mainly because of its unknown mechanism． The advanced study of the anterior shoulder tissue is key for the prevention and treatment of traumatic anterior instability of shoulder． The anterior stability structure of shoulder includes the static and the dynamic stability structures． Glenohumeral ligament is the most important static structure． Glenohumeral ligament includes superior， middle and inferior glenohumeral ligaments． Recent studies have shown that the function of glenohumeral ligament is closely related with the position of the glenohumeral joint． When the glenohumeral joint being 0° in abduction，the subscapularis and SGHL are the important structures to maintain the superior stability of the joint; when it being 45° in abduction，MGHL and AB-IGHL are the vital structures to keep the anterior stability of the joint; but when it being more than 45° in abduction， the axillary pouch of IGHL and ABIGHL are the vital structures to keep the anterior stability of the joint． Key words: Traumatic anterior shoulder instability; Glenohumeral ligament; Anatomy 创伤性肩关节前不稳是临床常见病及多发病，误诊率高，治疗效果欠佳，主要原因是其发生机制不明。对肩关节前方稳定性结构的深入研究是预防和治疗创伤性肩关节前不稳的关键。肩关节前方稳定性结构包括静力性稳定结构和动力性稳定结构，前者包括肩关节囊韧带复合体、关节面的几何形态、盂唇、关节腔内负压、肩肱平衡机制等; 后者包括三角肌、肩袖肌、肱二头肌［1］等。其中盂肱韧带是肩关节前方最重要的静力性稳定结构，近年引起关注，已取得了一定的研究进展。 1 解剖 1．1 一般解剖Dodson 等［2］认为盂肱韧带( glenohumeral ligament，GHL) 包括盂肱上韧带( superior glenohumeral ligament，SGHL) 、盂肱中韧带( ( middle glenohumeral ligament，MGHL) 、盂肱下韧带( inferior
膝关节生物力学
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膝关节生物力学的原则?在膝关节运动过程中，骨骼的位置和朝向（运动学）是各种力量（动力学）获得平衡的结果 ?关节形状（解剖学）决定了大部分接触应力的作用方向 ?因此：解剖学影响动力学动力学决定运动学
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机械轴与解剖轴? 任何膝关节置换的目的是通过截骨、软组织平衡和良好的假体安放恢复下肢的机械轴。 ?大多数TKA采用髓内或髓外定位来判断解剖轴。 截骨导向能对股骨和胫骨截骨的旋转和对线作精确的调整，目的是用解剖轴来重建机械轴。 3/ 81
下肢力线机械轴与解剖轴解剖轴机械轴
---------------------------------------------------------------最新资料推荐------------------------------------------------------ 机械轴?机械轴：股骨头中心——胫骨平台中心——踝关节中心 ?正常的机械轴能使60%的负荷通过内侧间室、40%的负荷通过外侧间室。 ?发育、关节炎、创伤等能改变机械轴，从而改变负荷在两侧间室的分布比例，引起进行性退变。 5/ 81
以踝关节解剖结构及生物力学特征分析慢性踝关节不稳
中国组织工程研究 第19卷 第15期 2015–04–09出版 Chinese Journal of Tissue Engineering Research April 9, 2015 Vol.19, No.15 ISSN 2095-4344 CN 21-1581/R CODEN: ZLKHAH 2415www.CRTER .org 苏应军，男，1969年生，湖北省荆州市人，1993年广州中医药大学毕业，副主任医师，主要从事创伤骨科、关节外科的研究。 中图分类号:R318 文献标识码:A 文章编号:2095-4344 (2015)15-02415-05 稿件接受：2015-03-11 https://www.wendangku.net/doc/3e16268403.html, Su Ying-jun, Associate chief physician, New Church Hospital Affiliated to Guangzhou University of Chinese Medicine, Jiangmen 529100, Guangdong Province, China Accepted: 2015-03-11 以踝关节解剖结构及生物力学特征分析慢性踝关节不稳 苏应军，童新延，胡 力(广州中医药大学附属新会中医院，广东省江门市 529100) 文章亮点： 1 此问题的已知信息：慢性踝关节不稳是临床上常见的运动损伤，由于其解剖结构的特殊性及损伤机制的复杂性，其治疗方法主要是以保守治疗为主，辅以手术功能重建治疗。 2 文章增加的新信息：慢性踝关节不稳的形成需要结合踝关节的解剖结构特点、生物力学特征、踝关节的损伤机制综合分析，从而为患者制定正确有效的治疗方法。文章回顾近年来慢性踝关节不稳的有关研究文献，从踝关节解剖入手探讨慢性踝关节不稳的机制，同时了解各种不同的治疗方法取得的临床效果，为临床实践提供参考依据。 3 临床应用的意义：从踝关节解剖入手分析踝关节的生物力学，对慢性踝关节不稳进行客观分析，以期望对不同的患者选择合适有效的治疗方式，为患者减轻患痛，节省时间，也对临床实践中应用何种方式治疗慢性踝关节不稳患者提供有效的依据。 关键词： 组织构建；组织工程；踝关节不稳；内翻应力；前抽屉试验；非解剖学重建；韧带解剖修复 主题词： 踝关节；关节不稳定性；解剖学 摘要 背景：长期慢性踝关节不稳可引起创伤性关节病及继发粘连关节囊炎，甚至成为永久性功能障碍。 目的：分析踝关节的生物力学，明确慢性踝关节不稳的形成原因，探讨慢性踝关节不稳的诊断方法及治疗方案。 方法：检索1990年1月至2014年12月PubMed 数据库和万方医学网，选取与慢性踝关节不稳有关解剖、生物力学、诊治等相关方面的综述及基础实验研究的文章。检索词：“慢性踝关节不稳，踝关节解剖，生物力学，治疗方法，研究进展”和“Chronic ankle instability ，Anatomy of ankle joint ，Biomechanics ，Therapy ， Research ”。经过筛选后纳入40篇文献，对踝关节解剖学结构、慢性踝关节外侧不稳机制及分级、诊断方法、治疗方法等内容的总结。 结果与结论：慢性踝关节不稳的诊断方法包括踝关节内翻应力试验、踝关节前抽屉试验、超声检测、现代影像学检测；慢性踝关节不稳的治疗方法分为保守治疗和手术治疗，手术可分为非解剖学重建和受损韧带解剖修复。慢性踝关节不稳患者应进行早期的诊断和有效的治疗，应综合踝关节解剖结构、生物力学特征、发病原因、诊断结果等因素决定治疗方案。 苏应军，童新延，胡力. 以踝关节解剖结构及生物力学特征分析慢性踝关节不稳[J].中国组织工程研究，2015， 19(15):2415-2419. doi:10.3969/j.issn.2095-4344.2015.15.023 Chronic ankle instability: an analysis based on anatomical structure and biomechanical characteristics of the ankle joint Su Ying-jun, Tong Xin-yan, Hu Li (New Church Hospital Affiliated to Guangzhou University of Chinese Medicine, Jiangmen 529100, Guangdong Province, China) Abstract BACKGROUND: Chronic ankle instability can cause traumatic joint disease and secondary adhesive capsulitis, and even result in permanent dysfunction. OBJECTIVE: To explicit the forming reason of chronic ankle instability and to investigate the diagnosis and treatment methods of chronic ankle instability based on the biomechanical analysis of the ankle joint. METHODS: PubMed and Wanfang databases were retrieved for review and basic research papers about the anatomy, biomechanics, diagnosis and treatment of chronic ankle instability published from January 1990 to December 2014. The keywords were “chronic ankle instability, anatomy of ankle joint, biomechanics, therapy, research” in English and Chinese, respectively. After screening, 40 papers were included to summarize the anatomical structure of the ankle joint, mechanism and classification, diagnostic methods, and treatment methods of chronic lateral ankle instability. RESULTS AND CONCLUSION: Diagnostic methods of chronic ankle instability include ankle varus stress test, ankle anterior drawer test, ultrasonic test, modern imaging detection; and therapeutic methods for chronic ankle instability can be divided into conservative treatment and surgical treatment, and the surgical treatment can be
正常人体运动学第四章髋关节运动学
一、髋关节运动学 （一）髋关节的组成和运动方向 （二）髋关节的功能解剖 （三）髋关节的生物力学 （一）髋关节的组成和运动方向 1．髋关节的组成 主要结构：由髋骨的髋臼和股骨的股骨头构成。 辅助结构：关节唇、髂股韧带、耻股韧带、坐股韧带、股骨头韧带。 髋关节的辅助结构 (1)髂股韧带：位于关节前面，起自髂前下棘，向下呈“人”字形，经关节囊前方止于转子间线。作用：加强关节囊；限制大腿过伸、内收，在髋关节所有动作中，除屈曲外，髂股韧带均处于紧张状态。 (2)耻股韧带：位于髋关节前内侧，起自髂耻隆起、耻骨上支、闭孔膜等，斜向下外，移行于关节囊的内侧部，止于转子间线的下部。作用：限制髋关节过度外展和外旋。 (3)坐股韧带：位于髋关节后面，起自坐骨，向外上经股骨颈后面，止于大转子根部。作用：限制髋关节过度内旋。 股骨头韧带：位于关节腔内，连接髋臼横韧带和股骨头凹，营养股骨头的血管从此韧带中通过，成年后封闭。作用：固定股骨头。 关节特点：关节头小，关节窝深而大，关节面积相差较小；关节囊厚而坚韧，尤以前部及上部更为明显，后部和下部较为薄弱；当髋关节伸直时，关节囊紧张，而髋关节屈曲、内收及轻度内旋时，关节囊松弛；韧带多而强大，稳固性强，灵活性小。 关节类型：球窝关节 运动：屈伸、收展、回旋、环转 2．髋关节的运动方向 髋关节能绕三个基本轴运动，其基本运动方向有：屈曲、伸展、内收、外展、内旋、外旋及环转。 （1）屈曲范围0°～125°，伸展范围0°～15°。 测定方法：卧位，下肢伸直，此时髋关节处于0°位。下肢抬高，大腿紧靠腹部为屈髋，下肢向后提拉为伸髋。 （2）内收范围0°～45°，外展范围0°～45°。 测量方法：下肢向躯干正中线靠拢为内收，远离躯干正中线为外展。 （3）内旋范围0°～45°，外旋范围0°～45°。 测量方法： 髋膝伸直位：下肢伸直位，肢体（股骨）内旋或外旋 仰卧屈髋屈膝90°位：以股骨头为中心的股骨轴旋转 俯卧伸髋屈膝90°位：以股骨头为中心的轴向旋转 3.限制髋关节运动幅度的因素 关节窝深髋关节的髋臼很深，可容纳股骨头的2/3。加上髋臼唇加深了关节窝，几乎使整个股骨头被包绕在关节窝内。 关节囊厚而坚韧髋关节囊厚而紧张，大大增加了其稳固性，也限制关节的活动幅度。 关节周围韧带数量多且紧张有力韧带加固髋关节。 4.髋关节在日常生活中的主动运动范围 髋关节只要屈曲120°，外展20°，外旋20°即可保证日常活动的进行。 髋关节在正常行走时的平均运动幅度是：在矢状面、冠状面和水平面分别为52°、12°和13°。在各个方向上的活动度平均为：屈曲37°、外展7°、内旋5°和外旋9°。