關(guān)節(jié)解剖及生物力學(xué)

關(guān)節(jié)解剖與生物力學(xué)人工關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)解剖1髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)2膝關(guān)節(jié)解剖3膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)4髖關(guān)節(jié)髖臼和股骨頭組成的球窩關(guān)節(jié)髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)-前面觀髖關(guān)節(jié)-后面觀髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖借助前柱和后柱的骨性支撐結(jié)構(gòu)，支撐和傳遞軀干和下肢的力量髖臼四分位-從髂前上棘到髖臼中點(diǎn)劃一條直線，從而把髖臼分為前后兩部分，在髖臼中點(diǎn)部位畫出上述直線的垂直線，即把髖臼分為四個(gè)區(qū)。為何選擇在后上方擰入固定螺釘或鉆入骨水泥孔？髖關(guān)節(jié)解剖近半球形結(jié)構(gòu)，開口向前、外、下，大約有45°的外展角和15°的前傾角髖臼窩-附著股骨頭韌帶，無關(guān)節(jié)軟骨，填充纖維脂肪，在關(guān)節(jié)內(nèi)壓增大或減小時(shí)，脂肪可被擠出或吸收，維持關(guān)節(jié)內(nèi)外壓力平衡月狀面-半月形關(guān)節(jié)軟骨，上部較寬，前后較窄，股骨頭和髖臼的主要摩擦界面髖臼唇-髖臼周緣的纖維軟骨，可增加髖臼深度，髖臼有效面積增加40%髖臼橫韌帶-彌補(bǔ)髖臼切跡，間隙有股骨頭韌帶動(dòng)脈通過髖關(guān)節(jié)解剖股骨-人體最長(zhǎng)、強(qiáng)度最高，外上走向內(nèi)下，前弧彎形長(zhǎng)度：維持正常步態(tài)生物力學(xué)強(qiáng)度：滿足肌肉收縮和下肢承重股骨頭-球形，直徑4-5cm，除股骨頭凹外都附有厚薄不一的透明軟骨；股骨頭凹附有股骨頭韌帶；頭關(guān)節(jié)面與髖臼軟骨密切對(duì)合，與髖臼窩軟組織相貼關(guān)節(jié)內(nèi)壓達(dá)到11.25Kg股骨頸-和近端干骺端有15°-20°的前傾角大轉(zhuǎn)子，小轉(zhuǎn)子髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖分類頸干角下肢長(zhǎng)度變化偏心距變化正常髖關(guān)節(jié)115°-135°正常正常髖外翻>135°下肢變長(zhǎng)減小髖內(nèi)翻<115°下肢變短增大股骨干-管狀結(jié)構(gòu)，內(nèi)有骨髓充填，假體的選擇取決于股骨近端髓腔的構(gòu)型；股骨干中軸和股骨頸中軸的角度即為頸干角

髖關(guān)節(jié)重建的目的是恢復(fù)正常的頸干角和偏心距髖關(guān)節(jié)解剖股骨頭韌帶-長(zhǎng)3-3.5cm，罩以滑膜，內(nèi)有股骨頭韌帶動(dòng)脈，滋養(yǎng)股骨頭凹關(guān)節(jié)囊-近端起自髖臼緣、髖臼橫韌帶和髖臼唇外緣；遠(yuǎn)端，前面附著于轉(zhuǎn)子間線，后面附著于轉(zhuǎn)子間嵴內(nèi)側(cè)1.25cm處；上壁和前壁較厚，后內(nèi)壁和內(nèi)下壁較薄，髂腰肌腱下缺如，所以多發(fā)生內(nèi)下方脫位或后下方脫位韌帶-髂股韌帶，恥骨韌帶，坐骨韌帶，輪匝帶，增強(qiáng)關(guān)節(jié)囊髖關(guān)節(jié)解剖髂股韌帶-防止大腿過伸，維持人體站立姿勢(shì)；限制大腿外展和旋外；屈曲內(nèi)旋畸形恥股韌帶-限制大腿外展和旋外；內(nèi)收畸形坐股韌帶-防止過伸，限制內(nèi)收和旋內(nèi)；輪匝韌帶-環(huán)形纖維，包繞股骨頸髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖肌群層次名稱起點(diǎn)止點(diǎn)作用神經(jīng)支配脊髓節(jié)段前群髂腰肌髂窩，腰椎體側(cè)面股骨小轉(zhuǎn)子屈曲，外旋大腿腰叢肌支L1-4闊筋膜張肌髂嵴外唇前部，髂前上棘外面移行于髂脛束，止于脛骨外側(cè)緊張髂脛束，屈髖關(guān)節(jié)臀上神經(jīng)L4-S1后群淺層臀大肌髂嵴外面，骶骨背面臀肌粗隆，髂脛束后伸外旋大腿，防止軀干前傾臀下神經(jīng)及坐骨神經(jīng)分支L5-S2中層臀中肌髂翼外面股骨大轉(zhuǎn)子外展大腿臀上神經(jīng)L4-S1梨狀肌骶骨前面外側(cè)部股骨大轉(zhuǎn)子外展外旋大腿骶叢肌支S1-2上孖肌坐骨小切跡附近骨面股骨轉(zhuǎn)子窩外旋大腿同上L5~S2閉孔內(nèi)肌閉孔膜內(nèi)面及周圍骨面股骨轉(zhuǎn)子窩外旋大腿同上L4~S2下孖肌坐骨小切跡附近骨面股骨轉(zhuǎn)子窩外旋大腿同上L4~S1股方肌坐骨結(jié)節(jié)股骨轉(zhuǎn)自間嵴外旋大腿同上L4~S1深層臀小肌髂翼外面股骨大轉(zhuǎn)子外展大腿同上L4-S1閉孔外肌閉孔膜外骨面及周圍骨面股骨轉(zhuǎn)子窩外旋大腿閉孔神經(jīng)及骶叢肌支L2-5髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖髖關(guān)節(jié)解剖旋股外側(cè)動(dòng)脈：多發(fā)自股深動(dòng)脈，少數(shù)發(fā)自股動(dòng)脈，外行與髂腰肌深面，縫匠肌和股直肌深面，在髂腰肌外緣分位升支，橫支和降支。其分支供應(yīng)髖關(guān)節(jié)3個(gè)區(qū)域，即沿轉(zhuǎn)子間線的股骨頸根部，髖關(guān)節(jié)囊前部壁及股骨頸的囊內(nèi)部。旋股內(nèi)側(cè)動(dòng)脈：多發(fā)自股深動(dòng)脈，少數(shù)發(fā)自股動(dòng)脈，內(nèi)行于股血管后方。在髂腰肌前方分為深支，升支和橫支。深支在短收肌和閉孔外肌之間發(fā)出髖臼支。深支在小轉(zhuǎn)子近側(cè)分出3~4支穿過關(guān)節(jié)囊附于股骨頸基底部，即為支持帶動(dòng)脈后下支。另有2~3支在靠近大轉(zhuǎn)子處進(jìn)入股骨頸，為支持帶動(dòng)脈的后上支。閉孔動(dòng)脈：起自髂內(nèi)動(dòng)脈前干，臍動(dòng)脈稍下方，沿盆側(cè)壁前行，經(jīng)閉膜管處閉孔，發(fā)出前后兩支。前支營(yíng)養(yǎng)閉孔外肌，恥骨肌和股薄肌等。后支在髖臼切跡處發(fā)出髖臼支，并發(fā)一股骨頭韌帶動(dòng)脈。閉孔動(dòng)脈前后支吻合形成動(dòng)脈環(huán)，并與旋股內(nèi)側(cè)動(dòng)脈吻合。臀上動(dòng)脈：為髂內(nèi)動(dòng)脈后干的終支，經(jīng)梨狀肌上孔出現(xiàn)于臀部，分為淺深兩支。淺支至臀大肌深面，分支營(yíng)養(yǎng)該支。深支位于臀中肌深面，分上下兩支。上支沿臀小肌上緣前進(jìn)，止于近側(cè)關(guān)節(jié)囊。下支在臀中小肌之間外行，滋養(yǎng)改兩肌。臀下動(dòng)脈：為髂內(nèi)動(dòng)脈前干發(fā)出，經(jīng)梨狀肌下孔至臀部，發(fā)出分支至臀大肌，向后發(fā)出兩個(gè)主支至髖關(guān)節(jié)深部結(jié)構(gòu)。本干外行發(fā)出小支分布梨狀肌，閉孔內(nèi)肌，孑肌及臀中肌等直達(dá)大轉(zhuǎn)子后方。第一穿動(dòng)脈：是股深動(dòng)脈發(fā)出相當(dāng)大的分支，穿過大收肌上部，發(fā)出分支供應(yīng)臀大肌和大收肌。有一大得分支在臀大肌附著點(diǎn)以下沿股骨干上升，在股方肌下緣分支，一支至小轉(zhuǎn)子后下面，另一支至大轉(zhuǎn)子后下面。髖關(guān)節(jié)解剖股神經(jīng)：發(fā)自L3--L4，主要來自趾骨肌、股四頭肌、髖關(guān)節(jié)囊前方，腹股溝深處，這是股骨頭壞死腹股溝疼痛的原因;臀上神經(jīng)：

發(fā)自L4、L5、S1，分布于關(guān)節(jié)囊的后上方的上部和外部，這也是股骨頭壞死臀部肌肉疼痛及萎縮的原因;閉孔神經(jīng)：髖關(guān)節(jié)神經(jīng)支配90%以上是閉孔神經(jīng)，閉孔神經(jīng)關(guān)節(jié)支為一纖細(xì)支，

發(fā)自L3--L4，由本支穿過閉孔管是發(fā)出，穿過髖臼切跡進(jìn)入髖關(guān)節(jié)。另一分支支配膝關(guān)節(jié)，故患有髖關(guān)節(jié)疾病者常常感到膝關(guān)節(jié)疼痛，很容易產(chǎn)生錯(cuò)覺;坐骨神經(jīng)：分布于關(guān)節(jié)囊的后面，支配下肢，

發(fā)自L4、L5、S1--S3。股外側(cè)皮神經(jīng)：發(fā)自L2、L3，自腰大肌外側(cè)緣穿出后，向前外側(cè)走行，橫過髂肌表面至髂前上棘內(nèi)側(cè)，繼而在腹股溝韌帶深面越過該韌帶（肌腔隙），離開髂窩進(jìn)入股部。在髂前上棘下方約5-6CM處，穿出深筋膜，分為前、后兩支，前支較長(zhǎng)，分布于大腿前外側(cè)部的皮膚；后支分布于臀區(qū)外側(cè)皮膚。髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)髖部運(yùn)動(dòng)最大活動(dòng)范圍平地行走活動(dòng)范圍功能肌肉外展60°5°臀中肌、臀小肌、闊筋膜張肌內(nèi)收30°5°大收肌、恥骨肌、短收肌、長(zhǎng)收肌、股薄肌屈曲120°30°髂腰肌、股直肌、縫匠肌伸展30°10°臀大肌內(nèi)旋35°5°臀中肌、臀小肌、闊筋膜張肌外旋45°5°閉孔內(nèi)肌、閉孔外肌髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)髖關(guān)節(jié)依靠周圍的解剖結(jié)構(gòu)獲得穩(wěn)定關(guān)節(jié)囊和關(guān)節(jié)韌帶是維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定的最重要因素，防止脫位

髂股韌帶-限制髖關(guān)節(jié)過伸和內(nèi)旋

恥骨韌帶-限制髖關(guān)節(jié)外展和外旋

坐骨韌帶-屈曲時(shí)限制髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋和內(nèi)收髖臼唇增加了髖臼的有效深度（達(dá)40%），增加了對(duì)股骨頭的覆蓋，從而增加了股骨頭的穩(wěn)定性髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)髖關(guān)節(jié)額狀面上的平衡：雙腿站立：內(nèi)收肌力和外展肌力共同維持，每側(cè)髖關(guān)節(jié)承受其以上體重的1/2，或全部體重的1/31.雙側(cè)內(nèi)收張力=外展張力

立正2.一側(cè)內(nèi)收張力>外展張力稍息單腿站立：同側(cè)外展肌維持骨盆的穩(wěn)定.此時(shí)髖關(guān)節(jié)所受合力約為體重的2.5-4.0倍髖關(guān)節(jié)生物力學(xué)外展肌和內(nèi)收肌的解決方式：大轉(zhuǎn)子外移髖臼內(nèi)陷股骨頸長(zhǎng)度頸干角偏心距的改變膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)解剖由股骨、脛骨、髕骨組成包括三個(gè)關(guān)節(jié)：髕股關(guān)節(jié)、內(nèi)側(cè)脛股關(guān)節(jié)、外側(cè)脛股關(guān)節(jié)屬于滑膜關(guān)節(jié)提供行走、跑步時(shí)的負(fù)重膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)解剖股骨滑車-位于股骨遠(yuǎn)端前部，其中央有一前后走向的切跡將股骨遠(yuǎn)端分為內(nèi)、外兩部分股骨髁-位于股骨遠(yuǎn)端后部，分為股骨內(nèi)髁、股骨外髁；股骨外髁弧度大于內(nèi)髁且較為突前，股骨內(nèi)髁向后延伸髁間窩-位于內(nèi)外股骨后髁之間，附著有交叉韌帶膝關(guān)節(jié)解剖Whiteside線（前后軸線）：股骨滑車最低點(diǎn)與髁間窩中點(diǎn)的連線，可以作為屈膝位股骨前后髁截骨的參考軸線髁上軸線（epi）：股骨外上髁和內(nèi)上髁的連線，此軸線與AP軸線垂直后髁軸線（pc）：內(nèi)外兩側(cè)股骨后髁的連線，此軸線與髁上軸線有3°夾角膝關(guān)節(jié)解剖脛骨平臺(tái)呈由前向后逐漸下降的趨勢(shì)，大概有3°-7°的后傾角脛骨平臺(tái)中央有一前一后兩個(gè)髁間嵴，其周圍為交叉韌帶和半月板的附著處外側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面的前1/3為逐漸上升的凹面，后2/3為逐漸下降的凹面內(nèi)側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面呈碗形的凹面脛骨關(guān)節(jié)面的結(jié)構(gòu)使得膝關(guān)節(jié)可以在矢狀面做屈曲運(yùn)動(dòng)，也可以再水平面做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)膝關(guān)節(jié)解剖半月板：唯一沒有滑膜覆蓋的軟組織，可分為“三面一緣”，內(nèi)側(cè)為凹形的游離緣外側(cè)半月板-2/3環(huán)形內(nèi)側(cè)半月板-半月形作用-傳導(dǎo)負(fù)荷，緩沖關(guān)節(jié)面應(yīng)力，加深脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)面，加強(qiáng)膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定性膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)解剖交叉韌帶：維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定最重要和最堅(jiān)強(qiáng)的韌帶結(jié)構(gòu)

前交叉韌帶-起于脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)髁間嵴前方，止于股骨外側(cè)髁的后內(nèi)側(cè)面上；完全伸直時(shí)緊張，屈曲時(shí)松弛，主要作用是防止脛骨相對(duì)于股骨向前脫位，以及過度伸直和過度旋轉(zhuǎn)

后交叉韌帶-膝關(guān)節(jié)內(nèi)最強(qiáng)大的韌帶結(jié)構(gòu)，起于脛骨髁間嵴后方近脛骨骺線處，止于股骨內(nèi)側(cè)髁的后外側(cè)面；隨著膝關(guān)節(jié)的屈曲而逐漸緊張，主要作用是防止脛骨相對(duì)于股骨向后脫位，以及膝關(guān)節(jié)的過度屈曲側(cè)副韌帶：

內(nèi)側(cè)副韌帶-上起股骨內(nèi)髁，向下、向前止于脛骨內(nèi)側(cè)，主要作用是限制膝外翻

外側(cè)副韌帶-上起股骨外髁，止于腓骨莖突主要作用是限制膝內(nèi)翻膝關(guān)節(jié)解剖膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性：

關(guān)節(jié)面和半月板的形狀提供了幾何穩(wěn)定性

膝關(guān)節(jié)周圍的軟組織提供了外在穩(wěn)定性

韌帶和關(guān)節(jié)囊提供了外在穩(wěn)定性人工關(guān)節(jié)植入后的穩(wěn)定更多的依靠于關(guān)節(jié)周圍結(jié)構(gòu)，尤其是側(cè)副韌帶的平衡膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)膝關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)包括屈伸、收展、及沿身體長(zhǎng)軸的旋轉(zhuǎn)正常膝關(guān)節(jié)具有135°屈曲和5°-10°的過伸活動(dòng)范圍在完全伸直之前，膝關(guān)節(jié)具有一定的旋轉(zhuǎn)自由性，在屈膝90°時(shí)達(dá)到最大的40°-60°膝關(guān)節(jié)屈曲是沿一個(gè)不斷變化的橫軸進(jìn)行的，是膝關(guān)節(jié)的幾何形態(tài)和韌帶共同作用的結(jié)果膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)鎖扣機(jī)制：伸膝過程中脛骨相對(duì)于股骨發(fā)生外旋，屈膝過程中脛骨相對(duì)于股骨發(fā)生內(nèi)旋屈曲時(shí)股骨內(nèi)髁平均后移2mm，而同時(shí)外髁后移后移21mm，膝關(guān)節(jié)的屈曲運(yùn)動(dòng)是一種滑動(dòng)和滾動(dòng)的運(yùn)動(dòng)綜合（交叉韌帶作用）膝關(guān)節(jié)生物力學(xué)下肢力線：站立位前后