疼痛病学诊疗手册:骨骼肌与关节疼痛病分册
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第五节 膝关节的应用解剖

一、膝关节的骨性结构
(一)膝关节构成
膝关节由股骨远端、胫骨的近端和髌骨组成,构成髌股关节和股胫内侧关节。
股骨远端两侧多出的部分分别为内外上髁、胫骨近端增厚,两侧凸出的部分分别与股骨远端内外髁相对应,称为内外下髁。内外上下髁对应可增加膝关节的稳定性,但上下髁并不完全对称,其间有半月板可使关节更稳定。
胫骨上面有椭圆形的内髁和近圆形的外髁,两髁间有隆起,由两个胫骨髁间结节构成,也称内外髁间嵴,它的主要作用是限制膝关节的侧向移动及过度旋转。
髌骨是在股四头肌发育中形成的人体最大的籽骨,髌骨由中央嵴分成内侧和外侧两个面,通过关节面的横嵴,将髌骨再分为上、中、下3个面,仅在膝关节充分伸直时,股骨才与下关节面相接触,当屈曲到30°应时,才与中面相接触,屈曲到90°时,才与髌骨上面接触。
膝关节结构见图2-17。
图2-17 膝关节的结构和韧带
腓骨近端不参与膝关节的构成,但与其活动有关。腓骨与胫骨外髁的腓关节面形成近侧胫腓关节,大约10%的人近侧胫腓关节通过腘肌腱隐窝与膝关节相通;腓肠肌籽骨,又称小豆骨,可有10%~30%的人与腓肠肌腱关节后侧韧带相连,其大小变异很大,位置不定,可发生骨性关节炎或骨软骨病,有时可压迫腓总神经造成麻痹。
(二)半月板
位于股骨内外侧髁和胫骨内外侧髁之间的半月形纤维软骨称之为半月板,内外侧各一,内侧半月板呈C形,较大,前端窄后端宽,与关节囊、胫侧副韧带相连,故该韧带损伤时,常合并内侧半月板损伤。外侧半月板呈O形,较小,与关节囊不相连。两侧半月板前缘之间以膝横韧带相连。半月板的细胞外基主要是胶原纤维,其排列方向与半月板功能直接相关,主要是环形排列,少量纤维呈放射状垂直于股胫面,使半月板既能抗剪力又具有抗压力量。半月板的血液供应主要源于膝内、外动脉。
半月板的作用在于承重,并使压力分布均匀;增加关节稳定性;不仅起到润滑作用,而且通过滑液表面扩散,有助于关节软骨的营养,具有保护软骨的作用。
二、膝关节的周围结构
(一)关节囊
关节囊由结缔组织构成的膜性囊,囊近侧附于关节面的近侧缘及髁间线,远侧附着于胫骨,密闭关节腔。结构上分内外两层,外层为纤维层,内层为滑膜层。狭义的关节囊仅指纤维层而言。纤维层厚而坚韧,有丰富的血管、神经,在某些部位逐渐增形成韧带,加强了骨与骨的连接,并限制了关节的过度运动。滑膜层薄而柔润,由疏松结缔组织构成,紧贴纤维层内面,并附着于关节软骨周缘,能分泌滑液,减少摩擦,滑液还有营养关节软骨的作用。
(二)滑膜
膝关节滑膜是人体关节中面积最广、最复杂的滑膜,所形成的滑膜腔是人体最大的滑膜腔。膝关节滑膜起于关节软骨的边缘,然后返折于关节囊纤维层的内面。滑膜上端在前面超过股骨远端的关节面,在股四头肌腱下形成囊状隐窝,其上端与髌上囊相通。两侧超过股骨髁关节面1.6cm,外侧向下降至股骨外上髁腘肌腱及腓侧副韧带附着点以下,围绕腘肌腱形成滑膜突起。有些膝关节滑膜与侧腓胫关节腔相通,后部到达腓肌的起点,常与半膜肌与腓肠肌内侧头之间的滑膜囊相通。滑膜下部在内外侧半月板之下突出,覆盖胫骨约0.7cm,滑膜尚附着于半月板及髌骨的边缘。
(三)脂肪垫
滑膜与关节囊的纤维层之间有脂肪垫分隔,此垫充填于髌韧带、股骨髁下方、胫骨髁上方与髌韧带的间隙内,呈三角形,为髌下脂肪垫。脂肪垫向两侧延伸,体积逐渐变薄,超出髌骨两侧缘1cm,在髌骨两侧向上延续形成翼状皱襞。髌下脂肪垫的上面呈凹形,朝后并微朝上,与半月板的凹面相接续,脂肪垫的下面几乎平坦,附于胫骨表面,部分覆盖半月板的前部,具有活动性。髌下脂肪垫内的血管较为丰富。
髌下脂肪垫作用:屈膝时膝关节腔前方空虚,脂肪垫被吸入充填空隙;当股四头肌强力收缩时,脂肪内压升高,可防止关节过伸活动的作用;还有润滑关的功能,可防止摩擦、刺激,并吸收振荡。
三、膝关节韧带
(一)髌韧带
近端附于髌骨下缘及其后方粗面,远端止于胫骨粗隆,为股四头肌腱的延续部,是全身最大的肌腱之一。股四头肌腱、髌骨及髌韧带共同组成膝关节的伸直装置,位于膝关节的前面。伸膝装置的功能主要是参与伸膝功能。
髌骨及髌韧带的两侧为髌副韧带,系股内外侧肌的延续,为一强有力的支持结构,能加强关节囊并防止髌骨向侧方滑脱。
(二)膝交叉韧带
膝交叉韧带位于膝关节深部,由弹性纤维组织带构成。依其附着于胫骨之前后而分为前后交叉韧带。前交叉韧带起于股骨外髁的内侧面,向前下止于胫骨上端腓关节面之髁间前窝的内侧,大部分位于内侧髁间隆突之前,少部分在其上。前交叉韧带长约4cm,其纤维分前内束及后外束两部分,前内束纤维较长,后外束较短。前交叉韧带的血液供应来自膝中动脉,由上附着点处进入。
后交叉韧带起于股骨内髁外侧面偏前无关节面处,扇形附着呈半圆弧形,斜行向下,越过前交叉韧带内侧,止于胫骨髁间窝的后缘中部及胫骨上端的后面。后交叉韧带比前交叉韧带粗大而短直,平均长约3.8cm,其强度为前交叉韧带的2倍。后交叉韧带分前后束,前束靠内,后束靠外,伸膝时前束松弛后束紧张,屈膝时前束紧张后束松弛。
交叉韧带与关节囊两侧韧带一起限制膝关节的侧方、旋转运动及胫骨的前后移动。
(三)侧副韧带
1.胫侧副韧带
为内侧关节囊纤维层加厚部分,呈扁宽三角形,基底向前。该韧带分深浅两层,深层较短,构成关节囊的一部分,即内侧关节囊韧带,其后1/3称为后斜韧带,具有静力性和动力性双重稳定作用。浅层纤维较长,位于深层之外,系坚强扁平的三角形纤维带。胫侧副韧带具有保持关节稳定和调整关节活动的功能,其紧张度随关节位置的不同而改变。膝关节完全伸直时,全部韧带紧张,通过神经体液调节可使膝关节周围肌群发生反射性收缩而加强关节稳定。膝在全屈或全伸位时相对稳定而不易损伤,而在半屈位时比较松弛易受损伤。
2.腓侧副韧带
呈现圆条状,长约5cm,其近端附着于股骨外上髁,恰在腘肌沟的近侧;向下后方止于腓骨头尖稍前处。
胫腓侧副韧带的位置均偏关节的后方。屈膝时侧副韧带松弛,胫骨可有稍许旋转活动;伸膝时该韧带紧张,膝关节变得稳定,可防止膝过伸。
(四)腘斜韧带与弓状韧带
腘斜韧带即半膜肌腱的返折部,起自胫骨内髁后方斜向外上,止于股骨外髁后上方。它与关节囊后部融合在一起,靠半膜肌牵拉可使后部关节囊紧张而制止膝过分伸直。关节囊的后部借腘斜韧带而加强。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囊的后部纤维中。腘肌上端通过韧带之下,使韧带在腘肌表面形成弓状缘。腘肌的表层纤维与弓状韧带相融合。
(五)小豆腓骨韧带及外短韧带
小豆腓骨韧带连接小豆骨与腓骨,其存在率与小豆骨的存在有关。外短韧带近端起于股骨外侧髁,远端附着于腓骨小头尖及内上缘,其游离后缘贴于腘肌腱筋膜上,并与其紧密相连,形成腘部的弓状韧带。可以说外短韧带即弓状韧带的外侧弓的一部分,或看作是后关节囊的加强部。
四、膝关节周围的滑囊
(一)与膝关节相通的滑囊
1.髌上囊
该囊位于股四头肌腱深面髌底之上方,为膝部最大的滑液囊,往往与膝关节腔相通而被视为膝关节腔的一部分,较大的髌上囊有时可成为关节内游离体藏匿处。
2.腘肌囊
该囊与膝关节外髁腔相通。位于腘肌腱与外侧半月板、胫骨外髁、胫腓近侧关节之间。有时该囊与胫腓近侧关节腔相通,从而使膝关节腔与胫腓近侧关节腔交通。
3.腓肠肌内侧头滑囊
该囊位于腓肠肌内侧头的深面,通常与股骨内侧髁腔相通。该囊还与位于半膜肌深面的一个囊相通,因而它可使半膜肌囊与膝关节相通。
(二)与半膜肌有关联的滑囊
(1)位于半膜肌腱与腓肠肌腱之间。
(2)位于半膜肌腱与胫骨内髁之间。
(三)髌骨、髌韧带周围滑囊
(1)皮下髌前滑囊。
(2)皮下髌下滑囊。
(3)髌韧带下滑囊。
(四)胫、腓侧-侧副韧带附近的滑囊
(1)腓侧-侧副韧带与股二头肌腱之间。
(2)胫侧-侧副韧带与内侧的缝匠肌、股薄肌及半腱肌腱之间。
(3)胫侧-侧副韧带深、浅面之间。
(4)腓侧-侧副韧带与腘肌之间。
五、膝关节周围的肌肉
(一)膝关节前侧肌肉
1.缝匠肌
是全身最长的肌肉,起自髂前上棘,经大腿前面转向内侧,止于胫骨上端的内侧面。作用屈髋关节和膝关节,并使屈曲的膝关节旋内。
2.股四头肌
人体中体积最大的,力量最强的肌肉。以4个头起始:股直肌位于大腿前面,起自髂前下棘;股内、外侧肌分别位于大腿前内、外侧面,起自股骨粗线;股中间肌在股直肌深面,起自股骨体的前面。四个头向下形成股四头肌腱,包绕髌骨的前面和两侧,向下再延伸为髌韧带。作用伸膝及稳定膝关节。股直肌可屈髋关节。
(二)膝关节内侧肌肉
共同起自耻骨支、坐骨支、坐骨结节的前面,止于股骨粗线,其中股薄肌止于胫骨上端内侧。股薄肌位于最内侧,浅外层有耻骨肌,内侧有长收肌,长収肌的深部有短收肌、其深部为大收肌。作用内收和外旋大腿。
(三)膝关节后侧肌肉
1.半腱肌 位于股后部的内侧,起自坐骨结节,止于胫骨上端的内侧面。
2.半膜肌在半腱肌的深面,起自坐骨结节,止于胫骨内侧髁的后面。
3.股二头肌 有长短两头,长头起自坐骨结节,短头其中股骨粗线,二头会合,止于腓骨头。
4.还有内收大肌坐骨部、腓肠肌、腘肌、跖长肌。
膝关节周围的肌肉,既是膝关节运动的动力,也是膝关节稳定的静力因素。它与韧带、关节囊等静力稳定因素共同成为膝关节的稳定因素。膝关节周围肌肉也具有防止或减轻韧带及关节囊受伤的作用。
六、膝关节的神经
膝关节的前部受股神经肌皮支、闭孔神经前支及隐神经支配;后部由坐骨神经及其分支胫神经、腓总神经及闭孔神经后支支配。隐神经支配膝关节之前内侧,分出髌下支至髌前下方皮肤;股间肌支支配髌上部;股外肌支支配膝前外部,这些分支又互相吻合并重新分布。闭孔神经支支配膝关节囊之后内侧,胫神经支支配膝关节囊之后侧,腓总神经支则分布于关节囊之前外侧。返回支分布于胫骨前外面及胫腓近侧关节,小分支支配髌下脂肪垫及其邻近的关节囊。
七、膝关节的血液供应
膝关节的血液供应由股深动脉、股动脉、腘动脉、胫前动脉供给。这些血管分支在膝关节区,构成环绕膝关节的动脉网,组成深浅2个血管丛,浅丛围绕髌骨,在髌骨上缘居股四头肌前与皮下组织中,在髌骨下方居髌韧带深面两侧脂肪中。深丛则紧绕胫骨上端及股骨下端并分支至骨端及关节。
静脉浅组居于皮下,深组与动脉伴行。膝周皮下静脉形成围绕髌骨的静脉网,汇入经膝内后方的大隐静脉,膝后部分的静脉则入小隐静脉。深组腘静脉由胫前及胫后静脉汇成。
八、腘 窝
腘窝为位于膝关节后部的一菱形窝。其界限是:上外侧为股二头肌,上内侧为半腱肌、半膜肌,下内侧及下外侧分别为腓肠肌内、外侧头。腘窝由浅入深的血管神经等组织为:①小隐静脉;②胫神经;③腓总神经;④腘静脉;⑤腘动脉;⑥淋巴结。一旦腘窝压力升高,则可能压迫神经引起疼痛。

(孟繁友)