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1、关关节解剖与生物力学解剖与生物力学人工关节人工关节髋关节解剖髋关节解剖1髋关节生物力学髋关节生物力学2膝关节解剖膝关节解剖3膝关节生物力学膝关节生物力学4髋关关节髋臼和股骨臼和股骨头组成的球成的球窝关关节髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋关关节-前面前面观髋关关节-后面后面观髋髋关关节节解剖解剖髋关关节解剖解剖借助前柱和后柱的骨性支撑借助前柱和后柱的骨性支撑结构，支撑和构，支撑和传递躯干和下躯干和下肢的力量肢的力量髋臼四分位臼四分位-从从髂前上棘到前上棘到髋臼中点划一条直臼中点划一条直线，从而，从而把把髋臼分臼分为前后两部分，在前后两部分，在髋臼中点部位画出上述直臼中点部位画出上述直线
2、的垂直的垂直线，即把，即把髋臼分臼分为四四个区。个区。为何何选择在后上方在后上方拧入固定入固定螺螺钉或或钻入骨水泥孔？入骨水泥孔？髋关关节解剖解剖近半球形近半球形结构，开口向前、外、下，构，开口向前、外、下，大大约有有45的外展角和的外展角和15的前的前倾角角髋臼臼窝-附着股骨附着股骨头韧带，无关，无关节软骨，填充骨，填充纤维脂肪，在关脂肪，在关节内内压增大或减小增大或减小时，脂肪可被，脂肪可被挤出或吸出或吸收，收，维持关持关节内外内外压力平衡力平衡月状面月状面-半月形关半月形关节软骨，上部骨，上部较宽，前后，前后较窄，股骨窄，股骨头和和髋臼的主臼的主要摩擦界面要摩擦界面髋臼唇臼唇-髋臼周臼周
3、缘的的纤维软骨，可骨，可增加增加髋臼深度，臼深度，髋臼有效面臼有效面积增加增加40%髋臼横臼横韧带-弥弥补髋臼切迹，臼切迹，间隙有股骨隙有股骨头韧带动脉通脉通过髋关关节解剖解剖股骨股骨-人体最人体最长、强度最高，外上度最高，外上走向内下，前弧弯形走向内下，前弧弯形长度：度：维持正常步持正常步态生物力学生物力学强度：度：满足肌肉收足肌肉收缩和下肢承重和下肢承重股骨股骨头-球形，直径球形，直径4-5cm，除，除股骨股骨头凹外都附有厚薄不一的透明凹外都附有厚薄不一的透明软骨；股骨骨；股骨头凹附有股骨凹附有股骨头韧带；头关关节面与面与髋臼臼软骨密切骨密切对合，与合，与髋臼臼窝软组织相相贴关关节内内压达
4、到达到11.25Kg股骨股骨颈-和近端干和近端干骺端有端有15-20的前的前倾角角大大转子，小子，小转子子髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖股骨干股骨干-管状管状结构，内有骨髓充填，假体的构，内有骨髓充填，假体的选择取决于股骨近端髓腔的构型；股骨干中取决于股骨近端髓腔的构型；股骨干中轴和股和股骨骨颈中中轴的角度即的角度即为颈干角干角 髋关关节重建的目的是恢复正常的重建的目的是恢复正常的颈干角和偏心距干角和偏心距髋关关节解剖解剖股骨股骨头韧带-长3-3.5cm，罩以滑，罩以滑膜，内有股骨膜，内有股骨头韧带动脉，滋养股脉，滋养股骨骨头凹凹关关节囊囊-近端起自近端起自髋臼臼
5、缘、髋臼横臼横韧带和和髋臼唇外臼唇外缘；远端，前面附端，前面附着于着于转子子间线，后面附着于，后面附着于转子子间嵴内内侧1.25cm处；上壁和前壁；上壁和前壁较厚，后内壁和内下壁厚，后内壁和内下壁较薄，薄，髂腰肌腰肌腱下缺如，所以多腱下缺如，所以多发生内下方脱位生内下方脱位或后下方脱位或后下方脱位韧带-髂股股韧带，耻骨，耻骨韧带，坐骨，坐骨韧带，轮匝匝带，增，增强关关节囊囊髋关关节解剖解剖髂股股韧带-防止大腿防止大腿过伸，伸，维持人体站立姿持人体站立姿势；限制大腿外展和旋外；屈曲内旋畸形；限制大腿外展和旋外；屈曲内旋畸形耻股耻股韧带-限制大腿外展和旋外；内收畸形限制大腿外展和旋外；内收畸形坐股
6、坐股韧带-防止防止过伸，限制内收和旋内；伸，限制内收和旋内；轮匝匝韧带-环形形纤维，包，包绕股骨股骨颈髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖髋髋关关节节解剖解剖旋股外侧动脉：多发自股深动脉，少数发自股动脉，外行与髂腰肌深面，缝匠肌和股直肌深面，在髂腰肌外缘分位升支，横支和降支。其分支供应髋关节3个区域，即沿转子间线的股骨颈根部，髋关节囊前部壁及股骨颈的囊内部。旋股内侧动脉：多发自股深动脉，少数发自股动脉，内行于股血管后方。在髂腰肌前方分为深支，升支和横支。深支在短收肌和闭孔外肌之间发出髋臼支。深支在小转子近侧分出34支穿过关节囊附于
7、股骨颈基底部，即为支持带动脉后下支。另有23支在靠近大转子处进入股骨颈，为支持带动脉的后上支。闭孔动脉：起自髂内动脉前干，脐动脉稍下方，沿盆侧壁前行，经闭膜管处闭孔，发出前后两支。前支营养闭孔外肌，耻骨肌和股薄肌等。后支在髋臼切迹处发出髋臼支，并发一股骨头韧带动脉。闭孔动脉前后支吻合形成动脉环，并与旋股内侧动脉吻合。臀上动脉：为髂内动脉后干的终支，经梨状肌上孔出现于臀部，分为浅深两支。浅支至臀大肌深面，分支营养该支。深支位于臀中肌深面，分上下两支。上支沿臀小肌上缘前进，止于近侧关节囊。下支在臀中小肌之间外行，滋养改两肌。臀下动脉：为髂内动脉前干发出，经梨状肌下孔至臀部，发出分支至臀大肌，向后发
8、出两个主支至髋关节深部结构。本干外行发出小支分布梨状肌，闭孔内肌，孑肌及臀中肌等直达大转子后方。第一穿动脉：是股深动脉发出相当大的分支，穿过大收肌上部，发出分支供应臀大肌和大收肌。有一大得分支在臀大肌附着点以下沿股骨干上升，在股方肌下缘分支，一支至小转子后下面，另一支至大转子后下面。髋髋关关节节解剖解剖v股神股神经：发自自 L3-L4，主要来自趾骨肌、股四，主要来自趾骨肌、股四头肌、肌、髋关关节囊前方，腹囊前方，腹股沟深股沟深处，这是是股骨股骨头头坏死坏死腹股沟疼痛的原因腹股沟疼痛的原因;v臀上神臀上神经：发自自L4、L5、S1 ，分布于关，分布于关节囊的后上方的上部和外部，囊的后上方的上部和
9、外部，这也是也是股骨股骨头头坏死坏死臀部肌肉疼痛及萎臀部肌肉疼痛及萎缩的原因的原因;v闭孔神孔神经：髋关关节神神经支配支配90%以上是以上是闭孔神孔神经，闭孔神孔神经关关节支支为一一纤细支，支，发自自L3-L4，由本支穿，由本支穿过闭孔管是孔管是发出，穿出，穿过髋臼切迹臼切迹进入入髋关关节。另一分支支配膝关另一分支支配膝关节，故患有，故患有髋关关节疾病者常常感到膝关疾病者常常感到膝关节疼痛，很容易疼痛，很容易产生生错觉;v坐骨神坐骨神经：分布于关：分布于关节囊的后面囊的后面，支配下肢，支配下肢，发自自L4、L5、S1-S3。v股外股外侧皮神皮神经：发自自L2、L3 ，自腰大肌外，自腰大肌外侧缘
10、穿出后，向前外穿出后，向前外侧走行，走行，横横过髂肌表面至肌表面至髂前上棘内前上棘内侧，继而在腹股沟而在腹股沟韧带深面越深面越过该韧带（肌腔隙）（肌腔隙），离开，离开髂窝进入股部。在入股部。在髂前上棘下方前上棘下方约5-6CM处，穿出深筋膜，分，穿出深筋膜，分为前、前、后两支，前支后两支，前支较长，分布于大腿前外，分布于大腿前外侧部的皮肤；后支分布于臀区外部的皮肤；后支分布于臀区外侧皮肤。皮肤。髋髋关关节节生物力学生物力学髋关关节生物力学生物力学v髋关关节依靠周依靠周围的解剖的解剖结构构获得得稳定定v关关节囊和关囊和关节韧带是是维持关持关节稳定的最重要因素，防止脱位定的最重要因素，防止脱位 髂
11、股股韧带-限制限制髋关关节过伸和内旋伸和内旋 耻骨耻骨韧带-限制限制髋关关节外展和外旋外展和外旋 坐骨坐骨韧带-屈曲屈曲时限制限制髋关关节内旋和内收内旋和内收v髋臼唇增加了臼唇增加了髋臼的有效深度（达臼的有效深度（达40%），增加了），增加了对股骨股骨头的覆盖，的覆盖，从而增加了股骨从而增加了股骨头的的稳定性定性髋关关节生物力学生物力学髋关关节额状面上的平衡：状面上的平衡：双腿站立双腿站立：内收肌力和外：内收肌力和外展肌力共同展肌力共同维持，每持，每侧髋关关节承受其以上体重的承受其以上体重的1/2，或全部体重的或全部体重的1/31.双双侧内收内收张力力=外展外展张力力 立正立正2.一一侧内收内
12、收张力力外展外展张力力 稍息稍息单腿站立腿站立：同：同侧外展肌外展肌维持骨盆的持骨盆的稳定定.此此时髋关关节所所受合力受合力约为体重的倍体重的倍髋关关节生物力学生物力学外展肌和内收肌的解外展肌和内收肌的解决方式决方式：大大转子外移子外移髋臼内陷臼内陷股骨股骨颈长度度颈干角干角偏心距的改偏心距的改变膝关膝关节节解剖解剖膝关膝关节节解剖解剖v由股骨、由股骨、胫骨、骨、髌骨骨组成成v包括三个关包括三个关节：髌股关股关节、内、内侧胫股关股关节、外、外侧胫股关股关节v属于滑膜关属于滑膜关节v提供行走、跑步提供行走、跑步时的的负重重膝关膝关节节解剖解剖膝关膝关节解剖解剖股骨滑股骨滑车-位于股骨位于股骨远端
13、前端前部，其中央有一前后走向的部，其中央有一前后走向的切迹将股骨切迹将股骨远端分端分为内、外内、外两部分两部分股骨髁股骨髁-位于股骨位于股骨远端后部，端后部，分分为股骨内髁、股骨外髁；股骨内髁、股骨外髁；股骨外髁弧度大于内髁且股骨外髁弧度大于内髁且较为突前，股骨内髁向后延伸突前，股骨内髁向后延伸髁髁间窝-位于内外股骨后髁位于内外股骨后髁之之间，附着有交叉，附着有交叉韧带膝关膝关节解剖解剖Whiteside线（前后（前后轴线）：股骨滑股骨滑车最低点与髁最低点与髁间窝中点的中点的连线，可以作，可以作为屈膝位股骨前后髁截骨的参屈膝位股骨前后髁截骨的参考考轴线髁上髁上轴线（epi）：股骨外：股骨外上髁
14、和内上髁的上髁和内上髁的连线，此，此轴线与与AP轴线垂直垂直后髁后髁轴线（pc）：内外两：内外两侧股骨后髁的股骨后髁的连线，此，此轴线与髁上与髁上轴线有有3夹角角膝关膝关节节解剖解剖v胫骨平台呈由前向后逐骨平台呈由前向后逐渐下降的下降的趋势，大概有，大概有3-7的后的后倾角角v胫骨平台中央有一前一后两个髁骨平台中央有一前一后两个髁间嵴，其周，其周围为交叉交叉韧带和半月板的和半月板的附着附着处v外外侧胫骨关骨关节面的前面的前1/3为逐逐渐上升的凹面，后上升的凹面，后2/3为逐逐渐下降的凹下降的凹面面v内内侧胫骨关骨关节面呈碗形的凹面面呈碗形的凹面v胫骨关骨关节面的面的结构使得膝关构使得膝关节可以
15、在矢状面做屈曲运可以在矢状面做屈曲运动，也可以再水，也可以再水平面做旋平面做旋转运运动膝关膝关节解剖解剖半月板半月板：唯一没有滑膜覆盖唯一没有滑膜覆盖的的软组织，可分，可分为“三面一三面一缘”，内，内侧为凹形的游离凹形的游离缘外外侧半月板半月板-2/3环形形内内侧半月板半月板-半月形半月形作用作用-传导负荷，荷，缓冲关冲关节面面应力，加深力，加深胫骨平台关骨平台关节面，加面，加强膝关膝关节稳定性定性膝关膝关节节解剖解剖膝关膝关节解剖解剖v交叉交叉韧带：维持膝关持膝关节稳定最重要和最定最重要和最坚强的的韧带结构构 前交叉前交叉韧带-起于起于胫骨平台内骨平台内侧髁髁间嵴前方，止于股骨外前方，止于股
16、骨外侧髁的后内髁的后内侧面面上；完全伸直上；完全伸直时紧张，屈曲，屈曲时松弛，主要作用是防止松弛，主要作用是防止胫骨相骨相对于股骨向前脱于股骨向前脱位，以及位，以及过度伸直和度伸直和过度旋度旋转 后交叉后交叉韧带-膝关膝关节内最内最强大的大的韧带结构，起于构，起于胫骨髁骨髁间嵴后方近后方近胫骨骨骺线处，止于股骨内，止于股骨内侧髁的后外髁的后外侧面；随着膝关面；随着膝关节的屈曲而逐的屈曲而逐渐紧张，主要作用，主要作用是防止是防止胫骨相骨相对于股骨向后脱位，以及膝关于股骨向后脱位，以及膝关节的的过度屈曲度屈曲v侧副副韧带：内内侧副副韧带-上起股骨内髁，向下、向前止于上起股骨内髁，向下、向前止于胫骨
17、内骨内侧，主要作用是限制，主要作用是限制膝外翻膝外翻 外外侧副副韧带-上起股骨外髁，止于腓骨茎突主要作用是限制膝内翻上起股骨外髁，止于腓骨茎突主要作用是限制膝内翻膝关膝关节解剖解剖膝关膝关节生物力学生物力学v膝关膝关节的的稳定性：定性：关关节面和半月板的形状提供了几何面和半月板的形状提供了几何稳定性定性 膝关膝关节周周围的的软组织提供了外在提供了外在稳定性定性 韧带和关和关节囊提供了外在囊提供了外在稳定性定性v人工关人工关节植入后的植入后的稳定更多的依靠于关定更多的依靠于关节周周围结构，尤其是构，尤其是侧副副韧带的平衡的平衡膝关膝关节生物力学生物力学膝关膝关节运运动包括屈伸、收展、包括屈伸、收
18、展、及沿身体及沿身体长轴的旋的旋转正常膝关正常膝关节具有具有135屈曲和屈曲和5-10的的过伸活伸活动范范围在完全伸直之前，膝关在完全伸直之前，膝关节具有具有一定的旋一定的旋转自由性，在屈膝自由性，在屈膝90时达到最大的达到最大的40-60膝关膝关节屈曲是沿一个不断屈曲是沿一个不断变化化的横的横轴进行的，是膝关行的，是膝关节的几的几何形何形态和和韧带共同作用的共同作用的结果果膝关膝关节生物力学生物力学锁扣机制扣机制：伸膝：伸膝过程中程中胫骨相骨相对于股骨于股骨发生外旋，屈膝生外旋，屈膝过程中程中胫骨相骨相对于股骨于股骨发生内旋生内旋屈曲屈曲时股骨内髁平均后移股骨内髁平均后移2mm，而同而同时外
19、髁后移后移外髁后移后移21mm，膝，膝关关节的屈曲运的屈曲运动是一种滑是一种滑动和和滚动的运的运动综合（交叉合（交叉韧带作用）作用）膝关膝关节生物力学生物力学下肢力下肢力线：站立位前后位：站立位前后位X线片上片上股骨股骨头中心到距骨中心到距骨顶中点的中点的连线，该轴线通通过膝关膝关节的中心，即股骨的中心，即股骨机械机械轴三条三条轴线：股骨机械：股骨机械轴，股骨解剖，股骨解剖轴，人体垂直，人体垂直轴股骨机械股骨机械轴与人体解剖与人体解剖轴有有46的外翻的外翻夹角角股骨机械股骨机械轴与人体垂直与人体垂直轴之之间有有3的的夹角角股股胫关关节线与股骨机械与股骨机械轴之之间有有87的的夹角角膝关膝关节生物力学生物力学髌股关股关节是参与膝关是参与膝关节屈伸屈伸运运动的重要的重要结构构髌骨的作用是改骨的作用是改变伸膝装置伸膝装置的力臂，如果切除的力臂，如果切除髌骨，伸骨，伸膝膝时肌力要增加肌力要增加髌骨的受力：股四骨的受力：股四头肌的拉肌的拉力，力，髌腱的拉力，腱的拉力，髌股关股关节面的面的净压力力 谢 谢！