認(rèn)識(shí)膝關(guān)節(jié)

一、膝部的應(yīng)用解剖

膝關(guān)節(jié)的大致結(jié)構(gòu)：上方是股骨頭，下方是脛骨平臺(tái)，中間有前后交叉韌帶，兩側(cè)是內(nèi)外側(cè)副韌帶，前是髕骨與下方臏腱相連。

（一）骨性結(jié)構(gòu)

膝關(guān)節(jié)由股骨遠(yuǎn)端、脛骨近端和髕骨共同組成，其中髕骨與股骨滑車(chē)組成髕股關(guān)節(jié)，股骨內(nèi)、外髁與脛骨內(nèi)、外髁分別組成內(nèi)、外側(cè)脛股關(guān)節(jié)。在關(guān)節(jié)分類(lèi)上，膝關(guān)節(jié)是滑膜關(guān)節(jié)（synovial joint）。髕骨是人體內(nèi)最大的籽骨，它與股四頭肌、髕腱共同組成伸肌裝置（extensor apparatus）。髕骨厚度2～3厘米，其中關(guān)節(jié)軟骨最厚處可達(dá)5毫米。髕骨后表面的上3/4為關(guān)節(jié)面，由縱向的中央嵴、內(nèi)側(cè)峭分為外側(cè)關(guān)節(jié)面、內(nèi)側(cè)關(guān)節(jié)面和奇面或稱(chēng)第3面（theoddfacet thirdfacet）；內(nèi)、外側(cè)關(guān)節(jié)面又被兩條橫嵴劃分為上、中、下三部分，故共計(jì)有七個(gè)關(guān)節(jié)面。髕骨后表面的下1/4位于關(guān)節(jié)外，是髕腱的附著點(diǎn)。股骨遠(yuǎn)端的前部稱(chēng)為滑車(chē)（trochlea），其正中有一前后方向的切跡將之分為內(nèi)、外兩部分，滑車(chē)切跡向后延伸為髁間切跡（intercondylar notch, ICN），向前上延伸止于滑車(chē)上隱窩。股骨遠(yuǎn)端的后部為股骨髁（femoral condylars），由ICN分為股骨內(nèi)髁和股骨外髁，分別與內(nèi)、外滑車(chē)相延續(xù)，構(gòu)成凸起的股骨關(guān)節(jié)面。從側(cè)面觀，股骨外髁弧度大于內(nèi)髁且較內(nèi)髁更突前，而內(nèi)髁比外髁更加向后延伸。參與構(gòu)成膝關(guān)節(jié)的脛骨平臺(tái)并非絕對(duì)水平，而是在一定程度上呈由前向后逐漸下降的趨勢(shì)，即所謂脛骨平臺(tái)后傾角。脛骨平臺(tái)中央有一前一后兩個(gè)髁間棘，其周?chē)鸀榘朐掳搴徒徊骓g帶的附著處。外側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面的前1/3為一逐漸上升的凹面，而后2/3則呈逐漸下降的凹面。內(nèi)側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面則呈一種碗形的凹陷。如此，凸起的股骨關(guān)節(jié)面和凹陷的脛骨關(guān)節(jié)面彼此吻合，使膝關(guān)節(jié)得以在矢狀面上作伸屈活動(dòng)；然而外側(cè)脛骨關(guān)節(jié)面的特征性凹陷結(jié)構(gòu)又使得外側(cè)脛股關(guān)節(jié)面并非完全吻合，從而允許膝關(guān)節(jié)在水平面上有一定的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)。并且膝關(guān)節(jié)的伸屈活動(dòng)也不是同軸運(yùn)動(dòng)而是具有多個(gè)瞬時(shí)活動(dòng)中心的運(yùn)動(dòng)。因此，在結(jié)構(gòu)上膝關(guān)節(jié)是一個(gè)不完全的絞鏈?zhǔn)疥P(guān)節(jié)（incongruent or modified hinge joint）：正常的膝關(guān)節(jié)具有約135°的屈曲和5～10°的°過(guò)伸活動(dòng)范圍，在水平軸面上向內(nèi)、外有約3°的旋轉(zhuǎn)活動(dòng)范圍，此外，尚存在前后和側(cè)向的小范圍活動(dòng)。

（二）半月板解剖

半月板是關(guān)節(jié)內(nèi)唯一沒(méi)有滑膜覆蓋的組織，其冠狀斷面呈三角形結(jié)構(gòu)，可概括為“三面一緣”：與股骨髁相關(guān)的上表面，與脛骨平臺(tái)相關(guān)的下表面，借冠狀韌帶與關(guān)節(jié)囊、脛骨平臺(tái)相連的周?chē)妫ㄓ址Q(chēng)半月板壁或半月板邊緣）及關(guān)節(jié)腔內(nèi)凹形的游離緣。除冠狀韌帶外，半月板的前后角借纖維組織連接固定于髁間棘周?chē)２粌H如此，在前部半月板借半月板髕韌帶與髕骨相連，故伸肌裝置可借此調(diào)節(jié)半月板在關(guān)節(jié)前部的活動(dòng)：在后部半月板分別借纖維組織與半膜肌、肌相連，使二者得以調(diào)節(jié)內(nèi)、外側(cè)半月板在關(guān)節(jié)后部的活動(dòng)。在組織學(xué)上半月板是一種纖維軟骨組織，由三組纖維交織構(gòu)成：水平纖維呈前后走行構(gòu)成半月板的主體，直纖維與斜纖維連接上下表面，放射狀纖維連接半月板壁與游離緣。外側(cè)半月板為2/3環(huán)形。前角后角大小相當(dāng)。半月板周?chē)媾c關(guān)節(jié)囊的緊密結(jié)合在后部為肌腱所打斷，僅在后關(guān)節(jié)囊上形成肌裂孔（popliteal hiatus）。外側(cè)半月板后角的穩(wěn)定和活動(dòng)由半月板股骨后韌帶和肌提供；半月板股骨后韌帶即板股后韌帶（posterior meniscal femoral ligament, PMFL），又稱(chēng)第三交叉韌帶，從外側(cè)半月板后角發(fā)出，經(jīng)后交叉韌帶前面或后面，止于股骨內(nèi)髁外側(cè)面。位于前面者又稱(chēng)Humphrey韌帶，位于后面者又稱(chēng)為Wrisberg韌帶。板股韌帶的出現(xiàn)率在不同文獻(xiàn)中報(bào)告不一，其解剖變異可導(dǎo)致半月板的過(guò)度活動(dòng)。肌則起于脛骨后面，其向前、外、上方走行，穿肌裂孔變成肌腱，止于股骨外上髁的下前方。內(nèi)側(cè)半月板呈半月形，其前角小而薄，后角則厚而重。內(nèi)側(cè)半月板與關(guān)節(jié)囊的結(jié)合緊密無(wú)中斷。其后角借纖維組織與半膜肌直頭相連，故有一定的活動(dòng)度。

（三）交叉韌帶解剖

在膝關(guān)節(jié)中心，股骨內(nèi)外髁與脛骨之間的前、后交叉韌帶是維持膝關(guān)節(jié)穩(wěn)定的最重要和最堅(jiān)強(qiáng)的韌帶結(jié)構(gòu)。前交叉韌帶（ACL）在膝關(guān)節(jié)完全伸直時(shí)緊張而于關(guān)節(jié)屈曲時(shí)松弛，其作用在于防止股骨向后脫位、脛骨向前脫位及膝關(guān)節(jié)的過(guò)度伸直和過(guò)度旋轉(zhuǎn)。后交叉韌帶（PCL）則隨著膝關(guān)節(jié)的屈曲而逐漸緊張，它有利于防止股骨向前脫位、脛骨向后脫位以及膝關(guān)節(jié)的過(guò)度屈曲。前交叉韌帶起于脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)髁間嵴前方、近內(nèi)側(cè)半月板前角附近關(guān)節(jié)面，向外、上、后走行，止于股骨外髁的內(nèi)側(cè)面。前交叉韌帶由多組纖維束組成，走行過(guò)程中有一定程度的扭轉(zhuǎn)，脛骨附著點(diǎn)處位于前方的纖維在股骨附著點(diǎn)處轉(zhuǎn)為內(nèi)側(cè)纖維。成人前交叉韌帶的長(zhǎng)度約38毫米，寬度約11毫米，后交叉韌帶的長(zhǎng)度與前交叉韌帶相似，寬度約13毫米，是膝關(guān)節(jié)內(nèi)最強(qiáng)大的韌帶結(jié)構(gòu)。后交叉韌帶起于脛骨平臺(tái)髁間區(qū)后部近脛骨骺線處，其向內(nèi)、上、前方延伸，止于股骨內(nèi)髁外側(cè)骨面前部。與前交叉韌帶相似，其走行過(guò)程中亦有一定程度的扭轉(zhuǎn)：位于脛骨附著點(diǎn)后部的纖維在股骨附著點(diǎn)處轉(zhuǎn)為外側(cè)纖維。髕下脂肪墊和滑膜分支是前十字交叉韌帶血供主要來(lái)源，手術(shù)中保護(hù)或解剖性修復(fù)（anatomicapproximation）這些組織具有重要的臨床意義。

（四）側(cè)副韌帶解剖

膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)、外側(cè)分別有內(nèi)側(cè)副韌帶和外側(cè)副韌帶，又稱(chēng)脛側(cè)副韌帶和腓側(cè)副韌帶，內(nèi)側(cè)副韌帶分為淺深兩層，淺層由前部的平行纖維和后部的斜行纖維組成，它上起股骨內(nèi)上髁，向下向前止于脛骨內(nèi)側(cè)，平行纖維寬約1.5cm，向后與半膜肌直頭交織延伸為內(nèi)側(cè)副韌帶淺層的斜行纖維。內(nèi)側(cè)膝關(guān)節(jié)囊走行于內(nèi)側(cè)副韌帶淺層深面時(shí)增厚成為深層內(nèi)側(cè)副韌帶，并與淺層之間形成滑囊以利于活動(dòng)。充分伸膝時(shí)，內(nèi)側(cè)副韌帶淺層的平行纖維、斜行纖維緊張而利于關(guān)節(jié)的穩(wěn)定：屈膝時(shí)，淺層的斜行韌帶形成一松弛囊?guī)Ф叫欣w維緊張并在深層韌帶表面向后推移蓋過(guò)深層韌帶從而保持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定。內(nèi)側(cè)副韌帶的作用還在于能控制脛骨在股骨上的外旋。外側(cè)副韌帶位于膝關(guān)節(jié)外側(cè)的后1/3，可分為長(zhǎng)、短二頭，長(zhǎng)頭起自股骨外上髁，短頭起自豌豆骨（fabella），同上于腓骨莖突。充分伸膝時(shí)外側(cè)副韌帶繃緊，屈曲時(shí)則有松弛的趨勢(shì)。在膝關(guān)節(jié)伸屈活動(dòng)中，伴隨著脛骨旋轉(zhuǎn)而引起的外側(cè)副韌帶的松弛主要通過(guò)股二頭肌環(huán)繞于其周?chē)碾炖w維保持連續(xù)性張力，從而維持關(guān)節(jié)的穩(wěn)定性。外側(cè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定由外側(cè)副韌帶、股二頭肌、髂脛束共同維持。

（五）髕周支持帶及脂肪墊

髕周支持帶：髕股內(nèi)側(cè)韌帶撕裂和髕股外側(cè)支持帶的攣縮對(duì)髕骨不穩(wěn)的產(chǎn)生和治療有重要意義，因內(nèi)側(cè)髕股韌帶（MPFL）有防止髕骨外移的作用。當(dāng)髕股內(nèi)側(cè)韌帶松弛，外側(cè)支持帶攣縮時(shí)可造成髕骨外移，而治療則可根據(jù)臨床情況進(jìn)行調(diào)整恢復(fù)內(nèi)外側(cè)支持帶的協(xié)調(diào)平衡。脂肪墊：即髕下脂肪墊是一團(tuán)局限于髕骨下方、髕韌帶后方、脛骨平臺(tái)前部之間的脂肪組織，其表面被滑膜覆蓋而與關(guān)節(jié)腔隔離。脂肪墊在髕骨下半邊緣處始向兩側(cè)延伸形成翼狀皺襞或翼狀韌帶（alar fold, alar ligament）。脂肪墊還由正中部向后延伸至髁間切跡，形成條索狀的髕下皺襞（infrapatellar fold），有時(shí)可達(dá)前交叉韌帶的股骨止點(diǎn)附近，矢狀面觀呈斜向后上走行。髕下脂肪墊呈三角形，位于關(guān)節(jié)前方的楔形間隙中，充實(shí)了這個(gè)中間區(qū)。脂肪墊前緣附著處上起髕尖粗面和髕骨下1/2段邊緣；向下沿韌帶上段的后側(cè)和止于髕韌帶下襄的后壁。后方的游離脂肪墊表面全部被滑膜遮蓋，并從滑膜面向上后方發(fā)出一含有血管的三角形皺襞，止于股骨髁間窩，稱(chēng)為髕下滑膜皺襞。此皺襞的游離緣又向兩側(cè)分叉，形成脂肪墊的兩個(gè)側(cè)緣，稱(chēng)為翼狀韌帶。髕下脂肪墊是關(guān)節(jié)內(nèi)、滑膜外的一塊脂肪組織。正常髕下脂肪墊在膝關(guān)節(jié)伸直時(shí)隨股四頭肌牽拉而向上升移；屈膝時(shí)也隨之下降并擠夾在股骨髁（包括髁間窩）與髕骨之間。其作用為：在膝關(guān)節(jié)活動(dòng)中襯墊、潤(rùn)滑和緩沖關(guān)節(jié)軟骨面的摩擦。

（六）關(guān)節(jié)囊

附著在關(guān)節(jié)面周?chē)悄せ蜍浌悄ど希荛]關(guān)節(jié)腔。分內(nèi)層和外層。

1．纖維膜 是關(guān)節(jié)囊的外層結(jié)構(gòu)，富含血管、淋巴管和神經(jīng)。纖維膜某些部位可增厚成韌帶以加強(qiáng)關(guān)節(jié)囊的作用。纖維膜厚者其關(guān)節(jié)承載大，關(guān)節(jié)活動(dòng)度小；而纖維膜薄者承載小而關(guān)節(jié)活動(dòng)度大。它主要是限制關(guān)節(jié)過(guò)度活動(dòng)以穩(wěn)定關(guān)節(jié)的作用。

2．滑膜、滑膜皺襞與滑膜囊 滑膜為關(guān)節(jié)囊內(nèi)層結(jié)構(gòu)，由光滑、薄而柔潤(rùn)的疏松結(jié)締組織構(gòu)成，襯貼于纖維膜內(nèi)面，邊緣附著于關(guān)節(jié)軟骨的周緣，包被著關(guān)節(jié)內(nèi)除關(guān)節(jié)軟骨、關(guān)節(jié)盤(pán)以外的所有結(jié)構(gòu)。滑膜富含神經(jīng)、血管和淋巴管。滑膜的主要功能是產(chǎn)生滑液和排除滑液及其中的廢物。滑液是關(guān)節(jié)軟骨新陳代謝和減少摩擦所必需的物質(zhì)。膝關(guān)節(jié)滑膜腔是人體最大的滑膜腔，關(guān)節(jié)內(nèi)多數(shù)的無(wú)血管組織依賴(lài)關(guān)節(jié)滑膜分泌的滑液獲得營(yíng)養(yǎng)。滑膜腔的上方延伸至髕骨上約5厘米，形成髕上囊，向下延伸至股四頭肌腱膜后，周?chē)采w在股骨髁表面，向兩側(cè)形成內(nèi)、外側(cè)溝或內(nèi)、外側(cè)隱窩，向遠(yuǎn)側(cè)延伸與半月板連接，再向下覆蓋脛骨平臺(tái)緣，直到關(guān)節(jié)軟骨，在前下方滑膜覆蓋髕下脂肪墊并于兩側(cè)向中央延伸至髁間窩，形成翼狀皺襞即所謂黏膜韌帶。前、后交叉韌帶均被滑膜包裹，而且外側(cè)半月板外后方的肌腱和肌裂孔也被滑膜所覆蓋。在正常的膝關(guān)節(jié)內(nèi)，可以存在若干發(fā)育殘留的滑膜皺襞（plica），常見(jiàn)的有髕上內(nèi)側(cè)或外側(cè)滑膜皺襞，另一個(gè)有重要臨床意義的滑膜皺襞是由髂內(nèi)上滑膜皺襞向下延伸至髕下脂肪墊滑膜上方的滑膜皺襞，即所謂髕內(nèi)側(cè)皺襞或棚架（shelf），此皺襞可占正常膝關(guān)節(jié)的20%或更多。膝關(guān)節(jié)周?chē)€有著大大小小許多滑膜囊，其中主要包括位于髕骨上方、股四頭肌與股骨滑車(chē)陷窩之間的髕上囊，位于皮膚與髕骨前面之間的髕前滑囊及皮膚與脛骨結(jié)節(jié)之間的髕下滑囊。在正常情況下，滑膜細(xì)胞很少進(jìn)行有絲分裂，但是當(dāng)滑膜經(jīng)受創(chuàng)傷或滑膜切除后，滑膜細(xì)胞可再生出新的正常的滑膜組織。

二、膝關(guān)節(jié)解剖特點(diǎn)

（一）膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)

膝關(guān)節(jié)的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)除了依賴(lài)于膝關(guān)節(jié)骨性結(jié)構(gòu)本身的特殊構(gòu)造以外，還有賴(lài)于前/后交叉韌帶的制約、內(nèi)外側(cè)副韌帶的平衡，以及伸膝裝置與股四頭肌及繩肌的力量均衡。尤其是內(nèi)外側(cè)副韌帶的平衡和穩(wěn)定作用對(duì)維持膝關(guān)節(jié)的正常功能非常重要。

（二）髕股關(guān)節(jié)的解剖特點(diǎn)

髕骨是伸膝裝置中的重要結(jié)構(gòu)，對(duì)增加股四頭肌的力臂和做功具有重要意義。由于股四頭肌的力線與髕腱縱軸線之間存在一個(gè)外翻角度即股四頭肌角（Q角），因而，髕骨存在著向外側(cè)移位的傾向。膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎患者髕骨內(nèi)側(cè)緣偏下多伴腫脹的滑膜，主訴與局部壓痛明顯，實(shí)際上是髕下脂肪墊變性攣縮后，失去正常功能以及滑膜炎性滲出與吸失衡的結(jié)果，運(yùn)用溫銀針治療整個(gè)髕下脂肪墊與股四頭肌髕骨附著區(qū)域并重點(diǎn)消滅髕骨下內(nèi)側(cè)緣腫脹滲出的髕下脂肪墊無(wú)菌性炎癥，能達(dá)到髕周協(xié)調(diào)平衡狀態(tài)。事實(shí)上，在許多伴有髕股關(guān)節(jié)退變的膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的病例中，都有不同程度的外側(cè)支持帶緊張和髕骨外側(cè)傾斜和（或）外側(cè)位移，消除了內(nèi)側(cè)腫脹后可使外移得到改善。另一方面，在解剖上的髕骨關(guān)節(jié)面的最高點(diǎn)并非位于髕骨的中心而是偏內(nèi)側(cè)這一解剖特點(diǎn)。髕股關(guān)節(jié)作為膝關(guān)節(jié)的一個(gè)重要組成部分，與脛股關(guān)節(jié)同樣具有重要的意義。

三、膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特點(diǎn)

了解膝關(guān)節(jié)的生物力學(xué)特點(diǎn)對(duì)膝關(guān)節(jié)慢性疼痛診治是至關(guān)重要的。由于上述的解剖特點(diǎn)，決定了膝關(guān)節(jié)在負(fù)荷、運(yùn)動(dòng)及穩(wěn)定等生物力學(xué)特性上的復(fù)雜性。

（一）膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷

膝關(guān)節(jié)的負(fù)荷隨人體的運(yùn)動(dòng)和步態(tài)方式有很大的變化，膝關(guān)節(jié)站立位的靜態(tài)受力（雙足著地）為體重的0.43倍，而行走時(shí)可達(dá)體重的3.02倍，上樓時(shí)則可達(dá)到4.25倍。正常膝關(guān)節(jié)作用力的傳遞借助于半月板和關(guān)節(jié)軟骨的蠕變使脛股之間的接觸面增大，從而減少了單位面積的力負(fù)荷。在冠狀面上，當(dāng)一足站立時(shí)，人體的重力沿垂直重心線傳遞并經(jīng)過(guò)膝關(guān)節(jié)的內(nèi)側(cè)（圖示）。這一重力作用使股骨傾向脛骨內(nèi)側(cè)髁。此時(shí)，闊筋膜張肌和臀大肌通過(guò)髂脛束靠外側(cè)力來(lái)保持平衡，這些力的和代表膝關(guān)節(jié)在此面上的總的支持力，其合力則是經(jīng)過(guò)膝關(guān)節(jié)中心。力的不平衡和合力方向的改變將造成脛骨內(nèi)外側(cè)髁的受力不均，從而產(chǎn)生膝關(guān)節(jié)內(nèi)外翻。

（二）膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)模式

1．膝關(guān)節(jié)的功能活動(dòng) 膝關(guān)節(jié)的主要運(yùn)動(dòng)包括伸直運(yùn)動(dòng)、屈曲運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，由支配關(guān)節(jié)的神經(jīng)肌肉肌腱及韌帶等結(jié)構(gòu)協(xié)調(diào)作用來(lái)完成。關(guān)節(jié)的力學(xué)功能是使骨骼在功能負(fù)荷下進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，通常是指是站立、行走、跑跳、上下樓梯或坡道等活動(dòng)。功能負(fù)荷來(lái)源于站立時(shí)地面對(duì)足部的反作用力，或擺動(dòng)期腿部的慣性負(fù)荷。正常膝關(guān)節(jié)作用力的傳遞借助于半月板和關(guān)節(jié)軟骨的蠕變使脛股之間的接觸面增大，從而減少了單位面積的力負(fù)荷。

2．膝關(guān)節(jié)的自由度 膝關(guān)節(jié)為改良的鉸鏈關(guān)節(jié)，因骨性結(jié)構(gòu)而擁有有限的穩(wěn)定性。在人體諸關(guān)節(jié)當(dāng)中，膝關(guān)節(jié)受應(yīng)力最大。由于各骨面缺乏相互吻合，使得膝關(guān)節(jié)有6個(gè)自由度的活動(dòng)，包括3個(gè)平面的平移（內(nèi)—外，前—后和遠(yuǎn)端—近端）和3個(gè)平面旋轉(zhuǎn)（內(nèi)旋—外旋，屈—伸和內(nèi)翻—外翻）。但膝關(guān)節(jié)活動(dòng)中最主要的作用還是自主控制不斷變化的屈伸運(yùn)動(dòng)。

3．膝關(guān)節(jié)的活動(dòng)性和穩(wěn)定性 關(guān)節(jié)的活動(dòng)性和穩(wěn)定性由附加的關(guān)節(jié)內(nèi)靜態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)及關(guān)節(jié)外靜態(tài)和動(dòng)態(tài)穩(wěn)定結(jié)構(gòu)控制。在過(guò)伸時(shí)，側(cè)副韌帶和交叉韌帶均緊張，雙側(cè)半月板的前部被整齊的拉伸于脛骨和股骨髁之間，在屈曲開(kāi)始時(shí)，膝關(guān)節(jié)解鎖，股骨在脛骨上發(fā)生外旋，在開(kāi)始的30°屈曲中，股骨在脛骨上后滾，在屈曲30°之后，股骨髁圍繞脛骨髁上的某一點(diǎn)旋轉(zhuǎn)。關(guān)節(jié)軟骨非常光滑，關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)時(shí)不易磨損；有彈性，能將作用力均勻分布，能夠最大限度地吸收、緩沖運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的震動(dòng)。

（三）脛股及髕股關(guān)節(jié)力學(xué)特點(diǎn)

正常脛股關(guān)節(jié)間力的傳遞和應(yīng)力分布與正常的半月板和關(guān)節(jié)軟骨的功能密切相關(guān)。與膝關(guān)節(jié)軟骨退變有直接關(guān)系的因素有：半月板切除或破損、創(chuàng)傷中關(guān)節(jié)軟骨的損傷、髕下脂肪墊損害、關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜無(wú)菌性炎癥刺激等。但正常關(guān)節(jié)內(nèi)生物力學(xué)因素所致關(guān)節(jié)軟骨的退變?cè)跊](méi)有關(guān)節(jié)內(nèi)滑膜、髕下脂肪墊損害與關(guān)節(jié)外周軟組織損害的無(wú)菌性炎癥時(shí)是不會(huì)出現(xiàn)膝關(guān)節(jié)疼痛癥狀的。在膝關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)和受力相中，由于半月板隨著關(guān)節(jié)活動(dòng)的相對(duì)位移，以及具有黏彈特性的正常半月板和關(guān)節(jié)軟骨組織的應(yīng)變，使關(guān)節(jié)間的壓強(qiáng)變化趨于緩和。此外，膝關(guān)節(jié)正常運(yùn)動(dòng)中，關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)受到的應(yīng)力比外側(cè)多50%，這一差別是人體在負(fù)重行走時(shí)，膝關(guān)節(jié)所產(chǎn)生的內(nèi)收運(yùn)動(dòng)引起的，所以膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎90%病變?cè)趦?nèi)側(cè)間室，形成膝內(nèi)翻的“O”形腿，僅有10%左右外側(cè)間室發(fā)病。膝關(guān)節(jié)在水平面的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)是以?xún)?nèi)側(cè)髁為中心，這種旋轉(zhuǎn)方式使得膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間隙易于發(fā)生退變，這也是膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎病變往往以?xún)?nèi)側(cè)間隙為重，甚至出現(xiàn)典型的內(nèi)側(cè)單腔室骨關(guān)節(jié)炎和膝內(nèi)翻畸形。同時(shí)大腿根部?jī)?nèi)收肌骨骼附著處皆存在著嚴(yán)重的軟組織損害或變性攣縮現(xiàn)象。膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)應(yīng)力增加，如果加上髕下脂肪墊與滑膜內(nèi)存在著無(wú)菌性炎癥的化學(xué)性刺激，與人體自身修復(fù)的生物學(xué)機(jī)制失去平衡，則可使關(guān)節(jié)軟骨發(fā)生超常退變乃至破壞。

髕股關(guān)節(jié)是參與膝關(guān)節(jié)伸屈運(yùn)動(dòng)的重要結(jié)構(gòu)，在膝關(guān)節(jié)活動(dòng)中有著特殊的意義。髕骨除了傳遞股四頭肌的拉力和承受髕韌帶的張力以外，其關(guān)節(jié)面本身在膝關(guān)節(jié)屈曲運(yùn)動(dòng)時(shí)承受的應(yīng)力和關(guān)節(jié)面上的應(yīng)力分布是髕股關(guān)節(jié)生物力學(xué)研究的重點(diǎn)。髕骨的外側(cè)傾斜和外側(cè)移位是髕股對(duì)合異常的主要存在形式，其原因可能包括股骨髁的發(fā)育異常、髕骨發(fā)育異常及高位髕骨、膝外翻和Q角異常增大、內(nèi)側(cè)支持帶松弛、外側(cè)支持帶攣縮等多種因素。

髕骨外位實(shí)際上是程度不同的髕骨半脫位，在伸直位時(shí)，髕骨很容易向外側(cè)推動(dòng)，在屈膝20°時(shí)，可發(fā)現(xiàn)髕骨中央嵴與滑車(chē)凹的最低點(diǎn)不呈對(duì)應(yīng)關(guān)系而向外側(cè)移位，其移位的程度對(duì)評(píng)價(jià)髕骨半脫位很有意義。因此，在屈膝20～30°時(shí)對(duì)°髕骨對(duì)合關(guān)系的評(píng)價(jià)是關(guān)節(jié)檢查中對(duì)髕骨異常對(duì)合診斷的關(guān)鍵。研究表明，髕骨異常對(duì)合的直接結(jié)果是導(dǎo)致關(guān)節(jié)面應(yīng)力或稱(chēng)髕骨接觸壓（patellofemoral contact force, PFCF）的分布異常。一方面，關(guān)節(jié)面局部的應(yīng)力集中可致關(guān)節(jié)軟骨的病損，另一方面，關(guān)節(jié)面的接觸壓降低和失去接觸也會(huì)導(dǎo)致軟骨的退變。由于軟骨面的退變導(dǎo)致的軟骨厚度的喪失還可導(dǎo)致正常軟骨面的應(yīng)力重新分布，導(dǎo)致整個(gè)軟骨病損的擴(kuò)展。如果髕下脂肪墊長(zhǎng)期存在著無(wú)菌性炎癥刺使髕周支持帶肌力分布不均造成髕骨關(guān)節(jié)面上的應(yīng)力分布不均與無(wú)菌性炎癥的化學(xué)性破壞是產(chǎn)生髕骨關(guān)節(jié)面軟骨退變的直接原因。在正常的生理情況下，膝關(guān)節(jié)由伸而屈至90°的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，髕骨接觸壓逐漸加大，如果髕下脂肪墊存在著無(wú)菌性炎癥時(shí)，則炎性刺激也隨著加重；而超過(guò)90°后又逐漸減小。由于正常髕骨關(guān)節(jié)的接觸面隨PFCF的增加而增大，因而，作用于髕骨關(guān)節(jié)面的應(yīng)力得以分散，其壓強(qiáng)的變化不大。

（四）膝關(guān)節(jié)的力學(xué)穩(wěn)定

由于前述膝關(guān)節(jié)的骨性結(jié)構(gòu)、半月板，關(guān)節(jié)囊及附屬韌帶結(jié)構(gòu)的共同作用，膝關(guān)節(jié)可以保持靜態(tài)與動(dòng)態(tài)的穩(wěn)定性。膝關(guān)節(jié)在完全伸直位，關(guān)節(jié)將發(fā)生扣鎖，而獲得最大的關(guān)節(jié)穩(wěn)定性，這是因?yàn)橄ヌ幱谕耆熘蔽粫r(shí)，股骨在脛骨上向內(nèi)旋轉(zhuǎn)；而于過(guò)度屈曲位時(shí)，股骨則向外旋轉(zhuǎn)，此時(shí)將通過(guò)關(guān)節(jié)面的咬合和交叉韌帶的制導(dǎo)作用增加關(guān)節(jié)的穩(wěn)定。因而，關(guān)節(jié)的穩(wěn)定更多地依賴(lài)于關(guān)節(jié)周?chē)Y(jié)構(gòu)的正常、尤其是側(cè)副韌帶的平衡。膝關(guān)節(jié)前方穩(wěn)定性有賴(lài)于伸膝裝置的穩(wěn)定，尤其是股四頭肌的力量。

（五）韌帶的組織結(jié)構(gòu)與功能

韌帶是聯(lián)接骨或軟骨的一種特殊致密結(jié)締組織，其功能是支持關(guān)節(jié)，它的另一功能是各種營(yíng)養(yǎng)成分的傳輸媒介和蓄積場(chǎng)所，也是抵抗外界蛋白，包括抗原、病毒和細(xì)菌的機(jī)械屏障。從胚胎學(xué)上來(lái)說(shuō)，韌帶源自多能間充質(zhì)細(xì)胞，該細(xì)胞能分化為成人結(jié)締組織的各類(lèi)細(xì)胞。韌帶中主要的細(xì)胞類(lèi)型是成纖維細(xì)胞。成纖維細(xì)胞的超微結(jié)構(gòu)包括完善的粗面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和高爾基復(fù)合體，它們可以合成大量的蛋白質(zhì)。韌帶主要包含由成纖維細(xì)胞產(chǎn)生的非細(xì)胞成分。成纖維細(xì)胞外周的非細(xì)胞基質(zhì)包括纖維和非晶體基質(zhì)，韌帶中的纖維主要是Ⅰ型膠原（90%）以及少量的Ⅲ型膠原，也有網(wǎng)狀纖維和彈性纖維。在特定的韌帶中，膠原纖維一般沿張力方向分布，因此與韌帶的強(qiáng)度有關(guān)。但其排列與肌腱纖維不近相同，可能是韌帶所固有的，其中有明顯的纖維翻轉(zhuǎn)交錯(cuò)（turnover）。利用偏振光，細(xì)胞和基質(zhì)的規(guī)律性波動(dòng)可描述為韌帶的“波褶”（crimp），而且因不同韌帶的特定結(jié)構(gòu)需要可能有所不同，這種“波褶”可能是緩沖韌帶張力的安全機(jī)理。

韌帶的組織結(jié)構(gòu)：彈性纖維對(duì)在韌帶松弛時(shí)恢復(fù)膠原纖維波狀構(gòu)型有重要作用。韌帶基質(zhì)相對(duì)較少，包括黏多糖（mucopolysaccharide）、透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素，它們構(gòu)成親水性凝膠。當(dāng)關(guān)節(jié)制動(dòng)時(shí)，關(guān)節(jié)周?chē)Y(jié)締組織的透明質(zhì)酸和硫酸軟骨素的水平降低。韌帶正常干重的0.50%由糖胺多糖（glycosaminoglycans）組成，這些物質(zhì)在維持膠原纖維、水電解質(zhì)平衡的分子調(diào)控以及組織自身機(jī)械支持方面有重要作用。膠原蛋白占韌帶干重的3/4，但應(yīng)注意，新鮮韌帶的2/3是水。韌帶與組織學(xué)上稱(chēng)為“Sharpey”的特定結(jié)構(gòu)相連。Sharpey穿透纖維，F(xiàn)rank認(rèn)為即是連接鄰近板層骨的膠原纖維，實(shí)際上，韌帶通過(guò)數(shù)層的纖維軟骨逐步進(jìn)入骨內(nèi)部韌帶中的機(jī)械感受器。

（六）韌帶感受器

1．感受器的類(lèi)型 形態(tài)學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，韌帶中存在四種神經(jīng)末梢：魯菲尼終器、環(huán)層小體、類(lèi)高爾基腱器末梢、游離神經(jīng)末梢。魯菲尼終器為慢適應(yīng)、低閾值感受器，感受關(guān)節(jié)靜態(tài)位置、內(nèi)壓力、運(yùn)動(dòng)輻度和速度。環(huán)層小體具有快適應(yīng)、低閾值特點(diǎn)，是唯一的動(dòng)態(tài)機(jī)械感受器，只在關(guān)節(jié)加速或減速時(shí)興奮。類(lèi)高爾基腱器末梢具有慢適應(yīng)和高閾值特點(diǎn)，在關(guān)節(jié)制動(dòng)時(shí)不起作用，可能因其閾值高而在關(guān)節(jié)極限運(yùn)動(dòng)時(shí)測(cè)量韌帶張力。游離神經(jīng)末梢則構(gòu)成關(guān)節(jié)的傷害感受系統(tǒng)，正常情況下不興奮，對(duì)異常的機(jī)械或化學(xué)刺激很敏感。韌帶的神經(jīng)分布：韌帶內(nèi)有豐富的神經(jīng)組織，如前十字交叉韌帶的1%～2.5%為神經(jīng)組織。神經(jīng)分布于韌帶表面及內(nèi)部，一些纖維分支伸入韌帶的膠原基質(zhì)中，這些纖維包括感覺(jué)神經(jīng)和自主神經(jīng)（如交感神經(jīng)）。韌帶內(nèi)大部分神經(jīng)沿血管分布，其功能可能與血管舒縮調(diào)節(jié)有關(guān)。十字交叉韌帶神經(jīng)來(lái)自脛后神經(jīng)分出的關(guān)節(jié)后神經(jīng)，但其他神經(jīng)（如閉孔神經(jīng)、隱神經(jīng)、腓總神經(jīng)）的分支是否參與關(guān)節(jié)后神經(jīng)構(gòu)成尚不明確。Zimny等指出十字交叉韌帶中，環(huán)層小體和類(lèi)高爾基腱器末梢較魯菲尼終器多見(jiàn)，而Schutte等報(bào)道，人前十字交叉韌帶神經(jīng)中包括環(huán)層小體和兩種魯菲尼終器（一種類(lèi)似類(lèi)高爾基腱器末梢）。人前十字交叉韌帶神經(jīng)的大多數(shù)感受器位于近骨面，少數(shù)在韌帶中部。Schultz等報(bào)道類(lèi)高爾基腱器末梢主要位于前十字交叉韌帶神經(jīng)和后十字交叉韌帶的近股骨端。但有一點(diǎn)很明確，感受器很少存在于前十字交叉韌帶神經(jīng)致密結(jié)締組織中，而多在滑膜下和纖維層內(nèi)，一些游離神經(jīng)末梢存在于韌帶外周。脊柱表面及內(nèi)部韌帶有大量神經(jīng)纖維，并沿韌帶左右對(duì)稱(chēng)分布，總的來(lái)說(shuō)，神經(jīng)纖維在韌帶外周密度較大。利用免疫組化方法對(duì)兔腰椎體關(guān)節(jié)的感覺(jué)和自主神經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)：滑膜細(xì)胞層內(nèi)存在屈曲狀的感覺(jué)神經(jīng)纖維，與血管無(wú)關(guān)聯(lián)，而大部分的自主神經(jīng)位于血管壁內(nèi)或與之相鄰。

2．感受器的生理特點(diǎn) 早期經(jīng)典的關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入模式是大多數(shù)的沖動(dòng)傳入發(fā)生在關(guān)節(jié)完全伸直或屈曲狀態(tài)下，而少數(shù)發(fā)生在半屈曲位置，因而認(rèn)為：在關(guān)節(jié)全輻運(yùn)動(dòng)中，感受器不能把關(guān)節(jié)角度信息傳遞給中樞神經(jīng)系統(tǒng)，所以它們與運(yùn)動(dòng)和位置感無(wú)關(guān)。但1980年，F(xiàn)errell報(bào)道關(guān)節(jié)后神經(jīng)中發(fā)生大量的沖動(dòng)傳入，其中半屈曲位置沖動(dòng)占很高比例，且頻率較高。在關(guān)節(jié)完全伸直或屈曲時(shí)關(guān)節(jié)囊與韌帶的沖動(dòng)傳入之比為4∶1，而半屈曲時(shí)為1∶1。20世紀(jì)50年代，Andrew等首次記錄到內(nèi)側(cè)副韌帶的沖動(dòng)傳入，韌帶微小負(fù)荷有時(shí)足以引起明顯的沖動(dòng)傳入反應(yīng)，而且感受器遲遲才能適應(yīng)。同一時(shí)期，Boyd報(bào)道，十字韌帶中類(lèi)高爾基腱器末梢的沖動(dòng)傳入為慢適應(yīng)。Skoglund報(bào)道，十字交叉韌帶感受器對(duì)旋轉(zhuǎn)極為敏感，而且在適應(yīng)頻率和運(yùn)動(dòng)后即測(cè)頻率差別上，其沖動(dòng)傳入較關(guān)節(jié)囊慢適應(yīng)性沖動(dòng)傳入要小，因而認(rèn)為：韌帶感受器適于上傳運(yùn)動(dòng)的方向，因?qū)\(yùn)動(dòng)低敏感，故不適于上傳運(yùn)動(dòng)的速度。Pope等游離前十字交叉韌帶的近骨端，牽拉并探針刺激韌帶，同時(shí)記錄關(guān)節(jié)后神經(jīng)的沖動(dòng)傳入（10只貓共15例）,6例探針刺激敏感（最低閾值為2克）,9例對(duì)前十字交叉韌帶的軸向負(fù)荷有反應(yīng)，部分對(duì)一般的探針刺激有反應(yīng)，對(duì)負(fù)荷無(wú)反應(yīng)。總之韌帶中具有閾值高低不同、適應(yīng)性快慢不一的大量感受器，其中半屈曲位置占很高比例。

韌帶感受器引起的區(qū)域性反射如下。

1．對(duì)α- 運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的影響 早期發(fā)現(xiàn)，只有高強(qiáng)度的關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入才可興奮α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元（如電刺激值達(dá)到神經(jīng)閾值2倍）。Lundberg等以貓為實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶l(fā)現(xiàn)，給予關(guān)節(jié)后神經(jīng)弱電刺激，1/3的α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元突觸后電位被激活，但作用不明顯，沖動(dòng)傳入強(qiáng)化后作用明顯增強(qiáng)。關(guān)節(jié)的沖動(dòng)傳入可能通過(guò)各種反射途徑（如屈曲反射傳入途徑、Ia和Ib中間神經(jīng)元）影響骨骼運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。關(guān)于自然刺激狀況下，韌帶感受器對(duì)α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元反射影響的認(rèn)識(shí)仍很少。大量事實(shí)支持這一觀點(diǎn)：感受器監(jiān)測(cè)關(guān)節(jié)活動(dòng)限度，調(diào)節(jié)肌肉興奮性，在關(guān)節(jié)過(guò)伸及過(guò)屈時(shí)起保護(hù)作用。依據(jù)包括：①低強(qiáng)度電刺激引發(fā)的沖動(dòng)傳入不能直接引起α-神經(jīng)元的明顯反射。②韌帶的中度負(fù)荷不能影響骨骼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。③大量關(guān)節(jié)感受器的沖動(dòng)傳入只在關(guān)節(jié)達(dá)到或接近生理運(yùn)動(dòng)極限時(shí)發(fā)生。當(dāng)然，這一觀點(diǎn)易引起概念混淆，因?yàn)轫g帶-肌肉保護(hù)反射不能及時(shí)保護(hù)關(guān)節(jié)免受突發(fā)的損傷。

2．對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)的影響20世紀(jì)60年代至今，人們逐步認(rèn)識(shí)了韌帶對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)的影響。大量自然/電刺激下的實(shí)驗(yàn)表明：關(guān)節(jié)的沖動(dòng)傳入對(duì)γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元有明顯影響，許多反射由韌帶-肌梭途徑介導(dǎo)。1990年，Johansson、Sojka等報(bào)道了膝關(guān)節(jié)韌帶沖動(dòng)傳入對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)反射的影響。他們以5～40牛頓的牽拉力橫向牽拉完整的前十字交叉韌帶、后十字交叉韌帶和側(cè)副韌帶，且正弦式牽拉肌肉，同時(shí)記錄2～4個(gè)膝關(guān)節(jié)周?chē)∪鈫我恍缘募∷鬀_動(dòng)傳入。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，肌梭沖動(dòng)傳入受肌肉牽拉和韌帶牽拉雙相影響，前者通過(guò)靜態(tài)γ運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元，后者則通過(guò)動(dòng)態(tài)γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元。他們又發(fā)現(xiàn)：58%的小腿三頭肌和47%的半腱肌肌梭沖動(dòng)傳入對(duì)PCL后交叉韌牽拉有反應(yīng)，而73%的小腿三頭肌和55%的半腱肌的肌梭沖動(dòng)傳入對(duì)前十字交叉韌帶牽拉力有反應(yīng)。Johansson等發(fā)現(xiàn)，在5～40牛頓牽拉的標(biāo)準(zhǔn)刺激作用下，大部分肌梭的沖動(dòng)傳入由慢適應(yīng)、低閾值感受器引起。考慮到貓韌帶在負(fù)荷210～300牛頓時(shí)尚未發(fā)生斷裂，因此認(rèn)為這些反射不能感受傷害。總之，韌帶對(duì)骨骼運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)的直接影響不大，在低強(qiáng)度機(jī)械刺激下，其對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)作用較明顯。Johansson等提出：關(guān)節(jié)感受器通過(guò)γ-肌梭系統(tǒng)調(diào)控肌肉的位置和運(yùn)動(dòng)，這亦解釋了關(guān)節(jié)感受器通過(guò)對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)的影響，參與了對(duì)關(guān)節(jié)穩(wěn)定性的調(diào)節(jié)。

（七）γ-肌梭系統(tǒng)的整合特性

就由電刺激引起的同側(cè)后肢神經(jīng)和下行途經(jīng)的反射模式而言，后肢γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元有復(fù)雜而獨(dú)特的感受器外形，肌肉、皮膚、關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入引發(fā)的有效反射，以及γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元獨(dú)特的感受器形態(tài)均反映在肌梭的沖動(dòng)傳入水平上。肌梭沖動(dòng)傳入不僅受肌長(zhǎng)度變化的影響，很大程度上也受同側(cè)/對(duì)側(cè)外周神經(jīng)和下行途徑的影響。因此，外周感受器傳入的以及中樞下行的信息可能在γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元內(nèi)整合后再作用于肌梭，來(lái)調(diào)節(jié)肌肉的長(zhǎng)度和張力。

（八）韌帶沖動(dòng)傳入對(duì)位置和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)的作用

一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，在關(guān)節(jié)感受器對(duì)運(yùn)動(dòng)覺(jué)和位置覺(jué)的作用方面一直存有爭(zhēng)議。被廣泛接受的觀點(diǎn)認(rèn)為，關(guān)節(jié)和皮膚感受器參與平常運(yùn)動(dòng)和/或介導(dǎo)保護(hù)反射，而肌肉沖動(dòng)傳入積極參與位置和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)。但一些觀察者提出：這種對(duì)關(guān)節(jié)感受器沖動(dòng)傳入作用的認(rèn)識(shí)過(guò)于簡(jiǎn)單化。他們發(fā)現(xiàn)相當(dāng)數(shù)量的半屈曲位置，而且，利用關(guān)節(jié)內(nèi)注入麻醉劑或部分關(guān)節(jié)傳入神經(jīng)阻滯來(lái)選擇性去除關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入，直接證實(shí)了關(guān)節(jié)感受器對(duì)關(guān)節(jié)位置和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)的重要作用。又因初步肌梭信號(hào)傳入與位置和運(yùn)動(dòng)覺(jué)關(guān)系明確，所以，關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入可能通過(guò)γ-肌梭系統(tǒng)影響運(yùn)動(dòng)和位置覺(jué)。近來(lái)，Harter等發(fā)現(xiàn)，與未受傷的膝關(guān)節(jié)相比，前十字交叉韌帶缺失的膝關(guān)節(jié)沒(méi)有明顯的位置覺(jué)減退，而Newberg等卻發(fā)現(xiàn)二者差別明顯，Harter等對(duì)此解釋為：從前十字交叉韌帶的外科重建到隨訪期間（平均為48周）內(nèi)，其他機(jī)械感覺(jué)系統(tǒng)可能替代了由前十字交叉韌帶損傷引起的感覺(jué)缺失（而Newberg等的觀察時(shí)間為15個(gè)月）。

（九）韌帶沖動(dòng)傳入對(duì)肌強(qiáng)度的調(diào)節(jié)作用

1．慢保護(hù)反射 普遍認(rèn)為：關(guān)節(jié)感覺(jué)末梢對(duì)關(guān)節(jié)周?chē)∪饩哂斜Ｗo(hù)反射作用。但Pope認(rèn)為這種反射在保護(hù)關(guān)節(jié)免受外界突發(fā)傷害方面過(guò)于遲緩。他們對(duì)典型的滑雪傷進(jìn)行了分析：最快的痛覺(jué)纖維傳導(dǎo)速度為30米每秒，僅從內(nèi)側(cè)副韌帶到脊髓的沖動(dòng)傳入便歷時(shí)近30毫秒，因而人們低估了從韌帶負(fù)荷到感受痛覺(jué)的時(shí)間（原認(rèn)為12.90毫秒）。因?yàn)楫?dāng)信號(hào)傳至皮質(zhì)時(shí)痛覺(jué)早已被感知，他們轉(zhuǎn)而計(jì)算內(nèi)側(cè)副韌帶負(fù)荷與韌帶撕裂之間的時(shí)差，結(jié)果為34毫秒，而韌帶-肌肉保護(hù)反射需時(shí)89毫秒。

2．通過(guò)γ-肌梭系統(tǒng)控制肌強(qiáng)度 肌肉強(qiáng)度包括：①固有強(qiáng)度。②反射介導(dǎo)強(qiáng)度。反射介導(dǎo)強(qiáng)度由α-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的興奮性決定，后者又受下行指令及自源/異源反射的影響。在調(diào)節(jié)肌強(qiáng)度方面特別重要的因素是由肌梭沖動(dòng)傳入介導(dǎo)的反射。Akazawa等提示：運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，肌梭敏感性發(fā)生改變，借以調(diào)節(jié)肌梭運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元的活動(dòng)。韌帶感受器通過(guò)γ-運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元、多形式的反射參與肌張力及肌肉間共濟(jì)作用的調(diào)節(jié)，對(duì)關(guān)節(jié)生理穩(wěn)定性起重要作用。另外，肌肉固有強(qiáng)度也是肌肉前反射和下行指令長(zhǎng)期作用的結(jié)果，并在自然運(yùn)動(dòng)中發(fā)生變化，構(gòu)成機(jī)體對(duì)外界損傷的第一道防線。既然關(guān)節(jié)沖動(dòng)傳入與調(diào)控反射介導(dǎo)的肌強(qiáng)度有明顯關(guān)系，那么其對(duì)肌肉固有強(qiáng)度亦很重要。單純的保護(hù)反射對(duì)突發(fā)傷害而言過(guò)于遲緩，因而可以確信：韌帶沖動(dòng)傳入在控制關(guān)節(jié)周?chē)∪庾饔梅矫妫饕峭ㄟ^(guò)反射介導(dǎo)的肌強(qiáng)度來(lái)調(diào)控肌肉的固有強(qiáng)度。韌帶中低閾值機(jī)械感受器直接引發(fā)的反射性骨骼運(yùn)動(dòng)只發(fā)生在高水平機(jī)械刺激狀態(tài)下，由弱牽拉力激發(fā)的對(duì)γ-肌梭系統(tǒng)反射的影響可極大作用于初級(jí)肌梭的沖動(dòng)傳入。因此，可確信韌帶除了機(jī)械作用外，作為感受器，可通過(guò)γ-肌梭系統(tǒng)參與關(guān)節(jié)周?chē)?qiáng)度的調(diào)節(jié)，借以調(diào)整關(guān)節(jié)穩(wěn)定性。

（十）韌帶損傷后的生物力學(xué)變化

韌帶的應(yīng)力-應(yīng)變曲線顯示，韌帶具有可復(fù)性的彈性區(qū)域和不可復(fù)性的“臨界點(diǎn)”（yieldpoint）。1500牛頓（N）的負(fù)荷可使人前十字交叉韌帶損傷，這時(shí)韌帶已被拉長(zhǎng)了靜息長(zhǎng)度的近60%。因?yàn)槠渌喾N因素的影響，很難測(cè)出韌帶強(qiáng)度的物種相關(guān)性差異。與48～86歲人體韌帶相比，靈長(zhǎng)類(lèi)前十字交叉韌帶在與纖維走行平行的略高一些的外力負(fù)荷的作用下便發(fā)生損傷，青年人的標(biāo)本顯示其韌帶強(qiáng)度是靈長(zhǎng)類(lèi)的兩倍。大量研究證實(shí)，年輕者的韌帶較強(qiáng)健，而且在損傷方式上有所不同。Noyes報(bào)道，年輕者趨于發(fā)生韌帶內(nèi)自身物質(zhì)的損傷，老年人趨于發(fā)生韌帶脛骨附著處撕脫傷，但組織學(xué)表明韌帶附著處骨皮質(zhì)厚度及骨小梁骨質(zhì)降低，因此，韌帶本身不易受到損傷，但隨后的牽拉分析揭示：韌帶本身發(fā)生損傷的牽位閾值較年輕人低。韌帶損傷與施加外力的頻率有關(guān)，負(fù)荷較大，極度拉長(zhǎng)時(shí)，前十字交叉韌帶易發(fā)生損傷，而且快速率變形（deformation）較慢速率消耗更多能量，在慢速率變形中脛骨附著端是最薄弱的一點(diǎn)，易于發(fā)生撕脫性骨折。對(duì)于較快速率而言，越是接近生理狀況，撕脫性骨折和韌帶內(nèi)撕裂傷的發(fā)生率越接近。快速率負(fù)荷引起的撕脫性骨折，通常產(chǎn)生較大的骨碎片，這與臨床觀察相一致：前十字交叉韌帶的完全損傷，通常并發(fā)脛骨撕脫性骨折，少數(shù)并發(fā)股骨撕脫性骨折。對(duì)于韌帶、韌帶-骨界面、骨三者何為最薄弱的環(huán)節(jié)爭(zhēng)議較大。答案由多因素決定，包括物種和所研究的特定韌帶、載荷頻率、韌帶制備過(guò)程、年齡和標(biāo)本存活水平以及損傷機(jī)理。Kennedy等測(cè)量馬膝關(guān)節(jié)有關(guān)的不同韌帶的強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)前十字交叉韌帶和脛側(cè)副韌帶在快、慢速率運(yùn)動(dòng)中具有大致同等的張力強(qiáng)度，而后十字交叉韌帶是上二者的兩倍，這可以解釋?zhuān)罕M管不同的韌帶其損傷機(jī)理各不相同，但后十字交叉韌帶撕裂傷的發(fā)生率明顯偏低，顯微鏡下和液體流變學(xué)證實(shí)的韌帶損傷仍可在外觀上大體完整。

總結(jié)

綜上所述膝關(guān)節(jié)的特點(diǎn)很多，總結(jié)為：一個(gè)髕骨；三個(gè)骨性結(jié)構(gòu)；封閉性關(guān)節(jié)囊；七大骨性標(biāo)志；兩塊半月板；七大重要肌肉；兩個(gè)交叉韌帶；“三位一體”；六大穩(wěn)定裝置；“封閉性”痛點(diǎn)，侵入療法。用數(shù)字簡(jiǎn)單記憶為：“13072723601”

分解如下。

“1”——一個(gè)髕骨。唯一為人類(lèi)特有，人體第一大的籽骨。

“3”——三個(gè)骨性結(jié)構(gòu)。股骨、脛骨及髕骨之關(guān)節(jié)面組成膝關(guān)節(jié)，它是人體最大最復(fù)雜的關(guān)節(jié)；人體受應(yīng)力最大的關(guān)節(jié)。

“0”——封閉性關(guān)節(jié)囊。滑膜囊、滑膜腔可以連通；人類(lèi)膝關(guān)節(jié)的滑膜發(fā)育最為完善。

“7”——七大骨性標(biāo)志。①髕骨：可以看到界限。②股骨內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁：前后交叉韌帶起始處，屈曲時(shí)易觸及。③股骨內(nèi)上髁和外上髁：肌肉韌帶起止點(diǎn)。④脛骨內(nèi)側(cè)髁和外側(cè)髁：可觸及結(jié)節(jié)，其連線之上為脛骨平臺(tái)。⑤脛骨粗隆：髕韌帶抵止點(diǎn)。⑥脛骨前緣和內(nèi)側(cè)面：脛骨牽引時(shí)常用進(jìn)針點(diǎn)。⑦腓骨頭：下面有腓總神經(jīng)穿過(guò)。

“2”——兩塊半月板。內(nèi)側(cè)半月板和外側(cè)半月板。

“7”——七大重要肌肉。①股四頭肌。②股二頭肌。③肌。④腓腸肌。⑤縫匠肌、股薄肌和半腱肌（止點(diǎn)均為鵝足）。⑥內(nèi)收肌（包括內(nèi)收大肌、內(nèi)收長(zhǎng)肌、內(nèi)收短肌）。⑦跖肌。

“2”——兩個(gè)交叉韌帶。前交叉韌帶和后交叉韌帶。

“3”——“三位一體”。“骨-軟骨-關(guān)節(jié)周?chē)浗M織”的生物力學(xué)不平衡，是十分重要的致病因素，骨性關(guān)節(jié)病是“三位一體”的綜合病種。

“6”——六大穩(wěn)定裝置。①脛腓關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)。②關(guān)節(jié)軟骨。③半月板。④膝關(guān)節(jié)韌帶。⑤膝關(guān)節(jié)囊。⑥膝關(guān)節(jié)周?chē)募∪狻?/p>

“0”——表示“封閉性”痛點(diǎn)。痛點(diǎn)往往是“封閉性”的，循環(huán)差，與外界缺少交通，通過(guò)針灸針刺、針刀術(shù)、封閉術(shù)、火罐、放血療法等破壞期封閉性，促進(jìn)其循環(huán)，釋放致痛物質(zhì)，可以起到治療作用。

“1”——形象針刀。表示侵入療法，膝骨關(guān)節(jié)炎是針刀、針灸治療的絕對(duì)適應(yīng)證。