膝关节生物力学简讲_精品文档.doc

1、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：

2、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

3、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

4、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。b) 、从关节腔排除滑液和碎屑-滑膜的吞噬作用（滑膜右吸收作用，假如不能相应的移去关节腔内残存的物质，滑膜的分泌就无法继续）吞噬方式：a) 、亲脂的小分子借助于单纯弥散，在滑膜内移动。由于滑膜细胞之间存在的间隙，滑膜细胞无基底膜，滑膜有丰富的淋巴管及窗格状的毛细血管，均有利于关节腔与滑膜的物质交换。b) 、通过外衣或无外衣的微胞饮液泡和胞饮液泡，滑膜细胞与典型吞噬细胞具有同样的吞噬能力。除了吞噬关节腔内的碎屑外，还有摄取橡胶体染料和注射到血循环中的特殊物质。2

5、、纤维层：主要由平行与交叉排列的致密胶原纤维结缔组织，其两端与构成关节的骨的骨膜纤维相连续，形成鞘状结构。三、骨（与膝关节有关系的理论）1、概述：骨是人体运动系统的主要部分，负担着机体的支撑、负重、和运动的功能，还有，保护内脏和维持机体内环境的功能。骨要对抗压力、拉力、和剪力。骨基质中的胶原纤维由于形成致密的束，具有强大的抗拉伸力；糖蛋白和骨盐承受压力；两者结合可以承受剪力。a) 骨的组织学：由骨组织、骨膜、关节软骨构成。骨内有骨髓腔、内含骨髓。有丰富的血管，并有神经分布。b) 骨端松质骨：关节部位的骨端松质骨呈蜂窝状。c) 成骨细胞具有合成骨基质的作用：1、胶原蛋白的合成2、糖蛋白的合成。成

6、熟的成骨细胞有合成和分泌骨钙素的功能，骨钙素多沉积于骨内，少量进入血液循环。它具有维持骨的正常钙化速度，抑制异常羟磷灰石结晶形成以及抑制软骨钙化的作用。d) 骨细胞的功能：1、溶骨作用2、成骨作用e) 破骨细胞的功能：1、破骨作用2、应血清和机体体液的低钙水平而引起骨钙的释放。（破骨细胞的破骨活动相当活跃，1个破骨细胞可以侵蚀溶解约100个成骨细胞所形成的骨质）。影响破骨细胞功能的因素为甲状旁腺素（增强破骨细胞的活力及数量）和降钙素（抑制骨吸收的作用）。f) 骨膜：骨外膜上有丰富的血管、淋巴管和神经。2、骨的生物力学性能a、骨的承载能力、强度、刚度、稳定性。b、静载荷和动载荷c、内力和变形：骨

7、骼受力所产生的变形有五种，即：拉伸、压缩、剪切、弯曲和扭转。d、弹性与塑性e、应力3、骨的功能：讲两点a、骨端松质骨：以朝向关节面的拱形骨小梁套叠与相连的结构为特征。在肢体静载荷和动载荷下有良好的承载能力。B、关节软骨及软骨下骨质所具有的顺应性是关节得以长久传导载荷而不出现退变的重要基础。四、关节软骨1、 关节软骨属于透明软骨，本身没有血管，其营养由软骨膜内的毛细血管供应，也可借助于滑液得到营养。在滑液关节内关节软骨具有光滑、弹性、耐磨的特性及传导载荷（主要功能）、吸收震荡、润滑关节及保存接触应力于可接受的低水平等功能。a、 关节软骨组织学：正常关节软骨厚约1-5mm，浅蓝白色，半透明。水：约

8、占软骨重量的70-80%；b、 蛋白多糖：蛋白多糖亚单位、透明质酸、连锁蛋白2、 关节软骨的表面结构：（真正的正常和理想状态的区别）3、 关节软骨的生物力学性能：滑膜关节具有一定的可动范围。所谓关节软骨弹性，就是物体在变形后恢复到变形前的形状和尺寸的能力。4、 半月板：（切除半月板膝关节摩擦系数增加20%）主要功能：a、 加强膝关节的协调性b、 传递载荷c、 维护关节稳定d、 吸收震荡e、 润滑关节f、 减少接触应力g、 防止膝关节过伸与过屈5、 滑液：是关节腔内的少量液体，淡黄色，清亮的粘性液体。主要成分：血浆渗出液（基本成分）、透明质酸、胶原蛋白和蛋白多糖。在某些病理状态下可作为疾病诊断依

9、据。6、 滑液的病理诊断意义：正常滑液骨性关节炎类风湿细菌性感染体积（膝）（ml）3.53.53.53.5颜色清亮黄色黄色、乳白色黄色、绿色粘度高高低低白细胞200200-20002000-1000010000以上中性25%25%50%以上75%以上培养 粘蛋白凝块硬硬脆脆纤维蛋白凝块无无大大糖% 血糖-100-10075-15050总蛋白量正常正常升高升高7、 韧带：是一种被动结构，自身不产生运动。8、 滑膜关节的润滑：界面润滑、液膜润滑、渗出润滑。润滑是通过保持摩擦面分开而达到减小承重面之间的摩擦力。第二：半月板损伤1、由于年龄、职业和运动情况的不同，半月板在日常生活或劳动、运动中受到损伤

10、的机会以及造成的损伤和特点或类型也各异。分型：a) 退变性:多发40岁以上，常伴有X线关节间隙变窄。b) 水平型：多自半月板游离缘向滑膜缘呈现的水平撕裂，形成上下两层。c) 放射型：常由边缘走向排列的环形纤维断裂，半月板的延展作用消失，影响载荷的传导。d) 纵型：是全层的，属于不稳定的，常与前交叉韧带断裂合并发生。e) 横型：自游离缘横向断裂，多位于体部。f) 前后角撕裂型g) 边缘撕裂型、前后角附着完整h) 混合型2、诊断：1、病史：1、外伤史：急性突然旋转，长期蹲位工作者2、疼痛：3、打软退4、关节交锁2、体征：1、股四头肌萎缩（股内侧头明显）2、压痛3、过伸或过屈痛4、旋转挤压试验5、负

11、重下蹲试验3、影像学诊断：以CT、MRI为主4、关节镜检查：典型的病例举例：1右膝内侧半月板损伤某某，男性，17岁，右膝疼痛3个月，肿胀，不能伸直。发病前有打篮球外伤史。查体：右膝轻度肿胀，内侧关节间隙压痛，外侧关节间隙外侧压痛，浮髌试验阴性，麦氏征阴性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阳性，右股四头肌轻度萎缩，关节活动度130-20-0.X线片未见明显异常。初步诊断：右膝内侧半月板损伤 MRI进一步检查2黄色瘤某某、女性，33岁，右膝疼痛1年，有卡感、下楼及下蹲困难，发病前无外伤史，查体：右膝无肿胀，外侧关节间隙压痛，可及囊性肿物。浮髌试验阳性，麦氏征阳性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阴性，右股四头

12、肌无萎缩，关节活动度140-0-5.CT：髌骨后下方实性肿物， 初步诊断：右膝外侧半月板囊肿？建议：住院关节镜清理术（肿物切除）适应症：关节间隙肿物取出活检：病理报告 最后诊断：黄色瘤 3左膝铜绿假单胞菌感染性关节炎某某、女性，55岁，左膝肿痛4个月。查体：左膝肿胀，皮温高，股四头肌萎缩，肌力级。髌上囊压痛，浮髌试验阳性，麦氏征阴性，抽屉试验阴性，Lachman试验阴性，关节活动度100-10-0.检查：关节液细菌培养为铜绿假单胞菌。 初步诊断：左膝铜绿假单胞菌感染性关节炎建议关节镜手术（切除）手术适应症：关节肿胀4、骨性关节炎、关节游离体某某、女性，47岁，双膝疼痛20年，伴交锁，上下楼疼痛，下蹲困难。查体：双膝无肿胀，股四头肌轻度萎缩。髌上囊和内外侧关节间隙均有压痛，髌骨摩擦试验阳性，髌骨活动度正常。浮髌试验阴性，麦氏征试验阴性，抽屉试验阴性，侧方应力试验阴性，关节活动度左135-5-0，右120-5-0.X和CT示：骨质增生和关节游离体。 初步诊断：关节游离体 骨性关节炎建议：关节镜下清理术（游离体取出、滑膜切除、关节面软骨修复）适应症：关节交锁