（2）关节软骨 髌股关节软骨是人体中最厚的软骨。最大厚度可达7㎜。髌 股关节软骨厚度并非均匀一致，软骨最厚的部分位于骨嵴处。 60%位于髌骨的外侧关节面，分布于内侧者约20%。关节面软 骨厚度变化特点有助于增加髌股关节面的适合性。
张峻,候筱魁. 髌骨的生物力学研究进展[J]. 医用生物力学,2004,(02):120-125.
股骨的解剖
内侧股骨与外侧部股骨的骨节有不同的曲率半径 内髁比外髁略狭窄，外髁更接近椭圆形 髌面
内侧
外侧
内侧
髁 间 窝 外侧
孙久一. 国人全膝关节置换股骨截骨面形态测量学研究[D].第二军医大学,2008.
髌骨
直径: 30-55mm 厚度:19-26mm 两面凹的关节软骨有4-7mm厚
邱玲,郑旭,袁松柏. Q角的理论与临床应用思考[J]. 中国康复,2009,24(04):275-276.
屈膝90°位Q角
屈膝90°位Q角 也称为结节-滑车角
测量髌骨中心到胫骨结节中 心连线与股骨内外髁连线的垂 线之间的夹角 正常为0° 超过10°，提示胫骨结节 过度外偏 比传统伸膝位测量Q角准确
髌股关节的功能解剖
内侧关节面压力> 外侧
内侧关节面髌骨 软化率较高
Huberti HH , Hay es WC . Patellofemo ral contact pressure[ J ] . J Bone Joint Surg , 1984 , 66A : 715 -724
髌骨在髌股关节活动中的的作用
髌股关节运动过程中受力情况
膝屈5°
35° Q
35°
P J
80°
Q
80°
膝屈90° A
P
J
B
髌骨在与股骨不同接触时对两侧力臂的影响
注：髌腱的力(FL) 股四头肌的力(FQ)
Huberti HH , Hay es WC . Patellofemo ral contact pressure[ J ] . J Bone Joint Surg , 1984 , 66A : 715 -724
维持髌股对合的平衡机制
伸膝装置、内外侧支持带、肌力、股胫角和 股胫间的Screw-home机制、Q角、髌骨位置、 髁间槽发育程度、外力等，因此，良好的髌股 周围结构及其力学平衡，对维持髌股的正常排 列和稳定具有重要的作用。
Q角
定义：从髂前上棘到髌 骨中点连线代表股四头 肌牵拉力线，从髌骨中 点到胫骨结节连线与股 四头肌牵拉力线相交之 角即为Q角
Insall-Salvati指数
A：髌韧带长度 B：髌骨长度 A/B为Insall-Salvati指数 正常为1，>1.2 高位髌骨，<0.8低位髌骨 优点：不受屈膝角度影响，易于操作。 缺点：
需依赖髌骨下极和胫骨结节解剖位置 不能用于评估胫骨结节移位效果
Blackburne-Peel指数
髌骨切除的结果
1.股四头肌的肌力臂减小，髌腱至 运动轴心减小2cm
肌力下降30% 屈膝位伸膝力量增加约20% 患者常不能完成最后10-15%伸膝 2.切除后，肌腱在滑车上摩擦
股骨髁软骨磨损 3.伸膝过程肌力的增加，导致胫骨 关节应力增加
胫骨关节软骨退变
金丽颖. 髌骨对膝关节运动影响的生物力学分析 , 山东体育学院学报, 2008 (02). Amis AA , Farahmand F. Biomechanics of the knee extenso r mechanism[ J ] . K nee , 1996 , 3 : 73 -80
髌骨结构位置的评估
Caton-Deschamps指数 Insall-Salvati指数 Blackburne-Peel指数
Caton-Deschamps指数
A：髌骨关节面最低点到胫骨平台轮廓 前上角的距离 B：髌骨关节面长度 A/B为Caton指数 正常为1，>1.2 高位髌骨，<0.6低位髌骨 优点：易于规划和评估胫骨结节移位效 果。术中仍需实际测量和调整。 缺点：10%难分辨胫骨前上缘。
A：髌骨关节面最低点到胫骨平台延长线的垂直距 离 B：髌骨关节面的长度 A/B为Blackburne-Peel指数 正常为0.8，>1.0 高位髌骨，<0.5低位髌骨 优点：不受屈膝角度影响；
可以评估胫骨结节移位或胫骨高位 截骨术后髌骨高度。 缺点：髌骨形态异常影响分辨关节面长度； 胫骨平台延长线需较高精度； 胫骨平台后倾影响垂直距离。
ห้องสมุดไป่ตู้
髌股关节的变化
髌股关节运动过程髌骨关节面变化
屈膝20°——开始接触 （2.6）
屈膝45°——髌骨中1/3 与滑车中部开始接触
(3.1) 屈膝90°——髌骨上1/3 与滑车上部开始接触
（4.1） 屈膝120°——髌骨内外 侧面与 滑车开始接触
（4.6）
Bull AM J , Katchburian M V , Shih YF , et al. S tandardisation of the description of patellofemoral mo tion and comparison between different technique[ J] . Knee Surg , Spor ts T raumatol, A rthrosc, 2002 , 10 : 184 -193 .
髌骨的功能是增强伸膝 肌力量，这一目的是通 过延长伸膝装置的力臂 而实现的。股四头肌可 以较短的收缩产生很大 的位移。
同时髌骨也能帮助分布 伸膝装置与股骨髁远端 之间的接触应力
并作为籽骨为股四头肌 腱和髌韧带提供附着。
张峻,候筱魁. 髌骨的生物力学研究进展[J]. 医用生物力学,2004,(02):120-125.
Anthropometric measurements of the human knee:correlation to the sizing of current knee arthroplasty systems. Hitt K,Shurman JR,Greene K,et al. Journal of Bone and Joint Surgery British Volume . 2003
正中的垂直 的背脊
外侧
内侧
张峻,候筱魁. 髌骨的生物力学研究进展[J]. 医用生物力学,2004,(02):120-125.
髌骨在髌股关节的功能解剖
（1）骨性结构 髌骨为膝提供两个重要的生物力学功能：它在整个运动范围 内借延长股四头肌力臂帮助膝伸直；并以增加髌骨与股骨间 的接触面来改善股骨上的压力分布。
Q角的意义
• 评估下肢力线, 反映下肢的 力线问题可以估计髌骨向 外侧移动的程度。
• 作为治疗方案的主要衡量 标准
• 伸膝装置外翻角的反映： 胫股关节伸直过程中的扣 锁机制使胫骨结节向外移 位。（随着股四头肌的收 缩, 膝关节完全伸直, 髌骨 从股骨髁滑车沟中滑出, 通 过此过程中的髋关节内旋 、胫骨相对股骨的外旋, 胫 骨结节向外移位, 形成 Q 角）
谢谢
髌股关节受力
膝关节活动时髌股关节的受力
合力大小相同，方 向相反，并通过髌 骨传递
膝关节活动时髌股关节的受力（PFJR）
膝关节完全伸直 时 , 髌股关节的 作用力接近为零 , 随膝关节的屈 曲PFJR 会逐渐 增加
张峻,候筱魁. 髌骨的生物力学研究进展[J]. 医用生物力学,2004,(02):120-125.
髌骨的生物力学浅识
重庆医科大学附属第一医院
髌股关节
静态的髌骨与股骨 动态的髌股关节
股骨的解剖
股骨滑车-位于股骨远端前部
，其中央有一前后走向的切 迹将股骨远端分为内、外两 部分
髁间窝-位于内外股骨后髁之
间，附着有交叉韧带
股骨髁-位于股骨远端后部，
分为股骨内髁、股骨外髁； 股骨外髁弧度大于内髁且较 为突前，股骨内髁向后延伸