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髋关节解剖及生物力学-hip
限制外展 外旋 限制过伸 内收
限制内旋
肌肉
髋 肌
(一)前群3块肌
阔筋膜张肌
腰大肌 腰小肌 髂肌
1.髂腰肌 腰大肌 髂肌 作用:使髋关节屈和旋外。 2.腰小肌 作用:紧张髂筋膜。 3.阔筋膜张肌 作用:使阔筋膜紧张并屈髋。
肌肉
(二)后群 臀肌,有7块
臀中肌 臀小肌 梨状肌 闭孔内肌 臀大肌 股方肌
(2)内收、外展:髋关节在额状面内绕矢状轴的运动。 范围:内收范围一般只有0°~45°,外展0°~45°。 测量方法:下肢向躯干正中线靠拢为内收,远离躯干正中 线为外展。
(3)内旋、外旋:髋关节在水平面内绕纵轴旋转。 范围:内旋、外旋范围分别为0°~45°,但旋外运动 大于旋内运动。 髋关节的内收和外旋运动有下列三种体位测量方法: A.髋膝伸直位:下肢伸直位,肢体(股骨)内旋或外旋 B.仰卧屈髋屈膝90°位:以股骨头为中心的股骨轴旋转 C.俯卧伸髋屈膝90°位:以股骨头为中心的轴向旋转
1.臀大肌 作用:使髋关节伸和旋外。 2.臀中肌 3.臀小肌 作用:使髋关节外展,前 部肌束能使髋关节旋内, 后部肌束则使髋关节旋外。 4.梨状肌 作用:使髋关节展和旋外。 5.闭孔内肌 6.股方肌 7.闭孔外肌 作用:使髋关节旋外。
肌肉
大腿肌
(一)前群 1.缝匠肌 作用:屈髋和屈膝关节,并使已 屈的膝关节旋内。 2.股四头肌 四个头:股直肌、股内侧肌、股 外侧肌和股中间肌。 作用:是膝关节强有力的伸肌, 股直肌还可屈髋关节。
坐骨神经走 形于髋关节 后侧
③ 内部负压增加:以上结构可使髋关节内部负压增 加。有实验表明即使去掉髋周肌、关节囊,将股 骨头拔开还需22kg的力。因此在大气压下髋关节 在功能位时结构相当紧密。
尽管如此,髋关节脱位仍很常见
髋关节置换术后脱位
有两个位置容易引起术后髋关节脱位:
①过度的屈曲、内收和内旋可引起关节后脱位, 通常见于病人坐在低凳,试图站立时; ②伸直位过度内收和外旋引起前脱位,多见于前 方入路,或假体位置过于前倾者。
髋关节结构
骨 软骨 韧带 肌肉
髋关节结构-骨
髋关节是多轴 的球窝状关节, 由股骨的股骨 头和髋骨的髋 臼两部分组成
髋关节特点:
1. 头大、窝深 2. 关节囊厚而坚实 3. 关节囊有许多韧带增强 4. 关节囊内有股骨头韧带
运动:球窝关节,又称杵臼关节 能产生屈、伸, 展、收, 旋内、 旋外, 环转运动。
(2)单腿站立时的静力学分析
单足站立时,站立侧股骨头承重为体重的4 倍。这就是Pauwels理论的主要内容。
4.髋关节动力学
(1)行走时股骨头上产生的关节反应力
行走时,股骨头受力受步行加速度的影响。正常情况下,
在步行的支撑期足跟着地时,股骨头受力约为体重的5.8 倍。在跑、跳时,股骨头的承重可达体重的10或10余倍。 因此,股骨头具有繁重的承重功能。
软骨的营养供应
Force
Joint fluid
Chondral bone Subchondral bone The interaction between water & framework gives cartilage mechanical properties of stiffness & resilience.交换水及矿物质
髋臼
上1/3是髋关节主要负重区,厚而坚强;
后1/3能维持关节稳定,较厚。 此两部分均须相当暴力才能引起骨折。髋关节后 面与坐骨神经贴近,此部骨折移位或在手术时神 经易遭受损伤。
下1/3(或内壁)与上、后部比较,显得较薄, 造成骨折需要的暴力也较小,此部如发生断裂, 对以后髋关节功能影响也较小。
(二)内侧群 5块肌 1.耻骨肌 2.长收肌 3.股簿肌 耻骨肌 长收肌 缝匠肌 股直肌 股薄肌 股外侧肌 股内侧肌 股中间肌
肌学
4.短收肌 5.大收肌 作用:主要使髋关节内收。
缝匠肌 耻骨肌 长收肌 短收肌 大收肌 长收肌 股薄肌 半腱肌 股二头肌长头 股二头肌短头 半膜肌
(三)后群 1.股二头肌 2.半腱肌 3.半膜肌 作用:后群3块肌可以屈膝关节、 伸髋关节。
股骨头和髋臼的精确对合 结合比较紧密 一系列结构使其难于脱位。
①股骨头 股骨头是髋关节球臼结构中的凸出部分,相当 于圆球的三分之二,方向朝上、内、前。有一凹陷,称股 骨头凹,有圆韧带附着。股骨头的关节软骨,厚薄不一, 中内侧面最厚,周边部最薄。与髋臼相比,股骨头的关节 面较大,以便增加髋关节的活动范围。
颈干角和前倾角 颈干角和前倾角最能体现髋关ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ的结构功能特征。
①颈干角:股骨颈与股骨干纵 轴所形成的倾斜角为颈干角 或内倾角。正常范围为 110°~140°成年时平均为 127°。 超过此角度的变形成为髋外 翻(caxa valga),小于此 角度者称之为髋内翻(coxa vara)。
②前倾角:股骨颈的轴线与 股骨内外髁的髁间连线间 有一向前扭转的角度,称 为前倾角,成人一般不超 过10°~12°,正常值在 正常值在12°~15° 。
控制骨骼重塑过程的原则称为沃尔夫定律 (wolff’s law) :
机械应力与骨组织间存在一种生理平衡。在平衡状态, 骨组织的成骨细胞和破骨细胞的活性是相同的。当应力增 大时,成骨细胞活跃,引起骨质增生,承载面增大,使应 力下降,达到新的平衡;当应力下降时,破骨细胞再吸收 加强,骨组织量下降,使应力增加。因此骨能通过改变它 的大小、形状和结构以适应力学的需要进行功能重建。
髋关节的关节囊和韧带
髋关节的关节囊和韧带
(1)髂股韧带 位于关节前面,是人体强有力的韧 带之一,起于髂前下棘,向下呈“人”字形,经关 节囊前方止于转子间线。 作用:加强关节囊 限制大腿过伸(使其只能伸15°左右) 限制大腿内收 限制过伸引起的脱位 整复髋关节脱位时,利用此韧带作为支点
(2)耻股韧带 位于髋关节内侧,略作螺旋状, 限制髋关节过度外展和外旋。 (3)坐股韧带 较薄,起自坐骨,位于髋关节后 面,限制髋关节的内旋。 (4)股骨头韧带 位于关节腔内,连接髋臼横韧 带和股骨头凹,营养股骨头的血管从此韧带中通 过,成年后封闭,对股骨头起固定作用。
髋关节静力学
(1)双腿站立时的静力学分析
两腿站立期间,髋关节周围没有肌活动产生力矩,关节作 用力的计算变得简单:直立时每个股骨头上作用力的大小 是人体重量的1/2,因为每个下肢的重量是人体重的1/6, 每个髋关节上的作用力将是剩下2/3的1/2,或是体重的 1/3;如果髋关节周围肌收缩阻止摆动并且保持身体的直 立姿势,这个力的增加将与肌活动的数目成正比。
② 髋臼:由髂骨、坐骨和耻骨三部分组成。中央为 髋臼窝,内衬半月形软骨,其下缘由髋臼横韧带 连接,使它与股骨头紧密贴合。周围有关节唇, 使髋臼变深,以防脱位。髋臼朝前下外方,内下 方软骨缺如,形成髋臼切迹,这种解剖结构与股 骨头脱位后所处位置有一定关系。
髋臼
为髋骨外侧面中部
的倒杯形深窝,面 向前外、下方为一 不完全的半球形窝。 关节面为马蹄形或 者半月形也称为月 状面。上部较宽厚, 前后部略窄薄
股骨上端的骨小梁系统
股骨头上端主要形成四组骨小梁,其排列方向沿股骨的 主应变方向(有三组抗压骨小梁群基本上平行于股骨长 轴方向,交织着由下方向上方走行,以保证股骨的强度 和韧性,对抗体重的的重力;而主抗张骨小梁群的骨小 梁则起到对抗横向张力的作用),从而最大限度地减少 剪力:
主抗压骨小梁群:由股骨体内侧向股骨头上部走行。 主抗张骨小梁群:由股骨体外侧向股骨头内侧走行。 次抗压骨小梁群:由股骨体内侧向股骨大转子走行。 大转子骨小梁群:由股骨大转子下方向上方走行。
(二)髋关节的运动
1.髋关节能绕三个基本轴运动,其基本运动方向有:屈伸、 内收外展、旋内旋外及环转。
(1)屈、伸:髋关节在矢状面内围绕横轴前后运动,向前为屈,向后 为伸。 范围:髋关节屈0°~125°,伸0°~15°。 测定方法:平卧位,下肢伸直,此时髋关节处于0°位。下肢抬高, 大腿紧靠腹部为屈髋,下肢向后提拉为伸髋。
髋关节结构
骨 软骨 韧带 肌肉
股骨头、颈处骨小梁的排列方向明显遵循沃尔 夫定律:当压应力或张应力施加在骨骼上时,骨骼 的骨小梁会根据需要自行排列生长,以适应承重的 需要。经常运动会使得骨骼受力增加,使骨量增加, 骨质坚硬;而长期不运动、骨骼不受力,则会造成 骨量减少,骨质疏松。
这四组骨小梁群对股骨头 承重具有重要作用。在更 年期后及老年发生骨疏松 时,其消失的顺序是从最 次要的骨小梁群开始的, 即是以上顺序由后向前 4) →3)→2)→1)逐一消 失的,以发挥其保护性机 制,防止股骨颈的骨折。