髋关节解剖及生物力学课件.pptx

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1、髋关节解剖和生物力学,髋关节结构,骨软骨韧带肌肉,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,髋关节结构骨,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。,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。 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

2、的活动范围。, 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。,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,髋臼,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

3、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。,坐骨神经走形于髋关节后侧, 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,有两个位置容易引起术后髋关节脱位：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；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。,髋关节置换术后脱位,颈干角和前倾角颈干角和前倾角最能体现髋关节的结构功能特征。,颈干角：股骨颈与股骨干纵轴所形成的倾斜角为颈干

4、角或内倾角。正常范围为110140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）。,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1012，正常值在正常值在1215 。,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

5、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。,控制骨骼重塑过程的原则称为沃尔夫定律(wolffs 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。,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

6、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。,软骨的营养供应,The interaction between water & framework gives cartilage mechanical properties of stiffness & resilience.交换水及矿物质,髋关节的关

7、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。,限制外展 外旋,限制过伸 内收,限制内旋,肌肉,腰大肌,髂肌,腰小

8、肌,阔筋膜张肌,髋 肌,（一）前群3块肌,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,梨状肌,股方肌,臀中肌,臀小肌,闭孔内肌,臀大肌,（二）后群 臀肌，有7块,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,缝匠肌,股直肌,股外侧肌,股内侧肌,股薄肌,长收肌,耻骨肌,股中间肌,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

9、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。,（二）内侧群 5块肌 1耻骨肌 2长收肌 3股簿肌,肌学,半腱肌,半膜肌,缝匠肌,长收肌,耻骨肌,短收肌,大收肌,长收肌,股薄肌,股二头肌长头,股二头肌短头,4短收肌5大收肌 作用：主要使髋关节内收。,(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。,（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012

10、5，伸015。 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。,（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045，外展045。 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045，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,髋关节静力学,（

11、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)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。,髋关节结构,骨软骨韧带肌肉,