髖關(guān)節(jié)解剖及生物力學(xué) hip

1、髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)骨軟骨韌帶肌肉 髖關(guān)節(jié)是多軸髖關(guān)節(jié)是多軸的球窩狀關(guān)節(jié)，的球窩狀關(guān)節(jié)，由股骨的股骨由股骨的股骨頭和髖骨的髖頭和髖骨的髖臼兩部分組成臼兩部分組成髖關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)骨髖關(guān)節(jié)特點(diǎn)：髖關(guān)節(jié)特點(diǎn)： 1. 頭大、窩深頭大、窩深 2. 關(guān)節(jié)囊厚而堅(jiān)實(shí)關(guān)節(jié)囊厚而堅(jiān)實(shí) 3. 關(guān)節(jié)囊有許多韌帶關(guān)節(jié)囊有許多韌帶增強(qiáng)增強(qiáng) 4. 關(guān)節(jié)囊內(nèi)有股骨頭韌帶關(guān)節(jié)囊內(nèi)有股骨頭韌帶運(yùn)動(dòng)：球窩關(guān)節(jié)，又稱杵臼關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)：球窩關(guān)節(jié)，又稱杵臼關(guān)節(jié) 能產(chǎn)生屈、伸，能產(chǎn)生屈、伸， 展、收，展、收， 旋內(nèi)、旋內(nèi)、 旋外，旋外， 環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。股骨頭股骨頭和髖臼的精確對(duì)合和髖臼的精確對(duì)合結(jié)合比較緊密一系列結(jié)構(gòu)使其難于脫位。 股骨頭 股骨頭是髖

2、關(guān)節(jié)球臼結(jié)構(gòu)中的凸出部分，相當(dāng)于圓球的三分之二，方向朝上、內(nèi)、前。有一凹陷，稱股骨頭凹，有圓韌帶附著。股骨頭的關(guān)節(jié)軟骨，厚薄不一，中內(nèi)側(cè)面最厚，周邊部最薄。與髖臼相比，股骨頭的關(guān)節(jié)面較大，以便增加髖關(guān)節(jié)的活動(dòng)范圍。 髖臼：由髂骨、坐骨和恥骨三部分組成。中央為髖臼窩，內(nèi)襯半月形軟骨，其下緣由髖臼橫韌帶連接，使它與股骨頭緊密貼合。周圍有關(guān)節(jié)唇，使髖臼變深，以防脫位。髖臼朝前下外方，內(nèi)下方軟骨缺如，形成髖臼切跡，這種解剖結(jié)構(gòu)與股骨頭脫位后所處位置有一定關(guān)系。為髖骨外側(cè)面中部為髖骨外側(cè)面中部的倒杯形深窩，面的倒杯形深窩，面向前外、下方為一向前外、下方為一不完全的半球形窩。不完全的半球形窩。關(guān)節(jié)面為馬蹄

3、形或關(guān)節(jié)面為馬蹄形或者半月形也稱為月者半月形也稱為月狀面。上部較寬厚，狀面。上部較寬厚，前后部略窄薄前后部略窄薄髖臼髖臼上1/3是髖關(guān)節(jié)主要負(fù)重區(qū)，厚而堅(jiān)強(qiáng)；后1/3能維持關(guān)節(jié)穩(wěn)定，較厚。此兩部分均須相當(dāng)暴力才能引起骨折。髖關(guān)節(jié)后面與坐骨神經(jīng)貼近，此部骨折移位或在手術(shù)時(shí)神經(jīng)易遭受損傷。下1/3（或內(nèi)壁）與上、后部比較，顯得較薄，造成骨折需要的暴力也較小，此部如發(fā)生斷裂，對(duì)以后髖關(guān)節(jié)功能影響也較小。坐骨神經(jīng)走形于髖關(guān)節(jié)后側(cè) 內(nèi)部負(fù)壓增加：以上結(jié)構(gòu)可使髖關(guān)節(jié)內(nèi)部負(fù)壓增加。有實(shí)驗(yàn)表明即使去掉髖周肌、關(guān)節(jié)囊，將股骨頭拔開還需22kg的力。因此在大氣壓下髖關(guān)節(jié)在功能位時(shí)結(jié)構(gòu)相當(dāng)緊密。盡管如此，髖關(guān)節(jié)脫位

4、仍很常見有兩個(gè)位置容易引起術(shù)后髖關(guān)節(jié)脫位：過度的屈曲、內(nèi)收和內(nèi)旋可引起關(guān)節(jié)后脫位，通常見于病人坐在低凳，試圖站立時(shí)；伸直位過度內(nèi)收和外旋引起前脫位，多見于前方入路，或假體位置過于前傾者。髖關(guān)節(jié)置換術(shù)后脫位頸干角和前傾角頸干角和前傾角最能體現(xiàn)髖關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)功能特征。頸干角：頸干角：股骨頸與股骨干縱軸所形成的傾斜角為頸干角或內(nèi)傾角。正常范圍為110140成年時(shí)平均為127。 超過此角度的變形成為髖外翻（caxa valga），小于此角度者稱之為髖內(nèi)翻（coxa vara）。前傾角：前傾角：股骨頸的軸線與股骨內(nèi)外髁的髁間連線間有一向前扭轉(zhuǎn)的角度，稱為前傾角，成人一般不超過1012，正常值在正常值在12

5、15 。 股骨上端的骨小梁系統(tǒng) 股骨頭上端主要形成四組骨小梁，其排列方向沿股骨的主應(yīng)變方向（有三組抗壓骨小梁群基本上平行于股骨長軸方向，交織著由下方向上方走行，以保證股骨的強(qiáng)度和韌性，對(duì)抗體重的的重力；而主抗張骨小梁群的骨小梁則起到對(duì)抗橫向張力的作用），從而最大限度地減少剪力：控制骨骼重塑過程的原則稱為沃爾夫定律沃爾夫定律(wolffs law) ： 機(jī)械應(yīng)力與骨組織間存在一種生理平衡。在平衡狀態(tài)，骨組織的成骨細(xì)胞和破骨細(xì)胞的活性是相同的。當(dāng)應(yīng)力增大時(shí)，成骨細(xì)胞活躍，引起骨質(zhì)增生，承載面增大，使應(yīng)力下降，達(dá)到新的平衡；當(dāng)應(yīng)力下降時(shí)，破骨細(xì)胞再吸收加強(qiáng)，骨組織量下降，使應(yīng)力增加。因此骨能通過改變

6、它的大小、形狀和結(jié)構(gòu)以適應(yīng)力學(xué)的需要進(jìn)行功能重建。 股骨頭、頸處骨小梁的排列方向明顯遵循沃爾夫定律：當(dāng)壓應(yīng)力或張應(yīng)力施加在骨骼上時(shí)，骨骼的骨小梁會(huì)根據(jù)需要自行排列生長，以適應(yīng)承重的需要。經(jīng)常運(yùn)動(dòng)會(huì)使得骨骼受力增加，使骨量增加，骨質(zhì)堅(jiān)硬；而長期不運(yùn)動(dòng)、骨骼不受力，則會(huì)造成骨量減少，骨質(zhì)疏松。 這四組骨小梁群對(duì)股骨頭承重具有重要作用。在更年期后及老年發(fā)生骨疏松時(shí)，其消失的順序是從最次要的骨小梁群開始的，即是以上順序由后向前 4）3）2）1）逐一消失的，以發(fā)揮其保護(hù)性機(jī)制,防止股骨頸的骨折。軟骨的營養(yǎng)供應(yīng)Chondral boneSubchondral boneJoint fluidForceThe

7、 interaction between water & framework gives cartilage mechanical properties of stiffness & resilience.交換水及礦物質(zhì)髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)囊和韌帶 髖關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)囊和韌帶 （1 1）髂股韌帶）髂股韌帶 位于關(guān)節(jié)前面，是人體強(qiáng)有力的韌帶之一，起于髂前下棘，向下呈“人”字形，經(jīng)關(guān)節(jié)囊前方止于轉(zhuǎn)子間線。 作用：加強(qiáng)關(guān)節(jié)囊 限制大腿過伸（使其只能伸15左右） 限制大腿內(nèi)收 限制過伸引起的脫位 整復(fù)髖關(guān)節(jié)脫位時(shí)，利用此韌帶作為支點(diǎn) （2 2）恥股韌帶）恥股韌帶 位于髖關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)，略作螺旋狀，限制髖關(guān)

8、節(jié)過度外展和外旋。（3 3）坐股韌帶）坐股韌帶 較薄，起自坐骨，位于髖關(guān)節(jié)后面，限制髖關(guān)節(jié)的內(nèi)旋。（4 4）股骨頭韌帶）股骨頭韌帶 位于關(guān)節(jié)腔內(nèi)，連接髖臼橫韌帶和股骨頭凹，營養(yǎng)股骨頭的血管從此韌帶中通過，成年后封閉，對(duì)股骨頭起固定作用。限制外展 外旋限制過伸 內(nèi)收限制內(nèi)旋肌肉肌肉腰大肌腰大肌髂肌髂肌腰小肌腰小肌闊筋膜張肌闊筋膜張肌髖髖 肌肌（一）前群（一）前群3塊肌塊肌 1髂腰肌髂腰肌 腰大肌腰大肌 髂肌髂肌 作用：作用：使髖關(guān)節(jié)屈和旋外。使髖關(guān)節(jié)屈和旋外。2腰小肌腰小肌 作用：作用：緊張髂筋膜。緊張髂筋膜。 3闊筋膜張肌闊筋膜張肌 作用：作用：使闊筋膜緊張并屈髖。使闊筋膜緊張并屈髖。 肌肉肌

9、肉梨狀肌梨狀肌股方肌股方肌臀中肌臀中肌臀小肌臀小肌閉孔內(nèi)肌閉孔內(nèi)肌臀大肌臀大?。ǘ┖笕海ǘ┖笕?臀肌，有臀肌，有7塊塊 1臀大肌臀大肌 作用：使髖關(guān)節(jié)伸和旋外。作用：使髖關(guān)節(jié)伸和旋外。 2臀中肌臀中肌 3臀小肌臀小肌 作用：使髖關(guān)節(jié)外展，前作用：使髖關(guān)節(jié)外展，前部肌束能使髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)，部肌束能使髖關(guān)節(jié)旋內(nèi)，后部肌束則使髖關(guān)節(jié)旋外。后部肌束則使髖關(guān)節(jié)旋外。 4梨狀肌梨狀肌 作用：使髖關(guān)節(jié)展和旋外。作用：使髖關(guān)節(jié)展和旋外。5閉孔內(nèi)肌閉孔內(nèi)肌 6股方肌股方肌 7閉孔外肌閉孔外肌 作用：使髖關(guān)節(jié)旋外。作用：使髖關(guān)節(jié)旋外。 肌肉肌肉縫匠肌縫匠肌股直肌股直肌股外側(cè)肌股外側(cè)肌股內(nèi)側(cè)肌股內(nèi)側(cè)肌股薄肌股薄肌長

10、收肌長收肌恥骨肌恥骨肌股中間肌股中間肌大腿大腿肌肌（一）前群（一）前群1縫匠肌縫匠肌 作用：屈髖和屈膝關(guān)節(jié)，并使已作用：屈髖和屈膝關(guān)節(jié)，并使已屈的膝關(guān)節(jié)旋內(nèi)。屈的膝關(guān)節(jié)旋內(nèi)。 2股四頭肌股四頭肌 四個(gè)頭：股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股四個(gè)頭：股直肌、股內(nèi)側(cè)肌、股外側(cè)肌和股中間肌。外側(cè)肌和股中間肌。 作用：是膝關(guān)節(jié)強(qiáng)有力的伸肌，作用：是膝關(guān)節(jié)強(qiáng)有力的伸肌，股直肌還可屈髖關(guān)節(jié)。股直肌還可屈髖關(guān)節(jié)。 （二）內(nèi)側(cè)群（二）內(nèi)側(cè)群 5塊肌塊肌 1恥骨肌恥骨肌 2長收肌長收肌 3股簿肌股簿肌 肌學(xué)半腱肌半腱肌半膜肌半膜肌縫匠肌縫匠肌長收肌長收肌恥骨肌恥骨肌短收肌短收肌大收肌大收肌長收肌長收肌股薄肌股薄肌股二頭肌長頭股

11、二頭肌長頭股二頭肌短頭股二頭肌短頭4短收肌短收肌5大收肌大收肌 作用：作用：主要使髖關(guān)節(jié)內(nèi)收。主要使髖關(guān)節(jié)內(nèi)收。(三三)后群后群 1股二頭肌股二頭肌 2半腱肌半腱肌 3半膜肌半膜肌 作用：作用：后群后群3塊肌可以屈膝關(guān)節(jié)、塊肌可以屈膝關(guān)節(jié)、伸髖關(guān)節(jié)。伸髖關(guān)節(jié)。 讀圖時(shí)間（二）髖關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)1.1.髖關(guān)節(jié)能繞三個(gè)基本軸運(yùn)動(dòng)，其基本運(yùn)動(dòng)方向有：屈伸、髖關(guān)節(jié)能繞三個(gè)基本軸運(yùn)動(dòng)，其基本運(yùn)動(dòng)方向有：屈伸、內(nèi)收外展、旋內(nèi)旋外及環(huán)轉(zhuǎn)。內(nèi)收外展、旋內(nèi)旋外及環(huán)轉(zhuǎn)。（1）屈、伸：髖關(guān)節(jié)在矢狀面內(nèi)圍繞橫軸前后運(yùn)動(dòng)，向前為屈，向后為伸。 范圍：髖關(guān)節(jié)屈0125，伸015。 測(cè)定方法：平臥位，下肢伸直，此時(shí)髖關(guān)節(jié)處于0位

12、。下肢抬高，大腿緊靠腹部為屈髖，下肢向后提拉為伸髖。（3）內(nèi)旋、外旋：髖關(guān)節(jié)在水平面內(nèi)繞縱軸旋轉(zhuǎn)。 范圍：內(nèi)旋、外旋范圍分別為045，但旋外運(yùn)動(dòng)大于旋內(nèi)運(yùn)動(dòng)。 髖關(guān)節(jié)的內(nèi)收和外旋運(yùn)動(dòng)有下列三種體位測(cè)量方法： A.髖膝伸直位：下肢伸直位，肢體（股骨）內(nèi)旋或外旋 B.仰臥屈髖屈膝90位：以股骨頭為中心的股骨軸旋轉(zhuǎn) C.俯臥伸髖屈膝90位：以股骨頭為中心的軸向旋轉(zhuǎn)日?；顒?dòng)中三個(gè)平面髖運(yùn)動(dòng)的最大平均量度 活 動(dòng) 運(yùn)動(dòng)平面 測(cè)得值（度） 足著地系鞋帶 矢狀面 124 額狀面 19 水平面 15足橫到對(duì)側(cè)大腿上系鞋帶 矢狀面 110 額狀面 19 水平面 15坐在椅子上從坐到站 矢狀面 104 額狀面 2

13、0 水平面 17屈伸從地板上取物 矢狀面 117 額狀面 21 水平面 18下蹲 矢狀面 122 額狀面 28 水平面 26上樓 矢狀面 67 額狀面 28 水平面 26下樓 水平面 18 矢狀面 36 髖關(guān)節(jié)靜力學(xué) （1 1）雙腿站立時(shí)的靜力學(xué)分析）雙腿站立時(shí)的靜力學(xué)分析 兩腿站立期間，髖關(guān)節(jié)周圍沒有肌活動(dòng)產(chǎn)生力矩，關(guān)節(jié)作用力的計(jì)算變得簡(jiǎn)單：直立時(shí)每個(gè)股骨頭上作用力的大小是人體重量的1/2，因?yàn)槊總€(gè)下肢的重量是人體重的1/6，每個(gè)髖關(guān)節(jié)上的作用力將是剩下2/3的1/2，或是體重的1/3；如果髖關(guān)節(jié)周圍肌收縮阻止擺動(dòng)并且保持身體的直立姿勢(shì)，這個(gè)力的增加將與肌活動(dòng)的數(shù)目成正比。(2)單腿站立時(shí)的靜力學(xué)分析單足站立時(shí)，站立側(cè)股骨頭承重為體重的4倍。這就是Pauwels理論的主要內(nèi)容。Pauwels的計(jì)算結(jié)果:單腿站立時(shí)的情況力的平衡:F =