膝关节
膝关节是下肢中间部位的复合关节,由胫股关节和髌股关节两类三个关节共同组成。膝关节以稳定的承重和强有力的活动能力为主要功能表现。
膝关节强大的功能发挥需要强有力的软硬结构为保障,同时需要相应强大的神经功能支持,也需要保持与承重、运动功能配套的良好关节线位对合状态。
膝关节主要的运动自由度是在屈伸方向,其次是在膝关节屈曲的时候可以围绕小腿长轴进行旋转。在膝关节完全伸直时,其稳定性最大。在屈曲的状态下,膝关节具有最大的活动度,但其稳定性却是最低的。
临床上有关膝关节软骨磨损、关节间隙狭窄的病理分析中,膝关节内外软组织结构与功能异常的状态虽然直观地呈现在外,但由于与其密切联系的骨移位相关生物力学因素没有被足够重视,所以,膝关节退行性疾病的诊疗在学界尚未得到有效突破,因而依然是骨伤科疑难病类。
膝部筋骨结构与功能特点
1.骨与半月板:膝关节由股骨、胫骨和髌骨构成,分别以股骨内、外侧髁和胫骨内、外侧髁以及半月板、髌骨形成胫股关节、髌股关节。膝关节是人体最大且构造最复杂的关节,因而膝骨移位临床常见。
胫骨和腓骨头在近端形成胫腓关节,能够轻度旋转,也容易出现移位。胫腓关节不参与膝关节构成。
股骨内、外侧髁的关节面呈球面隆凸,胫骨髁的关节窝很浅,在胫股之间有由纤维软骨构成的半月板。半月板的形态特点能使球形的股骨髁与较平坦的胫骨平台构成一个对合良好的关节。
半月板的外缘较厚,内缘薄而游离。上面略凹陷,对向股骨髁;下面平坦,朝向胫骨髁。内侧半月板大而较薄,呈“C”形,边缘与关节囊纤维层及内侧副韧带紧密愈着。外侧半月板较小,呈环形,外缘附着于关节囊,但不与腓侧副韧带相连。半月板具有一定的弹性,能缓冲、吸收、传布膝关节负荷力,起着保护关节面、稳定关节的作用。
半月板将膝关节腔分为不完全分隔的上、下两腔,屈伸运动主要在上关节腔即股盘关节腔进行,屈膝时轻度的回旋运动则主要在下腔即胫盘关节腔完成。
膝关节屈伸运动时,半月板随胫骨移动。屈膝时半月板随胫骨平台向后移,伸膝时半月板随胫骨平台內前移。膝关节在屈曲后进行旋转时,胫骨不动而股骨左右旋转,此时半月板随股骨髁移动,故在胫骨平台上表现为半月板左右旋转的滑动,一侧向前,另一侧则向后。如果半月板活动不利,则容易卡在胫股之间而引发膝关节疼痛,甚至绞锁。
髌骨是包裹在股四头肌肌腱内的籽骨,起着股四头肌肌腱在胫股关节前方的支撑原点的作用。髌骨所在的位置状态,受股骨、胫股及骨盆三方而力学结构的综合影响。
2.肌肉、韧带与筋膜:膝关节的唯一伸肌是股四头肌。股四头肌包括股中间肌、股外侧肌、股内侧肌和股直肌。前三者跨膝关节,是单关节肌。股直肌跨髋,膝关节,是双关节肌。它们通过共同的肌腱止于胫骨粗隆。
屈膝主要由腘绳肌完成,包括股二头肌、半腱肌和半膜肌,均由坐骨神经支配。腓肠肌、腘肌和鹅足肌腱均经过或分布于膝关节的后方,也都有屈膝的作用。
膝关节的稳定性主要取决于两套韧带,即膝关节交叉韧带和膝关节内外侧副韧带。
膝关节交叉韧带(又称十字韧带)位于髁间窝内,有效地保证了膝关节的前后稳定性。前交叉韧带斜向后外上方,有制止胫骨前移、防止前脱位的作用。后交叉韧带较前交叉韧带短,斜向前上内方,具有限制胫骨后移的作用。两条韧带方向相互垂直。
膝关节有内侧副韧带和外侧副韧带,或称胫侧副韧带与腓侧副韧带。内侧副韧带起于股骨内侧髁皮下,终止于胫骨平台前内侧鹅足肌腱附着部的后方,向前下方斜行。外侧副韧带起于股骨外侧髁外表面,止于腓骨头,向后下方斜行。内外侧副韧带加强了关节囊的作用,可防止膝关节过度内外翻,保持了伸膝过程中膝关节的横向稳定性。膝关节外侧副韧带由阔筋膜张肌移行的髂胫束保护加强,内侧副韧带由鹅足肌腱保护加强。鹅足肌腱由缝匠肌、半腱肌和股薄肌的肌腱组成。
当膝关节完全伸直时,胫骨髁间隆起与股骨髁间窝交锁,内、外侧副韧带紧张,除屈伸运动外,胫股关节不能完成其他运动。
当膝关节屈曲时,股骨内外侧髁后部进人关节窝,交锁解除,内、外侧副韧带松弛,胫股关节可以绕胫骨长轴做轻度旋转运动。充分考虑不同位置状态下的膝部结构关系,对手法操作效率的改善有着直接的指导意义。
另外,股四头肌的垂直延伸部和交叉延伸部形成了膝关节前面的主要纤维盖,可以有效地防止膝关节内外侧关节间隙增大,加强膝关节的内外侧稳定性。而反过来,如果股四头肌挛缩以致其张力过大,也可能导致膝关节间隙狭窄、髌股关节压力增大,而影响膝关节的活动能力。
股后部及腘窝的深筋膜均为阔筋膜的一部分,向上与臀部深筋膜延续,向下与小腿部的深筋膜延续,向两侧与股前、内侧深筋膜相延续。腘窝部的深筋膜又称腘筋膜。这是臀腿筋膜链关系,有着现实的临床意义。
膝部骨结构移位形态
1.股骨移位:在前文,我们重点探讨了股骨头移位的情况。从骨结构的立体观念出发,我们可以了解,在股骨头发生移动时,必定伴随着股骨远端的移位。股骨内、外侧髁的左右旋转及股骨的倾仰状态,对膝关节的关节状态有着直接的影响。
(1)股骨内旋:股骨内旋时,股骨内、外侧髁不在与前进方向垂直的冠状水平面上,股骨内侧髁旋内,股骨外侧髁前突。
(2)股骨外旋:股骨外旋时,股骨内外侧髁不在与前进方向垂直的冠状水平面上,股骨内侧髁前突,股骨外侧髁旋外。
(3)股骨前倾:股骨前倾时,股骨长轴不是平行于人体重力线(即垂直于地面),而是股骨远端位于人体重力线的后方,股骨呈现整体前倾的状态。
(4)股骨后仰:股骨后仰时,股骨长轴不是平行于人体重力线(即垂直于地面),而是股骨远端位于人体重力线的前方,股骨呈现整体后仰的状态。
(5)股骨综合性移位:股骨呈现内外旋转与前倾后仰综合的移位状态。
2.髌骨移位
(1)髌骨上、下移位
髌骨上移位:即髌骨向上移位,又称高位髌骨,指髌骨位置过高。髌骨前缘至胫骨粗隆之间髌韧带的长度大于髌骨纵轴长度的1.2倍,以致在膝部屈曲时,髌骨不能随之滑动至合理位置而使得股四头肌张力异常、髌股关节压力增大。高位髌骨还可使髌股关节活动障碍、髌股关节不稳。
髌骨下移位:即髌骨向下移位,又称低位髌骨,指髌骨位置过低。低位髌骨不仅由于韧带挛缩而相对较短(髌骨前缘至胫骨粗隆之间髌韧带的长度小于髌骨纵轴长度的0.8倍),而且也由于股四头肌长度增加而增加了伸膝装置的张力。
(2)髌骨内、外移位:临床上,常用Q角表示髌骨外移分力。
从髂前下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。正常Q角,男性为10°~15°,女性为12°~18°。
髌骨外移位:又称髌骨外翻,是髌骨相对于股骨髁向外侧移动并倾斜的状态。
髌骨内移位:又称髌骨内翻,是髌骨相对于股骨髁向内侧移动并倾斜的状态。
髌骨内外移位从概念上只是涉及髌骨与股骨髁之间的相对位置状态、髌骨内外翻的判断,是以髌骨与股骨相对位置的改变为标准的,不是以髌骨在人体膝部的绝对位置进行判断的。由于股骨内外旋转的不同状态都是临床所常见,所以就有3种股骨的基态——股骨内旋、股骨外旋、股骨处于正常位。
三种基态下,髌骨与之发生关系,就会有三种不同情况下的结论。
髌骨的位置除了取决于股四头肌的近端以外,主要取决于髌腱止点的位置,即胫骨粗隆的位置,这个便与胫骨的位置状态发生关系。胫骨又有内外旋转及标准位的不同位置状态。
所以,我们在治疗时,就应该针对股骨和胫骨的各三种基态分別进行判断,诊疗程序中需要针对股骨、胫骨及髌骨的位置状态及其相互关系逬行检查与纠正。
3.胫骨移位:胫骨移位是指胫骨平台相对于股骨关节面发生向前、后、左、右的平移移位以及向内、外旋转移位的状态。
(1)胫骨内、外旋转移位:当膝关节伸直时,由干膝关节结构特点所决定的胫骨自旋活动(膝关节的自动轴向),胫骨在股骨下可生理性向外旋转约5°~10°。
我们在这里所讨论的胫骨内外旋转移位,是指胫骨在自然状态下,超出5°.10°的自旋角度而发生位置异常的状况。
胫骨内旋:在膝关节伸直、股骨处于中立位情况下,胫骨前嵴的位置明显旋向内侧,超越小腿中轴线。
胫骨外旋:在膝关节伸直、股骨处于中立位情况下,胫骨前嵴的位置明显外旋超过10°以上。
我们也可以从膝部症状表现来初步判断胫骨旋转移位方向。
胫骨外旋时,膝关节内侧副韧带及鹅足肌腱常受异常牵拉而紧绷,进而发生慢性损伤,出现胫骨平台内侧软组织疼痛的症状。
胫骨内旋时,股二头肌肌腱及髂胫束远端常受异常牵拉而发生慢性损伤,出现胫骨平台外侧疼痛的症状。
我们还可以从膝关节前后位X线片表现,直接判断胫骨旋转移位方向。
胫骨内旋时,胫腓骨间空间距离越大,说明胫骨内旋越甚;腓骨头与胫骨平台外侧重叠影越少者,说明胫骨越内旋。髌骨位置通常受胫骨内旋影响而偏向内侧。
胫骨外旋时,胫腓骨空间距离越小,甚至重叠在一起,说明胫骨外旋越甚;腓骨头与胫骨平台外侧重叠影越多者,说明胫骨越外旋。髌骨位置通常受胫骨外旋影响而偏向外侧。
胫骨旋转时,胫骨与腓骨之间可以发生相对移动。
当胫骨相对于股骨外旋时,由于小腿前群肌等的作用,腓骨头的位置可保持不变,但胫骨前嵴与腓骨头间的相对位置会靠拢,距离减小,主观感觉腓骨头向前移位。
当胫骨相对于股骨内旋时,由于股二头肌肌腱的作用,腓骨头的位置可基本保持不变,但胫骨前嵴与腓骨头间的相对距离会增大,主观感觉腓骨头向后移位。
(2)胫骨前、后移位
胫骨平台前移位:胫骨平台相对于股骨向前移位。
胫骨平台后移位:胫骨平台相对于股骨向后侧移位。
(3)胫骨内、外翻
胫骨内翻:胫骨平台相对于股骨向外侧移位并向外侧倾斜,膝关节生理性外翻角大于180°。
胫骨外翻:胫骨平台相对于股骨向内侧移位并向内侧倾斜,膝关节生理性外翻角小于170°。
(4)胫骨前倾、后仰:指胫骨干整体的前倾、后仰,具体表现同胫骨平台前、后移位。
胫骨前倾:胫骨平台前移,胫骨干整体前倾的状态。
胫骨后仰:胫骨平台后移,胫骨干整体后仰的状态。
膝关节偏移
当膝关节的位置不在人体正常位置时,我们称之为膝关节偏移。膝关节常出现内外侧偏移和前后偏移现象。
1.膝关节内外侧偏移:膝关节的内外侧偏移,是膝关节中心的位置出现不同程度地向内或外侧偏离下肢承重力线的现象,可表现为膝关节的内外翻。
(1)膝外翻:膝关节中心位置内移,膝关节呈现外翻的表现,以胫骨外翻为主,俗称X型腿。
患者站直,双膝并拢,双脚跟无法并拢而有一定距离。膝关节外翻角小于175。
膝外翻常见以下3组骨移位类型:
·股骨内旋、胫骨外旋外翻、跟骨内翻。
·股骨外旋、胫骨外旋外翻、跟骨外翻、扁平足。
·股骨内旋、胫骨内旋外翻、跟骨内翻。
(2)膝内翻:如果膝关节中心的位置向外侧移动,则膝关节就会呈现内翻的表现,俗称0型腿。
患者双脚跟并拢、站直,两膝关节之间距离达3cm及以上。膝关节外翻角大于180°。
膝内翻常见以下骨移位表现:
·早期常见骨盆前倾角过大。
·股骨外旋。
·膝关节过伸或屈曲,晚期以膝关节屈曲为主。
·胫骨外旋、内翻。
·跟骨外翻。
膝关节内、外的偏移将使人体重力不能均衡地分布于膝关节内外关节面上,导致膝关节骨关节面及半月板出现应力异常。
膝关节内、外翻不仅直接反映胫骨外翻角度异常,通常还伴随着胫骨和/或股骨的旋转移位。
2.膝关节前后偏移:从下肢的侧位角度看,正常状态下,连膝关节完全伸展到极限位时,下肢应该是垂直于地面并且膝关节是伸直的。人体重力线正好通过髋、膝、踝三个关节的中心。
但是现实生活中,膝关节的前、后完全伸展的位界状态往往不是标准地居于下肢中轴线上,常常呈现出膝关节向前或向后偏移的现象。
(1)膝关节过伸:人体直立时,膝关节中心的位置可向后偏移,为膝关节过伸,又称膝反屈。
膝关节过伸时,股骨轴向后下方倾斜,股骨呈现前倾的状态.膝关节过伸主要受关节囊及膝关节后方相关韧带(膝关节弓形韧带和腘斜韧带)阻止,其次是鹅足肌腱、腓肠肌等的作用。
膝关节在过伸状态下的骨结构序列特征,可以表现为骨盆前倾角过大,髋臼向后方移动,股骨干向后下方延伸(股骨前倾);胫骨后仰,胫骨平台向后方移动,膝关节中心后移。
膝关节处于过伸位时,垂直方向的压力主要集中于胫股关节前部,而横向限制膝关节中心后移的张力主要发生在腘窝部韧带及肌肉上,所以,随着时间的推移、异常应力的持续存在,股骨髁关节软骨面的前下方和内、外侧半月板前部将容易出现急性或慢性损伤而磨损、退变,膝关节后面的韧带及肌肉可能会出现增厚的代偿反应。
从肌肉拉力线解释膝关节过伸的力学原理:骨盆前倾角增大,坐骨结节上移,牵拉腘绳肌向上,将胫骨平台向后、上拉移,导致膝关节处于过伸位。
胫骨平台后移,股骨远端的股骨髁也会随之后移,以致附着于股骨髁后面的腓肠肌受牵拉,导致跟腱应力增加,跟骨点头,足弓趋向扁平。
(2)膝关节屈曲:当膝关节不能完全伸直时,膝关节中心将向前偏移而处于屈曲位。此时,股骨轴向前下方倾斜,股骨呈现后仰的状态。
膝关节难以伸直而屈曲时,股四头肌的等长收缩阻止了由于重力作用而导致的膝关节继续屈曲的趋势。
膝关节前后偏移与胫骨平台前后移位是不同的概念。膝关节前后偏移不涉及胫股关节的前后相对错位,只是胫股关节的对位角度发生了变化。
膝关节屈曲位时的骨结构序列特征,可以表现为骨盆的前倾角明显减小,
髋臼向前方移动,股骨干呈现后仰趋势;足高弓,胫骨前倾;股骨后仰与胫骨前倾的结合导致股骨与胫骨连接(膝关节)向前成角而不能伸展为180°,故膝部难以伸直。
膝关节处于屈曲位时,垂直方向的压力主要集中于胫股关节后部,而横向的张力主要发生在膝关节前面的股四头肌和髌韧带上,髌股关节压力随之显著增大。所以,随着时间的推移,异常应力的持续存在,股骨髁关节软骨面的前面及下面、内外侧半月板后部、髌骨软骨面将容易出现急性或慢性损伤而磨损、退变,加之股四头肌及髌韧带长期持续承担额外的应力,使结构必然出现代偿性变化,如肌纤维增厚、增生、僵直、粘连、钙化等。
因股四头肌长期处于张力增大状态,髌骨长期承受异常压力,髌股关节间隙变窄,摩擦力增大,胫股关节因股四头肌拉力增大而导致关节间压力增大、关节间隙狭窄、关节面应力分布发生改变,膝部内外软组织因关节软骨退变而引发一系列退行性变化。
从肌肉位力线解释膝关节屈曲的力学原理:骨盆前倾角减小,股四头肌之股直肌起点(髂前下棘)上移,坐骨结节下移,腘绳肌松弛,股四头肌张力增加,髌韧带牵拉胫骨平台前端向前移动,以致膝关节处于屈曲状态而难以伸直。
如果恰逢患者足弓高,趾长伸肌、胫骨前肌等肌肉紧绷,也会牵拉胫骨前倾,与股骨干的后仰相合,使膝关节难以伸直。
膝部应力异常的5种结构形态组合
“东方柔性正骨疗法”认为,膝关节力学结构正常与否,与其上下骨结构的力学结构状态有着直接的关系。
我们在临床上观察到,导致膝部疼痛的力学结构性病因,常见以下5种类型的骨盆与足弓病理性配对形态。
1.骨盆前倾角过大配高弓足:骨盆前倾角过大的主要动力因素,在于髂腰肌的主动收缩或被动牵拉。髂腰肌牵拉腰椎及骨盆,导致腰曲及骨盆前倾角增大、髋臼位置后移。
高弓足通常为先天所致。足高弓使趾长伸肌、胫骨前肌等足背屈肌群有着较大的张力而牵拉胫骨处于前倾状态。
在临床上,此型常与鹅足肌腱损伤、髌下脂肪垫损伤及膝关节屈曲受限等疾病关系密切。
2.骨盆前倾角过大配扁平足:本型形成骨盆前倾角过大的主要动力因素,在于髂腰肌的主动收缩或被动牵拉。髂腰肌张力增大,牵拉腰椎及髂骨引起腰曲过大、骨盆前倾角增大。坐骨结节同时向上移动,牵拉腘绳肌引起胫骨平台向后移动,股骨远端亦随之向后移动,胫股关节承重力点前移,半月板前方压力增大,膝关节中心后移。
膝关节中心后移,腓肠肌及跟腱张力增大,拉动跟骨向点头方向移动,则易形成扁平足。若患者足弓状态原本就比较扁平,则胫骨后仰,将配合形成膝关节中心后移。
此型常与膝关节退变性骨关节炎的发生,发展有关。
3.骨盆前倾角过小配扁平足:本型骨盆前倾角过小的主要动力因素以外力作用为主,坐姿不良所致最为常见。骨盆前倾角过小会使髋臼位置前移.股骨后仰,股骨髁前移,而股四头肌之股直肌张力增大,髌韧带止点处应力增大。
如果此时患者足弓扁平,胫骨后仰,胫骨平台后移,则髌韧带止点处张力增大将尤其显著,牵拉疼痛症状容易发生,极易导致胫骨粗隆部位的骨骺炎。
4.骨盆前倾角过小配高弓足:本型骨盆前倾角过小的主要动力因素,以外力作用为主。
骨盆前倾角过小致髋臼位置前移,股骨后仰,股骨髁位置前移。高弓足状态下,趾长伸肌及胫骨前肌张力过大,胫骨前倾、胫骨平台前移。
两者配合,导致膝关节中心前移。
本型极易因股四头肌张力显著增大而引起髌股关节压力过大,是髌骨软化症的主要病因之一。
5.代偿后表现:前述4种类型均为相关疾病发生初期的典型结构表现随着病情的发展,尤其是在病情长期迁延不愈的情况下,膝关节退行性变逐渐加重,关节受力部位与对合状态随之变化,膝关节中心移动,膝部筋骨结构出现代偿,膝关节的外部形态亦随之改变。
老年退变性膝关节骨关节病之代偿结构表现最为显著。
病变初期,以骨盆前倾角过大、扁平足、膝部过伸为典型表现,随着关节软骨磨损、破坏的进程加重,关节对合状态将随着关节接触点面之躲避行为而开始出现变化,逐渐呈现出膝关节中心向前、向外转移,膝关节呈O型表现,膝部屈曲而难以伸直。骨盆也随之逐渐表现为仰角增大的位置变化。
膝关节正骨手法
1.指推法:用手指以柔性的劲力直接推动膝部移位的骨结构使之复位。
推胫骨纠正内外旋转:着力点在胫骨平台周围、胫骨粗隆内外侧及胫骨内侧面、内踝。体位上,仰卧或俯卧位,以仰卧位为主;直膝或屈膝均可,屈膝调整为佳。
推髌骨:患者仰卧位,医者直接推髌骨上下缘及双侧使之复位。
推腓骨:直接推腓骨头前后两侧,或同时配合推外踝使之复位。
2.膝关节推摇法:患者仰卧位,健肢伸直,患肢屈膝屈髋。
医师单膝跪坐于患者脚侧,或站立于患肢床边,而向患者头侧,腋下轻轻夹住患肢小腿,双手把持患肢胫骨平台两侧,身体稍向后靠以稍牵开膝关节,左右横向或斜向摇动胫骨平台,可重复操作几次,力图横向或斜向错动胫股关节。
本手法以纠正胫股关节间的错位和松解膝内外软组织,尤其对调整半月板的位置状态、解除半月板绞锁有着良好的作用。
3.抻法松筋正骨:以抻筋的方法调整、松解挛缩紧绷的跨膝关节软组织,如股四头肌、腘绳肌.髂胫束、腘窝处软組织等,对膝关节应力的改善、关节间隙的增大及各移位骨结构的整复归位都有着重要作用。