髋关节运动学.ppt

髋关节运动学 复习一 组成和运动方式二 功能解剖三 生物力学 髋关节 髂股韧带坐股韧带耻股韧带 1 构成 髋臼股骨头 2 囊外韧带 股骨头韧带 4 运动 屈 伸收 展旋内 旋外环转 3 囊内韧带 股骨头易向下方脱位 一 组成和运动 1 组成 股骨头和髋臼 其中心位于腹股沟韧带中1 3稍下 关节面相互成曲面状 但大小不等 也不完全适应 只在完全伸展并轻度外展及内旋时紧密对合 特点 股骨颈狭长 与股骨干成角度 具有力学意义及增加髋关节的活动范围 股骨头凹处有韧带与髋臼相连 内有血管可为股骨头提供营养 髋臼周边有软性髋臼唇使之加宽加深 股骨头成球形 与髋臼相匹配 周围有紧张而强大的韧带保护 周围有丰富的肌肉覆盖 关节囊厚而坚韧 2 运动 1 三轴运动 即 屈伸 内收外展 旋内旋外及环转 1 屈 伸 绕冠状轴向前为屈 向后为伸 范围 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 2 内收 外展 矢状轴 范围 内收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 矢状轴范围 内旋 外旋范围分别为0 45 旋外大于旋内 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 2 限制髋关节运动幅度的因素 1 关节窝深 容纳股骨头2 3 髋臼唇加深关节窝 几乎使整个股骨头被包绕在关节窝内 髋关节活动时股骨头不易脱出 2 关节囊厚而坚韧 增加稳固性 限制关节活动幅度 3 关节周围韧带数量多且紧张有力 加固髋关节 1 髂股韧带最为坚韧 可随髋关节后伸而逐渐紧张 限制髋关节过度后伸 2 髋关节紧密对合时 耻骨韧带及坐骨韧带紧张 防止髋关节过度外展 内收或旋内 3 日常生活中的主动运动范围 研究显示 髋关节只要屈曲120 外展20 外旋20 即可保证日常活动的进行 另有研究显示 髋关节在正常行走时的平均运动幅度 矢状面52 冠状面12 水平面13 在各个方向上的活动度平均为 屈曲37 外展7 内旋5 和外旋9 日常活动中三个平面髋运动最大平均量度 二 髋关节的功能解剖 是负荷体重最多 受力最重的关节最稳定又有很大活动度的关节 有精确的对合装置和控制系统 1 髋关节及功能结构 股骨和髋骨通过股骨头和髋臼借关节囊 韧带等紧密相连 形成髋关节 并呈现诸多重要的功能结构 1 拱形结构 正面观 骶骨前宽后窄 骶结节韧带 骶棘韧带及骶髂韧带等 阻止骶骨转动或滑脱 双侧髋关节与骨盆支持体重时 支持力最大 人体直立时 重力由腰椎经骶骨 骶髂关节 髋臼传至股骨头 形成 立弓 坐位时 重力由骶骨向两侧传至坐骨结节 形成 坐弓 股骨头 股骨头是髋关节球臼结构中凸出部分 方向朝上 内 前 有一凹陷 称股骨头凹 有股骨头韧带附着 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 增加了髋关节活动范围 股骨头与髋臼形成的髋关节结合紧密 有一系列结构使其难于脱位 2 股骨头与髋臼的精密对合 髋臼 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 髋臼的上1 3是髋关节主要负重区 厚而坚强 髋臼后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 此部骨折移位或手术时易损伤神经 髋臼下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较小 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 当髋关节处于某种易于脱位的位置又受到外力时 仍可能发生脱位 全髋关节置换术 totalhipreplacement THR 后应避免置换的股骨头假体和髋臼假体发生碰撞而发生髋关节的脱位 两个位置易引起术后髋关节脱位 过度屈曲 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 全髋关节置换术后早期正确的坐姿和动作 坐时伸髋 微微屈曲髋部 专门的椅子 不应屈伸向前 垫高腿或交叠双腿 当暴力使髋关节急速过度外展时 股骨大转子可被髋臼上缘挡住 而顶出髋臼突破关节囊前下方的弱点 发生前脱位 人工髋关节置换术后注意姿势 1 膝不能高过术后髋 致角度小于90度 2 坐时 膝在髋以下 绝不身体前倾 3 蹲时 弯未手术膝 术后腿保持伸直在后 4 当两腿伸直平坐时 切记两手向后撑 千万不要身体前倾 5 躺床上时 不论仰卧或侧卧两腿间夹一枕头 以防术后髋内收 3 颈干角和前倾角 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 小于此角度者称之为髋内翻 颈干角和前倾角最能体现髋关节的结构功能特征 髋内翻时 压力减小 张力增加髋外翻时 压力增加 张力减小 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 前倾角过大 关节后伸时小转子和骨盆在后方撞击 外旋减少前倾角过小 关节屈曲时大转子和骨盆在前方撞击 内旋减少 4 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 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 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 控制骨骼重塑过程的原则称为沃尔夫定律 wolff slaw 机械应力与骨组织间存在一种生理平衡 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 wolff定律要求康复医学中内外科患者 早期离床 早期活动 最好的防止骨质疏松的方法是在补钙的同时多做户外运动 5 股距 股距是股骨上段大 小转子间有多层密质骨构成的纵形骨板 上起于股骨颈后内侧 下止于小转子下股骨内侧皮质 前附于股骨前内侧 后外行于大转子 最后融合于大转子松质骨内 纵向上 股距略呈弧形 突向髓腔 自上而下约成16 扭转角 股距是股骨上端重要承载结构 也是股骨上端偏心受力着力点 直立负重时承受最大压应力 承受弯矩和扭矩作用 股距除加强股骨颈基底部外 还与股骨上端骨小梁相连 构成坚强的承载系统 横切面上 股距可分为三个区域 近端附着于股骨上端前内侧部分属于皮质骨 向上与受力较大的股骨颈基底部相连 以加强股骨颈基底 股距由此向外延 伸 与股骨颈分离 其结构介于皮质骨与松质骨之间 可视为较致密的松质骨 远端则完全为松质骨 股骨颈是股骨上端薄弱部 股距明显地加强股骨颈抗压力和抗张力 由于股距 主抗压骨小梁和股骨颈内侧皮质三者的结合 骨小梁的相互交叉 有机地加强了股骨颈 股距的形成与压力和扭力相关 也与周围肌和韧带的作用力相关 股距所受应力不是平均分布 在受力较大部位 骨组织必然坚强加以抵抗 在行人工股骨头置换时 应尽量保留骨距 并使颈托与其贴近 以防止假体下沉和松动 男女70岁以后 皮质骨也发生严重骨吸收 股距的结构破坏时期 对股骨颈基底部和转子部的加强作用明显减弱 而使转子间骨折发生率明显增加 6 大转子 大转子内侧与股骨颈松质骨连接 后上部游离于股骨颈形成转子窝 其外侧面及后缘是来自臀部 盆骨和闭孔的肌附着点 这些肌对旋转和外展下肢起重要作用 大转子肩部与髋关节中心在同一水平面上 大转子下外侧是股外侧肌起点 7 小转子 小转子比大转子低 位于股骨干的内后面 为髂腰肌止点 大小转子间前为转子间线 后为转子间嵴 是关节囊及旋转髋关节诸肌的附着点 小转子是术中股骨颈切割平面的重要参考标志 2 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 伸15 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 对股骨头起固定作用 3 髋关节的滑膜和滑膜囊 1 滑膜滑膜衬于关节的内部 覆盖髋臼缘的两面 髋臼窝的脂肪及股骨头韧带 滑膜构成皱襞 内侧与外侧皱襞恒定 前皱襞不恒定 这些皱襞具有双重作用 一方面供应股骨头及股骨颈的血管由此潜行入骨内 另一方面又可作为关节内韧带 股骨颈骨折时 如滑膜完整 对于骨折的愈合将起良好作用 2 滑膜囊滑膜囊主要为髂耻囊 通过髂骨韧带与耻骨韧带的小孔 位于髂腰肌腱与髂耻隆起及关节囊之间 80 与关节囊相同 在臀大肌间膜与大转子之间有一个很大的臀大肌转子囊 该囊下方有2 3个小的臀肌股骨囊 位于臀肌粗隆附近与臀大肌肌腱之间 在坐骨结节部也有一个滑液囊 称为臀大肌坐骨囊 这些滑膜囊均直接或间接有助于髋关节的运动 减少肌腱与关节的摩擦 4 髋关节运动的肌群 屈肌群 主要为髂肌及股直肌 缝匠肌 耻骨肌 臀中肌前部及阔筋膜张肌 收肌中特别是长收肌 当髋关节由完全伸展位开始屈曲时也参与 下肢肌 伸肌群 臀大肌 股后肌外展肌群 臀中 小肌 阔筋膜张肌 缝匠肌内收肌群 长 短及大收肌 耻骨肌 股薄肌 内旋肌群 主要为阔筋膜张肌及臀中 小肌的前侧纤维 外旋肌群 主要为臀大肌 闭孔肌 孖肌及股方肌 辅以梨状肌及缝匠肌 这些肌肉围绕髋关节 形成强大的外层支持结构 保证髋关节的稳定性 增强其肌力对于防止髋关节的脱位很重要 在承重和步行中髋外展肌群 内收肌群 臀大肌 伸躯干肌和股四头肌占有重要位置 因此在髋关节伤病人应着重做这些肌群的抗阻练习 5 股骨头和颈血液供应 髋关节由臀上 下动脉 旋股内 外侧动脉供应 其中以旋股内侧动脉最为重要 股骨头 股骨颈的血供主要有三组构成 闭孔动脉关节囊动脉股骨干滋养动脉 6 髋关节的神经支配 支配髋关节的神经 前后各两条 前方包括股神经和闭孔神经 后方有坐骨神经和臀上神经 髋关节大部分由闭孔神经供给 由于闭孔神经亦同时支配膝关节 因此有时临床上的髋关节疾病 可首先表现为膝关节疼痛 三 髋关节的生物力学 髋关节是人体最大的 最稳定的关节之一 由于髋关节具有相对坚硬的球窝结构 所以与膝关节相比 髋关节有其固有的稳定性 另外 髋关节也有相当的活动性 允许它在每日的活动中保持正常的运动 髋关节的错误排列能产生关节软骨和骨应力分布的改变 从而导致退行性关节炎 这种损害会因为髋关节承受的巨大的力而进一步加重 1 髋关节的运动轴 1 股骨解剖轴和机械轴股骨的解剖轴是一条通过股骨干的直线 而机械轴则为髋关节中心和膝关节中心的连线 在站立位时 机械轴通常是垂直于地面的 2 髋关节的轴 冠状轴 站立时 屈伸的轴是水平的冠状轴 该轴为左右股骨中心的连线 矢状轴 站立时 内收 外展的运动轴为水平的矢状轴 垂直轴 站立时 内旋和外旋的运动轴是垂直轴 这轴是股骨的机械轴 内旋是大转子向前移动接近骨盆的前部 外旋是与内旋相反方向的运动 2 行走时髋关节的运动范围 行走是髋关节重复最多的活动 正确了解正常人体在行走中的髋关节运动将有助于理解髋关节的功能 髋关节的屈曲开始于足跟着地之前 持续到站立相中期 髋关节的伸展 从站立相中期持续到站立相后期 摆动期则以屈曲为主 髋关节外展运动发生在站立相后期 最大外展在足趾离地之后 随后开始内收 持续到站立相后期 站立相后期开始外旋 在大部分摆动相保持外旋 内旋运动在足跟着地前 持续到站立相后期 然后髋关节又重新开始外旋运动 髋关节在上述三个平面的运动在行走时不断循环反复 行走时髋关节的位置 站立相早期 屈曲 内收 内旋中期 伸展 内收 内旋末期 伸展 外展 外旋 摆动相早期 屈曲 外展 外旋中期 屈曲 内收 外旋末期 屈曲 内收 外旋 1 关节的平面运动髋关节的平面运动可以看作是股骨头在髋臼中的滑动 在球窝的三个平面内 股骨头分别绕着通过它的旋转中心的轴转动 产生了关节面的滑动 2 髋关节的附加运动向远侧牵开和外 前 后的滑动 正常情况下 由于上述的种种结构使髋关节内部有负压 防止关节的牵开和脱位 3 髋关节静力学 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 1 双腿站立时的静力学分析 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 单足站立可认为是一个类似杠杆结构 股骨头是杠杆支点 在额状面 由股骨头到髋外展肌力臂与其到骨盆侧重臂比约为1 3 故两端承重比为3 1 即外展肌需承受3倍于体重 P 的重量 3P 要保证平衡 需各方向力应大小相等 方向相反 因此