第一章
下肢解剖及影像学基础

【学习目标】

1.掌握下肢骨与关节临床解剖特点和正常影像学表现。

2.熟悉下肢常用临床角度、解剖及其意义。

3.了解下肢康复锻炼及生物力学要点。

第一节　下肢临床解剖学

下肢是指人体腹部以下部分，上端与躯干部直接连接，包括臀部、会阴部、股部、膝部、小腿部和足部，具有支撑体重、维持身体直立、维持人体行走和运动的功能，故下肢骨骼较上肢粗壮，骨连结形式更复杂，关节的辅助结构多而坚韧，关节的稳定性大而灵活性小，下肢肌肉也较上肢肌肉更发达。

一、骨学

下肢骨分为下肢带骨和自由下肢骨。

（一）下肢带骨

下肢带骨即髋骨，是不规则扁骨，由髂骨、耻骨和坐骨融合而成，上份扁阔，中份窄厚，下份有一大孔称闭孔。16岁以前髋骨由软骨连结，此后逐渐骨化融为一骨，三骨融合处为一个呈倒置杯形的深凹，称为髋臼，位于髋骨外侧的中部，朝向前下方。除髋臼窝（中央凹陷处）外均覆以关节软骨，包绕股骨头构成髋关节（图1-1）。

1.髂骨 髂骨位于髋骨的后上部，由髂骨体和髂骨翼组成。髂骨体位于髂骨的下部，形态肥厚，结构坚固，是构成髋臼上2/5的主要部分，主要承受上身的体重。髂骨翼位于髂骨体的上方，为一宽阔的骨板，其中部较薄。髂骨翼的上缘肥厚弯曲成弓形，称为髂嵴。髂嵴的前后凸起分别称为髂前上棘和髂后上棘，二棘的下方又各有一凸起，分别称为髂前下棘和髂后下棘。在髂嵴外缘距髂前上棘5～7cm处，有一向外突出的凸起，称为髂结节，它是重要的体表标志，临床上进行骨髓穿刺术常选择在此处进行。在髂骨翼的内部表面，有一个平滑而稍微凹陷的区域，称为髂窝。髂窝的下界有一骨嵴，称为弓状线。在髂窝的后部上方，有一个粗糙的区域，称为髂粗隆，其下与骶骨的耳状面相关节。

2.耻骨 耻骨位于髋骨的前下部，分为耻骨体和耻骨支。耻骨体较肥厚，构成髋臼的前下1/5，与髂骨融合处的前面形成稍隆的凸起，称为髂耻隆起。耻骨体向前下延伸为耻骨上支，支上有一条较锐利的骨嵴，称为耻骨梳。耻骨梳向后与弓状线相连，向前终止于一个凸起，称为耻骨结节。耻骨体向后下为耻骨下支，下支后伸与坐骨支结合。耻骨上、下支移行处的内侧，有一椭圆形的粗糙面，称为耻骨联合面。耻骨联合面有年龄和性别差异，两侧联合面相结合形成耻骨联合。耻骨联合面上缘与耻骨结节间有骨嵴，称为耻骨嵴。耻骨与坐骨共同围成闭孔。

3.坐骨 坐骨是髋骨的后下部，分为坐骨体和坐骨支。坐骨体较厚，构成了髋臼的后下2/5，并向后下方延伸为坐骨支。坐骨体的后下部分有一个粗大的隆起，称为坐骨结节，是坐骨的最低部，可以在体表触及。在髂后下棘与坐骨结节之间，有一个凸起和两个切迹。凸起称为坐骨棘，较为尖锐，呈三角形；坐骨棘上方的切迹较大且深，称为坐骨大切迹；其下方的切迹较小且浅，称为坐骨小切迹。

（二）自由下肢骨

1.股骨 股骨作为人体最长且最强健的管状骨，代表了人体的重要负荷。它的近端起点始于髋关节，远端延展至膝关节，呈现一体两端的态势。在股骨近端的干骺端，包括股骨头、股骨颈及大小转子，而在远端股骨有远侧干骺端，这构成了膝关节的重要部分（图1-2）。

（1）股骨上端　股骨头位于人体大腿上方，呈现出末端的明显膨大，形状近似球形，故称为股骨头。股骨头的中心稍微偏下的位置，有一个凹陷的结构，称为股骨头凹，是股骨头圆韧带附着的地方。股骨颈是在股骨头外下方的较细的一部分，颈与体的夹角称为颈干角，为120°～130°。在颈体交界处的外侧，有一处向上的隆起，称为大转子，而大转子下方较小的隆起则称为小转子。大转子的内侧存在一个凹陷的结构，名为转子窝。大转子与小转子之间，在前方存在一条转子间线，后方连接一条转子间嵴。大转子是人体非常重要的体表标志，可以在体表进行探查。

股骨颈的血运主要来自三个途径（图1-3）：①股骨头圆韧带动脉：位于股骨头圆韧带内，该动脉发自闭孔动脉（内骺动脉），管径较细，供血较为局限，仅供给股骨头内下部分。②股骨干滋养动脉：血运仅达股骨颈基底部，小部分与关节囊小动脉有吻合支。仅供应股骨头小部分血运。③股骨支持带动脉：该动脉主要来自旋股内动脉、旋股外动脉，少部分来自臀下动脉和闭孔动脉的吻合部，分为后上支持带动脉、后下支持带动脉和前支持带动脉，为供应股骨头骺及成年股骨头的主要血供来源，又称为关节囊小动脉。股骨支持带动脉和股骨头圆韧带损伤是导致股骨头缺血性坏死的主要因素。

（2）股骨体　股骨体粗壮结实，略向前弓，上端呈圆柱形，下端前后较扁。股骨体后面有纵行的骨嵴称粗线，它是由内侧唇和外侧唇合并而成的。粗线向上延续为粗糙的凸起，称为臀肌粗隆，由臀大肌附着；粗线下端内、外唇分开形成三角形的肌附着面，称为腘面。体中下部近粗线处有一滋养孔。

股骨干由骨皮质构成，其表面光滑且呈现向前向外的弧度，有利于股四头肌发挥伸膝作用。在复位和固定骨折时，应尽可能保持此弧线。股骨干形状不规则，上段呈圆柱形，中段呈三棱柱形，下段前后略扁。股骨干后侧1/3处有一根骨嵴，即粗线，又称为股骨嵴，具有加强股骨干坚固的作用，同时也是许多肌肉和大腿肌间膜的附着点。在股骨近端，粗线分为外侧嵴和内侧嵴，外侧嵴延伸到大转子的基底，成为臀肌粗隆，而内侧嵴作为螺旋线延伸到股骨干近端。在股骨远端，粗线分为内外侧髁上线。在粗线中部附近有开口向下的滋养孔，骨折复位的标志通常为股骨嵴。

股骨干髓腔略呈圆形，上、中1/3的内径大体一致，中上1/3交界处是髓腔最狭窄的部位，称为股骨峡部。营养股骨干的动脉主要为股骨滋养动脉，其入口为滋养孔。骨折内固定时，应注意不可将钢板放置于前方，也不应将骨钉穿透粗线（滋养孔），以免损伤滋养动脉。

股骨干由三组肌群所包绕，分别为伸肌群、屈肌群和内收肌群。其中伸肌群最大，由股神经支配；屈肌群次之，由坐骨神经支配；内收肌群最小，由闭孔神经支配。阔筋膜向深面发出三个肌间隔，附着于股骨粗线，围成三个骨筋膜鞘，容纳大腿三肌群及其血管神经。伸肌群和屈肌群相互拮抗以保持平衡，但与内收肌群没有相对抗的外展肌群。因此，股骨干骨折发生后，骨折的远折端常发生内收移位；在骨折复位后，又常有向外成角的倾向。在骨折治疗过程中应密切观察和防止这种情况发生。

（3）股骨下端　股骨下端的内侧髁和外侧髁向两侧膨大且向后突出，之间形成髁间窝。两髁关节面在前方相连，与髌骨相关节，形成髌面。两髁侧面上方分别有较小的凸起，称为内上髁和外上髁，是重要的体表标志。股骨远端由股骨髁及股骨干骺端组成，其中股骨髁分为内侧髁及外侧髁。内侧髁较外侧髁宽大，位置也较低，此处存在大量的松质骨，导致股骨远端皮质较为薄弱。

股骨远端存在两个薄弱区域。第一个薄弱区域是股骨髁上，此处股骨远端皮质骨移行为松质骨，呈扁平状且直径较其他位置更小，因此容易发生骨折。骨折多呈横形或斜形，也可能为粉碎性或同时合并内外侧髁的骨折。由于腓肠肌的肌腱附着于内外侧髁的后方，当骨折发生时，肌肉的收缩作用可能导致骨折远端向后方牵拉，从而造成腘动脉的损伤。第二个薄弱区域是股骨髁间窝部，该处是股骨内外侧髁前方连接处，形状为一深凹状。当膝关节处于伸直状态时，髌骨正好容纳于此处。大多数股骨远端骨折都发生在上述两个解剖力学薄弱区域。

2.髌骨 在体表可以直观触及，呈三角状，底部朝上，尖端指向下方。其前沿粗糙，后端光滑并拥有关节面，是人体中最大的籽骨，位于膝关节前方，由股四头肌腱覆盖，并从其前端伸展形成髌韧带。

3.胫骨 胫骨是小腿内侧的长骨，其形态为三棱柱形，主要作用是支持体重。胫骨分为一体和两端，上端粗大，形成内侧髁和外侧髁，其上有关节面，两髁之间有髁间隆起（图1-4）。胫骨平台是指胫骨上端与股骨下端之间的关节面，根据位置可分为胫骨内侧和外侧平台。两平台间整体呈大约15°倾斜，并且骨质致密坚固，相比于内侧平台，外侧平台的位置相对较高且面积更小，同时骨质相对疏松。外侧髁的后下方有一小关节面称腓关节面，与腓骨头相关节。胫骨上端与体移行处的前面有粗糙隆起，称为胫骨粗隆，体表可以摸到，其上附有韧带。胫骨体呈三棱柱形，前缘锐利，体表可以触到。下端稍膨大，内侧有一向下的凸起称内踝，是重要的体表标志；下面有关节面与距骨相关节；外侧有一关节面称腓切迹，与腓骨相接。

4.腓骨 腓骨位于小腿后外侧，它并不承担体重，而是作为小腿肌肉的附着部位。腓骨可以分为一体和两端。上端膨大部分被称为腓骨头，与胫骨相关节，头部下方缩细的部分被称为腓骨颈。腓骨体相对较细，其内侧有骨间缘。下端膨大部分被称为外踝，比内踝低，其内侧有参与形成距小腿关节的关节面。

5.足骨 足骨包括7块跗骨、5块跖骨和14块趾骨（图1-5）。

（1）跗骨　跗骨共7块，属于短骨，相当于腕骨，但体积较大，主要功能是支持体重。其排列为前、中、后三列，后列有距骨，与胫、腓骨形成关节，距骨下方为跟骨；中列为足舟骨，位于距骨前方偏内侧；前列由内侧向外侧，依次为内侧楔骨、中间楔骨、外侧楔骨和骰骨，三块楔骨位于足舟骨之前，骰骨位于前外侧。

（2）距骨　位于踝穴内，与胫骨远端、腓骨下端共同组成踝关节。其周围有7个关节面，约70%的表面被关节软骨覆盖。距骨分为体、颈和头三部分，其中距骨体前宽后窄，呈鞍状；距骨颈较细，其背侧和外侧有关节囊及韧带附着；距骨头呈半圆形，与舟骨形成关节。

距骨是足弓的顶部，与胫骨下端与跟骨共同构成胫距关节和跟距关节。距骨上没有肌肉附着，其血供主要来自从距骨颈前外侧进入的足背动脉分支。由于胫距关节和跟距关节间韧带的血供有限，因此，在距骨骨折有移位或脱位的情况时容易发生缺血性坏死。

（3）跖骨　跖骨共5块，属于长骨，相当于掌骨，由内侧向外侧，依次称为第1～5跖骨。每块跖骨由近及远可分为底、体和头三部分，第5跖骨底特别粗大且向外后突出称为第5跖骨粗隆。

（4）趾骨　趾骨共14块，趾骨不参与传导体重，所以较指骨短小。一般 趾为2节，其他各趾为3节。趾骨的形态和命名方法与指骨相同。

二、关节学

下肢的连结分为下肢带连结和自由下肢骨连结。

（一）下肢带连结

下肢带连结即骨盆的连接，包括骶髂关节、髋骨与脊柱间的韧带连结和耻骨联合等结构。

1.骨盆的组成 由骶骨、尾骨和两侧髋骨连接而成的坚强骨环，形如漏斗。骨盆以骶骨岬、弓状线、耻骨梳、耻骨结节，耻骨联合上缘构成的环形线为分界，可分为大骨盆和小骨盆。

（1）大骨盆　又称假骨盆，由界线上方的髂骨翼和骶骨构成，其骨腔是腹腔的髂窝部；大骨盆参与腹腔的组成，与产道、性功能无直接关系。

（2）小骨盆　又称真骨盆，是大骨盆向下延伸的骨性狭窄部，可分为骨盆上口、骨盆下口和骨盆腔。上口又称为入口，由界线围成；下口又称为出口，高低不平，呈菱形，其周界由后向前为尾骨尖、骶结节韧带、坐骨结节、坐骨下支、耻骨下支、耻骨联合下缘。女性骨盆是胎儿分娩的产道，容纳子宫、卵巢、输卵管、阴道及邻近的输尿管、膀胱、尿道、直肠等器官。人体直立时，骨盆上口平面向前下倾斜，女性的倾斜度比男性稍大。

2.骨盆的连结 两髂骨的耳状面与骶骨的耳状面构成骶髂关节，关节面粗糙不平，但彼此嵌合非常紧密。骨盆前面为耻骨联合连接的耻骨支和坐骨支环，纤维软骨盘分开两耻骨体；后面的骶骨和两个髂骨经骶髂关节连接，它由骨间骶髂韧带、前后骶髂韧带、骶结节韧带、骶棘韧带和相关的髂腰韧带构成。

（1）骶髂关节　由骶骨与髂骨的耳状面构成。关节面凹凸不平、对合紧密，关节囊紧张，周围有强厚韧带加强，连接牢固，活动性甚微，辅助下肢支持体重。

（2）骶结节韧带　从骶、尾骨侧缘连至坐骨结节，呈扇形，集中附于坐骨结节的内侧缘。

（3）骶棘韧带　位于骶结节韧带前方，从骶、尾骨侧缘连至坐骨棘，呈三角形。骶棘韧带与坐骨大切迹围成坐骨大孔，骶结节韧带、骶棘韧带与坐骨小切迹围成坐骨小孔，部分神经、血管、肌肉等从盆腔经此两孔到达会阴和臀部。

（4）耻骨联合　耻骨联合面由两侧耻骨通过耻骨间盘连接而成，耻骨间盘由纤维软骨构成，其中有一矢状位裂隙。女性的耻骨间盘较厚，裂隙较宽，在分娩时稍分离，有利于胎儿的娩出。耻骨联合上、下缘都有韧带附着，这些韧带的复合位提供了后方骶髂复合体的稳定性，而骶髂关节本身无内在的骨性稳定性。不同平面的骨盆稳定性依赖于不同的韧带，主要限制半骨盆外旋的韧带有耻骨联合韧带、骶棘韧带、前骶髂韧带。骶结节韧带可阻止矢状面的旋转；半骨盆垂直移位受所有上述韧带结构控制，但当其他韧带缺乏时，可由完整的骨间骶髂韧带、后骶髂韧带及髂腰韧带控制。通常，旋转不稳定的半骨盆，由于这些完整韧带结构的存在可仍保留有垂直稳定。

3.骨盆的功能 骨盆上连脊柱，支撑上身的体重，同时又是连接躯干与下肢的桥梁，是负重的重要结构。骨盆对盆腔内的膀胱、直肠、输尿管、尿道，以及女性的子宫和阴道等脏器和组织起保护作用。由于骨盆内有着丰富的交织成网的血管系统，组织间隙疏松，故外伤后可致大量出血，极易发生休克。盆腔脏器破裂可致严重感染，危及生命。

4.骨盆的负重弓 骨盆环的后方有两个负重主弓。人体站立时，重力通过骶骨，经骶髂关节传达到髋臼，称为骶股弓。而在坐位时，重力则由骶骨，经骶髂关节传达到坐骨结节，称为骶坐弓。前方上下各有一个起约束作用的副弓。上束弓经耻骨体及耻骨上支，防止骶股弓分离；下束弓经耻骨下支及坐骨下支，支持骶坐弓，防止骨盆向两侧分开。

（二）自由下肢骨连结

自由下肢骨连结包括髋关节、膝关节、胫腓连结和足关节。

1.髋关节 由髋臼与股骨头构成。髋关节属于杵臼关节，可做屈、伸、收、展、旋内、旋外和环转运动，其运动幅度远不及肩关节，但稳固性较大，以适应下肢负重行走功能的需要（图1-6）。

髋臼位于骨盆的两侧，开口斜向外、下、后方。其下方有缺口，由髋臼横韧带弥补，使之成为完整的球窝。髋臼缘及横韧带上镶以一圈关节盂唇软骨，以增加髋臼的深度。股骨头朝内、上、前方，其2/3纳入髋臼中。关节囊起于髋臼边缘，在关节前面止于转子间线，后面止于股骨颈的中外1/3交界处。关节囊坚韧，由浅层的纵行纤维和深层的横行纤维构成。关节囊前后均有韧带加强，其中以髂股韧带最为坚强。髂股韧带位于髋关节囊的前、上方，起于髂前下棘，向外下分为两束，分别止于转子间线的上部及下部，两束韧带之间，为髋关节前侧的薄弱区。关节囊的下方有耻股韧带，关节囊的后方有坐股韧带，此二韧带与髂股韧带相比，相对薄弱，故髋关节发生脱位时，股骨头大多脱向后下方。关节囊内有股骨头韧带，它连于股骨头凹与髋臼横韧带之间，内含营养股骨头的血管，与关节的稳固性无关。

2.膝关节 是人体最大、最复杂的关节，损伤机会亦较多的关节。由股骨下端、胫骨上端和髌骨构成。髌骨与股骨髌面相对，股骨内、外侧髁与胫骨内、外侧髁相对。膝关节属于屈戌关节，主要做屈伸运动，在半屈膝时，还可做轻微的旋转运动。

膝关节的关节囊薄而松弛，附于各关节面的周缘，周围有韧带加固，以增加关节的稳定性（图1-7）。囊的前壁有股四头肌腱和髌骨，以及起于髌骨下缘，止于胫骨粗隆的髌韧带，它是股四头肌腱的下续部分。囊的外侧有索状的腓侧副韧带，上方附于股骨外上髁，下方附于腓骨头，与关节囊之间留有间隙。囊的内侧有胫侧副韧带，起自股骨内上髁，止于胫骨内侧髁的内侧面，与关节囊和内侧半月板紧密结合。胫侧副韧带和腓侧副韧带在伸膝时紧张，屈膝时松弛，半屈膝时最松弛，因此，半屈膝时允许膝关节做少许内旋和外旋运动。囊的后壁有腘斜韧带，起自胫骨内侧髁，斜向外方，与关节囊融合，止于股骨外上髁，可防止膝关节过度前伸。

此外，关节内还有由滑膜衬覆的膝交叉韧带。膝交叉韧带有前后两条。前交叉韧带起自胫骨髁间隆起的前方内侧，与内、外侧半月板的前角附着，斜向后上外侧，附于股骨外侧髁的内侧面。后交叉韧带较前交叉韧带短而强韧，并较垂直。起自胫骨髁间隆起的后方，斜向前上内侧，附于股骨内侧髁的外侧面。膝交叉韧带牢固地连结股骨和胫骨，可限制胫骨沿股骨向前、后移位。前交叉韧带在伸膝时最紧张，能防止胫骨前移；后交叉韧带在屈膝时最紧张，可防止胫骨后移。

在股骨内、外侧髁与胫骨内、外侧髁的关节面之间，垫有两块由纤维软骨构成的半月板，分别称内侧半月板和外侧半月板（图1-8）。

内侧半月板较大，呈新月“C”形，前角附着于胫骨髁间棘突、前交叉韧带附着点之前，后角附着于胫骨髁间棘突和后交叉韧带附着点之间。内侧半月板后半部分因与内侧副韧带相连故稳定。扭转外力时易造成此交界处的损伤。外侧半月板较小，近似“O”形，前角附着于胫骨髁间棘突和前交叉韧带附着点之间，后角附着于胫骨髁间棘突的后方。外侧半月板不与外侧副韧带相连，因而活动度比内侧半月板大。膝关节有轻度生理外翻，胫骨外侧平台负重较大，故外侧半月板承受压力也较大，易受损伤。外侧半月板存在先天畸形情况，称为先天性盘状半月板，此人群在运动中及成年后极易损伤。

关节囊的滑膜层宽阔，附着于各骨关节面周缘，除关节软骨和半月板外，覆盖关节内所有结构。滑膜在髌骨上缘以上，沿股骨下端的前面，向上突出于股四头肌腱的深面，达5cm左右，形成髌上囊，与关节腔相通。另外，还有不与关节腔相通的滑液囊，如位于髌韧带与胫骨上端之间的髌下深囊。在髌骨下方中线的两侧，滑膜层部分突向关节腔内，形成一对翼状襞，襞内含有脂肪组织，充填于关节腔内的空隙。

髌下脂肪垫内部具有丰富的血管网络，其神经支配主要来自隐神经、胫神经和闭孔神经、股内侧神经的分支，以及股外侧神经、胫神经和腓总神经的关节分支，这些神经网络十分发达。髌下脂肪垫在膝关节中发挥着润滑、缓冲和减少摩擦的作用，同时也参与了膝关节的损伤修复过程。除滑膜、韧带和软骨外，髌下脂肪垫可能在膝骨关节炎的发病、进展和膝关节疼痛中发挥重要作用。在膝骨关节炎的早期阶段，髌下脂肪垫可以通过缓冲震荡和稳定润滑来保护膝关节，但随着膝骨关节炎的进展，其反而会通过分泌炎症介质对膝关节产生破坏性作用。

3.胫腓连结 胫腓两骨的连结紧密，上端由胫骨外侧髁的腓关节面与腓骨头构成微动的胫腓关节，两骨干间有坚韧的小腿骨间膜连结，下端借大量的短纤维及胫腓前、后韧带构成坚强的韧带连结，因此，小腿两骨间活动度甚小。腓骨可以部分切除，切除后并不影响下肢的功能。

4.足关节 包括踝关节、跗骨间关节、跗跖关节、跖骨间关节、跖趾关节和趾骨间关节。

（1）踝关节　亦称距小腿关节，由胫骨远端关节面，腓骨远端关节面及距骨上关节面构成，是一个复合运动关节，主要运动功能为背伸、跖屈及少量的内外翻活动（图1-9）。外踝较长在踝关节的外侧，内踝较短位于踝关节内侧，后踝位于内踝后方，三踝构成踝穴，距骨位于踝穴中，构成屈戌关节。踝穴前宽后窄，故当踝关节背伸时距骨完全位于踝穴中，加上踝关节周围的韧带保护，不容易发生骨折；当踝关节处于跖屈位时，距骨头位于踝穴变宽处，关节不稳定，还可以进行轻度的侧方运动；当小腿发生扭伤或踝部内外翻时，容易发生扭伤。

踝关节内侧存在内侧韧带，也被称为三角韧带，它起于内踝尖，向下呈扇形展开，终止于足舟骨、距骨和跟骨。外侧有三条独立的韧带，前为距腓前韧带，中为跟腓韧带，后为距腓后韧带，这三条韧带都起始于外踝，分别向前、向下、向后内侧延伸，终止于距骨和跟骨。内侧韧带较厚，而外侧韧带相对较薄弱，因此过度内翻容易引起外侧韧带扭伤。

（2）跗骨间关节　是各跗骨之间的连接关节，其中包括距跟关节、距跟舟关节和跟骰关节。这些关节的联合运动可以使足部实现内翻和外翻。内翻是指足部的内缘被提起，足底向内侧转动；而外翻则是指足部的外缘被提起，足底向外侧转动。这种内翻和外翻的运动常常与踝关节的跖屈和背屈协同进行，其中内翻常伴随着跖屈，而外翻常伴随着背屈。距跟舟关节和跟骰关节合称为跗横关节，其关节线呈现出横位的“S”形。在临床手术中，常按照这条关节线进行足部离断手术。

（3）跗跖关节　又称Lisfranc关节，由5个跖骨和3个楔骨、骰骨构成，属平面关节，将前足与中足分开，可做轻微滑动及屈伸运动。Lisfranc韧带由3个部分组成，它于内侧楔骨向第2跖骨基底走行，其跖侧部分是稳定第1、2跖骨间隙的重要组成部分，也是跖跗关节最重要、最强大的韧带，若该韧带完全撕裂将造成关节完全脱位，且预后不佳。

（4）跖骨间关节　由第2～5跖骨底毗邻面构成，属平面关节，活动甚微。

（5）跖趾关节　是由跖骨小头和第1节趾骨构成的关节，其结构和功能与掌指关节相似。跖趾关节可以进行屈、伸、收、展活动，但是活动范围比掌指关节小。其中，背伸的活动范围又比跖屈小，这种现象在 趾上尤为显著。在全足着地时，跖骨参与形成纵弓，跖趾关节处于伸展状态。跖趾关节囊薄弱，囊的两侧有侧副韧带加强。在5个跖骨小头之间，有足底深横韧带相连。趾间关节为滑车关节，可以进行屈、伸活动。

（6）趾骨间关节　由各趾相邻的两节趾骨的底与滑车构成，只能做屈、伸运动。

5.足弓 是由跗骨和跖骨通过关节和韧带紧密连接而形成的向上凸起的弓，在前后方向上可分为内、外侧纵弓，在内外方向上可分为横弓。内侧纵弓由跟骨、距骨、舟骨、三块楔骨及第1～3跖骨组成。内侧纵弓较高，具有较大的弹性，因此又被称为弹性足弓，其主要作用是缓冲震荡。外侧纵弓由跟骨、骰骨及第4、5跖骨组成。外侧纵弓较低，弹性较差，其主要作用是维持身体的直立姿势，因此又被称为支持弓。横弓由三块楔骨、骰骨及跖骨的后部组成。

人体站立时，足部仅以跟骨结节及第1、5跖骨头三点着地，形成稳定的三角支撑结构。足弓具有增加足部弹性和稳定性的作用，有利于行走和跳跃，同时能够缓冲震荡，保护足底血管和神经免受压迫。足弓的维持除了具有骨骼关节的连接和韧带的作用外，还对足底肌腱和小腿长肌腱的牵拉也起到了重要作用。如果这些韧带、肌肉和肌腱发育不良、萎缩或损伤，就可能导致足弓塌陷，足底变得平坦，这种情况被称为平底足或扁平足，影响正常的生理功能。

三、肌学

下肢的肌肉组织称为下肢肌包括髋肌、大腿肌、小腿肌和足肌。

（一）髋肌

髋肌为运动髋关节的肌，主要起自骨盆的内面和外面，跨过髋关节，止于股骨上端，按其所在的部位和作用，可分为前、后两群。

1.前群

（1）髂腰肌　由腰大肌和髂肌组成。腰大肌起自腰椎体侧面和横突。髂肌呈扇形，位于腰大肌的外侧，起自髂窝。两肌向下会合，经腹股沟韧带深面止于股骨小转子。作用：使大腿前屈和旋外。下肢固定时，可使躯干和骨盆前屈。

（2）阔筋膜张肌　位于大腿上部前外侧，起自髂前上棘，肌腹在阔筋膜两层之间，向下移行于髂胫束止于胫骨外侧髁。作用：使阔筋膜紧张并屈大腿。

2.后群

（1）臀大肌　位于臀部浅层，大而肥厚，形成特有的臀部隆起，覆盖臀中肌下半部及其他小肌。起自髂骨翼外面和骶骨背面，肌束斜向下，止于髂胫束和股骨的臀肌粗隆。作用：使大腿后伸和外旋。下肢固定时，能伸直躯干，防止躯干前倾，是维持人体直立的主要肌之一。

（2）臀中肌　位于臀大肌的深面，起于髂骨翼外侧，其前2/3肌束呈三角形，后1/3为羽翼状，向外下走行，至大转子的外面及其后上角，为主要的髋关节外展肌，并参与外旋及后伸髋关节。

（3）臀小肌　位于臀中肌的深面。臀中、小肌都呈扇形，皆起自髂骨翼外面，肌束向下集中形成短腱，止于股骨大转子。作用：两肌均使大腿外展，前部肌束能使大腿旋内，而后部肌束则使大腿旋外。

（4）梨状肌　起自盆内骶骨前面，经坐骨大孔达臀部，止于股骨大转子。作用：外展、外旋大腿。

（5）闭孔内肌　起自闭孔膜内面及其周围骨面，肌束向后集中成为肌腱，由坐骨小孔出骨盆转折向外，此肌腱的上、下各有一块小肌，分别为上孖肌、下孖肌，与闭孔内肌腱一起止于转子窝。作用：使大腿旋外。

（6）股方肌　起自坐骨结节，向外止于转子间脊。作用：使大腿旋外。

（7）闭孔外肌　起自闭孔膜外面及其周围骨面，经股骨颈的后方，止于转子间窝。作用：使大腿旋外。

（二）大腿肌

1.前群 有缝匠肌和股四头肌。

（1）缝匠肌　是全身最长的肌，呈扁带状，起于髂前上棘，经大腿的前面，斜向内下，止于胫骨上端的内侧面。作用：屈大腿和屈膝前节，并使已屈的膝关节旋内。

（2）股四头肌　是全身最大的肌，有4个头：股直肌起自髂前下棘；股内侧肌和股外侧肌分别起自股骨粗线内、外侧唇；股中间肌位于股直肌的深面，在股内、外侧肌之间，起自股骨体的前面。4个头向下形成一强腱，包绕髌骨的前面和两侧，向下延伸为髌韧带，止于胫骨粗隆。作用：是膝关节强有力的伸肌，股直肌还可屈大腿。

2.内侧群 有5块肌，位于大腿的内侧，分层排列。起自闭孔周围的耻骨支、坐骨支和坐骨结节等处（图1-10）。

（1）耻骨肌　长方形短肌，位于髂腰肌的内侧，长收肌的外侧。

（2）长收肌　三角形扁肌，在耻骨肌的内侧。

（3）股薄肌　带状长肌，在最内侧。

（4）短收肌　近似三角形的扁肌，在耻骨肌和长收肌后面。

（5）大收肌　为内侧群最宽大的三角形肌，在上述肌的深面。除股薄肌止于胫骨上端的内侧外，其他各肌都止于股骨粗线，大收肌还有一腱止于股骨内上髁上方的收肌结节，此腱与股骨之间有一裂孔，称为收肌腱裂孔，有大血管通过。

3.后群 有股二头肌、半腱肌和半膜肌，均跨越髋关节和膝关节，常称为“腘绳肌”（图1-10）。

（1）股二头肌　位于股后外侧，有长、短两个头。长头起自坐骨结节，短头起自股骨粗线，两头合并后，以长腱止于腓骨头。

（2）半腱肌　位于股后的内侧，肌腱细长，几乎占肌长度的一半。与股二头肌长头一起起自坐骨结节，止于胫骨上端的内侧。

（3）半膜肌　在半腱肌的深面，以扁薄的腱膜起自坐骨结节，腱膜几乎占肌的一半，肌的下端以腱止于胫骨内侧髁的后面。

（三）小腿肌

1.前群

（1）胫骨前肌　起自胫骨外侧面，肌腱向下经踝关节前方，至足的内侧缘，止于内侧楔骨和第1跖骨底。作用：伸踝关节（足背屈），足内翻。

（2）趾长伸肌　起自腓骨内侧面的上2/3和小腿骨间膜，向下至足背分为4条腱至第2～5趾背移行为趾背腱膜，止于中节和远节趾骨底。由此肌另外分出一腱，经足背外侧止于第5趾骨底，称为第3腓骨肌。作用：伸踝关节，伸第2～5趾，足外翻。

（3） 长伸肌　位于前两肌之间，起自腓骨内侧面的中份和骨间膜，肌腱经足背，止于 趾远节趾骨底。作用：伸踝关节，伸 趾。

2.外侧群 外侧群为腓骨长肌和腓骨短肌，两肌皆起自腓骨的外侧面，腓骨长肌起点较高，并覆盖腓骨短肌。两肌的腱经外踝的后面转向前，在跟骨外侧面分开，短肌腱向前止于第5跖骨粗隆，长肌腱绕至足底，斜行至足的内侧，止于内侧楔骨和第1跖骨底。

3.后群 分浅、深两层。

（1）浅层　有强大的小腿三头肌，两个浅表的头称腓肠肌，腓肠肌的内、外侧头起自股骨内、外侧髁的后面，两头相合，约在小腿中点移行为腱，位置较深的一个头是比目鱼肌，起自腓骨后面的上部和胫骨的比目鱼肌线，肌向下移行为肌腱与腓肠肌的肌腱合成跟腱。

跟腱是人类最长且最坚固的肌腱之一，成人跟腱长度约为15cm。跟腱始于小腿中部，逐渐增厚，以跟骨结节为终结点。它可协助人类进行踝关节的跖屈活动，为步行、跳跃、奔跑等强烈活动提供拉力而不易损伤。然而，在跟腱附着处的肌肉和韧带结构附近，血液供应相对较差。这导致跟腱容易发生营养不良并导致断裂，断裂的部位主要位于跟腱附着于跟骨结节上的上下端2～6cm。

（2）深层　有4块肌，腘肌在上方，另3块在下方。

1）腘肌：斜位于腘窝底，起自股骨外侧髁的外侧部分，止于胫骨的比目鱼肌线以上的骨面。作用：屈膝关节并使小腿旋内。

2）趾长屈肌：位于胫侧，起自胫骨后面，长腱经内踝后方至足底，在足底分为4条肌腱，止于第2～5趾的远节趾骨底。作用：屈踝关节（跖屈）和屈第2～5趾。

3） 长屈肌：起自腓骨后面，长腱经内踝之后至足底，止于 趾远节趾骨底。作用：屈踝关节（跖屈）和屈 趾。

4）胫骨后肌：位于趾长屈肌和 长屈肌之间，起自胫骨、腓骨和小腿骨间膜的后面，长腱经内踝之后到足底内侧，止于舟骨粗隆和内侧、中间及外侧楔骨。作用：屈踝关节（跖屈）和使足内翻。

（四）足肌

足肌分为足背肌和足底肌。

1.足背肌 足背肌较薄弱，包括伸 趾的 短伸肌和伸第2～5趾的趾短伸肌，位于趾长伸肌腱深面。

2.足底肌 足底肌的配布和作用与手掌肌相似，亦分为内侧群、中间群和外侧群，但没有与拇指和小指相当的对掌肌。

（1）内侧群　为运动跗趾的小肌。有3块，浅层有 展肌、 短屈肌；深层有 收肌。

（2）中间群　由浅至深排列为趾短伸肌、跖方肌、4条蚓状肌、3块骨间足底肌和4块骨间背侧肌。

（3）外侧群　为运动小趾肌，有小趾展肌和小趾短屈肌。

四、特殊结构

（一）髋臼的双柱结构

1964年Judet等引入“柱”的概念来描述髋臼，将髋臼视为一个由较长的前柱和较短的后柱组成的倒“Y”形结构（图1-11）。

1.髋臼的前柱 前柱，也称为髂骨耻骨柱，起始于髂嵴顶端，穿过髂前上棘和耻骨上支，延伸至耻骨联合，直至耻骨下支的中部。这个柱状结构向前方及向内侧呈现出凹陷的形态，形成了由腹股沟韧带连接的弓形结构。前柱可分为三个部分：髂骨部分、髋臼部分和耻骨部分。在维持骨盆稳定性方面，前柱所发挥的作用是后柱的2.75倍，因此，从生物力学角度来看，前柱在骨盆稳定性方面具有更大的意义。

2.髋臼的后柱 后柱，也称为髂骨坐骨柱，是由髂骨和坐骨组成的结构。它从坐骨大切迹的上缘开始，穿过整个坐骨和坐骨结节，最后止于耻骨下支的中部。后柱的骨质较为厚实且坚固，可以为内固定提供可靠的支撑。后柱的形状大致为三棱柱形，其横截面呈现为一个三角形的形状。这个三角形：前外侧面，与髋臼的外侧面相接；后侧面，与髋臼的后壁相邻；内侧面，与四边体相接。

髋臼的顶部由髋骨的下部构成，是髋臼的主要承载区域。大部分的臼顶偏向前方，臼口朝向外侧并向下倾斜，与股骨头共同组成髋关节。髋臼能够完全覆盖股骨头。股骨头与髋臼顶的接触是保证髋关节正常功能的关键，髋臼顶是应力主要集中的区域，其次是后壁，前壁的应力最小。前后壁的应力有所差异，但骨硬度没有明显差异。从内部观察，前柱与后柱汇合形成的四边形区域称为四边体，这个区域的骨性结构相对较薄，较小的应力就可能导致骨折。

（二）股三角

股三角位于股前内侧部上1/3，是一个底在上、尖朝下的三角形凹陷。该区域由腹股沟韧带、缝匠肌和长收肌围成。其内部结构从外向内依次为股神经、股动脉和股静脉及其分支，还有股管（空隙）等。股三角的具体位置在大腿的前面上部，上界为腹股沟韧带，内侧界为长收肌内侧缘，外侧界为缝匠肌的内侧缘。前壁为阔筋膜，底为髂腰肌、耻骨肌和长收肌。

股三角的结构由外向内依次为股神经、股鞘及其包含的股动脉、股静脉、股管和腹股沟深淋巴结、脂肪组织等。在股三角内，股动脉居中，位于腹股沟韧带中点深面，外侧为股神经，内侧为股静脉。

（三）腘窝

腘窝为膝后区的菱形凹陷。外上界为股二头肌腱，内上界主要为半腱肌和半膜肌，下内和下外界分别为腓肠肌内、外侧头。腘窝内有血管、神经通行，由浅入深依次有胫神经、腘静脉、腘动脉及行于腘窝上外侧缘的腓总神经。

（四）踝管

踝管位于内踝的后下方，由屈肌支持带（分裂韧带）、内踝和跟骨围成。从屈肌支持带向深面发出三个纤维隔，形成四个筋膜鞘，由小腿后来的屈肌腱和神经血管所通过。其排列次序自前向后是胫骨后肌腱，趾长屈肌腱，胫后动、静脉和胫神经， 长屈肌腱。

（五）Lisfranc关节复合体

Lisfranc关节复合体是由跖跗关节的全部结构组成的，包括相关骨、关节和韧带。该复合体可分为内侧柱、中间柱和外侧柱三个部分。内侧柱是足弓的主要结构，其活动度较小，主要起到支撑作用。中间柱的稳定性最高，在维持关节稳定性方面具有重要作用。外侧柱的活动度相对较大，在矢状位和冠状位上均有10°左右的可活动范围，这有助于足在不平坦的地面上行走平稳。这种活动度对正常足的功能非常重要。三柱紧密结合，共同维持跖跗关节的稳定。

1.骨性结构 Lisfranc关节的骨性结构以紧密楔形嵌合形成关节。其中内、外侧楔骨之间形成一个凹陷，刚好与第2跖骨基底部形成紧密镶嵌关系，在跖关节的稳定中起重要作用。

2.韧带结构 Lisfranc关节的韧带，按其功能和位置分为背侧韧带，跖侧韧带和骨间韧带。背侧韧带和跖侧韧带呈横行、斜行和纵行，连结跖骨和附骨，背侧韧带的力量较其他部位韧带弱，故Lisfranc损伤第2跖骨易向背侧移位。骨间韧带是坚强的关节囊韧带性限制结构，其中Lisfranc韧带最为重要，Lisfranc韧带解剖学呈多样性，可为单束或双束，骨附着面广，起自内侧楔骨的足底部，止于第2跖骨基底部足底面，将第2跖骨基底部固定在原位，以保证其基石样结果的稳定性。另外，胫骨前肌、胫骨后肌、腓骨长、腓骨短肌、趾屈肌、第3腓骨肌等维持跖跗关节和足弓稳定性发挥重要作用。

五、关节功能位

完成日常生活所需的各种活动的最佳体位称为功能位，肢体各个关节都有相应的功能位。当关节功能不能完全恢复时，则必须保证其最有效的、最起码的活动范围，即以各关节的功能位为中心而扩大的活动范围。下肢主要功能是负重、平衡和行走，要求下肢各关节不仅要稳定，而且要有一定的活动。

（一）髋关节

髋关节的功能位是外展10°～20°，前屈15°～20°，外旋5°～10°，儿童可用伸直位。

（二）膝关节

膝关节功能位是屈曲5°～10°，儿童可用伸直位。

（三）踝关节

踝关节功能位即它的中立位，不背伸或跖屈，不外翻或内翻，足底平面不向任何方向偏斜。

六、表面解剖

（一）体表标志

1.坐骨结节 屈髋时，在臀大肌下缘可摸到，是坐骨结节的最低点。或取坐位时，与凳子相接触的皮下可摸到。

2.大转子 为髋部最外侧的隆起点。直立时，在股外侧于髂结节下方约10cm处。

3.臀大肌 形成臀部圆隆的外形。

4.臀股沟 又称臀沟，为臀部皮肤与大腿后面皮肤之间的横行浅沟，其中点处为针灸“承扶”穴。

5.股骨内、外侧髁 为股骨远侧端向两侧的膨大处，外侧髁较宽大，内侧髁较突出。内、外侧髁侧面最突出部为股骨内、外上髁。在股骨内上髁上方还可触及收肌结节，为大收肌腱附着处。

6.股四头肌 形成大腿前面的肌性隆起，肌腱经膝关节前面包绕髌骨的前面和两侧缘，向下延伸为髌韧带，止于胫骨粗隆，为临床上膝跳反射叩击部位。

7.髌骨 位于膝关节前方，常作为测量标志。髌骨上缘中点处为针灸“鹤顶”穴。

8.髌韧带 为连于髌骨与胫骨粗隆之间的韧带。其外侧凹陷处为针灸“犊鼻（外膝眼）”穴，内侧凹陷处为针灸“内膝眼”穴。

9.腘窝、腘横纹 腘窝为膝关节后面的菱形窝。腘横纹为膝关节后面横行的皮肤皱纹。腘横纹中点处为针灸“委中”穴，外侧端为针灸“委阳”穴，内侧端为针灸“阴谷”穴。

10.半腱肌腱、半膜肌腱和股二头肌腱 屈膝时，在膝关节后方内侧可摸到半腱肌腱和半膜肌腱，外侧可摸到股二头肌腱。

11.腓肠肌内、外侧头 腓肠肌腹形成小腿后面的肌性隆起，俗称“小腿肚”。腓肠肌内、外侧头构成腘窝的下内、下外侧界。

12.胫骨粗隆 为髌韧带下端止点处的骨性隆起，在皮下可触及。

13.胫骨内、外侧髁 屈膝时，可在髌韧带两侧触及。胫骨内侧髁下方为针灸“阴陵泉”穴。

14.腓骨头 在小腿上方外侧，平胫骨粗隆水平可摸到腓骨头，其下方为腓骨颈。腓骨头前下方为针灸“阳陵泉”穴。

15.胫骨前、后缘 胫骨粗隆向下延续为胫骨前缘，是一条较锐的骨嵴，全长均可触及。胫骨内侧面在胫骨前缘的内侧，位于皮下，可触及。胫骨后缘为胫骨内侧面的后缘，皮下可触及。外膝眼下3寸，胫骨前缘外侧一横指处为针灸“足三里”穴。内踝上3寸，胫骨后缘为针灸“三阴交”穴。

16.内踝与外踝 位于踝关节的内、外侧。外踝尖较内踝低，内踝是测量下肢长度的标志点。在踝关节前面，小腿与足背交界处为踝横纹，中点处为针灸“解溪”穴，内踝后方与跟腱之间为针灸“太溪”处为踝后方与跟腱之间为针灸“昆仑”穴。

17.胫骨前肌腱、趾长伸肌腱和 长伸肌腱 位于踝关节前面，当伸踝、伸趾时，可见到3条肌腱，位于中间者为 长伸肌腱，位于内侧者为胫骨前肌腱，位于外侧者为趾长伸肌腱。

18.跟腱 在踝关节的后方，呈粗索状，向下止于跟骨结节。

19.跟骨结节 是跟骨后端的突出部分，为跟腱的附着处。

20.舟骨粗隆 是足舟骨向内下方的隆起，在内踝前下方约3cm处，在足跟与第1趾骨根部连线的中点处可触及。舟骨粗隆的下缘为针灸“然谷”穴。

21.第5跖骨粗隆 在足外侧缘中部，足跟与小趾尖连线的中点处可触及。第5跖骨粗隆的后缘为针灸“束骨”穴。

（二）体表投影

1.臀上血管、神经 髂后上棘与大转子尖连线的中、上1/3交点，为臀上动脉、静脉和神经移行出骨盆处的体表投影点。

2.臀下血管、神经 髂后上棘与坐骨结节连线的中点，为臀下动脉、静脉和神经出盆处的体表投影点。

3.坐骨神经 髂后上棘与坐骨结节连线中点的外侧2～3cm处为坐骨神经出盆处的体表投影点。经坐骨结节与大转子连线的中、内1/3交点至股骨内、外侧髁之间中点（或腘窝上角）的连线为坐骨神经主干的体表投影。

4.股动脉 下肢微屈并外展、外旋时，由髂前上棘与耻骨联合连线的中点至收肌结节连线的上2/3段为股动脉的体表投影。在腹股沟韧带中点处可摸到股动脉的搏动。

5.腘动脉 大腿后面中、下1/3的分界线与大腿后面正中线交点的内侧2.5cm处至腘窝中点的连线为腘动脉斜行段的体表投影；腘窝中点至腘窝下角的连线为腘动脉直行段的体表投影。或自腘窝上角内侧一横指处至腘窝下角的连线为腘动脉的体表投影。

6.胫前动脉 胫骨粗隆与腓骨头之间的中点至内、外踝前面连线中点的连线为胫前动脉的体表投影。

7.胫后动脉 腘窝下角至内踝与跟腱内侧缘之间中点的连线为胫后动脉的体表投影。

8.足背动脉 内、外踝前面连线的中点至第1、第2跖骨底之间的连线为足背动脉的体表投影。在足背， 长伸肌腱的外侧可摸到足背动脉的搏动。

9.梨状肌 自髂后上棘至尾骨尖做连线，该连线距离髂后上棘约2.0cm处至大转子的部分，即为梨状肌的体表走行部位。

（杨文龙　王力）

第二节　正常下肢影像学评价

下肢分为髋、股、膝、小腿、踝和足，借肢带与躯干相连，其前方以腹股沟与腹部分界，后外侧借髂嵴与腰、骶尾部相邻，内侧以阴股沟与会阴分隔。

一、X线检查

X线平片检查是下肢大多数外伤性、先天性和骨性疾病首选的影像学检查方法。

（一）骨盆

骨盆正位用于显示全部骨盆、髂骨、耻骨、坐骨、髋关节和股骨上端的前后位影像。骨盆诸骨的外伤性或者骨质病变，可拍摄骨盆正位片；骨盆入口位可显示骨盆环的完整性、半骨盆前后方向移位情况；骨盆出口位显示骶骨及耻骨支、半骨盆垂直方向移位情况，骨盆前部结构的裂缝骨折、后部的骶骨骨折和髂骨骨折均可清晰显示。与其他投照体位相比，可以更好地显示骨盆后部的向上移位及骨盆前部的向上或向下移位。此外，骨盆常见的体位还有骨盆闭孔斜位和骶髂关节正斜位（图1-12）。

1.正位标准影像

（1）照片包括全部骨盆诸骨及股骨近端1/4，且左右对称，骨盆位于照片正中显示。

（2）耻骨不与骶椎重叠，两侧大粗隆内缘与股骨颈重叠1/2。

（3）两侧髂骨翼与其他诸骨密度均匀，且骨纹理清晰可见。

2.入口位标准影像

（1）骨盆入口位于照片中央。

（2）第5腰椎和骶骨棘突至耻骨联合连线居中，双侧骶髂关节、髋关节对称。

（3）骨盆入口内缘骨皮质边缘锐利，从后向前由骶骨岬、弓状线、耻骨梳和耻骨结节构成。

（4）骨盆入口呈前后径较长的卵圆形形状。

（5）骨盆诸骨骨质结构密度均匀，对比度良好。

3.出口位标准影像

（1）骨盆出口构成骨位于照片中央或中央区略偏下。

（2）第5腰椎和骶骨棘突至耻骨联合连线居中，双侧骶髂关节、髋关节对称。

（3）双侧闭孔大小相等、形态对称，上下径大于左右径。

（4）耻骨联合关节间隙呈轴位，与骶骨下部重叠。

（5）双侧耻骨上、下支，坐骨上、下支，坐骨结节呈正位显示。

（6）骨盆诸骨骨质结构密度均匀，对比度良好。

（二）髋关节

髋关节正位影像可用于呈现髋关节、股骨头、股骨颈、股骨大小粗隆和股骨干上端的正面影像。髋关节水平侧位影像可用于呈现股骨头、颈和大小粗隆的侧面影像。髋关节蛙式位影像可用于呈现双侧股骨颈的情况。当诊断股骨头缺血性坏死、髋部外伤性疾病时，建议拍摄髋关节的正位和侧位影像。当诊断先天性髋关节脱位时，建议拍摄双髋关节的正位和蛙式位（图1-13）。

1.正位标准影像

（1）照片包括髋关节、骰骨近端1/3，同侧耻、坐骨及部分髂骨翼。

（2）股骨头大体位于照片正中，或位于照片上1/3正中，大粗隆内缘与股骨颈重叠1/2，股骨颈显示充分。

（3）股骨颈及闭孔无投影变形，申通线光滑锐利，曲度正常。

（4）髋关节诸骨纹理清晰锐利，坐骨棘明显显示，周围软组织也可辨认。

2.水平侧位标准影像

（1）股骨颈及关节面显示清晰，无臀部干扰影。

（2）皮肤软组织及骨小梁结构显示清晰。

（三）膝关节

膝关节正位片能够提供胫骨上段、腓骨上段和股骨下段的前后位影像。膝关节侧位片能够显示膝关节、股骨下段、胫骨上段、腓骨上段和髌骨的侧位影像。髌骨轴位片可用于显示髌骨和股骨的关节面及髌骨的轴位影像。这些拍摄位置可用于诊断多种病变，包括膝关节退行性病变、外伤性病变、骨软骨瘤和成骨肉瘤等。对于1岁以内婴儿的骨龄测量和类风湿关节炎，通常采用膝关节正位片。若需要观察髌骨情况，可拍摄髌骨轴位片。但需要注意的是，明显骨折的患者不应拍摄此体位，因为可能会加重骨折情况（图1-14）。

1.正位标准影像

（1）照片包括股骨两髁，胫骨两髁及腓骨头，其关节面位于照片正中。

（2）腓骨头与胫骨仅有少许重叠。

（3）膝关节诸骨纹理清晰可见，周围软组织层次可见。

2.侧位标准影像

（1）膝关节间隙位于照片正中，股骨内外髁重叠良好。

（2）髌骨呈侧位显示，其与骰骨间隙分离明确，关节面边界锐利，无双边。

（3）股骨与胫骨平台重叠极小。

（4）膝关节诸骨纹理清晰可见，周围软组织可以辨认。

3.髌骨轴位标准影像

（1）髌骨呈三角形，髁间窝显示在照片正中。

（2）髌骨内侧缘呈切线位，无双边影，与股骨间隙呈倒“人”字形显示。

（3）髌骨骨小梁清晰可见。

（四）踝关节

踝关节正位片用于呈现踝关节、胫骨下端、腓骨下端及距骨前后的影像。踝关节侧位片则用于呈现踝关节侧位的影像。在诊断踝关节外伤性疾病和术后复查时，通常会拍摄患侧踝关节的正位和侧位片。此外，还可以采用内旋位和斜位等特殊体位来更好地评估踝关节的情况（图1-15）。

1.正位标准影像

（1）踝关节位于照片中央显示，关节面呈切线位，其间隙清晰可见。

（2）胫腓联合间隙不超过0.5cm。

（3）踝关节诸骨纹理清晰锐利，周围软组织层次可见。

2.侧位标准影像

（1）距骨滑车面内外缘重合良好。

（2）腓骨远端重叠于胫骨正中偏后。

（3）踝关节位于照片正中显示。

（4）踝关节诸骨纹理及周围软组织清晰可见。

（五）足部

足正位用于显示全部趾骨、跖骨和距骨前的跗骨（包括舟骨、骰骨和第1、2、3楔骨）的正位影像，距骨和跟骨因与胫腓骨下端有所重叠而不能显示；斜位用于显示所有足骨和各关节的斜位影像；足侧位用于显示足部的侧位影像，站立位负重位拍摄时能显示足弓的真实角度，用作足弓的测量。痛风、马蹄内翻足及足部外伤一般拍摄足正斜位；趾骨骨疣拍摄足正侧位；扁平足拍摄足负重侧位；跟痛症或跟骨外伤应拍摄跟骨侧位及轴位（图1-16）。

1.正位标准影像

（1）照片包括跖、趾及跗骨，第3跖骨基底部位于照片正中。

（2）跗骨到趾骨远端密度适当，骨纹理清晰可见。

（3）舟距关节与骰跟间隙清晰可见。

2.斜位标准影像

（1）全足诸骨呈斜位，第3、4跖骨基底部位于照片正中。

（2）第1、2跖骨部分重叠，其余均单独显示。

（3）跟距关节、楔舟关节及第3、4跗跖关节间隙显示明确。

（4）全足诸骨密度基本均匀，骨纹理清晰。

3.侧位标准影像

（1）足侧位影像，趾骨、跖骨、跗骨大部分重叠。

（2）跟骨、距骨呈侧位像，骨纹理显示清晰，骨与软组织层次明显。

4.跟骨侧位标准影像

（1）照片包括踝关节及部分距骨，跟骨位于照片正中，呈侧位显示。

（2）距骨下关节面呈切线位显示，其关节间隙清晰可见。

（3）跟骨纹理显示清晰。

5.跟骨轴位标准影像

（1）跟骨轴位影像，跟骨轴位标准片显示。

（2）跟骨位于照片正中，其纵径与图像正中长轴重合。

（3）跟骨纵径与横径投影比例恰当，约2∶1；从距下关节面到跟骨粗隆部，均应清晰显示，包括载距突。

（六）下肢全长

下肢全长片是通过图像无缝拼接技术，将下肢全长显示在一张X线平片上，以便于下肢整体情况的显示和各角度的精确测量（图1-17）。

二、CT检查

对于下肢的明显骨折，通常拍摄X光平片即可满足诊断要求。然而，对于隐匿性骨折和软组织损伤，需要在常规X光平片的基础上进行CT进一步检查。CT扫描提供了横断位图像，结合其强大的后处理技术，可以得到矢状位、冠状位、任意斜位和三维重组图像。这些图像对精确确定病灶位置和制订外伤手术方案具有指导作用。此外，临床外科通过CT引导可以进行穿刺活检，精确确定病灶位置，提取病理组织后进行实验室检查以确定疾病性质（图1-18）。

（一）CT平扫

一般外伤性、退行性、感染性病变性CT平扫即可以诊断。

1.髋部横断层解剖

断层中心以髋关节为主（图1-19）。髋臼前、后端可见髋臼唇，其中部为髋臼切迹及连于其前、后缘的髋臼横韧带。股骨头、股骨颈及大转子切面由前内向外后延伸。关节囊的前壁外侧份有髂股韧带，内侧份有耻股韧带；后壁可见坐股韧带。髋关节前方为髂腰肌和耻骨肌，其前面为股三角，内有股神经、股动脉、股静脉和腹股沟深淋巴结。

2.股部中份横断层解剖 此断层经腹股沟中点至髌骨上缘中点连线的中点（图1-20）。股骨居中央，其断面近似圆形。后面稍凸起为粗线。由此向后、内、外，深筋膜形成三条肌间隔。内侧肌间隔中可见在收肌管内下行的股动、静脉和隐神经。在前骨筋膜鞘内有大腿前群肌；后骨筋膜鞘内有大腿后群肌，其深面可见坐骨神经和股深血管之穿支，此处坐骨神经近似扁圆形。内侧骨筋膜鞘内有大腿内侧群肌。股内侧的浅筋膜内有大隐静脉。

3.经膝部髌骨中点横断层解剖 此断层以骨质结构为主（图1-21）。股骨内、外侧髁占据了断面中央的大部，其后面的凹陷为髁间窝后部；其前方为髌骨，两者之间可见狭窄的膝关节腔，翼状襞凸入其内侧部。大腿前群肌已变为肌腱附于髌骨前面，后群肌亦变小，腓肠肌内、外侧头出现（内大外小），两头之间由浅入深可见胫神经、腘静脉和腘动脉，腓总神经位于后外方，腓肠肌外侧头和股二头肌内侧缘后部之间。

4.经胫骨体中部横断层 此断层经胫骨体中部（图1-22）。前骨筋膜鞘中，长伸肌出现，胫前动、静脉及腓深神经在胫骨前肌深面，紧贴小腿骨间膜。后骨筋膜鞘中，主要由小腿三头肌占据，胫后动、静脉及胫神经位于该肌深面；而腓动、静脉居腓骨之内侧。外侧骨筋膜鞘内，腓骨长肌、腓骨短肌呈浅、深配布，腓浅神经已接近小腿前外侧表面。

5.踝关节的横断层解剖 此断层经内踝尖上方1cm，主要显示踝关节的构成及其周围韧带（图1-23）。距骨位居中央，与内、外踝关节面起构成踝关节。关节的前内侧有内侧韧带加强，外侧被距腓前、后韧带加强。距骨的前面有小腿前群肌腱、足背动静脉及腓深神经。踝管居踝关节的后内侧，从前至后依次有胫骨后肌腱、趾长屈肌腱、胫后血管、胫神经及长屈肌腱。

（二）CT增强扫描

在诊断和鉴别诊断肿瘤和占位性疾病时，需要进行CT增强扫描或CT灌注成像。通过从外周静脉注入含有吸收X线能力强的碘剂溶液，使其经过血液循环到达全身各组织，并在合适的延迟时间进行CT扫描，可以得到动脉期、静脉期和实质期等期相图像。通过建立时间-密度曲线，可以了解病灶和组织的血供情况，进而分析肿瘤性质。

（三）CT血管造影

对于患有下肢血管性疾病的患者，如出现血管畸形、栓塞、狭窄、动脉瘤或下肢动脉大范围钙化等，可以考虑进行下肢CTA检查。下肢CTA检查可以获取下肢血管的完整形态及与周围组织的相互关系，从而为诊断和治疗提供重要的影像学信息（图1-24）。

三、MRI检查

对于一般性下肢骨折，通常需要进行X线平片和CT检查以明确诊断。然而，对于隐匿性骨折，MRI检查具有无法比拟的优势。X线平片在显示软组织方面存在较大的局限性，而CT对于四肢软组织、韧带、肌腱、关节软骨、半月板及神经情况的显示效果也不佳。相比之下，磁共振成像能够弥补这些不足，提供更全面、准确的诊断信息。

（一）平扫

一般四肢骨关节、软组织、韧带、肌腱、关节软骨、半月板等病变，行MRI平扫即可。MRI可进行多方位、多参数成像，能够提供大量的解剖及疾病信息。

1.髋关节 髋关节MRI检查在临床上的广泛应用，主要是因为其具有极高的早期股骨头缺血坏死的诊断敏感性和特异性。因此，如何更早、更准确地诊断股骨头缺血性坏死成为MRI技术的关键环节之一。除此之外，MRI在髋关节的另一个应用领域是髋臼唇的损伤，提高髋臼唇病变的诊断能力也是MRI技术的重要关注点。

髋关节MRI成像方位：对于绝大多数髋关节病变，要求行横断位、矢状位及冠状位扫描。在实际临床工作中，为了节约时间，髋关节病变一般行横断位及冠状位扫描；对于股骨头缺血性坏死，如果要对其进行三维定位及定量诊断，则通常要求进行矢状位、冠状位、轴状位三方位扫描。斜矢状面（平行于股骨颈）可观察髋臼唇的垂直断面；斜冠状面（垂直于前后唇连线）可较好显示上下髋臼唇；对髋关节唇及关节软骨病变需要进一步诊断时，可行单侧髋关节MRI造影。

髋关节成像序列：T 1 WI序列，是髋关节MRI成像的重要序列，其信噪比高、对解剖结构显示良好及对骨髓病变也具有较高的敏感性。T 2 WI序列，是诊断股骨颈隐匿性骨折及早期股骨头坏死诊断的主要序列，而且也是很多非创伤性关节病变的主要定性手段，通常需配合压脂技术。STIR序列，是髋关节MRI成像常用的序列，它对于骨髓病变及微小的损伤性病变具有极好的敏感性。3D梯度回波序列对髋臼唇及髋关节软骨病变的显示有一定优势（图1-25）。

2.膝关节 膝关节MRI在骨关节系统中被广泛接受，其诊断价值也被高度认可。MRI对于各类膝关节病变，包括外伤导致的急性和慢性关节内紊乱，以及关节周围软组织损伤、关节感染性疾病、肿瘤性疾病、骨髓性疾病，都具有相当的诊断价值。

膝关节MRI成像方位：膝关节常规进行横断位、矢状位及冠状位三个方位扫描，缺一不可。通常矢状位是最重要的成像方位，因为它是诊断半月板病变和交叉韧带病变最主要的依据。冠状位也非常重要，它是诊断内外侧副韧带病变的主要依据，同时也用于辅助诊断半月板和交叉韧带的病变。横断位对于全面诊断必不可少，横断位是评价髌骨后缘软骨的最好方位，同时也能很好地显示各种肌腱、韧带的病变。

膝关节MRI成像序列：T 1 WI序列，具有信噪比高、解剖结构显示好及对骨髓病变显示好的特点。T 2 WI序列，是诊断膝关节各种韧带断裂的主要序列，而且也是很多非创伤性关节病变的主要定性手段，通常需配合压脂技术。PDWI-fs序列，关节液为高信号，能够和半月板及关节软骨形成良好的对比。STIR序列主要用于骨髓病变和关节软骨病变的检查，其脂肪抑制效果好，但是图像整体信噪比较其他脂肪抑制序列差。梯度回波序列（GRE），主要用于诊断半月板病变和关节软骨病变，对韧带病变及骨髓病变的诊断能力较差（图1-26）。

3.踝关节 踝关节作为下肢的主要支撑和运动关节，常常受到外伤的影响。对于普通的骨折和脱位情况，常规X光平片能够提供足够的影像学信息，以便进行诊断和治疗。然而，许多外伤并不会引起明显的骨折或脱位，而是会对关节韧带、肌腱及关节软骨等软组织造成损伤。在这种情况下，常规X光平片就不能提供足够的相关信息，从而导致诊断的延误，这可能会导致踝关节的不稳定或持续性的疼痛。磁共振成像（MRI）技术可以弥补常规X光平片的这些不足，因此已被广泛应用于急慢性踝关节创伤性疾病的诊断。

踝关节MRI成像方位：为了对踝关节进行全面评价，踝关节MRI通常要进行横断位、矢状位和冠状位三个方位成像。横断面在踝关节三方位中是最重要的方位，它能提供最多的关于肌腱和韧带的诊断信息。平行于内外踝的斜冠状位是诊断胫距关节软骨病变的最佳方位，同时对于踝关节韧带性病变的诊断也能提供帮助。垂直于内外踝的斜矢状位，不利于显示各种韧带性病变，但是有利于显示肌腱和关节软骨的病变。另外，对于跟腱的损伤，通常需横断位和斜矢状位进行诊断。

踝关节MRI成像序列：T 1 WI序列，是踝关节MRI必备的序列，一般扫描矢状位和（或）横断位。PDWI序列配合压脂技术对于纤维软骨及关节透明软骨的病变都具有相当的诊断价值，而且具有良好的信噪比。T 2 WI-fs序列或STIR序列在踝关节MRI成像中也常被应用，它们对骨髓病变都具有较高的敏感性。GRE序列在踝关节MRI成像中较少应用。踝关节的透明软骨明显薄于膝关节，胫距关节又相隔较近，这两点限制了GRE序列显示踝关节透明软骨的能力（图1-27）。

4.大腿/小腿 从MRI成像的角度来看，四肢骨骼主要由骨髓、骨皮质和骨膜三部分构成。其中，骨髓是MRI成像重点关注的部分，包括黄骨髓和红骨髓，其内部含有骨松质的骨小梁结构。对于骨皮质的评估，常规X线平片和CT检查是更为可靠的手段，而MRI成像只能作为辅助手段。

正常骨膜由于厚度较薄且不含钙盐，因此在目前的临床MRI扫描和常规X线或CT检查中均无法清晰显示。然而，如果发生骨膜反应，常规X线和CT可以很好地显示增厚和钙化的骨膜，而MRI则可以很好地显示增厚但尚未钙化的骨膜。

除关节结构外，四肢软组织主要由骨骼肌和脂肪组织组成，其中骨骼肌为最主要的成分，也是软组织MRI主要关注的领域。在MRI图像上，骨骼肌一般都表现为中等偏低信号，但由于各肌肉之间、肌肉与皮肤之间都存在不同量的脂肪分隔，因此MRI图像可以清晰地显示四肢骨骼肌的解剖形态。

大腿及小腿MRI成像方位：对于四肢骨骼和软组织病变，至少需要两个相互垂直的平面，其中至少应有一个平面同时拥有标准化的T 1 WI和T 2 WI序列。一般横断面必不可少，冠状面、矢状面和斜面则可依据情况而定。

大腿及小腿MRI成像序列：自旋回波T 1 WI和T 2 WI序列可以解决绝大多数四肢骨骼和软组织病变的诊断。多数的骨髓病变在T 1 WI上呈低信号，与高信号的骨髓形成鲜明对比；T 2 WI相上呈高信号，高于骨髓本身的信号强度。但对于多数的骨骼肌病变，T 1 WI往往对比不够鲜明，而T 2 WI则可以显示为明显的高信号。STIR是一种特殊的反转恢复类序列，它可以比较彻底地抑制骨髓与脂肪的信号，从而可以使骨髓病变和骨骼肌病变对比更加鲜明。GRE（梯度回波）序列不具备良好的软组织对比，因此对于骨骼肌病变的价值不大，但它可以用于确定肌筋膜界面和肌肉内的少量出血（图1-28、图1-29）。

（二）增强扫描

钆造影剂MR增强扫描主要用于定位病变和鉴别囊实性病变，通过T 1 WI或GRE序列的增强扫描实现。对于肿瘤性病变，增强扫描可区分富血供区和坏死区、判断生长期肿瘤成分、检测术后残留，并指导活检。但增强特征不具有确切的良恶性鉴别价值。为准确鉴别肿瘤良恶性，需行MRI灌注扫描，分为内源性灌注法和外源性灌注法。灌注结果分析基于时间-信号强度曲线和肿瘤边缘与中心强化率的差别。灌注扫描结合后处理工作站软件可计算相对血容量、相对血流量和平均通过时间等信息；病灶边缘与中心强化率反映微血管化不均匀分布程度。

四、下肢常用测量方法及临床意义

下肢常用测量角度对于临床诊断与判断疾病预后有重大意义，常用测量角度如下。

（一）下肢机械轴及解剖轴

下肢力线及解剖轴如下（图1-30）。

1.下肢机械轴 站立位X线前后像股骨头中心与踝关节中心的连线，又称为下肢力线。

2.下肢解剖轴 下肢解剖轴包括股骨解剖轴和胫骨解剖轴。

（1）股骨解剖轴　股骨解剖轴纵贯并平分股骨髓腔中心，通常为股骨大转子尖与股骨远端中点内侧连线。

（2）胫骨解剖轴　纵贯并平分胫骨骨髓腔，通常为胫骨近段中点到远端中点连线。

正常人体站立时，下肢机械轴通过膝关节中心，此时，股骨解剖轴与下肢力线有平均6°的外翻角；胫骨解剖轴与机械轴重合。在病理情况下，由于膝关节内翻或外翻，下肢的机械轴将会偏离膝关节的中心。膝内翻时下肢机械轴位于膝关节中心内侧，膝外翻时下肢机械轴位于膝关节中心外侧。

（二）骨盆及髋部

骨盆及髋部检查具体如下（图1-31）。

1.耻骨角 两侧耻骨下支在耻骨联合下缘所形成的夹角称为耻骨角，男性为70°～75°，女性角度较大为90°～100°。

2.股骨前倾角 股骨前倾角是人体股骨颈的中轴线与股骨内外髁中点间的连线形成的夹角，又称扭转角，正常范围为10°～15°。股骨颈前倾角的存在符合人体负荷力线的要求，若前倾角变化，股骨头的偏心距将随之发生改变，股骨头臼间的相互适应关系也将发生改变，从而导致髋关节的载荷传导紊乱，进而引起关节软骨的蜕变、继发性骨关节炎的发生。

3.股骨颈干角 股骨颈干角是股骨颈的长轴与股骨干纵轴之间形成的角度，又称内倾角，正常值为110°～140°。颈干角随年龄的增加而减小，儿童平均为151°，而成人男性为132°，女性为127°。颈干角可以增加下肢的运动范围，并使躯干的力量传达至较宽的基底部，颈干角的异常会改变髋关节周围的力学关系。颈干角大于正常值为髋外翻，小于正常值为髋内翻。

4.股骨偏心距 股骨偏心距指股骨头旋转中心与股骨干纵轴的垂直距离，外展肌力量通过这种杠杆结构作用于髋关节。股骨偏心距可以使人体重量偏心作用在髋关节上（偏心负重），再向双下肢传递。股骨的这种偏心结构影响髋关节外展肌力量和髋关节功能。精确重建股骨偏心距有利于平衡外展肌力，从而获得最大的外展力量和最小的关节界面应力，提高外展肌收缩效率和运动能力达到骨盆平衡。

5.中心边缘角（center-edge，CE角） 股骨头中心至髋臼外缘连线与过股骨头中心垂线的夹角，正常范围为20～40°，平均值为30°，小于20°可诊断为髋臼发育不良。

6.沈通线 即shenton线，是股骨颈内缘与闭孔上缘之连线，正常此线呈连续弧形。当髋关节脱位时，近端股骨上移，则此线中断，失去连续性。

7.髋臼指数 骨盆正位X线片上，通过双侧髋臼“Y”形软骨顶点画一直线并加以延长，再从“Y”形软骨顶点向骨性髋臼顶部外侧上缘最凸出点连一直线，此线与骨盆水平等夹角即为髋臼指数。正常值为20°～25°，当小儿步行后此角逐渐减小，直至12岁时基本恒定于15°左右。髋关节脱位时则明显增大，甚至在35°以上。

8.Perkin象限 在骨盆正位片上，两侧髋臼中心连一直线称为“H”线，再从髋臼外缘向“H”线作一垂线（P），即将髋臼关节划分为四个象限，正常股骨头骨骺位于内下象限内。若位于外下象限为半脱位，位于外上象限为全脱位。

（三）膝部

膝部测量角度具体如下（图1-32）。

1.股胫角（femur-tibial angle） 为股骨干长轴与胫骨干长轴在膝关节处相交形成的向外的夹角，正常为165°～170°。若大于170°为膝内翻（O形腿），小于165°为膝外翻（X形腿）。

2.股骨远端外侧角（mLDFA） 股骨内外侧髁远端切线（关节线）与股骨机械轴两者之间形成的外侧夹角，正常为（87±3）°。该角度增大或较小，提示内外翻，或骨缺损。

3.胫骨近端内侧角（mMPTA） 胫骨内外侧平台切线（关节线）与股骨机械轴两者之间形成的内侧夹角，正常为87°±3°。该增大或较小，提示内外翻，或骨缺损。

4.股四头肌角（quadricep Angle，Q角） 髂前上棘与髌骨中点连线与髌骨中点与胫骨结节连线的交角。正常男性13°±2°，女性15°±2°。Q角增大提示髌骨不稳定，易外移导致髌骨脱位、半脱位（股四头肌外侧拉力增大）。

（四）足部

足部测量角度具体如下（图1-33）。

1.跟骨结节关节角（Bohler角） 正常为25°～40°，由跟骨后关节面最高点分别向跟骨结节和前结节最高点连线所形成的夹角。

2.跟骨交叉角（Gissane角） 由跟骨外侧沟底向前结节最高点连线与后关节面线之夹角，正常为120°～145°。

3. 外翻角（HAA角） 第1跖骨长轴线与第一趾近节趾骨长轴线相交之锐角，正常小于15°。

4.第1、2跖骨间角（IMA角） 第1跖骨长轴线与第二跖骨长轴线相交的锐角，正常小于9°。

5.内侧纵弓角 从跟骨的最低点到距骨头的最低点作一条直线，再从距骨头的最低点到第1跖骨头最低点作一条直线，然后测量两条直线所构成的夹角，正常值为113°～130°。

6.外侧纵弓角 从跟骨最低点到跟骰关节最低点做一条直线，再从跟骰关节最低点到第5跖骨头最低点做一条直线，然后测量两条直线构成的夹角，130°～150°。

（张期　张静坤）

第三节　下肢生物力学特点

一、髋关节

由股骨头和髋臼组成，髋臼的关节面的曲率半径与股骨头表面非常适应，髋臼向前向下，几乎可以完全包盖股骨头。因此，此关节在承重中非常稳定，在承重及活动中，没有平移，它被人体最强大的关节囊及周围韧带所包裹，其中以囊前壁的髂股韧带最为坚固。由于直立时身体重心落在髋关节的后方，髂股韧带可防止躯干过分后仰，对维持身体直立姿势有一定作用，但也限制了大腿向后伸展的幅度。

（一）髋关节的活动

髋关节的活动范围为：屈曲135°、伸展30°。当骨盆处于中立位时，髋关节屈曲120°、伸展10°，正常外展45°、内收25°、外旋35°、内旋15°。在45°左右的外展范围内，股骨大转子会触碰到髋臼上缘，限制了大腿的继续外展。但是，如果先进行大腿旋外，则外展的幅度可以增加到160°。这是因为大腿旋外后，股骨大转子从原来的侧方移动到后方，因此不会触及髋臼上缘，从而增加了外展的幅度。通过训练，上述运动幅度都可以进一步增加。大腿前屈的幅度还与小腿的位置有关。当小腿在膝关节处伸直时，由于受到大腿后面双关节肌的限制，大腿前屈的幅度会比较小。而当小腿在膝关节处屈曲时，大腿前屈会因为没有受到大腿后部肌群的限制而变得容易。在运动实践中，经常采用压腿、踢腿、劈叉等练习来训练大腿后部肌群的伸展性，以增加髋关节的灵活性和运动幅度。

（二）髋关节的受力分析

正常生理条件下，髋关节承受的压力应均匀地分布在负重关节面。负重关节面积与所受压力呈反比。过度负荷可能导致关节软骨受损，引发骨关节炎。正常关节面骨端之间的良好匹配使得应力分布范围广泛，单位面积承受的压力较小。当关节面之间不协调时，压力将被传递到相互接触的关节面或因软骨面受损和臼头半径不一致而导致应力集中。此外，髋关节的负重力线在髋臼上的位置也需要注意。

在行走或站立过程中，髋关节起着重要的承重作用，主要由股骨头和髋臼组成。实验表明，髋关节具有一定程度的不协调性，这意味着不同部位的髋臼和股骨头所承担的压力并不完全相同。例如，当处于摆动相时，髋臼仅在前部、后部与股骨头接触，承受压力，顶部压力几乎不存在；而在单腿站立时，髋臼因弹性变形与股骨头关节面完全接触，实现协调一致。

在人类直立行走过程中，股骨上部压力骨小梁和张力骨小梁共同构建了一个合理的应力分布力学体系。对股骨距这一特殊解剖结构的深入研究发现，其与股骨上段的三束骨小梁协同构成了一个高效的承重结构，增强了股骨颈基底部的支撑力。当人类保持直立状态时，由于颈干角和前倾角的存在，通过髋臼作用于股骨头的力量被分散为：垂直于骨折线的分力、使头颈部内翻的分力、体质量压力和肌肉牵拉形成的剪力以及下肢外旋转力。当股骨粗隆间发生骨折时，股骨颈干部皮质和内部负重系统将会受到破坏，导致颈干部立即丧失承重能力。在前述的三种力量作用下，维持正常颈干角变得困难，容易引发髋内翻。因此，任何固定方式都应当重塑股骨距的解剖结构，以满足股骨上段生物力学特性，进而实现颈干部力学平衡和颈干角恒定。这种应力能促进骨折愈合。

在双腿平衡站立时，股骨头所承受的重量大约为总体重的2/3，即单侧股骨头所承受的力为人体体重的1/3。当人体单腿站立时，股骨头所承受的力为人体体重的2.6倍。在慢步行走时，股骨头所承受的力为人体体重的1.6倍。而在跑步状态下，作用在股骨头上的力则可以达到人体体重的5倍。

二、膝关节

膝关节是人体中最大、最复杂的关节之一，因膝关节的解剖结构及功能的需求等因素，在运动中是容易受到损伤的部位之一，了解膝关节功能上的特点和复杂性，对临床有积极的指导意义。

（一）膝关节的活动

正常人膝关节活动从伸直0°到屈曲140°，多数人有3°～4°过伸，在正常走步中足跟着地瞬间，膝关节的屈曲程度达到约15°，摆动期间，膝关节可以进行的最大屈曲角度可达到65°。而在快速奔跑时，膝关节的活动范围会有所增加，当双脚接触地面的瞬间，膝关节的屈曲程度为35°，而摆动期最大到130°，在日常生活中，例如在上下楼梯或者从座位上站起时，膝关节通常会保持在115°左右的屈曲程度。

1.胫股关节的运动 胫股关节的屈伸运动发生在矢状面上，其运动轴位于额状面，但并不经过关节线，而是贯穿股骨两髁，位于股骨髁的后上方。此外，屈伸运动轴会随着屈伸运动的变化而移动，在伸展到屈曲的过程中，运动轴从前方移动到后方，这一移动轨迹被称为渐屈线或瞬时中心曲线。

由于股骨髁的形状并非圆形，其前后的曲率半径不同。当股骨髁在胫骨髁上移动时，股骨髁上不同半径之间的点分别与胫骨髁相接触，且胫骨髁上接触点之间的距离与股骨髁不同半径之间的距离相等。这种运动被称为股骨髁的滚动，通常出现在膝关节的活动范围为160°～180°。然而，在从160°开始到完全屈曲的过程中，主要的运动形式逐渐转变为股骨髁在胫骨髁上的滑动。

膝关节在伸直位时，由于侧副韧带的紧张和扣锁机制，没有旋转活动，而当膝关节屈曲时，侧副韧带松弛，膝关节可以沿纵轴产生横向的旋转活动。伸膝过程中，胫骨外旋或股骨内旋，屈膝过程中胫骨内旋或股骨外旋。膝关节的旋转活动在屈膝90°位时最大。外旋活动多于内旋活动，旋转活动范围为40°～50°，其中内旋为10°，外旋为30°～40°。

当膝关节在最后20°范围内伸展时（即160°～180°），股骨会发生内旋，而胫骨相对外旋。每伸直1°，股骨内旋约0.5°。当完全伸直时，这一旋转活动也最终完成，这一过程类似于螺丝钉最后拧紧的动作，因此被称为扣锁机制。在扣锁机制完成后，膝关节非常稳定，此时，股骨髁和胫骨髁的负重面最大，负重压力也最大，膝关节不会发生旋转或侧向移动。

2.髌股关节的运动 在屈伸活动过程中，髌骨滑动的范围约7cm，当膝伸直时，髌股关节面的远侧部分与股骨外侧髁相接触，伸直135°时，髌股关节面的中部与股骨髁相接触，完全屈曲时，髌骨关节近侧部分与股骨髁相接触，并且髌骨内侧关节面受到的压力较大，只有在完全屈曲时，髌骨沉入股骨髁间沟内。

当膝关节屈伸活动时，髌骨除上下方向的活动以外，还有侧方的移动，当膝关节屈曲90°时，股四头肌腱，髌骨、髌韧带与胫骨结节在一条直线上。而当膝关节伸直时，髌骨向内侧移动，其向内移动的距离相当于髌骨宽度的一半。这个移动是由在膝关节伸直时胫骨发生外旋所引起的。

股四头肌牵拉力线是由髂前上棘到髌骨中点的一条连线表示。从髌骨中点到胫骨结节的连线与股四头肌牵拉力线相交形成一个角度，称为Q角。正常的Q角小于15°。Q角越大，髌骨向外脱位的倾向就越大，尤其在膝关节屈曲时，胫骨发生内旋，髌骨更容易向外侧移动，这种脱位的趋势受到股骨外侧髁的阻挡和股内侧肌的牵制，从而使髌骨保持在稳定的位置上；相反，如果存在明显的膝关节外翻畸形、股骨外侧髁发育低平或股内侧肌薄弱，都会导致髌骨脱位的解剖结构上的缺陷。

（二）膝关节的受力分析

在站立姿势下，人体的重心线位于膝关节中心稍前方的位置，这种情况不需要大量的肌肉力量来维持。因此，可以认为膝关节受到的力只有体重减去小腿和足部重量的半数。如果站立姿势不正确，将在膝关节产生力矩，需要肌肉力量来平衡。当膝关节处于弯曲状态时站立，或缓慢上楼时，膝关节可能承受高达体重3～5倍的力。在行走过程中，作用在膝关节上的力大约为体重的3倍。

在膝关节的受力分析中，半月板的作用至关重要。其主要功能是分散胫骨平台所承受的负载，将股骨传递的压力分散到整个胫骨平台。半月板的切除会导致胫骨平台软骨所受的应力增加，同时也会改变胫股接触区的大小和位置。在半月板完整的情况下，整个胫骨平台都处于接触区域；然而，在半月板被切除后，接触区域仅限于胫骨平台的中心部分。

三、踝关节

踝关节与下肢其他大关节一样，参与运动功能和负重，踝关节由胫距、腓距和远胫腓关节组成，足结构组织非常精细，它的内在结构和复杂的力学组织可以吸收震荡，提供足和身体的稳定性，在直立时和步行中推动身体前进。

（一）踝关节的活动

踝关节的活动可归结：①围绕横轴的背伸、跖屈活动。②围绕垂直轴的内旋、外旋活动。③围绕矢状轴定前向足后的轴线的内翻、外翻活动。踝关节跖屈时，足底内侧缘抬高，外侧缘降低，足趾尖朝向内，称为旋后；踝关节背伸时，足底外侧缘抬高，内侧缘降低，足趾尖朝向外，称为旋前。踝关节跖屈、背伸的活动范围平均为50°～60°，其中跖屈平均23°～56°，背伸平均13°～33°。踝关节背伸时踝穴并不一定都增宽，但跖屈时踝穴却都会有一定程度缩窄。实际上日常见到的踝关节活动，均有足部关节活动的参与。迄今为止，人们对生理下踝关节的运动，以及在非负重状态与负重状态下有哪些不同，尚缺乏全面的了解。

（二）踝关节的受力分析

正常足底是三点负重，在跟骨、第1跖骨头和第5跖骨头三点组成的负重面上，跟骨和距骨组成纵弓的后臂，负担60%的身体重量。通过距跟关节可使足有内收、内翻或外展、外翻的作用，以适应在凹凸不平的道路上行走。

踝关节内部非常光滑，距骨与踝穴之间的摩擦系数低于冰块的摩擦系数（0.02～0.03）。在步行时，距骨需要承受人体重量的5.5倍。踝关节的这种特殊结构既能有效降低来自各个方向的外力对踝关节面的冲击，限制距骨的非生理性活动（如当踝关节进行背伸时，距骨向内外方平移），又能保证踝关节进行正常的生理活动。在特定方向的外力作用下，可能会发生特定类型的骨折或韧带的损伤。踝关节的三踝和内、外侧韧带组成了类似环形的结构，如果这个环形结构的任何两处发生断裂，踝关节的运动就会失去稳定性。

距骨在踝穴内活动轨迹复杂，包括矢状面的前后转动和部分滑动，以及轴状面和冠状面的耦合运动。跖屈时距骨内移，背伸时腓骨移动引起外旋。可将距骨在踝关节内的伸屈活动比作圆锥体在踝穴内滚动，圆锥体底面朝向腓侧，顶端朝向内侧，轴心线与胫骨纵轴线相交成83°左右交角，因此距骨在踝穴内由中立位做跖屈运动时必伴有内旋，背伸时必伴有外旋，且距骨外侧面的活动范围较内侧面大。体外踝关节运动模拟试验表明，距骨运动轴线随踝关节活动范围的变化而发生相应变化。

（王力　杨文龙） 3LaKNW14PPxTYKleumJ2mgUB205706LCiLO1jlqpKx2U7F8U42gezwyCRdblKJLP