概述 膝關節是一種改良的鉸鏈式滑膜關節。它包括4塊骨骼：脛骨、股骨、排骨和髕骨；包括3個關節：脛股關節、髕股關節和脛腓關節。骨解剖學 股骨遠端構成脛股關節的近端部分。股骨內、外側髁是膝關節周圍軟組織穩定結構的附著點。股骨內側髁相對於外側髁更大，在矢狀面上的形態更對稱並向遠端伸出更多。在前側，股骨滑車將內、外側髁分開，並包括髕股關節。在遠端，髁間窩將兩側髁隔開，並有前交叉韌帶( anterior cruciate ligament,ACL)和後交叉韌帶( posterior cruciate ligament,PCL)的附著點。股骨外上和內上髁是股骨外側髁和內側髁的骨性突起，分別作為外側副韌帶( lateral collateralligament,LCL)和內側副韌帶( medial collateralligament,MCL)的附著點。在全膝關節置換( totalknee arthroplasty,TKA)中，股骨內、外上髁是很重要的解剖結構，因為在軸面上股骨內、外上髁的連線能夠幫助確定股骨假體外旋角度。股骨假體旋轉不良會導致TKA術後髕股關節運動軌跡不良和軟組織失衡。

脛骨近端是脛股關節的遠端部分，它包括軟組織的附著點，如MCL和髕腱，止於脛骨粗隆前側。內側脛骨平臺是相對凹面的關節面；而外側脛骨平臺為非凹面並有一個後傾角。該骨性結構允許脛骨和股骨在屈伸軸向存在一個旋轉的力矩，集中於膝關節內側。髁間隆起分隔內、外側脛骨平臺，作為半月板和十字韌帶的附著點。在脛腓關節處由腓骨與脛骨構成關節。它作為軟組織結構的附著處，如LCL、股二頭肌和後外側角的韌帶附著於此。近端脛腓關節有滑膜結構，但是遠端關節為韌帶聯合，通過堅強的骨間韌帶固定，活動度很小。 髕骨是身體最大的籽骨（被一條肌腱或肌肉包埋的骨骼)，它的關節軟骨在所有關節中最厚。它的後方有透明軟骨，包括內側關節面、外側關節面和奇面，與股骨滑車構成髕股關節。它作為四頭肌腱的附著點，在主動伸膝中增大該肌肉做功時的力臂長度。軟組織解剖 膝關節的內在穩定性大部分是由關節內和關節外的軟組織結構提供的。2個重要的膝關節內部結構是內、外側半月板。半月板是纖維軟骨結構，幫助加深關節面和提高內、外側脛股關節面的形合度，分散關節負荷。外側半月板覆蓋的脛骨關節面(75%~93%)比內側半月板覆蓋的(51%~74%)更大。由於損傷或者半月板切除術導致的半月板缺失，會導致關節軟骨受到的峰值負荷增高。外側半月板與脛骨的附著較為薄弱，相對於內側半月板活動性更大，使它相對更不容易撕裂。內側半月板較穩固地附著於脛骨和MCL。半月板外周有豐富的血管分佈，而內緣部分則無血管分佈，這對於手術中進行半月板修復還是切除半月板的撕裂部分（半月板切除)具有重要的指示作用。 2條在關節內的滑膜外十字韌帶(ACL和PCL)連接股骨遠端和脛骨近端的中部。ACL附著於髁間隆起前側，起自股骨外側髁的後內側面。它包含2束：前內束在膝關節屈曲時緊張，後外束在膝關節伸展時緊張。ACL的主要作用是限制脛骨前移，並為脛骨旋轉提供一定的限制。ACL重建至其合適的解剖位置，對於恢復膝關節功能非常重要；ACL重建術中不正確的骨隧道位置是手術失敗的主要原因。ACL有不同的神經末梢，說明它在膝關節的本體感覺中發揮重要作用。PCL附著於髁間隆起的後部，離脛骨後部關節線下方大約lcm,起自股骨內側髁的後外側面。它在膝關節屈曲90°時表現出最大張力，主要功能是防止脛骨後移。 膝關節內側有3層。第一層在皮下組織的下層，由小腿筋膜構成，包括縫匠肌。在第一和第二層之間是股薄肌和半腱肌腱，構成鵝足。第二層包括表層MCL、內側髕股韌帶和後斜韌帶。第三層包括深層MCL、膝關節囊和連接於半月板的冠狀韌帶。在膝內翻中，這些內部結構可能會攣縮。TKA術中依次松解這些組織有助於平衡膝關節。 膝關節外側軟組織的結構也分為不同層次。第一層包括髂脛束和股二頭肌。髂脛束附著於髕骨前外側、髕韌帶和脛骨近端的前外側( Gerdy結節)，提供膝關節前、外側穩定性。股二頭肌附著於胖骨和脛骨的近端，是膝關節外側部分的重要穩定結構。第二層包括髕骨支持帶和髕股韌帶。第三層包括LCL和外側關節囊、弓狀韌帶和豆腓韌帶。胭肌起自股骨外側髁，它的肌腱有關節內部分，並與外側半月板相連。整體上，LCL和肌-弓狀韌帶復合體幫助維持膝關節後外側的穩定。 跨膝關節的肌肉是重要的動態穩定結構。損傷後對這些肌肉進行正確的康復對於重新恢復關節功能、減輕靜態穩定結構的壓力非常重要。膝屈肌群包括胭繩肌（股二頭肌、半腱肌、半膜肌)、腓腸肌、股薄肌和縫匠肌。近端附著的肌肉也作為髖伸肌（胭繩肌）或髖屈肌（縫匠肌），遠端附著的肌肉跨過踝關節（腓腸肌）。坐骨神經支配胭繩肌，股神經支配縫匠肌，閉孔神經支配股薄肌，脛神經支配腓腸肌。膝伸肌群由股四頭肌(股直肌、股內側肌、股外側肌、股中間肌)構成。隻有股直肌跨第二個關節（股直肌起自於髂前上棘，是髖屈肌)。股神經支配膝伸肌群。股內側肌( vastus medialis oblique.VMO)是TKA術中重要的解剖結構。傳統的TKA手術入路是經髕旁內側股四頭肌腱切開關節腔進入膝關節，這種人路會累及股四頭肌腱的內側部分。為瞭減少對肌腱的創傷，提高TKA術後的康復效果，已經提出其他手術人路，包括經股內側肌中間人路（沿肌纖維方向劈開VMO,避免經股四頭肌腱切開關節)和股內側肌下方人路（從VMO下方牽拉來增加顯露，避免切口通過股四頭肌腱)。

對線和力學 在冠狀面穿過膝關節的負重軸從踝關節中心延展至髖關節中心（圖42-1A)。在普通人群中，這條線通常經過脛骨棘的內側。在膝外翻惠者中，負重軸經過膝關節的外側間室，導致經外側間室的關節面的負荷增大（圖42-1B)。有膝外翻的患者通常表現出關節外側間室的關節間隙變窄和關節炎，且早於內側間室病變。此外，外側的軟組織結構是攣縮的。對於膝內翻，負重軸經過膝關節內側間室，導致內側關節面的受力增加（圖42-1C),這導致提早出現內側間室骨關節炎和內側軟組織李縮。冠狀面上的另外2條重要的軸是解剖軸和機械軸。股骨的機械軸從股骨頭中心至髁間窩中點，脛骨的機械軸由踝關節中點至脛骨平臺中點（圖42-2A)。股骨的解剖軸為股骨髓腔的中軸線（圖42-2B),它通常與股骨機械軸成5°~7°角。脛骨的解剖軸為脛骨髓腔的中軸線，在中立位下，與機械軸平行（圖42-2B)。冠狀面對線對於TKA和膝關節軟組織韌帶重建術的術後效果非常重要。在TKA術中，最常見的目標是在股骨遠端截骨和脛骨近端截骨時按照它們各自機械軸的垂直方向截骨。若TKA術後未能在冠狀面上恢復膝關節的中立位對線，可能導致增加假體松動和需要翻修手術的風險。此外，膝關節多發韌帶損傷重建術中為避免關節正常負荷施加在修復的韌帶或移植物上，改變脛骨在冠狀面上的對線是一項重要的輔助手術。在冠狀面上另外一項有用的評估是評估Q角。Q角是髂前上棘與髕骨中點連線和髕骨中點與脛骨結節連線的交角（正常值為11°士6°）。Q角增大會導致髕骨軌跡不良。在矢狀面，脛骨由前向後傾斜，後傾角平均大約為9°。 在正常行走過程中，脛股關節的平均關節反作用力約為3倍的體重。脛股關節的主要活動是在屈伸平面上，合並有一個小角度的旋轉。膝關節的活動方式區不同於真正的屈戌關節，因為活動軸隨著膝關節屈伸活動度的變化而改變，容許一些旋轉，尤其是外側髁，膝關節逐漸增大屈曲時，在矢狀面上股骨相對於脛骨滑動或滾動。在正常步行時，髕股關節的平均關節作用力約為0.5倍的體重；但是在膝關節深屈曲時，關節作用力可增大至超過7倍的體重。在完全伸膝位時，髕骨位於滑車的近端外側，不與關節面接觸。一些在完全伸膝位的訓練如直腿抬高，髕股關節的受力最小，因為髕骨與滑車無接觸。在膝關節屈曲早期，骨開始進入滑車溝。骨和滑車的最大接觸面積在膝關節屈曲45°時出現。有多種因素影響髕骨軌跡，包括Q角、軟組織松弛度、滑車發育不良、股骨外側棵發育不良和肌肉或軟組織失衡。在TKA中脛骨和股骨部分達到合適的外旋和偏側化，可幫助優化猴骨相對滑車的軌跡。