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目的:一、观测髌骨周围软组织,尤其是股四头肌、髌骨内、外侧支持带的解剖学特征,初步探讨组成股四头肌的四块肌及内侧支持带在维持髌股关节稳定中的作用。以期了解髌骨不稳的病理机制,对其进行正确诊断、合理治疗;以及为外侧支持带松解、内侧支持带重建的手术设计提供理论依据。二、通过生物力学试验,模拟组成股四头肌的4块肌在生理及不同病理状态,测量使髌骨半脱位的力的大小,了解组成股四头肌的4块肌对维持髌骨稳定的贡献度,为临床中针对髌股关节不稳所作的与股四头肌有关的治疗及康复选择提供理论依据。三、模拟内侧支持带断裂,以及模拟临床中通过松解外侧支持带治疗髌骨不稳,对膝关节进行模拟髌骨半脱位的生物力学试验,观测致使髌骨半脱位的力的大小,以期了解内、外侧支持带对髌骨的稳定作用,探讨临床中松解外侧支持带的治疗作用及效果。为临床治疗髌股关节不稳提供生物力学依据,以期找到一种切实可行的纠正髌骨轨迹异常的治疗方法。方法:一、解剖观测:选取7具成人防腐尸体,对膝关节周围软组织的解剖形态学结构特征进行观测。重点观察髌骨内、外侧支持带(MPR、LPR),以及股四头肌(quadriceps femoris),测量肌纤维的走行角度。二、生物力学测试:1、试验一:选取6例新鲜膝关节标本,保留股四头肌肌腱、膝关节周围韧带,保持髌内、外侧支持带完整,在7种不同屈曲度,分4种工况进行加载分别模拟组成股四头肌的4块肌在生理及不同病理状态下的肌力;在上述不同情况下,对髌骨施加外侧方移位载荷,使髌骨外侧半脱位(本研究定为髌骨向外移位1cm);读取记录载荷大小。所得数据用SPSS13.0软件进行统计分析。2、试验二:上述试验6例新鲜膝关节标本,对股四头肌进行加载(模拟肌力正常的情况),在不同屈曲度,对髌骨施加外侧方移位载荷,使髌骨外侧半脱位(本研究定为髌骨向外移位1cm),读取记录载荷大小,此组数据试验一已测得。干预1:松解髌骨内侧支持带(模拟病理状态),重复上述操作,读取记录载荷大小。干预2:在干预1的基础上进一步松解外侧支持带(模拟手术治疗),重复上述操作,读取记录载荷大小。所得数据用SPSS 13.0软件进行统计分析。结果:一、解剖学观测:股外侧肌(VLM)、股内侧肌(VMM)与股直肌腱(URT)分别成33.50°±6.19°、54.5°±8.20°角。股内侧肌纤维分成纵头和斜头,其斜头(亦称股内斜肌,VMO)与股直肌腱成75.5°±8.20°角,其最低处纤维几乎为水平位。股四头肌腱扩张部向下扩展形成髌内、外侧支持带(MPR、LPR)。膝关节内侧一部分支持带连接股骨内上髁与髌骨内侧缘上2/3,称为内侧髌股韧带(MPFL),其长度(47.60±5.59)mm,宽度个体差异较大(8-26mm)。膝关节外侧深部支持带由3个主要组成部分构成:外侧横韧带,髌胫韧带和外上髁髌骨带。外侧横韧带起于髌骨外侧缘中部止于髂胫束(ITB)。二、生物力学研究:试验一:生理状态下,在膝关节屈曲过程中,20°时使髌骨向外侧半脱位的载荷最小(61±13N),约为屈曲90°时的1/3;在松解股内侧肌后,屈膝10°-30°半脱位载荷较肌力正常时减小,有显著性差异(P＜0.05),进一步松解股外侧肌导致整个屈膝过程中半脱位载荷均进一步减小,有显著性差异(P＜0.05)。试验二:在肌力无明显异常的情况下,干预1:松解髌骨内侧支持带(主要是内侧髌股韧带)后,使髌骨半脱位的载荷比支持带完整时减小,有显著性差异(P＜0.05);干预2:进一步松解外侧支持带(主要是髌股横韧带),半脱位载荷进一步减小,但与干预1无显著性差异(P＞0.05)。结论:一、从形态学上看,股四头肌各块肌的肌力,尤其是股内侧肌在髌骨的附着点以及肌力的强弱,对髌股关节正常关系的维持具有重要作用。临床上对髌骨外侧半脱位和/或外侧倾斜的治疗,不应忽视对股四头肌肌力的恢复。在内、外侧支持带中,内侧髌股韧带(MPFL)和外侧横韧带(PFLT)限制髌骨侧方移位的作用较大。初步认为股内侧肌失效或(和)内侧支持带损伤可能是髌骨脱位原因之一,而进一步松解外侧支持带的临床治疗方法有可能重建髌骨周围的软组织平衡。二、股四头肌各肌肌力对维持髌股关节正常关系的具有重要的作用,股四头肌肌力不平衡对髌股关节的接触应力和分布状态以及髌骨的位置均有较大的影响。正常的肌力是保证关节运动稳定的重要条件,股内侧肌肌力丧失或减弱将明显导致髌骨外侧脱位或半脱位所需力减小,容易导致髌骨脱位或半脱位,所以在治疗及康复过程中要重视加强股四头肌的训练,尤其是股内侧肌的恢复。股外侧肌对维持髌骨稳定,避免髌骨向外侧半脱位的影响有限。整个股四头肌在髌骨外侧半脱位的预防、治疗及康复过程中具有重要作用,手术治疗不宜破坏股外侧肌,康复尤其应重视股内侧肌肌力的恢复。对于老年人,肌力的增强及肌肉之间平衡的改善能减弱关节的冲击载荷,增加膝关节的稳定性,从而能够治疗膝关节骨性关节炎。全膝关节置换术后,股四头肌等肌力训练是贯穿康复治疗全过程中非常重要的内容。三、内侧支持带(MPR)在维持髌骨稳定及髌股关节正常运动轨迹中有重要作用,MPR损伤是发生髌骨不稳定的主要原因。髌内侧支持带断裂将明显导致髌骨外侧脱位或半脱位所需力减小,容易导致髌骨习惯性脱位或半脱位,所以在临床治疗复发性髌骨脱位/半脱位时,应该重视髌内侧支持带的修复重建。松解外侧支持带会进一步破坏髌股关节的稳定性,在松解髌内侧支持带的同时再松解髌外侧支持带,脱位效应进一步放大,表明临床在髌内侧支持带断裂或松弛时,不但不能通过松解外侧静力性稳定结构以期获得防治髌骨外侧脱位,反而将进一步加重临床症状,引起严重的膝关节功能障碍。在对髌骨脱位/半脱位临床治疗中,单纯松解外侧支持带的方法不可取,应该侧重于内侧支持带的紧缩或内侧髌股韧带的的修复重建。