01
髋关节结构—骨
髋关节是多轴的球窝状关节,由股骨的股骨头和髋骨的髋臼两部分组成
髋关节特点:
1. 头大、窝深
2. 关节囊厚而坚实
3. 关节囊有许多韧带增强
4. 关节囊内有股骨头韧带
运动:球窝关节,又称杵臼关节,能产生屈、伸,展、收,旋内、旋外,环转运动。
股骨头和髋臼的精确对合,结合比较紧密,一系列结构使其难于脱位。
①股骨头:股骨头是髋关节球臼结构中的凸出部分,相当于圆球的三分之二,方向朝上、内、前。有一凹陷,称股骨头凹,有圆韧带附着。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,以便增加髋关节的活动范围。
② 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,这种解剖结构与股骨头脱位后所处位置有一定关系。
髋臼为髋骨外侧面中部的倒杯形深窝,面向前外、下方为一不完全的半球形窝。关节面为马蹄形或者半月形也称为月状面。上部较宽厚,前后部略窄薄
- 上1/3是髋关节主要负重区,厚而坚强;
- 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,此部骨折移位或在手术时神经易遭受损伤。
- 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也较小髋臼
坐骨神经走形于髋关节后侧
③ 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。
尽管如此,髋关节脱位仍很常见
髋关节置换术后脱位
有两个位置容易引起术后髋关节脱位:
①过度的屈曲、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;
②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。
颈干角和前倾角最能体现髋关节的结构功能特征。
①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(caxa valga),小于此角度者称之为髋内翻(coxa vara)。
②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° 。
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(有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:
控制骨骼重塑过程的原则称为沃尔夫定律(wolff’s law)
机械应力与骨组织间存在一种生理平衡。在平衡状态,骨组织的成骨细胞和破骨细胞的活性是相同的。当应力增大时,成骨细胞活跃,引起骨质增生,承载面增大,使应力下降,达到新的平衡;当应力下降时,破骨细胞再吸收加强,骨组织量下降,使应力增加。因此骨能通过改变它的大小、形状和结构以适应力学的需要进行功能重建。
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。
02
髋关节结构—软骨
03
髋关节结构—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(使其只能伸15°左右)、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,营养股骨头的血管从此韧带中通过,成年后封闭,对股骨头起固定作用。
04
髋关节结构—肌肉
髋 肌
(一)前群3块肌
1.髂腰肌 、 腰大肌 、髂肌
作用:使髋关节屈和旋外。
2.腰小肌
作用:紧张髂筋膜。
3.阔筋膜张肌
作用:使阔筋膜紧张并屈髋
(二)后群 臀肌,有7块
1.臀大肌 作用:使髋关节伸和旋外。
2.臀中肌
3.臀小肌 作用:使髋关节外展,前部肌束能使髋关节旋内,后部肌束则使髋关节旋外。
4.梨状肌 作用:使髋关节展和旋外。
5.闭孔内肌
6.股方肌
7.闭孔外肌 作用:使髋关节旋外。
大腿肌
(一)前群
1.缝匠肌
作用:屈髋和屈膝关节,并使已屈的膝关节旋内。
2.股四头肌
四个头:股直肌、股内侧肌、股外侧肌和股中间肌。
作用:是膝关节强有力的伸肌,股直肌还可屈髋关节。
(二)内侧群 5块肌
1.耻骨肌
2.长收肌
3.股簿肌
4.短收肌
5.大收肌
作用:主要使髋关节内收。
(三)后群
1.股二头肌
2.半腱肌
3.半膜肌
作用:后群3块肌可以屈膝关节、伸髋关节。
(二)髋关节的运动
1.髋关节能绕三个基本轴运动,其基本运动方向有:屈伸、内收外展、旋内旋外及环转。
(1)屈、伸:髋关节在矢状面内围绕横轴前后运动,向前为屈,向后为伸。
范围:髋关节屈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:髋关节在额状面内绕矢状轴的运动。
范围:内收范围一般只有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:髋关节在水平面内绕纵轴旋转。
范围:内旋、外旋范围分别为0°~45°,但旋外运动大于旋内运动。
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
髋关节静力学
(1)双腿站立时的静力学分析
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。
(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。
髋关节动力学
(1)行走时股骨头上产生的关节反应力
行走时,股骨头受力受步行加速度的影响。正常情况下,在步行的支撑期足跟着地时,股骨头受力约为体重的5.8倍。在跑、跳时,股骨头的承重可达体重的10或10余倍。因此,股骨头具有繁重的承重功能。
05
髋关节相关参数
⒈ Shenton线( Menard线,耻颈线):正常股骨颈内侧缘与同侧闭孔上缘的连续弧线。髋关节半脱位和脱位时,此线完整性消失。也可用来评估假体的位置(图1)。
⒉ Calve线(髂颈线,卡尔维线):髂骨外缘与股骨颈外缘连成的弧线,反映股骨头与髋臼的关系以及髋臼上缘的完整性(图1)。
图1 Shenton线(红线)和 Calve线(蓝线)。
⒊ Skinner 线(司肯尼线):在成年人髋关节前后位片上,大转子上缘和股骨头圆韧带附着的隐窝之间的连线,与股骨干中轴线在成年人成角为90°。股骨颈或大转子错位骨折会导致 Skinner 线超过圆韧带窝(图2)。
图2 Skinner线通过股骨大转子顶点与髋臼圆韧带窝,与股骨干中轴线垂直。
06
髋臼相关参数
⒈ 中心边缘角(CEA):骨盆正位片上,股骨头中心至髋臼外上缘的连线,与股骨头中心的垂线形成的夹角。正常值为2岁22°,4岁28°,6岁30°,15岁35°(图6)。
此夹角反映了髋臼与股骨头的关系,是判定股骨头在髋臼窝中稳定的一项重要指标,髋臼发育不良、髋关节脱位、股骨头形状改变、股骨头外移时,此角度变小。
图6 髋臼中心边缘角为股骨头中心至髋臼外上缘的连线,与股骨头中心的垂线形成的夹角。正常为2岁22°,4岁28°,6岁30°,15岁35。
⒉ 髋指数(臼盖角,髋臼角):是测定髋臼深度和斜度的一种方法,即双侧Y形软骨中心连线与髋臼面上下缘连线形成的夹角。
正常值新生儿为30,2岁为20,成人为10°(图7)。髋臼指数在一定程度上反映了髋臼受力面的倾斜度,指数越大,髋关节越容易出现脱位。髋臼指数在临床上对于先天性髋关节脱位的治疗和预后判断有定的作用。
图7 髋臼指数:双侧Y形软骨中心连线与髖臼面上下缘连线形成的夹角。
⒊ 夏普(Sharp)角:骨盆正位片上,双侧泪滴下缘连线与泪滴下线至髋臼上缘连线的夹角,正常值为33°~38°。当此角大于40°时,可诊断为髋臼发育不良(图8)。
图8 夏普( Sharp)角:双侧泪滴下缘连线与泪滴下线至髋臼上缘连线的夹角。
⒋ Kohler线(科勒线,髂坐线):坐骨内缘与髂骨内缘的双切线连线,代表髋臼的内侧界,髋臼陷入症或髂关节置换骨质磨锉过深时髋臼突至此线内侧,用于髋关节置换术中假体深度的评价(图9)。
图9 Kohler线:坐骨内缘与髂骨内缘的双切线连线,代表髋臼的内侧界。
⒌ HE角双髋臼Y形软骨的连线(H线,Hilgenreiner线):与股骨头骺板的延长线的夹角正常为25°左右,髋内翻时HE角大于25°,连续测量HE角,可了解髋内翻进展程度(图10)。
图10 HE角:双髋臼Y形软骨的连线与股骨头骺板的延长线的夹角。
⒍ Perkin方格:自髋臼外上缘做P线( Perkinine)与双髋臼Y形软骨的连线(Y线)垂直。P线与Y线将髋臼区划分为4个象限。正常股骨头骨骺中心位于内下象限,若骨化中心移向外下或外上象限表示髋关节脱位(图11)。
图11Perkin方格:自髋臼外上缘做P线( Perkin line),与双髋臼Y形软骨的连线(Y线)垂直。P线与Y线将髋臼区划分为4个象限。