摘要：膝关节骨关节炎(KOA)是一种以软骨退变、软骨下骨重塑、骨赘形成及滑膜组织增生为主要病理特征的慢性退行性疾病，根据流行病学统计已成为关节疾病中最常见的类型。

膝关节骨关节炎(KOA)是一种以软骨退变、软骨下骨重塑、骨赘形成及滑膜组织增生为主要病理特征的慢性退行性疾病，根据流行病学统计已成为关节疾病中最常见的类型。

膝关节骨关节炎的发病率与年龄呈显著正相关，中老年患者尤其是40岁以上尤为多见，总患病率约为17.0%，且随着年龄的增长，总体患病率呈现逐步上升的趋势。

而性别差异可能是影响KOA患病率的另一项因素。研究表明，KOA的女性患者患病率显著高于男性患者，男性患病率约为12.3%，而女性患病率高达22.2%。

就膝关节的结构而言，股骨远端、胫骨近端和髌骨共同构成膝关节主要的骨性结构，胫股关节由股骨远端和胫骨近端构成，髌股关节由股骨远端和髌骨构成，周围附着大量肌肉、肌腱，并与内外侧半月板、关节囊、周边韧带共同维持膝关节稳定性。

其中，静态稳定系统由骨性结构、内外侧半月板以及周边韧带构成，动态稳定系统则由周围肌肉的运动维持。

若这些系统的稳定性遭到破坏，可能会导致膝关节功能丧失，进而引发KOA，因此，关节周边软组织对于膝关节稳定性的维持起着至关重要的作用。

股骨远端形态

不对称的内外侧髁、股骨滑车及髁间窝共同构成股骨远端的骨性结构，其解剖形态十分复杂，其中在男女膝关节解剖生理差异方面尤为突出。

通过螺旋CT对95名男性和65名女性的膝关节进行三维重建后发现股骨远端解剖形态男性与女性差异有统计学意义，其中女性患者在平均外侧前髁高度、内侧前髁高度和前髁宽度等方面的数值均明显低于男性，但在纵横比方面，没有明显性别差异。

随着膝骨关节炎病情的进展，OA患者下肢常伴有一定程度的内翻或外翻畸形，有实验研究通过对股骨侧弓角进行分析，发现这种畸形主要来自于股骨的关节外畸形。

即股骨侧弓角逐渐增大导致的。MERIC等及LU等的研究中发现KOA患者的股骨外弓角度通常较健康人群大，其中女性患者在股骨形态变化方面较男性患者更为明显。

除此之外，KOA患者的股骨远端解剖轴与机械轴夹角、股骨远端外翻截骨角、关节会聚角均会有明显增大。

另外，股骨髁与胫骨平台匹配程度偏倚也是OA退变的因素之一，有研究表明股骨内侧髁和内侧胫骨平台偏小、股骨外侧髁偏宽、股骨内侧髁偏宽以及内侧胫骨平台偏小等情况均会导致内侧间室退变的风险增加。

另外，股骨外侧髁平面前后距离较小或股骨外侧髁前后距离与胫骨平台前后距离比值较低等情况的出现，同样可能会造成ACL损伤，最终导致OA的发生。

杨一韬等通过股骨外髁指数(LFCI)评估ACL的形变耐受能力，LFCI大小与ACL形变耐受能力呈反比，即当股骨髁越接近球形，ACL损伤的风险越大，可能是由于球形股骨髁降低了在胫骨平台上滑动和内旋的阻力有关。

胫骨近端形态

胫骨近端主要由由宽厚的内、外侧胫骨平台组成，与股骨内外侧髁紧密结合，内侧平台比外侧平台大，冠状位与矢状位均呈凹形，外侧平台冠状位上呈凹形。

矢状位呈凸形或平坦，胫骨内外侧平台之间为髁间隆起，由内外侧髁间结节构成，膝关节交叉韧带和半月板的附着于其前后方的两个凹点内。

胫骨平台是膝关节重要的负荷结构，其最主要生理作用是保持膝关节前后交叉韧带的张力，保证膝关节在屈伸过程中股骨髁能够正常的滑动、后滚。

吴海贺等通过对KOA患者影像学资料分析发现，股骨髁高度与年龄增长不存在相关性，而胫骨高度随年龄增长明显降低，且胫骨内侧平台高度较外侧平台降低程度更高。

说明磨损沉降主要发生于胫骨内侧平台。张英泽院士提出“不均匀沉降”理论很好的解释了这种胫骨内外侧平台沉降差异的现象。

骆晓飞等通过CT研究发现，KOA患者内外侧平台软骨下骨板骨密度均明显增加，孔隙率显著下降，内侧平台软骨下骨板厚度增厚明显，但松质骨分离度、组结构模型指数和连接密度值均较非膝骨性关节炎患者低。

这种超微结构稳态的破坏，从整体上减弱了胫骨内侧髁的支撑力,且内侧平台周围无坚韧的韧带及肌肉包绕，而外侧平台后外侧的腓骨可以起到支撑、转移及分解重力负荷的作用。

与此同时，内侧平台承受着人体2/3的重量，外侧平台负重相对较少，综合上述原因，导致内侧平台沉降远大于有胫骨支撑的外侧平台。

这种骨结构的不均匀沉降可能会引起周围软组织的失衡，导致膝关节疼痛、活动受限及严重的膝内翻畸形，出现膝关节失衡综合征，随着膝关节内翻畸形的持续发展，内侧平台应力更为集中，最终出现难以扭转的恶性循环。

除此之外，半月板的损伤和破裂也会导致导致关节内间隙的变化，引起侧负重力线内移，胫骨平台与股骨髁有效接触面积减少，单位面积内的骨小梁压力增高，引起软骨下骨质硬化，最终导致OA的发生。

半月板

半月板大体呈“内C外O”形状，承担着膝关节的载荷传递、吸收传导震荡、稳定和润滑的重要功能，其填充于股骨髁与胫骨平台之间，是膝关节静态稳定系统的重要组成结构。

随着OA进展，半月板也会随之发生变性退化，同时急性扭伤或关节不稳等因素的存在，使半月板撕裂甚至半脱位，关节内外间隙发生变化，引起侧负重力线内移或外移，最终可导致关节畸形。

半月板应力在膝关节在屈曲过程中逐渐增加，由于股骨内外侧髁形态不对称，内侧髁曲率半径较外侧髁更大，单位面积上内侧半月板相较于外侧半月板所受应力大，从而内侧半月板损伤与退变的风险就更高。

前交叉韧带

膝关节前交叉韧带(ACL)起自于股骨外侧髁内侧面后上方，止于胫骨前结节嵴，同时外侧半月板的前角相连，因其由后外侧向前内侧的走形方向，在膝关节活动过程中限制胫骨的向前移位，保持膝关节的前向及侧向稳定。

随着OA的进展，前交叉韧带自身变性退化以及周围其他结构的干扰，大大增加了前交叉韧带损伤的风险，使膝关节静态稳定系统遭到破坏，进一步加快OA的进程，形成恶性循环。

通过对120例人体膝关节标本的研究中发现胶原纤维的解体是ACL的退变过程中最早和最常见的，随着软骨病变的发展，ACL中粘液样变性和软骨样化生的严重程度增加。

髌股关节由骨性结构髌骨、股骨滑车及周围附着的韧带、肌腱、滑膜组织构成，髌骨作为髌股关节核心结构，起着构成伸膝装置、传递股四头肌力量、减小活动阻力、避免软骨面磨损的作用。

在膝关节屈伸活动过程中，髌骨外侧支持带与内侧支持带相互协同又互相拮抗，同时股骨滑车外侧面高度大于内侧面。

综合作用下使髌骨与股骨滑车紧密结合，保证髌骨平稳的活动在股骨滑车中。

当内外侧支持带松弛或挛缩使髌骨位置偏移，或者髌骨形态结构改变、股骨滑车发育不完善时，均会引起静力性稳定结构失衡，导致髌骨与滑车结合不紧密或者力线偏移。

破坏膝关节活动的生理状态，髌骨轨迹改变、关节内应力不均，导致关节内软骨退变、破损，最终发展成KOA。

研究发现髌骨位置过高使髌骨在膝关节屈曲过程中进入滑车沟时间延后，由于缺乏骨性结构的约束导致髌骨稳定性降低，同时髌骨位置越高。

髌股关节运动轨迹就越长，导致的疼痛、活动受限症状就越明显，预后也就越差。研究也证明，高位髌骨是导致髌骨关节紊乱的独立危险因素。

从动力稳定系统角度来看，髌骨的运动除了受髌骨内外侧支持带及股骨滑车结构控制外，股四头肌中股内侧肌及股外侧肌的相互协同制约也是维持髌骨活动方向的主要结构。

股四头肌肌力下降及股内、外侧肌肌力不平衡是导致髌骨不稳、软骨损伤，最终发展成为KOA的常见原因。

股内侧肌止于髌骨内上缘，在收缩过程中可向内上方牵拉髌骨，使髌骨在膝关节活动过程中与股骨滑车稳定结合，维持髌股关节的生理状态。

KOA患者由于疼痛导致膝关节活动受限，关节周围肌肉锻炼减少，导致股内侧肌的废用性萎缩，同时内外侧支持带及其他结构的张力降低，导致髌骨外移的现象，髌股关节内受力不均，软骨磨损风险大大增加，形成恶性循环。

近端胫腓关节位于膝关节后外侧，是连接胫骨与腓骨的滑膜关节，PTFJ由纤维性关节囊包绕，由前方的前胫腓关节韧带和后方的后胫腓关节韧带加固关节的稳定性。

腓骨被认为是下肢重要的支撑结构之一，腓骨在生理状态下承受腿部1/6的静态载荷，且通过PTFJ进行传输。

PTFJ除了参与承载轴向的负荷以外，更为重要的功能是耗散由踝关节产生的扭转力量，耗散胫骨外侧弯曲和拉伸时产生的力量。

以往的研究表明，由于PTFJ形态的不同，腓骨的生物力学以及运动学也将发生不同的变化。

例如，已有学者证明，水平型的PTFJ具有更强的旋转能力，而倾斜型关节的旋转力较差。

KOA的发病原因错综复杂，涉及性别、年龄、体重、遗传、代谢、生物力学、损伤等，这些因素随着骨关节炎的进展导致软骨不可逆性损伤，其中生物力学因素是引发KOA的独立危险因素。

膝关节的各部分解剖结构在膝关节的生理活动中都起着十分重要的作用，任何一部分结构的损伤都会导致膝关节的稳态遭到破坏，进而引起膝关节的加速退变。

同时研究中我们发现，各个部分间的反应存在交互作用，某一结构的损伤同时还会引起其他结构的生物力学改变。

因此以后研究应着重于各个结构间的相互影响，从多个角度综合性的分析，并不局限于单一因素的思维定式，按照“阶梯化”治疗原则，延缓疾病进程，减轻患者痛苦，改善患者生活质量。

来源：健身慢漫谈