七、髌骨的运动轨迹
正常的髌骨运动轨迹目前尚无统一的定论,关于描述髌骨相对于固定轴的运动轨迹的文献被认为能较好的描述髌骨在三维空间中的运动。髌骨沿空间三条轴线有着6组运动,包括髌骨倾斜、旋转、屈曲和移位,以及髌骨在前后方向和近远端方向上的运动。髌骨的移位是指髌骨平行于股骨内外轴线的运动;旋转是指髌骨平行于前后轴的旋转,它垂直于股骨内外侧轴和髌骨的长轴;倾斜指的是围绕自身长轴的旋转;屈曲是指髌骨围绕股骨内外轴的旋转。
髌骨沿股骨内外侧轴的运动是侧方移动和向前的旋转,大部分文献指出在初始的屈膝15°~30°过程中,髌骨出现轻度的内侧移动后,逐渐开始向外侧移动,至40°时,基本回到中立位,至120°时,外移达到最大。关于髌骨侧方移动程度的问题,不同文献有不同结论,内侧移动范围从0.25~5.7mm,向外侧移动的范围从0.2~7.5mm,可能是因为选择不同的参照轴导致。另外,在膝关节屈曲过程中髌骨逐渐向前方旋转,髌骨的旋转和膝关节的屈曲并不是同步的,而是渐进滞后:屈膝45°时,髌骨旋转滞后20°;屈膝90°时,髌骨旋转滞后30°;屈膝120°时,髌骨旋转滞后45°。
髌骨在屈膝过程中沿髌骨长轴的运动包括倾斜和滑动。从伸直到屈膝90°时,髌骨由向内侧倾斜逐渐变为向外侧倾斜。文献指出,从0°~30°,髌骨是向内侧倾斜的,倾斜范围是0.4°~3.2°;当屈膝大于30°后,髌骨开始向外侧倾斜,范围是0.7°~8.2°,在屈膝45°~90°之间,外倾角基本稳定,但超过90°以后,外倾角开始变小。屈膝120°时,髌骨回到中立位。Kampen和Huiskes发现,在膝关节屈曲到平均100°时,髌骨会出现一个外倾角突然减小的 “迅速跳跃(sudden jerk)”。髌骨出现这样反复倾斜运动,可能与内外侧髁关节面的曲率半径以及高度不同有关。
髌骨在屈膝过程中沿髌骨前后轴出现前后方向的运动和旋转运动,Hus等在尸体标本中发现从屈膝0°~105°,髌骨逐渐向后移动。有些文献指出,在屈膝过程中,髌骨沿髌骨的前后轴还出现了旋转运动。随着屈膝角度的增加,髌骨会出现外旋,平均为12°。这可能和胫骨的外旋有关,屈膝超过30°后,胫骨出现外旋,胫骨结节外旋,通过髌韧带的牵拉使髌骨下级向外旋转。