膝关节是人体最大的滑膜关节，也是最复杂的关节，由两块半月板、髌骨、关节囊以及大量的韧带、滑囊和神经构成，并被肌肉包绕。

膝关节通常被认为是一个改良的铰链式关节，因为除了屈曲和伸展的主要动作之外，膝关节还有旋转的能力。同样，它还具有一定角度的内收和外展。

一、骨骼

1.股骨

股骨远端有两个被覆软骨的膨大——内侧髁及外侧髁。膝关节的前面为髌面（滑车沟），髌骨在其上滑动。

股骨外侧髁的前面比内侧髁向前延伸隆起被称为内上髁。在内上髁的上方有一个小的骨性隆起，称为收肌结节。

股骨的远端起到作为负重骨面及为软组织提供附着点的作用。

2.胫骨

胫骨近端包括与股骨相关节的胫骨平台，内侧髁和外侧髁，髁间隆起及胫骨粗隆。股骨内侧髁和外侧髁有两个由软骨覆盖的关节面。

在这些关节面之间有两个十字韧带附着的骨性突起，即髁间隆起。

胫骨的前面是股四头肌附着的骨性突起，即胫骨结节。

胫骨近端起到作为负荷结构及为软组织提供附着点的作用。

3.髌骨

髌骨（俗称膝盖骨）是人体中最大的籽骨，位于膝关节的前方，嵌入在股四头肌肌腱内。它的前面粗糙，后面光滑且有一个关节面，与股骨的髌面相关节。

在膝关节屈伸运动中，髌骨起到增加股四头肌的力臂、提高肌肉收缩效率的作用。

在正常情况下，髌骨必须有足够的灵活性以适应在膝关节不同位置下的收缩力，并且它需要足够稳定以确保关节软骨面没有过度地受压。

在膝关节伸展过程中，髌骨在股骨中间沟内向上运动。髌骨的运动轨迹是由股外侧肌和股内侧斜肌决定的。

二、膝关节对线

股骨干的中轴线与膝关节的中轴线形成一个约10°的夹角，被称为膝关节外翻角或者Q角。这是因为股骨头和髋关节在股骨干的内侧。

机械轴是从髋关节中心穿过膝关节中心，再到踝关节中心的正常力线。

由于骨盆较宽，女性的Q角比男性的大。Q角的增大会导致作用于髌骨侧方的力量增大及髌骨轨迹异常的风险增加。

三、软组织

1.半月板

膝关节包含内侧半月板和外侧半月板。半月板是“C”字形的纤维软骨盘。它们是楔形的，且外侧边缘比内侧边缘更厚。

两个半月板都紧密附着在胫骨平台中部被称为髁间结节的骨性突起处。它们同时也附着在胫骨外围被称为冠状韧带的关节囊扩展结构上。半月板还附着于股四头肌扩张的筋膜上。

当股四头肌收缩时，半月板被向前牵拉。

内侧半月板的活动性比外侧半月板小很多，因为它比较牢固地附着于胫骨平台上。它与膝关节内侧副韧带、冠状韧带、关节囊及前交叉韧带相互交织在一起。

它也附着于半膜肌，在膝关节屈曲的过程中半膜肌将半月板向后拉。

外侧半月板的活动性比内侧半月板大得多，相对不易受到损伤。

外侧半月板附着于后交叉韧带、关节囊、冠状韧带及腘肌上，但是并不附着于外侧副韧带上。在膝关节屈曲过程中，腘肌协助将半月板向后牵拉。

膝关节内侧半月板和外侧半月板构成了股骨髁的关节窝，增加了非对称凹面胫骨平台及非对称凸面股骨髁关节的稳定性。它们起到增加润滑、营养关节及减少摩擦的作用。

半月板是作为缓冲器而存在的承重组织。它们帮助承受高达50%的负荷，这种负荷在膝关节屈曲时增大。

半月板也在本体感觉中起作用。半月板的前部是可以移动的，随着膝关节的伸展，半月板向前滑动；随着膝关节的屈曲，半月板被向后拉。

2.关节囊

这是一个纤维结缔组织膜，它包裹着整个膝关节，密封关节腔，起到维持关节的完整性、限制关节过度活动的作用。

关节囊的内层为滑膜，能够分泌滑液，减少关节面之间的摩擦，为关节软骨提供营养。

3.髌下脂肪垫

髌下脂肪垫是位于髌腱下方及两侧的少量脂肪。在屈曲的过程中，脂肪垫被拉至膝关节的内部。

在膝关节伸展过程中，脂肪垫向前移动并使髌韧带两侧凸起。脂肪垫的背面内衬滑膜。

脂肪垫的作用是在膝关节屈伸的过程中贴在股骨髁上，使液体润滑膝关节。

4.韧带

前交叉韧带（ACL）

起自胫骨髁间隆起的前方，斜向后上方附着于股骨外侧髁的内侧面。它的主要作用是限制胫骨向前移动，同时也辅助控制膝关节的旋转。

后交叉韧带（PCL）

起自胫骨髁间隆起的后方，斜向前上方附着于股骨内侧髁的外侧面。主要功能是防止胫骨向后移位，对膝关节的后向稳定性起着关键作用。

内侧副韧带（MCL）

位于膝关节的内侧，起自股骨内上髁，向下止于胫骨内侧髁的内侧面。它呈扇形分布，分为浅深两层，主要作用是防止膝关节过度外翻，增强膝关节内侧的稳定性。

外侧副韧带（LCL）

位于膝关节的外侧，起自股骨外上髁，止于腓骨头。它的主要功能是防止膝关节过度内翻，与内侧副韧带协同作用，维持膝关节的内外侧稳定。

5.滑囊

滑囊是一种内衬滑膜的囊，里面充满了滑液。膝关节区域有超过24个滑囊。

有3个滑囊是关节囊内的隐窝，构成了髌上囊，即半膜肌囊及腓肠肌囊。

滑囊也存在于膝关节的肌肉（包括股二头肌、半膜肌、骼胫束及鹅足腱）下。

滑囊的作用是增加润滑，减少摩擦，为关节软骨提供营养。

四、肌肉

膝关节的两个主要运动是屈曲和伸展，屈曲主要由腘绳肌产生，伸展主要由股四头肌产生。

当我们站立时，双脚固定在地面上，由于股骨髁向内旋转并落在胫骨平台上，膝关节会被动锁定，这让我们可以在不疲劳股四头肌的情况下站立很长时间。

当腘肌收缩时，它会使股骨向外旋转，帮助我们解锁膝关节，从而使膝关节可以弯曲，这对于启动我们的步态也至关重要。

膝关节的一些不那么显著的运动，比如内旋，主要是由半腱肌和半膜肌这两个肌肉群来执行的。而外旋运动，则主要是由股二头肌来执行的。

维持膝关节稳定性的肌肉，包括股四头肌、缝匠肌、腘肌、股薄肌、股二头肌、半腱肌和半膜肌。

五、神经

膝关节主要由胫神经、腓总神经及隐神经支配。坐骨神经在大腿后侧远端1/3处分为胫神经和腓总神经。

胫神经穿行于膝关节后侧的腘窝中心，腓总神经穿行于股二头肌和腓肠肌外侧头之间的排骨头后侧。

隐神经是股神经的终末支，并分出髌下支，在膝关节内侧浅层、缝匠肌与股薄肌的肌腱之间穿行。

胫神经及腓总神经有肌支、皮支（腓肠神经）。隐神经是皮神经，主要支配髌骨前、小腿内侧和足内侧缘的皮肤。

六、动脉

供应膝关节的动脉是围绕膝关节形成周围关节周围吻合的血管，包括腘动脉的五个髌周分支，分别是上外侧、上内侧、下外侧、下内侧和中髌周动脉，股动脉的降支，股外侧旋动脉的降支，胫前动脉的两个返支，以及胫后动脉的旋腓骨支。