一个功能良好的膝关节对于某些动作至关重要，包括站立、行走和跑步。为了更好明白会发生的许多问题，弄懂膝关节的一些解剖特点就非常重要了。
膝关节重要的解剖结构会分若干层次，包括骨骼、关节、韧带、肌腱、肌肉、神经和血管。
首先，让我们来明确一些与膝关节相似的解剖学术语，这会使得后面我们讨论结构更加清楚。身体有许多部分具有高度相似性，所以可以用一些共同的语言来描述这些部分，并明确与身体的中间相关联的一条假想线在什么地方。例如，“medial（内侧）”这个词指的是靠近中线，所以两个膝关节的内侧离得很近，外侧就离得很远。内侧结构通常也有这部分的名字，比如：内侧半月板。然后，这个词“Anterior”就涉及膝关节的前面；这个词“Posterior”就涉及膝关节的后面。所以，前十字韧带位于后十字韧带的前方。膝关节有股骨、胫骨和髌骨组成，髌骨坐落在关节的前方。
膝关节是一个滑膜关节。滑膜关节被韧带关节囊包裹，里面含有滑液以润滑关节。股骨的末端与胫骨的顶部相连以创造膝关节。两个圆形的骨性突起，称为“股骨髁”——在股骨的末端，它们依靠在胫骨顶部的表面，这个表面称为“胫骨平台”。外侧这一半，也就是离另一只膝关节更远的这部分称为“外侧胫骨平台”；内侧这一半，离另一只膝关节更近的这部分称为“内侧胫骨平台”。髌骨在两个特别的股骨髁形成的一个中间凹槽里滑动，这个凹陷称为“髌股沟”。小腿的这根小小的骨骼——腓骨，没有参与形成膝关节，它位于胫骨的外侧，并与之形成关节，这个关节几乎不能移动。
关节软骨是覆盖在骨骼上的重要物质。在许多较大的关节中，关节软骨的面积约占1/4。它呈橡胶状，十分有光泽。关节软骨是一层光滑的物质，以致一块骨骼在另一块骨骼的表面运动时不造成损坏。关节软骨的功能就是减少相邻两骨的摩擦，缓冲运动时产生的震动。关节软骨无处不在，骨与骨相对运动的表面或关节。在膝关节，关节软骨覆盖了股骨、胫骨的顶部和髌骨的后面。
韧带是一层坚韧的带状组织，连接着骨与骨。在膝部的两侧各有一条重要的韧带。位于内侧的叫“内侧副韧带（MCL）”；位于外侧的叫“外侧副韧带（LCL）”。位于膝关节里面两条重要的韧带连接着股骨和胫骨，靠前的是“前十字韧带（ACL）”；靠后的是“后十字韧带（PCL）”。MCL和LCL阻止关节向内外侧过度移动；ACL和PCL控制膝关节的前后移动。ACL阻止胫骨相对股骨向前过度滑动；PCL阻止胫骨相对股骨向后过度滑动。两者一起工作，就控制着膝关节的前-后运动。纵观来说，这些韧带是控制膝关节稳定的重要结构。还有两条特殊的韧带——总所周知的，坐落在股骨与胫骨的中间。它们有时会跟关节软骨一起被提及，但是半月板不同于覆盖在关节表面的关节软骨。这两块半月板有两个存在的重要原因，一个是充当软垫，将这个区域的压力分散到整个身体。第二个就是辅助韧带稳定膝关节。膝关节就好似一个球坐落在一个平盘上，这个球就是“股骨髁”，平盘就是“胫骨平台”。半月板环绕着股骨髁的球面，填充股骨髁与胫骨平台之间的空隙。如同软垫般的半月板，分散了从股骨到胫骨的压力。没有半月板，任何来自股骨上的重力会集中施压在胫骨上的某一点，但如果胫骨表面被半月板覆盖，重力就会被它分散掉。这对保护嵌在骨骼上的关节软骨非常重要，避免了过度压力。没有半月板，压力就会集中在关节软骨上的这个很小的区域。损坏关节面，并造成退行性改变。除了保护关节软骨，半月板还帮助韧带稳定膝关节，如同楔子一般坐落在股骨髁的底部，使其更加稳固。围绕在外侧的半月板较厚，帮助股骨在胫骨平台上更好地滚动，附着在胫骨表面的半月板将其转换成了一个浅窝，这个浅窝是稳定的，而且能更好转换来自上半身到胫骨这个平盘上的重力。所以，半月板为膝关节提供了更强的稳定性，以及保护关节软骨避免遭受过度压力。纵观来说，韧带是使膝关节稳定最重要的结构。请记住，韧带连接骨与骨，如果没有坚韧紧张的韧带将股骨与胫骨连在一起，膝关节将会变得非常松弛。
不像身体的其他关节，膝关节缺乏一个稳定的骨性结构。比如，髋关节是一个很深的球窝关节，而踝关节非常类似“榫眼”。
肌腱与韧带类似，但连接骨与肌肉。股四头肌腱连接股四头肌和远端的髌骨，包绕髌骨，并与髌腱融合。髌腱连接髌骨和胫骨。腘绳肌位于后侧，其肌腱也附着在膝关节的不同区域。这些肌腱有时候被移植替代膝关节里的韧带。伸膝装置如同膝关节的发动机，允许我们行走。它位于膝关节的前侧，由髌骨、髌腱、股四头肌肌腱和股四头肌组成。股四头肌的四个头从近端到髌骨共同汇合成肌腱。当这些肌肉收缩时，它们完成伸膝。比如，你在做蹲-起的动作。髌骨正好嵌在股骨前方的髌股凹槽中，并在其表面滑动，影响着膝关节的所有功能。当膝关节伸直时，髌骨扮演了支点的角色增加了股四头肌的受力。腘绳肌是大腿后侧很厚实的肌群。当它们收缩时，完成屈膝。
膝关节后侧最重要的神经是“胫神经”和“腓总神经”它们向下经小腿传至足部，为相关肌肉提供感觉控制。这两条神经来自坐骨神经的分支，胫神经在小腿后侧沿行；腓总神经沿着膝盖的外侧向前到达小腿外侧，至足部。膝关节周围发生损伤会损坏这些神经。
重要的血管与胫神经一起从膝盖后侧向下传至小腿。腘动脉和腘静脉营养着小腿和足，如果腘动脉遭受不可逆的损伤，小腿几乎会废掉。腘动脉将血液运送到小腿和足，腘静脉将血液运回到心脏。膝关节有时会存在不稳定的构造，但是在站立时必须承受上半身的所有重量，而且还要承受更多的来自行走和跑步时的压力。所以，不要见到不同年龄阶段的人们抱怨膝关节的问题而感到惊讶。懂得膝关节基本的结构会帮助你明白膝关节到底发生了什么问题。
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