股四頭肌的功能膝關節的伸肌力矩比屈肌力矩大2／3。股四頭肌通過等長、向心、離心等收縮方式來完成膝關節的多種功能。1股四頭肌的功能（屈曲）外力矩：體重、小腿重量、重物（伸膝）內力矩：股四頭肌的力量重力（外力矩）股四頭肌（內力矩）2膝關節外力矩分析下肢重量的外力臂從屈曲90°到伸直0°呈增加趨勢,0°時最大。脛骨相對于股骨的伸膝運動2膝關節外力矩分析上身重量的外力臂從屈膝90°到伸膝0°呈遞減趨勢,0°時最小。股骨相對于脛骨的伸膝運動2膝關節外力矩分析股四頭肌的抗阻運動加重損傷髕股關節疼痛或患有疼痛性關節炎治療緩解完全健康的人或高級運動員在手術后前交叉韌帶康復的后期2膝關節外力矩分析股骨相對于脛骨在90°~45°范圍內伸直或脛骨相對于股骨在45°~0°范圍內伸直時,膝關節承受的外力矩最大。2膝關節外力矩分析獲得理想的股四頭肌強化康復治療的同時,控制繼發性損傷的發生：

90°~45°的范圍內,進行脛骨相對于股骨的伸膝運動，并在踝部增加外部負荷(抗阻運動);

45°~0°范圍內(部份下蹲位)進行股骨相對于脛骨的伸膝運動。3膝關節內力矩與關節角度的關系膝關節內力矩(伸直力矩)在屈膝45°~70°范圍內最大,極度屈曲或最大伸直時最小。3膝關節內力矩與關節角度的關系膝關節內力矩—角度關系的曲線受髖關節所處位置和活動速度影響。3膝關節內力矩與關節角度的關系在股骨相對于脛骨的伸直模式中,內力矩和外力矩在膝關節接近伸直時都會快速下降,這種股四頭肌內、外力矩的生物力學匹配有利于在維持關節穩定性的同時,減少關節應力。3膝關節內力矩與關節角度的關系

臨床治療的選擇:允許的條件下,股四頭肌肌力康復采用0°~45°范圍內的“閉鏈"股四頭肌抗阻運動，這樣可以在強化肌力的同時,把對關節的損傷的可能性減少到最低限度。4髕骨的作用及髕股關節動力學4髕骨的作用及髕股關節動力學動作體重平地行走1.3倍站起2.6倍爬梯子3.3倍深蹲7.8倍4髕骨的作用及髕股關節動力學4髕骨的作用及髕股關節動力學維持髕股關節良好的對合關系可以在膝關節伸屈活動時保證髕骨在盡可能小的關節面應力狀態下通過股骨滑車。4髕骨的作用及髕股關節動力學4髕骨的作用及髕股關節動力學Q角：股四頭肌收縮可拉動髕骨向上并向外滑動。由股四頭肌對髕骨所產生的向外拉力的角度被稱為Q角。4髕骨的作用及髕股關節動力學Q角所導致的髕骨外偏傾向會形成生理性的“弓弦張力”，股內側肌斜行纖維的重要作用就是抵抗股四頭肌作為一個整體造成髕骨向外脫位的趨勢。4髕骨的作用及髕股關節動力學Q角明顯大于正常可能是導致髕股關節疼痛、軟骨軟化及髕骨外側脫位的因素之一。4髕骨的作用及髕股關節動力學異常的結構或功能舉例外側軟組織過度緊張髂脛束和/或髕骨外側支持帶緊張內側軟組織過度松弛內側副韌帶和/或髕骨內側支持帶松弛骨發育不良股骨滑車外側面發育不良(如髁間溝狹窄)高位髕骨膝關節力線不佳Q角增大膝外翻股骨前傾角過度增加脛骨過度外扭轉肌肉無力或缺乏控制髖外展外旋肌無力股內側肌斜頭無力或萎縮脛骨后肌無力(與足的過度旋前相關)4髕骨的作用及髕股關節動力學4髕骨的作用及髕股關節動力學髕骨脫位屈曲—旋轉肌的功能脛骨相對于股骨的運動股骨相對于脛骨的運動1脛骨相對于股骨的骨運動學屈曲旋轉肌的重要功能是在行走或跑步過程中加速或減速脛骨的運動。值得注意的是,這些肌肉僅產生低到中度的力，卻可產生相對高的短縮或延長速率。2股骨相對于脛骨的骨骼運動控制2股骨相對于脛骨的骨骼運動控制2股骨相對于脛骨的骨骼運動控制膝關節的穩定性和控制需要通過肌肉和韌帶所產生的力量之間的相互作用來實現。2股骨相對于脛骨的骨骼運動控制鵝足肌群的作用就在于其通過阻止外旋和膝外翻從而發揮動態內側副韌帶的作用。3膝關節屈曲—旋轉肌最大力矩的產生膝關節屈曲力矩在膝關節接近完全伸直時達到最大,隨膝關節逐漸屈曲而穩定下降。

膝關節角度與相對拉長的肌肉長度相一致的時候，腘繩肌產生了最大的力矩。屈髖時拉長腘繩肌將產生更大的屈膝力矩。肌肉長度—張力曲線關系是決定腘繩肌屈曲力矩的重要因素之一。3膝關節屈曲—旋轉肌最大力矩的產生當屈髖屈膝90°時,膝關節內旋肌和外旋肌可產生約30N·m的最大力矩。當屈髖屈膝20°時,內旋力矩將比外旋力矩大40%。伸膝肌-股四頭肌由股內側肌、股外側肌、股中間肌和股直肌組成，所有肌肉合并后形成一條強壯的肌腱附著于髕骨基底部，進一步向遠端延伸為髕腱附著于髕骨尖和脛骨結節之間。股外側肌和股內側肌還形成擴張部，附著于關節囊、半月板和髕骨支持帶。股四頭肌及肌腱、髕骨和髕韌帶被統稱為伸膝裝置。四塊肌肉中，股直肌提供總伸力矩的20％，其余提供80％。股直肌起自骨盆髂前下棘，大部分止于股骨干前外側和股骨嵴。股外側肌是股四頭肌中最大的一塊肌肉，而股內側肌可延伸至膝關節遠端。股內側肌的纖維存在兩種完全不同的走行方向。較遠端的斜行纖維(股內側斜肌)以50°～55°的角度靠近髕骨，而其余的縱行纖維(股內側長肌)則以15°～18°的角度靠近髕骨。當髕骨在股骨滑車上滑動時，股內側肌斜行牽拉髕骨的作用對髕骨的穩定性和方向具有重要作用。股中間肌位于股直肌深面，少數肌纖維附著于股骨遠端前面。股中間肌可在主動伸膝過程中拉動關節囊和滑膜。膝關節的伸肌力矩比屈肌力矩大2／3。股四頭肌通過等長、向心、離心等收縮方式來完成膝關節的多種功能。通過等長收縮，股四頭肌可有助于穩定并保護膝關節；通過離心收縮，股四頭肌可控制機體重心下降的速度，比如在坐下和下蹲時。股四頭肌的離心性收縮可為膝關節提供減震作用，比如行走時的足跟著地期，膝關節輕度屈曲可緩沖地面的反作用力。膝關節用支具固定或被融合于伸直位將破壞這種自然的緩沖機制。向心收縮可加速伸膝，后者在跑步、登山、起跳或起立時升高身體重心。膝關節屈曲-旋轉肌群除了腓腸肌以外，膝關節后部的所有肌肉均有屈曲以及向內或向外旋轉膝關節的能力。膝關節所謂的屈曲旋轉肌群包括腘繩肌、縫匠肌、股薄肌和腘肌。與伸膝肌群全都受股神經支配不同，屈曲-旋轉肌的神經支配包括：股神經、閉孔神經和骶神經。1腘繩肌包括半腱肌、半膜肌和股二頭肌，其近端附著于坐骨結節，其中股二頭肌的短頭在近端附著于股骨嵴的外側唇。在遠端三條腘繩肌肌腱穿過膝關節并附著于脛骨和腓骨。1腘繩肌半膜肌的遠端附著于脛骨內髁的后面、內側副韌帶、內外半月板、腘斜韌帶和腘肌。在大部分行程中，半腱肌位于半膜肌的后部，其腱性部分向前走行并附著于脛骨前內側面遠端。腓側副韌帶及股二頭肌的兩個頭附著于腓骨頭。除了股二頭肌的短頭，所有腘繩肌均跨過髖關節和膝關節，為有效的伸髖屈膝肌，對控制骨盆以及軀干的位置具有重要作用。1腘繩肌除了屈膝以外，內側腘繩肌具有內旋膝關節的作用，而股二頭肌具有外旋膝關節的作用。當膝關節屈曲時可伴有水平旋轉。：讓患者坐位屈膝70°～90°，令其小腿向內或向外旋轉，此時在膝關節的后方可觸及半腱肌腱和股二頭肌腱。當膝關節逐漸伸直時，由于膝關節被鎖定以及多數韌帶的拉緊導致膝關節的旋轉停止。2縫匠肌和股薄肌起于骨盆，遠端跨過膝關節內側附著于脛骨近端與半腱肌相鄰。在髖部，這兩塊肌肉均為屈髖肌，但是它們具有不同的運動方向。2縫匠肌和股薄肌縫匠肌、股薄肌和半腱肌的肌腱在止點附著處并列形成一扁腱，這塊寬而扁平的結締組織被稱為“鵝足”。這組肌肉是膝關節重要的內旋肌，同時有屈膝作用。鵝足組肌群在膝關節內側的動態穩定性中發揮重要作用。這群肌肉的主動張力與內側副韌帶一起可防止膝關節外旋和外翻的發生。3腘肌腘肌是一條三角形的肌肉，位于腘窩內腓腸肌的深面。腘肌的近端形成一條堅韌的韌帶，從外側副韌帶和半月板之間穿過，附著于股骨髁外側。它是膝關節唯一附著于關節囊內的肌肉，其遠端廣泛地附著于脛骨后部。腘肌纖維可附著于外側半月板后緣，并與弓狀韌帶相融合。作用于膝關節的雙關節肌單關節肌:股外側肌、股中間肌、股內側肌、腘肌和股二頭肌短頭。跨越髖關節和膝關節：股直肌、縫匠肌、股薄肌、半腱肌、半膜肌、股二頭肌長頭和闊筋張肌的髂脛束跨過膝關節和踝關節：腓腸肌膝關節雙關節肌極少用來同時運動兩個關節。用來克服一個關節來自重力或其他肌肉收縮的阻力。雙關節肌在兩個關節同時縮短,完成其所有的運動范圍,那么該肌將縮短一個很長的距離,并在縮短的過程中很快喪失其肌力。一般來說該肌在其中一個關節逐漸延長而在另一個關節產生運動,藉此來保持良好的長度-力關系。雙關節肌1結合伸髖的屈膝腘繩肌主動的最大收縮股直肌被動的最大伸展限制因素:腘繩肌的主動不足

股直肌的被動不足2結合屈髖的伸膝限制因素:股直肌的主動不足腘繩肌的被動不足股直肌主動的最大收縮腘繩肌被動的最大伸展3結合屈髖的屈膝當屈膝和屈髖時,屈髖肌和腘繩肌協同收縮產生功能性有用的運動。4結合伸髖的伸膝當股四頭肌伸膝時,腘繩肌作伸髖動作，使腘繩肌在膝部伸長。在這運動中運用了長度-張力曲線的一個有效部分。臀大肌半腱