在第一部分《当你面对患者膝部疼痛束手无策时，这里告诉你全部的答案！》，我们讨论了髌股疼痛综合征（PFPS）发生率，症状和解剖结构。在第二部分主要讨论PFPS的生物力学机制。造成PFPS主要是两种机制：

髌股应力

髌骨滑动轨迹

当我们在下蹲，奔跑或爬楼时，PFJ往往承受一定的应力。对此概念，物理治疗师一定要非常清楚。无论技巧有多高明或者PF关节有多坚固，运动中的应力是不可避免的。同时，物理治疗师也应该清楚的认识到该关节的作用之一就是承受并减轻运动时的应力，正因为如此，PFJ周边软骨坚固耐用。

但是，如果应力超出其承受能力就会产生疼痛。这是PFPS的核心概念。同时，在恢复过程中，我们设计的练习又需一定的应力但不能超出承受能力。这就不难理解，为什么我们对什么样的运动或动作产生多少的应力需保持清楚的认识。

幸运的是，PF所受应力可以测量，因此我们可以知道每个运动对PFJ关节产生多大的应力。在讨论PFJ关节应力时，我们需要了解两件事。第一，有多少可用的表面积用于分散应力。该概念的核心是同样的应力作用于面积较大的表面，其单位面积内的应力小于面积较小的表面所承受的应力。

举个例子，我们比较一下用拳头击打和用刀子刺两种不同情况。当拳头击中某人肩部，因为拳头表面积较大，故会感觉到疼痛，但不会造成太大的伤害。如果是尖刀刺中肩膀，那么尖刀的表面积小，相同的力量下，就可能直接刺穿肩膀，从而造成极大伤害。也就是说：面积越小（尖刀）=很难分散应力。面积越大（拳头）=容易分散应力。同样道理，如果膝部有更大的面积，那么对分散应力就非常有利。

然而，该髌骨股骨之间的分散应力面积基于膝关节屈曲的程度。当膝关节完全伸直时，两者之间无接触。当屈膝20度时，髌骨嵌入股骨。刚开始时两者之间几乎没有骨性接触。当进一步屈膝时，两者的接触面积越来越大，直到90-时达到最大接触面积。从达到最大值开始，进一步的屈膝将会减少两者接触的实际面积(图1）2。

图1不同屈膝角度，PFJ所受应力

为便于理解，我们将屈膝时，髌骨股骨之间最大接触面积的概念总结如下：

0度=两者之间无接触

0-90度=接触面积逐渐增加（注意，Wrappingeffect始于70度之后）

90度=最大接触面积

90-度=接触面积减少

度=接触面积持续降低并在ROM终末达到最低值。

注意：当屈膝至70度之后，股四头肌肌腱开始和股骨接触，这也有助于增加接触面积，从而分散更多应力。这就是Wrappingeffect。虽然没有太多的临床研究予以支持。但不管怎么说，接触面积越大，这越能分散应力。因此，在屈膝90度左右，PFJ关节所受的应力为最小。

第二，理解股四头肌收缩与PFJ受到应力的关系。一般来说，屈膝角度越大，股四头肌收缩越困难，对PFJ的应力就越大。所以，尽管屈膝在到达90度之前接触面积增大，但是PFJ的应力仍逐渐增加并且不能被增加的接触面积所完全抵消。

如果屈膝运动越多，那么应力自然就越多。已经有几个研究显示不同的运动产生不同程度的应力作用于PFJ关节4。值得注意的是动作越需要屈膝，那么PF所受应力就越大。

平地运动，应力为体重的1.3倍。

爬楼运动，应力为体重的3.3倍。

奔跑运动，应力为体重的5.6倍。

深蹲运动，应力为体重的7.8倍。

因此，目前认为PFPS的最大原因就是PFJ关节的过度使用。通过这幅图，你就能明白为什么奔跑和下蹲容易造成膝部疼痛，而一旦发生PFPS后，爬楼就很容易激发疼痛。这也帮助我们理解为什么练习深蹲的人士容易患上膝部疼痛。因为：

深蹲终末时的接触面积降低+股四头肌的收缩力=PFJ的高应力。

这并不是说应该停止下蹲练习而是说为什么有的运动员总是膝部疼痛，特别是在深蹲练习并加些重量后，PFJ所受应力明显增加16。

注意：上面的讨论都是在闭合链运动时的关节受力情况（比如下蹲，跑步和上楼等）。但在开合链（例如膝关节固定，足部可以摆动。想一想坐位时的伸膝运动）时情况不尽相同。不过，大部分户外或者健身房运动都是闭合链运动。

另外一个增加PFJ应力的因素是股四头肌的紧张度1。股四头肌直接与髌骨相连然后附着于胫骨。这就形成一束状条带。当屈膝时，该束状带被拉紧，压迫髌骨，造成髌骨和滑车沟之间的压力。这也是为什么久坐之后，患者主诉膝盖疼痛加剧的原因（图2）。

图2久坐后膝部疼痛的原因

PFPS患者往往股四头肌、髋部屈肌（通过Thomas检查）以及髂胫束紧张（通过Ober检查）1。恢复上述部位的正常柔韧性是PFPS康复的预测因子。

在第一部分我们讨论过髌骨在股骨滑车沟内滑动的问题。就像之前说的那样，对齐髌骨在滑车沟内的位置对于PFJ关节的健康至关重要。这种对齐使得接触面更大，更能均匀的分散应力。

有下列几个因素会影响髌骨滑动轨迹：

首先就是髌骨和滑车沟是否很好嵌合。嵌合越好，滑动越容易。每个个体变量因素会有所不同4。下图是滑车沟的变量因素（图3）。

图3髌股接触面的变异性

髌骨运动过度的人群，发生PFPS的机率增大。

PFPS患者，通常是在PFJ的外侧部分应力增加。原因很多，一个重要的潜在原因是大腿外侧结构组织的紧张。这些结构组织包括：

髌股外侧韧带

髂胫束

外侧支持带

髂胫束紧张时通过外侧支持带直接作用于髌骨。理论上将髌骨向外侧拉动从而导致轨迹不正（图4）。但幸运的是，我们可以通过调整髂胫束的柔韧性来加快PFPS的康复1，这在后面我们会详说。

图4ITB紧张导致Patella外移

记住，除了下肢外侧结构的紧张会导致轨迹不正，下肢内侧结构变得松弛，无力，同样将导致髌骨轨迹不正。这些内侧结构包括：

关节囊

半月板髌骨内侧韧带

内侧支持带

内侧髌股韧带

股内斜肌

鹅足肌群

股二头肌

其中股内斜肌(VMO)是膝部内侧稳定的主要主动因素。通常PFPS患者股内斜肌的激动延迟。缺乏该肌肉的有效控制是导致髌骨轨迹不正的重要原因8。已有一些研究证实股内斜肌收缩时间的变化与PFPS之间的关系。

第二部分小结：

1）PFPS的最大原因就是PFJ关节的过度使用。

2）不良滑动轨迹增加PFJ关节内应力。

3）频繁屈膝将增加PFJ关节内应力。

4）股四头肌收缩将增加PFJ关节内应力。

5）下肢内侧结构的松散或无力影响髌骨滑动轨迹。

6）下肢外侧或前侧结构的紧张僵硬，增加PFJ关节内应力。

好，现在你知道PFPS是一种过度使用性疾病，某些特定运动会给PFJ更多应力。而且也知道髌骨轨迹能够影响PF应力以及膝部周边特定结构对PFJ应力的影响。在下一篇文章我们将会讨论足踝部和髋关节如何影响PFPS。

未完待续......

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