膝関節は.骨.関節軟骨.軟部組織（十字靭帯.半月板など）.関節腔内の滑液.関節包で形成され.関節外の靭帯で補強された人体最大の構造的.機能的に複雑な滑膜関節である。 膝関節は.大腿骨上顆と脛骨上顆で形成される外側脛骨大腿関節.大腿骨内顆と脛骨内顆で形成される内側脛骨大腿関節.膝蓋骨関節面と大腿骨距骨で形成される膝蓋大腿関節で構成され.膝関節は.大腿骨外顆と脛骨外顆.膝蓋距骨と膝蓋距骨で形成されます。
膝関節の主な運動機能は.屈曲と伸展です。 膝の屈伸運動は.ローリングとスライディングの組み合わせです。 正常な状態では.過渡的な中心を中心に屈曲・伸展運動が起こり.最初はローリング運動.徐々にスライド運動に変化していきます。 膝を20°から0°まで伸ばすと大腿骨が内旋し始め.完全に伸ばすと回転が終了してロッキング動作となり.この時膝関節は最も安定します。 膝を30°に曲げたときに.少し内側と外側に動くことがあります。 このように.正常な関節内構造は.正常な膝関節機能の解剖学的基礎となるものです。 膝の主要な構造物のいずれかが損傷すると.その運動機能に影響を及ぼします。
(膝の滑液包
関節鏡検査に関連する滑液包は.主に鞍上滑液包で.膝関節で最も大きな滑液包である。 この滑液包は関節腔と広く接しており.膝の滑液腔の一部と考えることができます。 膝蓋上滑液包は.膝蓋骨基部の上.大腿四頭筋腱と大腿骨の間にあり.両側の大腿骨内側筋と外側筋に接しており.後方の滑膜は大腿骨前顆を覆っています。 膝の筋肉は.鞍上包の上（関節包の外側）にあり.鞍上包を上方に引っ張る力がある。 膝の滑膜病変も主にこの部分に存在する。隙間が大きいため.遊離体が存在することが多い。膝の癒着の場合.鞍上包腔内に癒着帯があり.癒着などにより縮小したり.完全に閉じてしまうことがあり.顕微鏡的に癒着を解除すると鞍上包が完全に解放されるはずである。
(ii) 関節軟骨
正常な膝軟骨はヒアルロン酸軟骨で.水色で半透明.滑らかで光沢があります。 軟骨自体には血管神経がなく.軟骨膜内の毛細血管と関節腔の滑液によって栄養を補給しています。 関節軟骨は.軟骨細胞と軟骨基質（コラーゲン繊維と卵多糖類）から構成されています。 表層.遊走層.柱状層.石灰化軟骨層に分けられる。 石灰化軟骨層は.柱状節理層との潮目はあるが.軟骨下骨との明確な境界はない。
関節軟骨は.運動時の荷重を伝達し.滑らかで摩耗しにくいベアリング面を提供します。 関節軟骨は.低摩擦・高弾性・高透磁率の粘弾性材料で.荷重伝導.衝撃吸収.潤滑.低摩耗などの機能を有しています。
関節軟骨は代謝率が低く.再生能力がないため.どのような原因で生じた軟骨欠損も自力で修復することは困難です。 そのため.臨床的な治療が難しくなっています。 関節軟骨の変化と運動には明確な関係があります。 正常な関節では.生理的ストレス下で関節内液と軟骨基質液が交換されることにより.軟骨細胞に栄養が供給され.正常な生理機能が維持されています。 しかし.関節内の荷重移動が乱れ.生理的な限界を超えた異常なストレスが軟骨にかかると.軟骨細胞とマトリックスの両方がダメージを受けることがあります。 膝の外傷は直接的に軟骨を損傷することがあり.靭帯断裂や半月板損傷は膝関節の荷重移動障害により軟骨を損傷することがあります。
(iii）メニスカス
半月板は.大腿骨と内側および外側脛骨顆の間にそれぞれある内側と外側の線維軟骨の円板です。 半月板はくさび形の部分がある。 内側半月板は一般にC型.一部G型で.外側半月板より大きく薄く.開口部は大きく.前方は狭く後方は広く.自由端側で両者の間に約90°の角度が見られることが多い。 前角は前顆間窩の前面に.後角は後顆間窩の前面に取り付けられている。 内側半月板の端は内側関節包に付着しており.可動性が低いため.外傷を受けた際に傷つきやすい。 外側半月板は「O」の字に似ていて.前角と後角の間に小さな開口部があり.中央部が広く.前後が狭くなっています。前角は外側顆間棘の前面と前十字靭帯付着部の後面に付着し.後角は外側顆間棘の後面に付着しています。 外側半月板はN腱によって関節包から切り離されており.内側半月板よりも比較的可動性が高い。 外側半月板の後端から出た線維束は.内側顆間顆の外側で後十字靭帯に斜め上方から付着しており.メニスコ・フェモラル靭帯と呼ばれる。 この靭帯が後十字靭帯より後方にある場合はLigament menisco-femorale posterius.別名Wrisberg靭帯と呼ばれ.後十字靭帯より前方にある場合はLigament menisco-femorale anterius.すなわち.靭帯と呼ばれます。 ハンパない靭性。 どちらも同時に存在することができます。
1.半月板の動き
膝の運動中.脛骨大腿関節の間にある半月板は.逆説的な動きをする。 屈曲・伸展時には.半月板は脛骨に固定されているため.結果として大腿骨に対して相対的に移動し.大腿骨顆は半月板の上面に沿って転がることになります。 伸展から屈曲では.脛大腿関節の接点が後方に移動し.半月板が後方に移動し.後方半分は大腿顆と脛骨高原の後方部分の間に挟まれ.屈曲から伸展では逆に脛大腿関節の接点が前方に移動し.半月板が前方に押し出され.前方半分は大腿顆と脛骨高原の前方部分の間に挟まれ圧迫された状態となります。 屈曲と伸展では.回転時に大腿骨とともに半月板が脛骨の上を滑るように動きます。 ニュートラルポジションから.2つの半月板は脛骨プラトー上で反対方向に動きます。 下腿の外旋では外側半月板がプラトーの前部に.内側半月板が脛骨プラトーの後部に移動し.内旋ではその反対となります。 全運動中.外側半月板の移動範囲は内側半月板の約2倍です。
2.半月板への血液供給
血液供給は主に縁と滑膜の接合部の血管と.前角と後角の付着部に入る血管から行われる。 半月板の外側1/3は縁から自由端まで血液が供給され.内側1/3は血液が供給されず関節液によって栄養されている。 そのため.半月板の外側1/3は縫合修復しても治りやすく.中央1/3は縫合修復しても治りが悪く.内側1/3は治りにくいのです。
3.半月板の機能
ローラーボールが関節の動きを滑らせるのと同じように.摩擦を減らして滑りを良くする。 脛骨の関節面をより適切な状態にし.膝関節を安定させる。 クッション性と衝撃吸収性で関節軟骨を保護します。 関節内圧を調整する。 膝の靭帯と相乗的に作用し.膝関節の回旋運動を誘導する。 6. 荷重を移動させる。
4.半月板変形-椎間板軟骨
円板状軟骨は.膝の半月板の変形で.その原因は完全には解明されていません。 先天的に成長・発達する過程で形成されると考える人が多いようです。 半月板は初期胚の段階では円盤状で.成長とともに徐々に吸収され.中央部が大腿骨顆部に圧迫されて.我々が見る正常な半月板となるか.何らかの原因で生理的な吸収が止まり.程度の差こそあれ円盤状に見えるようになります。 円板状軟骨は外側に多く.内側にはあまり見られない。 円板状軟骨は.円形.楕円形.四角形.巴形などがあり.脛骨プラトー表面全体を覆っていることがあります。 (ii) 幼児：満期胎児の半月板に似ているが.外側半月板の中央部が特に広い。 (iii) 中間型：原始型より小さく.ほぼ円盤状で.中央部が細い。
円板状軟骨は.正常な半月板のような組織構造や生理的な性質を持っておらず.強靭性に欠けるため.正常な半月板に比べて運動時に傷つきやすいという特徴があります。
(iv）前十字靭帯
前十字靭帯は.後面から凹んだ滑膜に囲まれており.前面と両側面を滑膜が覆い.後面中央部の線維性被膜の外側には滑膜がないため.前十字靭帯は二重滑膜ヒダの中にある.滑膜外線維性膜内構造であることがわかります。
1.解剖学的特徴
前十字靭帯は.脛骨顆部の前内側から始まり.顆間棘の前やや内側から大腿骨顆部の外側面の後上部で終わり.脛骨端は前後に長い楕円形で比較的太く.付着面積は約3，0cm2.大腿骨端は比較的小さい扇形で約2，0cm2.長さ37～41（平均39）mm.幅10～12（平均11）mmである。 前十字靭帯は3つの束に分けられます。（1）前内側束は.膝を曲げたときに緊張し.膝を伸ばしたときに比較的緩くなります。 後外束は膝を伸ばしたときに緊張し.膝を曲げたときに比較的弛緩します。 (iii)中束：屈曲・伸展の間.張力が維持される。 前十字靭帯は脛骨プラトーと一定の角度を保っており.90°屈曲時には30°.伸展時には40～45°となる。
先天性前十字靭帯欠損症：先天性前十字靭帯欠損症は非常に稀ですが.発症する可能性があり.注意が必要です。 下肢や膝関節の変形を伴うことが多い。
2.機能解剖学
前十字靭帯は.膝関節の主要な静的安定構造であり.その基本的な機能は.脛骨が前方に移動するのを防ぐことである。 しかし.単なる手綱の役割ではなく.脛骨の内旋を防ぐという特殊な役割も持っている。 前十字靭帯は.後十字靭帯とともに.脛骨大腿関節の正常な動きを保証しています。 そのため.特定の機能解剖学的構造を持つ動的安定化構造物でもある。
靭帯は膝の動きを制限したり.誘導したりする効果がある。十字靭帯と関節包が形成する関節包靭帯ネットワークは.膝関節の安定性を保ち.膝の動きを一定の範囲に制限し.一定のパターンに従って膝の動きを誘導する基本的な要因である。 靭帯と関節包の作用は.まず靭帯-筋反射機構によるものである。 靭帯には張力受容器が存在し.靭帯の張力が増加すると.靭帯にある無髄の感覚神経線維がインパルスし.中枢反射により膝周辺の筋肉が収縮する。 もし筋肉がコントロールを失ったとしても.靭帯は機械的な制限を維持し続けます。 靭帯は解剖学的に半月板とつながっており.ある程度の連続性を示している。 前十字靭帯の繊維は内側半月板に.内側半月板と外側半月板の前角は膝横靭帯に.外側半月板の後角は大腿半月板を出し.後十字靭帯と合流して大腿骨内側顆で終わり.「8」字型の「紐」を形成しています。 これが「8」字型の「ロープ」構造を形成し.膝の回転運動をガイドしています。 膝の靭帯の制限・誘導の役割が何らかの要因で損傷し.修復が間に合わなかったり.修復が不適切だったりすると.長期間の慢性的な負担により膝の筋骨格系の靭帯が弛緩し.特定のスポーツ条件下では膝の不安定性が生じることになります。
7.バイオメカニクス特性
ACLはコラーゲン繊維と弾性繊維で構成されており.90％のコラーゲン繊維は伸縮自在.弾性繊維はもろい組織材料である。 前十字靭帯は伸縮性を持っています。 ACLはストレス負荷がかかると変化します。 低負荷や一般的な日常運動では.靭帯の繊維には力が加わり.伸び縮みし.弾性変形し.ある程度の張力がかかります。応力が靭帯の降伏点（Yield point）に達すると.靭帯のコラーゲン繊維にわずかな繊維損傷が起こります。応力がさらに増加して靭帯が耐えられる最大張力に達するかそれを超えると靭帯のコラーゲン繊維は崩壊し始め.弾性変形が起こると.靭帯の 歪みが6％～8％を超えると.靭帯のコラーゲン繊維は完全に崩壊し.本来の弾性の役割を失い.張力を失い.荷重に耐えられなくなる。
4.ACLの主な機能
膝を曲げた時に脛骨が前に出ないようにする。 膝関節の過伸展を防止するため。 (3)膝の回転をある程度コントロールできること。 膝の屈曲角度の違いによる二次的な膝の倒立の制御。 ⑤膝の最終伸展時のロッキング動作に関与し.安定化効果を発揮する（膝の最終伸展20°では脛骨が外旋し.ACLは伸展時に弛緩し.「オーバーショーティング現象」となる）。
(v) 後十字靭帯
1.解剖学的特徴
後十字靭帯は膝関節腔の後区画にあり.後脛骨顆間窩の後関節面下約10mmから.大腿骨内側顆の顆間面前上部に対して斜め上方に脛骨高原の後縁を覆い.丸く付着しています。 後十字靭帯は.長さ平均38mm.幅13mmで.前十字靭帯の2倍の強度を持ち.膝関節の屈曲と回旋を主に安定させ.回転軸として作用する。
後十字靭帯は.前外側と後内側の2つの束に分かれています。 前外側束は脛骨付着部より外側.大腿骨付着部より前方にあり.太い。内側後側束は脛骨付着部より内側.大腿骨付着部より後方にあり.前外側束より小さい。 後十字靭帯は内側半月板とつながっておらず.外側半月板の後角と靭帯（Ligament menisco-femorale）でつながっている。 膝の伸展から屈曲への移行時に.後十字靭帯は縦軸に沿って時計回りに回転し.前外束は前方から上方後方に移動し.靭帯は垂直な位置に傾く。
2.後十字靭帯の役割
1）脛骨の後方変位を制限するため。 この役割は.特に膝を曲げた状態で重要です。 後十字靭帯の断裂は.後脛骨不安定性だけでなく.後外側回転不安定性も引き起こします。 (ii) 膝の過伸展を制限し.前十字靭帯の役割を補助する。 (iii) 下腿の内旋を制限する。 後十字靭帯は.下腿の内旋時に緊張して脛骨大腿関節面を密着させるとともに.膝の回転運動の軸に相当するものとして.膝関節を安定させるための重要な構造となっています。 膝の内転・外転を制限し.前十字靭帯.内側・外側側副靭帯と連動して働きます。
膝を曲げたときに脛骨上部への前後方向の暴力で後十字靭帯が損傷し.外力によって膝が過伸展したときにも後十字靭帯が損傷することがあります。 同時に関節包後部を損傷すると.関節包骨折から下腿後区画に出血が入り.腫脹することがあります。 この時に関節鏡や手術を行うと.関節包破壊から関節灌流液がふくらはぎ後隔に入り.ふくらはぎの腫れを引き起こしたり.悪化させる可能性があり.中隔症候群の可能性を防ぐために注意する必要があります。
(vi) 内側側副靭帯（MCL)
1.解剖学的特徴
MCLは大腿骨内側上顆から始まり.脛骨後内顆の前縁と脛骨近位内側の後半分.鵞足腱深部の関節線から4～6cm離れたところで終わります。 と深いバンドルがあります。 膝の内側の線維構造の2層目（1層目は表層筋膜層）に表層束があり.3層目に関節包の厚い部分と言える深層束がある。 伸展・屈曲時.第3層と脛骨プラトー縁に対して表層MCLに1～2cmの前後方向の振動がある。
2.内側側副靭帯の役割
MCLの主な機能は.膝の外反母趾を防ぐことです。 膝関節屈曲25°ではMCLが78％.膝関節屈曲5°ではMCLが57％膝関節の外反を抑制することが分かっています。 膝関節屈曲位ではMCLの前部線維が.膝関節伸展位ではMCLの後部線維が緊張する。
(7）外側側副靭帯（LCL)
1.解剖学的特徴
外側側副靭帯は膝の外側1/3にあり.長頭は大腿骨外側上顆から.短頭は豆の骨（fabella）から始まり腓骨の茎に終わる2つの頭に分けられます。 外側側副靭帯は.膝を完全に伸ばした状態では緊張しており.屈曲時には緩む傾向があります。 膝の伸展・屈曲時には.脛骨回転に伴う外側側副靭帯の弛緩が.大腿二頭筋を取り巻く腱線維によって持続的に緊張が維持され.関節の安定性が保たれます。 外側構造の安定性は.外側側副靭帯.大腿二頭筋.腸脛靭帯によって維持されています。
2.側副靭帯の役割
外側側副靭帯は.膝関節の内旋を防ぐとともに.脛骨の外旋・後方落下を防ぐ補助をしています。