關節外的肌肉肌腱是支持和影響膝關節功能的重要動力結構。股四頭肌附著在髕骨的近端，為伸膝裝置。后方腓腸肌止于股骨內、側髁的后面，主要功能為屈膝。內側的“鵝足”是縫匠肌、股薄肌和半腱肌聯合腱，止于脛骨內側面的近端，能防止脛骨外旋，對抗外翻應力。外側的股二頭肌具有強大的屈膝和外旋脛骨功能，能防止脛骨在股骨上向前脫位。髂脛束后1/3近端止于股骨外上髁，遠端止于脛骨結節(Gerdy結節）的外側。屈膝時，髂脛束和股二頭肌保持平行，均為膝外側穩定結構。

膝關節內側、外側各有強大的支持結構，分別為內側副韌帶和外側副韌帶。內側副韌帶呈扁平的三角形纖維結構，其基底向前，高端向后。

內側副韌帶、半膜肌、鵝足及后關節囊的腯斜韌帶部分為內側關節囊外的穩定結構。外側副韌帶為長約5cm圓索結構，上端附著于股骨外上髁，下端止于腓骨小頭前下方，股二頭肌腱位于外側副韌帶后方淺層，附著于腓骨頭后上方。

由于外側副韌帶亦偏于膝關節的后方，膝屈曲位時側副韌帶松弛，脛骨可稍有旋轉活動。膝伸直至30°開始緊張，變得穩定，有效伸直時較緊張，可防止小腿旋轉、內收、外展及過度伸直.

胭肌有三個頭，分別起于脛骨外髁、腓骨小頭和外側半月板后角。前兩起點組成斜的Y形韌帶的臂，稱弓狀韌帶，是一個主要的脛骨內旋肌，也能防止股骨在脛骨上向前脫位。后關節囊內側由半膜肌附著點之一向外上反折部分所加強，稱胭斜韌帶。

膝關節周圍肌肉的腱性擴張部加強膝關節較薄而松弛的纖維性關節囊。較內層的滑膜囊形成許多隱窩，這些隱窩往往是關節內游離體滯留部位。膝關節腔可分為前大后小兩部分，后者隱蔽，手術較難達到。髕韌帶后方有脂肪墊，位于滑膜與纖維性關節囊之間。脂肪墊肥大或損傷時，可引起癥狀，髕下滑膜襞或翼狀滑膜韌帶發生異常時，屈膝位擠壓在髕股關節面引起疼痛。

膝交叉韌帶位于股骨髁部凹內，是關節內滑膜外結構，分為前、后兩條。前交叉韌帶起于脛骨上端髁間隆起的前部偏外凹陷處及外側半月板前角，向上后外呈扇形止于股骨外側髁內側面的后部。后交叉韌帶起于脛骨上端髁間隆起的后部，下端起點延伸到脛骨上端的后面，約在脛骨平臺下方約0.5cm處，向上前內方延伸。膝交叉韌帶主要功能是維持在各個方位的穩定性，前交叉韌帶能防止脛骨在股骨上向前移位，或股骨向后移位，同時防止膝關節過度伸直限制內、外旋和內、外翻活動。后交叉韌帶能防止脛骨向后移位，限制過伸、旋轉及側方活動。

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