膝调节主要涉及膝关节结构和周围软组织的调节。
膝关节由股骨、胫骨和髌骨构成。辅助结构为腓骨。
髌骨：为人体中最大的籽骨，上方为基部，连于股四头肌；下方为髌尖，是髌韧带附着处。髌骨在股四头肌与股骨间充当间隔角色，增加了膝关节伸直肌群的内在力臂。在髌尖内后侧有一粗糙面，为髌下脂肪垫附着处。
当人体放松站立时，髌尖位于最接近关节面的位置。髌骨与股四头肌和髌韧带形成依托关系，成为股四头肌伸膝作用的支点，在膝关节的屈伸运动过程中，髌骨在股骨内、外侧髁形成的髁间沟中有规律地滑动。
髌骨关节面覆盖4~5mm厚的关节软骨，粗厚的关节软骨有助于分散传导关节间的巨大压力。髌骨与股骨远端形成髌股关节，内部压力受股四头肌张力影响很大。由于股四头肌在正常状态下合力偏向外侧，为了保证股关节的稳定性，髁间沟的外侧高于内侧。
股骨为一中段稍向前弯的长骨，近端承接骨盆的分力。股骨远端有两个明显的骨性凸起，分别为股骨内侧髁和外侧髁，内、外侧髁之间的前侧为髁间沟，是髌骨滑动的轨道；后侧为髁间切迹，提供交叉韧带通过的通道。当髁间切迹的空间较小时，会增加交叉韧带受损的可能性。内、外侧髁的上方有小的骨性凸起，分别为内、外上髁，为副韧带牵拉所致。股骨远端与胫骨构成胫股关节。
胫股关节为滑车关节，以单平面的屈伸运动为主，股骨内髁长于股骨外髁，当膝关节完全伸直的最后5°~10°,股骨内髁与胫骨平台内侧充分接触，而外侧则出现胫股分离的情况，胫骨需要相对于股骨外旋转，使较长的股骨内髁滑向胫骨平台后方，胫骨平台与股骨内、外侧髁接触面积均匀一致，并出现最大程度的关节面接触，此时的力量传导为骨传导。
不过，这种空间结构的改变使膝关节处于强直状态，如果完全伸直的膝关节变为屈曲，需要胫骨相对于股骨内旋转，使胫股关节面达到最小接触，恢复膝关节的运动状态。有学者称此变化为膝关节的解锁过程。
胫骨：为小腿的主要重力传递结构，在屈膝状态下可发生轻度的旋内和旋外。
胫骨近端宽阔平坦，为胫骨平台。胫骨平台中间有两个骨性凸起，为髁间嵴，是交叉韧带附着牵拉所致。当交叉韧带长期处于高拉力状态时，髁间嵴就会出现明显增生，尤其是内侧髁间嵴控制屈膝承重时股骨前滑。胫骨平台外下方与腓骨近端构成近端胫腓关节，虽然胫腓关节不参与膝关节的构成，但在胫骨平台外侧髁的力学支撑上起到重要作用，是膝关节外侧间室中胫骨、股骨相对旋转的重要支撑。有学者利用这一作用，进行腓骨截骨术，使胫骨平台外侧下沉增多来纠正膝内翻的膝关节变形。胫腓关系在小腿力学传递过程中起到辅助作用，对踝部的运动起到重要作用。
腓骨:虽然没有直接参与膝关节的构成，但对胫骨平台外侧的支撑起到了至关重要的作用。由于股骨颈干角的出现，膝关节在正常状态下需要轻度外翻来完成下肢力学传递的稳定性，膝关节外翻角度为170°~175°。胫骨平台外侧受力增加，胫腓近端关节的依附承托就表现得非常明显。
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