二、软组织解剖
1.股四头肌
股四头肌由四部分肌肉组成：股直肌、股内收肌、股外侧肌和股中间肌。股四头肌腱性部分由三层结构组成：浅层股直肌、中间层股内侧肌和股外侧肌、深层股中间肌由于它们交织并止于髌骨，所以它们实际排列情况可能更复杂一些。股直肌是长梭形肌肉，位于股四头肌的浅层和中间部分。在额状面上肌纤维相对于股骨干的方向偏内侧7°～10°股内侧肌分成两个部分，由近端许多肌纤维组成的股内侧长肌纤维和髌骨呈15°～18角度相连，远端的许多肌纤维组成股内斜肌，与髌骨呈50°～55°相连，每组肌纤维被筋膜分成独立的束，股内斜肌是由股神经的一个分支支配的。股外侧肌纤维和髌骨呈30°交角，其止点比股内侧肌纤维更靠近端些。大部分近内侧的肌纤维和髌骨外上缘相连，许多外侧的肌纤维走行于髌骨外缘，参与组成外侧支持带，其外侧部分和髌胫束相交织。股中间肌位于股四头肌的深层。大部分肌纤维止于髌骨上缘。该肌肉在发生学上变异很多，起于股骨髁以上股骨干部分，止于髌上囊处的关节囊。
2.髌骨支持带
大腿深筋膜向下延伸覆盖于膝前，在内侧和外侧分别和股内侧肌和股外侧肌的腱膜交织组成髌骨支持带，并止于胫骨的近端。髌骨韧带是深层的横行纤维，参与支持带的组成，它将髌骨与股骨髁相连。股外侧肌的外侧部分与髂胫束共同参与了外侧支持带的组成。髌骨支持带和髂经束都是伸膝的辅助结构。
3.髌韧带
髌韧带由股直肌肌腱延伸形成，扁而粗，止于胫骨结节。平均长度略小于5cm。髌胫束和支持带向下延伸和髌韧带相交织，止于胫骨的前面。
4.动脉血供
髌骨的表面覆盖有髌骨外动脉环，主要来自膝动脉的分支间，髌骨内的动脉主要有两支，都来自髌骨外动脉环：髌骨中动脉由髌骨中1/3表面穿入；下极动脉，从髌骨下极穿入。(https://www.daowen.com)
髌韧带的血液供应有二：韧带深面血供由髌下脂肪垫供给，来源于膝下动脉和膝下内动脉，髌韧带浅层血供来自支持带，来源于膝下内动脉和胫动脉返支。
5.伸膝结构的生物力学
伸膝结构的主要作用是维持膝关节伸直、行走。力矩是指围绕一个轴线发生旋转的力，等于力和力到旋转轴垂直距离的乘积。这个垂直距离称为力臂。使膝关节伸直的力的大小取决于髌腱到屈曲轴的垂直距离（力臂）。
在最后的15°伸膝过程中所需要的力矩是初始从完全屈膝开始伸膝时的2倍，所以，膝关节需要足够的力臂来维持这一力矩。髌骨正是通过两种机制来起到这一重要的力学作用，即连接和移动。
膝关节从完全屈曲位开始伸直时，髌骨起到连接股四头肌和肌腱的作用，形成从股四头肌到胫骨的力矩。而通过股四头肌最大的力是3200N，通过髌腱的力为2800N。相当于标准体重700N的4～5倍。经过训练的体育运动员这些力可达6000N。
在极度屈膝位时，髌骨一般发挥其连接的作用。在屈膝135°时，髌骨滑到髁间切迹中。髌骨的关节面和股四头肌肌腱部分和股骨面广泛接触。髌股关节和腱股区域共同承担负荷，后者在屈膝90°以后承受的负荷更大。如果没有髌股接触，那么力臂会很小。从屈膝135°到45°，髌骨额部关节面和股骨接触，它是髌骨关节面内唯一不和股骨的髌骨面接触而是和股骨内髁的胫骨面相接触的区域。
髌骨和股骨的接触在从屈膝45°到完全伸直位过程中起着重要作用。它使股四头肌腱和髌腱相连接并远离膝关节的旋转轴线，从而增加了股四头肌的有效力臂，增加了60%的力矩，以帮助伸直最后的15°。这和滑轮的作用相类似。
肌腱偏离旋转轴后，股四头肌需要通过更大的移动来帮助伸膝。从理论上来讲，做髌骨切除、股四头肌短缩成结节抬高时要充分考虑这一后果。