后方关节囊由起自股骨髁边缘、踝间窝边缘和胫骨近端的垂直纤维组成 。后方关节囊纤维主要向下走行， 少部分向内走行 。腘斜韧带是经过关节囊后内侧的明显增厚部分，主要由半膜肌肌腱延续而来 。
内侧软组织
内侧软组织分为3 层，第1 层最表浅，是覆盖缝匠肌的深筋膜；第2 层是内侧副韧带的浅层，这意味着股薄肌腱和半腱肌腱位于第1 、2 层之间；第3 层是膝关节囊，除了前方靠近髌骨部分之外，均可与第2 层剥离 。
外侧软组织
外侧软组织也分为3 层，统称为外侧副韧带复合体 。最浅层是髌外侧支持，中间层是外侧副韧带、腘腓韧带、 小豆腓骨韧带和弓形韧带 。
韧带交叉韧带
交叉韧带，因两条韧带彼此交叉而得名，为有丰富神经支配的结构，其交叉点位于关节中部稍偏后，根据胫骨止点位置而命名“前后” 。韧带被滑膜包绕，但滑膜从后交叉韧带向后反折，与附近关节囊相连；髁间后部的纤维囊缺少滑膜覆盖 。
前交叉韧带起自胫骨髁间前区，附着于内侧髁间结节前方稍外侧，部分与外侧半月板前角融合 。前交叉韧带向后外螺旋上行，呈扇形散升附着于股骨外侧髁的后内侧面 。
后交叉韧带比前交叉韧带更厚、更强韧 。附着于股骨内侧髁的外侧面，常延伸至髁间窝顶的前部，此处的附着点呈前后方向， 其纤维靠近关节面 。后交叉韧带向后下方走行， 附着于胫骨髁间后区和邻近的胫骨后方的凹陷处 。这使后交叉韧带呈扇形展开，其纤维走行方向不同，分为前外侧束和后内侧束 。
滑膜、皱襞和脂肪垫
膝关节的滑膜是全身关节中最宽阔和最复杂的 。滑膜在髌骨上缘的上方、股四头肌与股骨干下段之间形成髌上囊 。该滑囊是关节腔的延伸 。膝关节肌止于髌上囊近端，可防止髌上囊进入关节腔 。
沿着髌骨边缘， 滑膜延伸至股肌腱膜下方，尤其是股内侧肌的下方 。它向近端延伸至髌骨上极上方约一个手掌宽度 。在髌骨远端，滑膜借髌下脂肪垫与髌韧带相隔 。覆盖于髌下脂肪垫下表面的滑膜像两根手指一样伸入关节内，即翼状襞，其表面覆有绒毛 。
两侧的翼状襞向后汇合形成一条髌下皱襞或称浆膜韧带），向后弯曲附着于股骨髁间窝 。该皱襞可能是最初分隔髌股关节下界的残迹 。髌下皱襞的形状不定，从薄薄的一束到完整的片状结构，这在膝关节镜手术时可能会阻挡器械的置入 。当髌下皱襞较粗大时， 可能将其误认为前交叉韧带，前交叉韧带就位于髌下皱襞的后方 。内侧皱襞位于中线的前方，从内侧翼状襞至髌上囊 。有时内侧皱襞可能因急性或慢性创伤而感染、增厚 。
髌下脂肪垫是滑膜外周脂肪垫最大的部分，围绕着髌骨缘延伸 。
在关节的两侧，滑膜起自股骨，下行经过关节囊， 最远达到半月板边缘，半月板表面无滑膜覆盖 。在外侧半月板的后方，半月板表面的沟槽与腘肌腱之间，滑膜形成腘肌下隐窝 ，此隐窝可能与上胫腓关节相通 。
神经支配
膝关节由闭孔神经、股神经、胫神经和腓总神经的分支支配 。闭孔神经的关节支是闭孔神经后支的终末支 。股神经的肌支，特别是到股内侧肌的神经，发出膝关节支 。来自胫神经和腓总神经的关节支与关节动脉伴行， 其中来自胫神经的关节支与膝内侧动脉和膝中动脉伴行， 来自腓总神经的关节支与膝外侧动脉和胫前返动脉伴行 。
常见损伤
半月板撕裂是膝关节最常见的损伤，在运动员和一般人中发生的相对频繁 。基本上，半月板撕裂通常与股骨髁有力的轴向扭转有关 。受压膝关节内的轴向扭转可以对半月板进行挤压，并使其移位 。移位或折叠的半月板会在力学上阻碍膝关节的运动 。
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