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膝关节属屈戍关节，活动复杂。膝关节活动中最主要的自主控制部分是屈伸运动。除屈伸运动，还有滚动、滑动、侧方移动和轴位旋转等复杂的多自由度运动模式。股胫关节运动包括四个轴方向的运动，还有髌股关节之间的运动。膝关节的稳定性依赖于膝关节的骨性结构、半月板、关节囊及附属韧带结构，这些结构的共同作用使膝关节能够保持静态和动态的稳定。了解膝关节的生物力学性质和行为，有助于理解膝关节各类损伤的转归及关节退行性改变的病理学，对设计各类膝关节伤病后的康复方案、膝关节矫形手术及安置膝关节假体具有重要的意义。膝关节的模型分为物理模型和数学模型，数学模型又分为现象模型和解剖模型。一解剖的模型进一步分为运动学模型和动力学模型。动力学模型又可分为半静态模型和动态模型。