伸膝装置由股四头肌、髌骨、髌腱构成。股四头肌组成即股直肌、股中肌、股外肌和股内肌组成，肌腱构成人体最大的籽骨-髌骨和髌骨韧带。股四头肌的功能是使小腿伸、大腿伸和屈，伸膝（关节）屈髋（关节），并维持人体智力姿势。当股四头肌的突然的收缩力的峰值超出伸膝装置的某一薄弱部分的力学负荷极限时，将会导致其断裂。断裂可以是不完全的断裂，即部分胶原纤维的微观撕裂。直接的切割伤也同样可以造成股四头肌或髌腱的断裂。