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1、!“#$% +?% 1% +% #综述作者单位：A/B0北京市， 北京积水潭医院创伤骨科肩关节相关生物力学介绍朱以明姜春岩王满宜肩关节是由胸锁关节、 锁骨、 肩锁关节、 肩胛骨、 盂肱关节、肱骨近端以及肩胛胸壁关节共同组成的复杂结构。 本文介绍了与临床工作密切相关的肩关节功能解剖及生物力学特性。胸锁关节关节运动：胸锁关节围绕水平轴、垂直轴及前后轴形成六个方向的运动。 分别为向前的旋转、 向后的旋转、 前伸、 后伸、 上举及下压。其中上举可达 B0C， 前、 后伸 B0C， 延锁骨长轴的轴向旋转可达 D0C E 0/CFA， . G。肩锁关节A% 韧带结构：锁骨远端的韧带结构对于骨科医生来说都
2、十分熟悉。 最重要的喙锁韧带由锥状韧带和斜方韧带两部分组成。其中斜方韧带更加粗壮一些。另外上部肩锁关节囊增厚形成了肩锁韧带。.% 关节运动：肩锁关节的运动可包括锁骨相对于肩胛骨 在三个方向上的运动，即前后运动、上下运动以及轴向旋转运动。其中前后向的运动范围最大: 约为上下方向的运动范围的B 倍。目前对于肩锁关节各个方向上的运动角度的研究较少。 研究的重点集中于韧带结构对肩锁关节运动的限制作用上。 对于锁骨相对肩峰前后方向的旋转运动的限制作用主要来自于肩锁关节囊的前后部纤维。喙锁韧带， 主要是锥状韧带限制了锁骨相对肩峰的向上方的运动。 实际上并没有韧带结构限制锁骨向下方的运动。 对于限制锁骨的轴
3、向旋转运动的韧带各家报道不同。 H+1% “% ?+% 0“#A。这么大的运动范围是发生在胸锁关节、 肩锁关节、 盂肱关节及肩胛骨胸壁关节的运动范围所综合在一起达到的。 其中主要的运动发生在盂肱关节和肩胛骨胸壁关节上， 而在运动范围的极限部分9 胸锁关节的运动也很重要。% 静息位：肩胛骨的静息位是相对躯干的冠状面向前旋转 B#A。 另外从后方看， 肩胛骨长轴相对于躯干的长轴向上方旋转 BA。 最后， 从侧方看， 肩胛骨静息时相对于躯干的冠状面前屈.#ACD， /E。肱骨头静息时位于肩盂的中心。肱骨头及肱骨干均位于肩胛骨平面内。肱骨头关节面相对于肱骨干有 B#A的后倾。.% 关节面及其指向：肱骨
4、头的关节面约占整个球型的表面积的 F B， 并呈 .#A的圆弧状。 相对肱骨干长轴， 肱骨头关节面有 D/A的向上倾斜。 相对于肱骨远端两髁之间的连线， 肱骨头关节面后倾 B#ACGE。 肩盂的形状像一个反向的逗号。 一般来说，肩盂关节面相对于肩胛骨内缘有约 /A的向上倾斜， 并且肩盂关节面相对于肩胛骨有平均 “A左右的后倾C“E。B% 上肢上举： 肩关节最重要的功能为使上肢上举， 因此对目前这一动作有详尽的研究。研究的重点在于， 在上肢上举的过程中，盂肱关节及肩胛胸壁关节各自的运动范围有多大，也就是经常说到的肩胛骨、 肱骨节律的问题C“H#E。I;4J-7) 总结了前人的研究结果， 认为在上
5、举的前 B#A内， 盂肱关节的运动范围占较大比例， 而在最后 G#A上举活动中， 盂肱关节和肩胛胸壁关节的运动度是基本相等的。 最终， 在整个上臂上举的过程中，盂肱关节和肩胛胸壁关节的总运动角度的比例约为 .K 。对于接受过非限制性全肩置换手术患者的研究表明， 他们术后患肢上举时， 盂肱关节和肩胛胸壁关节运动比例变为 K .。另外从侧方看随着上肢的上举， 肩胛骨相对于胸壁亦有前后方向的旋转运动。在上举的前 0#A内， 肩胛骨相对于胸壁旋前约 GA； 在随后的上肢继续上举的过程中， 肩胛骨又向后旋转 GA。因此， 在上肢极限上举时，肩胛骨处于相对于静息位向后旋转 #A的位置CE。D% 上肢外旋：
6、 实验证明， 在上肢极度上举时必伴随肱骨头的外旋以使肱骨大结节能避开喙肩弓从而避免发生撞击。 另外上举时肱骨的外旋运动还可放松盂肱关节下方的韧带结构使上臂能达到最大限度的上举。上肢可在不同位置上举， 因此我们对上肢上举活动的描述需说明一方面此时上肢所在平面相对于肩胛骨平面之间的夹角L 另一方面还需明确在肢体上举的平面内9 上肢上举所达到的角度。I4+$); 设计了实验来说明在肩胛骨固定的模型上， 上臂上举时上举角度与肱骨外旋角度的关系。他发现， 上臂最大程度的上举发生在肱骨活动平面位于肩胛骨平面前方 .BA时。肱骨在肩胛骨平面前方的任一角度的位置上举时， 均伴有肱骨干的外旋。最大限度上举时肱骨
7、干外旋达 B/A。而在肱骨干内旋时上臂最大上举位于肩胛骨平面后方 .#A M B#A的平面内， 且此时上臂上举最大仅为 /AC.E。/% 旋转中心： 对肩关节运动的研究表明， 盂肱关节旋转中心位于肱骨头几何中心旁NG O .P - 范围内。 这表明在盂肱关节旋转过程中， 肱骨头的移位很小。 在整个上臂上举的过程中，肱骨头仅向上移位约 D -。因此， 若肱骨头向上移位过大， 可能意味着存在肩袖的缺损或肱二头肌长头腱的断裂C#9 B9 DE。上举过程中肩胛骨的旋转中心位于肩峰尖端C#E。G% 相关临床：上述生物力学知识对于指导临床工作很有帮助。 例如9 根据肩胛骨与胸廓的相对位置9 我们在摄肩胛骨
8、正侧位片时9 就应将患者的体位作出相应的调整，由于肩关节上举总伴有肱骨的外旋9 因此就可以解释对于冰冻肩的患者9 由于肩关节外旋明显受限9 结果造成上肢上举的明显受限。知道这些运动之间的相互伴随的情况对于我们在术后指导患者的功能锻炼很有好处。关节融合是解决肩关节问题的一种有效手段。融合位置的选择对于患者术后的功能有极其重要的影响，目前最佳的融合位置尚有争议。选择的主要依据为肩胛胸壁关节的运动范围以及日常生活所需肩关节运动范围，肩胛胸壁关节的运动很好地解释了那些冰冻肩及关节融合术后的患者其肩关节为何仍有一定的活动度。 另外9 肩胛胸壁关节的活动使三角肌在整个上肢上举过程中均能保持适当的长度以发挥
9、其最佳作用C/E。由于盂肱关节的旋转中心很接近于肱骨头的几何中心9 在盂肱关节旋转时肱骨头的移位很小9 这就证实了目前所用的非限制型盂肱关节假体设计上的合理性。另外9 对于肱骨头和肩盂之间半径的不匹配9 最佳值似乎应为 B M D -9 因为这样就可以复制出正常关节在运动过程中肱骨头的微小移位。肩关节的稳定性肩关节是全身活动范围最大的关节9 其稳定性主要依靠静态稳定作用以及动态稳定作用来维持。一、 静态稳定结构静态稳定结构主要包括软组织、喙肩韧带、盂肱韧带、盂唇、关节囊以及关节面的相互接触、肩胛骨的倾斜和关节内压力。% 关节因素：解剖上肱骨头关节面有 B#A的后倾9 这对于平衡关节周围肌肉力量
10、显然是很有意义的。 目前对于关节面的对应关系对关节的稳定程度影响的研究主要集中于肩盂侧。 一般认为9肩盂的大小、解剖形态对于关节的稳定性都很有意义。 这可以从肩盂发育不良的患者易出现复发性肩关节不稳定这一现象上得到证实。 另一方面9 盂唇对于扩大肩盂的面积9 增加肩盂深度很有意义。在有盂唇存在的情况下9 肩盂的关节面的面积约占肱骨头关节面面积的 F B9 而去除盂唇这一比例则降至 F D。 但对于盂唇组织能在多大程度上增加肩关节的稳定性仍有争议。肩盂关节面有 /A的向上倾斜9 这与上部关节囊及盂肱上韧带一起对防止肱骨头向下方脱位有很大意义CGE。关节内压力是另一个重要的稳定因素C“E。试验证明
11、9 正常的肩关节内总存在负压9 若这种负压因关节囊被切开或空气被泵入关节内而被抵消9 则肩关节极易发生向下方的半脱位。实际上关节内的负压对保持肩关节多方向的稳定性均有重要作用9 决不仅限于下方稳定。 负压的大小随盂肱关节相对的位置、关节外的负荷等因素的变化而变化。研究表明9 关节内负压在上臂轻度上举时最小而在上臂极度上举时最大。.% 关节囊和韧带组织的作用：肩关节囊的生物学组成与包括肘关节在内的全身其他关节的关节囊一致。试验表明9 对于小于 D# 岁的年轻人若要使肩关节脱位需 .# ? 的外力9 相比之下脱位肘关节所需外力为 /# ?。随着患者年龄的增加9!“#$% +?% “% +% 1所需
12、外力下降， 但这种下降的趋势在肩关节更加明显A#!B。肩关节的关节囊很薄而且有很大的冗余， 这种关节囊的冗余程度与遗传相关: 每个人各不相同。 因此: 每个人的关节的松弛程度不同，如果关节过于松弛则可能导致好发肩关节不稳定。肩关节的韧带包括上部、 中部、 下部以及喙肱韧带， 这些结构由 C?+D 在 #!.1 年首次加以详细的描述。E% 喙肱韧带：喙肱韧带起自喙突基底的前外侧部分成两束: 一束编入关节囊: 另一束则止于肱骨大小结节。 关于喙肱韧带的作用有很大争议，有研究认为在肩关节外旋时: 该韧带紧张F 另外喙肱韧带还有抵抗肩关节向下方脱位的作用A#GB， 但另外的研究却呈现相反的结果。另一种
13、意见认为: 喙肱韧带在肩关节外旋位时是重要的下方稳定结构: 但在中立或内旋位则不是A#1B。肩袖间隙是位于冈上肌和肩胛下肌之间的空隙， 此处有关节囊覆盖并由喙肱韧带加强， 试验中试行将肩袖间隙关节囊及喙肱韧带一并切断: 会导致肩关节出现明显的下方及后方不稳定， 而仅切断此处关节囊保留喙肱韧带的话并不会出现下方不稳定A#EB。H% 盂肱上韧带：盂肱上韧带自肱二头肌长头自盂上结节的起点的前方发起: 止于肱骨小结节的基底的近端，该韧带与向上倾斜的肩盂一起起到防止肱骨头向下方脱位或半脱位的作用A#GB。0% 盂肱中韧带：盂肱中韧带起自盂上结节和肩盂的上缘以及前上部盂唇向下外走行: 在肩胛下肌位于小结节
14、的止点内侧约 . ;) HI%J47K () FE8,%L, ;E%I(7E;5(7M 2N (55() K+8E;4 *+(),%F4, 7% N(+-; (Q7-;),+8K KUK,;- +P ,; 72+(), :84QWF-X9 B0!Y9 Y!M LRLLL.%LO78-7) Z% S();K(+QU +P ,; K+8E;4 *+(),% )M S+; C9;, 7% :+8E;4 C;57&;-;),% N;4()M :54()Q;4=;47Q9 B0!“%/O7748K H9:(E;K 2F9744U-7) H69;, 7%TPP;P;)+(E )+8-;47K,7(,U%
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