第一章:肩关节生理学(1)
引言:人体最灵活的关节
肩关节是上肢的近端关节,也是人体所有关节中活动度最大的关节。它拥有三个自由度,使得上肢能够在三个空间平面内围绕三个主轴进行运动。
· 横轴:位于冠状面,允许在矢状面上发生屈和伸运动。
· 前后轴:位于矢状面,允许在冠状面上发生外展(上肢离开身体)和内收(上肢靠近身体)运动。
· 垂直轴:穿过矢状面和冠状面,当手臂外展至90度时,允许在水平面上发生水平屈和水平伸运动。
此外,肱骨长轴允许发生两种不同类型的旋转:外旋与内旋。
· 自发旋转(辅助旋转):取决于第三个自由度,仅出现在三轴关节(杵臼关节)中,由旋转肌主动收缩产生。
· 自动旋转(联合旋转):在仅使用两个轴的情况下,即使在三轴关节中,也可能在没有主动肌肉运动的情况下发生。这一点将在后续讨论“科德曼悖论”时详述。
一、参考位置与运动基础
参考位置是指上肢自然下垂于体侧、掌心朝向躯干的姿势。在此位置,肱骨长轴与垂直轴重合。
· 当肩关节外展90度时,肱骨长轴与横轴重合。
· 当肩关节前屈90度时,肱骨长轴与前后轴重合。
因此,肩关节是一个拥有三个主轴和三个自由度的关节。肱骨长轴可以与其任一主轴重合,也可位于任何中间位置,从而实现复杂的外旋或内旋运动。
二、屈—伸与内收运动
屈—伸运动在矢状面、围绕横轴进行。
· 伸:向后运动,范围约45度至50度。
· 屈:向前运动,最大可达180度。值得注意的是,180度屈曲的位置,在功能上也可定义为结合了轴向旋转的180度外展(参见“科德曼悖论”)。
术语提示:“前推”和“后推”这两个术语常被误用于表示屈和伸,这易与肩胛骨的水平面运动混淆,建议在上肢运动描述中避免使用。
内收运动发生在冠状面,指上肢向身体中线靠拢。从参考位置(完全内收)开始,由于躯干的阻碍,单纯的冠状面内收在机械上无法继续。但结合其他运动,则可以:
· 结合伸展时,内收幅度很小。
· 结合屈曲时,内收可达30度至45度。
· 从任何外展位置回到参考位置的运动,被称为 “相对内收”。
三、外展运动
外展是上肢离开躯干的运动,在冠状面围绕前后轴进行,最大范围可达180度(手臂垂直举过头顶)。
重要概念:
1. 当外展超过90度后,运动实际上使上肢更接近身体正中矢状面,在严格解剖学意义上已转为内收。
2. 180度的外展最终位置,也可以通过180度的前屈来达到。
外展的三个阶段:
1. 0度至60度:主要发生在盂肱关节(肩关节本身)。
2. 60度至120度:需要肩胛—胸壁关节参与。
3. 120度至180度:需要盂肱关节、肩胛—胸壁关节以及躯干向对侧的侧屈共同完成。
功能提示:纯粹的冠状面外展(平行于背部平面)很少使用。最常用且符合生理的功能位置是肩胛平面(冠状面前倾约30度)的外展结合屈曲,例如将手举至嘴边或颈后。这个位置是肩部肌肉的力偶平衡位置。
四、臂的轴向旋转
手臂围绕其自身长轴的旋转,可在肩关节处于任何位置时发生,属于三轴关节的自发(辅助)旋转。其范围通常从“参考位置”进行测量。
1. 测量参考位置
也称为“零旋转位”。测量时,肘关节必须屈曲90度,前臂置于矢状面。若不如此,测得的范围会混杂前臂的旋前、旋后动作。
· 生理参考位置:实践中更常用的起始位是“手位于躯干前方”,这相当于从真正参考位(掌心向体侧)做了约30度的内旋,更符合肌肉的功能平衡。
2. 外旋
最大范围约80度,且总是小于90度。手臂下垂时很难达到全范围。最重要的功能性外旋通常发生在生理参考位置(内旋30度)至经典参考位置(0度)之间。
3. 内旋
最大范围可达100度至110度。这一完整的范围只有在前臂位于躯干后侧和肩部轻微伸展时才能达到。这种运动必须自由发生,才能让手到达背部,这对于会阴后部的卫生是必不可少的。而内旋的前90度,通常需要与肩关节屈曲协同,使手能在躯干前方活动。
学习难点:肩关节在不同位置时,负责旋转的肌肉其功能会发生变化,有些肌肉会“失去”旋转功能,而另一些则会“获得”该功能,这体现了“肌肉功能随位置反转”的规律。精确测量非基准位的旋转需借助极坐标或子午线试验。
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本章学习要点
1. 旋转范围的测量标准:准确测量肩关节旋转范围时,必须屈肘90度并将前臂置于矢状面,以排除前臂旋转的干扰。
2. 内旋的功能与条件:肩关节最大内旋(100-110度) 需要手臂位于躯干后侧并伴有肩部轻度伸展才能实现。而日常生活中大部分内旋动作(前90度)则与肩关节屈曲协同完成,使手能在身体前方活动。
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