骨关节功能解剖学学习笔记 | 上篇第一章-肩关节功能解剖(7):肩胛带运动与胸锁关节
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一、肩胛带运动
通过分析肩胛骨和肩胛带的三种运动类型:横向运动、垂直运动和旋转运动。事实上,这三种运动总是相互关联的,只是程度不同。
(一)横向运动
水平面显示,肩胛骨的横向运动依赖于锁骨围绕胸锁关节的旋转,这得益于肩锁关节的灵活性。
· 在回缩动作中,肩胛骨向后拉,锁骨向后倾斜,肩胛骨与锁骨的夹角增大至70度。
· 在前伸动作中,肩胛骨向前推,锁骨趋于冠状面(与冠状面夹角小于30度),肩胛骨接近矢状面,肩胛骨与锁骨的夹角减小至60度,盂肱关节面朝前。此时胸腔的横径最大。
在这两个极端位置之间,肩胛骨平面与冠状面的夹角由30度变为45度。
前伸时,肩胛骨内侧缘至胸椎棘突的距离为10至12厘米。
(二)垂直运动
肩胛骨的垂直运动范围为10至12厘米,与锁骨的抬高或降低密切相关。
(三)旋转运动
肩胛骨的旋转发生在垂直于其自身平面的轴上,该轴通过靠近肩胛骨外上角的中心。
· 当肩胛骨向下旋转时,其下角向内侧移位,肩胛盂倾向于朝下。
· 当肩胛骨向上旋转时,其下角向外侧移位,肩胛盂倾向于朝上。
肩胛骨旋转的范围为45度至60度。下角的位移为10至12厘米,外上角的位移为5至6厘米。其中最为关键的是肩胛盂方向的改变,它在肩关节的运动中起着至关重要的作用。
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二、肩胛胸壁关节的真实运动
前文已述肩胛胸壁关节的基本运动,而在上肢外展或屈曲过程中,这些基本运动以不同比例组合在一起。
J.-Y. de la Caffinière通过在外展过程中拍摄系列X线片,并与不同位置的肩胛骨照片进行对比,研究了其真实运动的构成。从肩峰、喙突和肩胛盂的方位观察,外展过程中肩胛骨呈现四种运动:
1. 抬高:8至10厘米,通常不伴有任何明显的前向位移。
2. 角度旋转:38度,随外展角度从0度增加至145度,几乎呈线性增加。从外展120度开始,盂肱关节与肩胛胸壁关节的角度旋转幅度趋于一致。
3. 前后倾斜:在横断面上,肩胛骨顶端向前向上移动,上半部向后向下移动,幅度为23度(外展0度至145度)。这一运动如同人向后弯腰仰望摩天大楼的顶部。
4. 绕垂直轴旋转:呈双相模式。
· 在外展0度至90度阶段,关节盂向后移动10度。
· 在外展超过90度阶段,关节盂向前移动6度,面向前方,无法恢复其在前后平面上的初始位置。
综上所述,外展过程中盂肱关节发生一系列复杂运动——上抬、内侧移位及方向改变——使得肱骨大结节得以绕过前方的肩峰,滑入喙肩韧带下方。
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三、胸锁关节
(一)关节面的特殊形态
胸锁关节与手部的大多角骨-第一掌骨关节相似,属于鞍状关节。它的关节面形状非常特殊:是从一个环状曲面(像轮胎的内胎)上切割下来的一部分。
这两个相对的关节面具有反向的双曲率:在一个方向上是凸的,在与之垂直的方向上却是凹的。其中一个关节面的凹面正好与另一个关节面的凸面相互吻合。
· 较小的关节面属于锁骨内侧端。
· 较大的关节面属于胸骨柄和第一肋软骨。
锁骨关节面的水平径大于垂直径,因此它向前方和后方凸出于胸肋关节面之外。
(二)两个运动轴
这个关节拥有两个相互垂直的运动轴:
· 轴1:对应胸肋面的凹曲率与锁骨面的凸曲率。此轴允许锁骨在垂直平面内做抬高和降低运动。
· 轴2:对应胸肋面的凸曲率与锁骨面的凹曲率。此轴允许锁骨在水平平面内做前伸和后缩运动。
这种鞍形结构使得锁骨面与胸骨面能够很好地贴合,就像骑手坐在马鞍上一样稳固。
(三)关节性质
胸锁关节相当于一个万向关节。它本身只有两个自由度,但通过两个基本运动(垂直运动与水平运动)的组合,可以产生第三种运动——轴向旋转。锁骨围绕自身长轴的旋转就是一种被动发生的混合旋转。
(四)关节结构
将右侧胸锁关节向前方打开,切断胸骨锁骨前上韧带、胸骨锁骨前韧带及锁骨肋韧带后,将锁骨向后倾斜,可以观察到:
· 锁骨的后关节面。
· 仅后韧带保持完整未被切断。
· 胸骨肋面的两条曲率清晰可见。
(五)运动学分析
1. 冠状切面所见
· 肋锁韧带:起自第一肋骨上缘,止于锁骨下表面的上外侧面。这是胸锁关节最重要的稳定结构。
· 关节半月板:由于两个关节面的曲率半径通常不相等,半月板可以填充间隙,恢复关节面的相互适应。半月板将关节腔分隔成两个次级腔,这两个腔是否相通,取决于半月板中心是否有穿孔。
· 胸锁韧带:位于关节囊的上侧,上方有锁骨间韧带加强。
2. 前视图所见
· 肋锁韧带与锁骨下肌。
· X轴(水平轴):方向为水平位,前后略倾斜。此轴对应锁骨在垂直面的运动。锁骨外侧端的运动范围是:上升10厘米,下降3厘米。
· Y轴(垂直轴):方向斜向下、略偏向外侧。此轴贯穿肋锁韧带的中段,对应锁骨在水平面的运动。锁骨远端的运动范围是:向前移动10厘米,向后移动3厘米。
从严格的力学角度分析,锁骨水平运动的实际转动轴(称为Y'轴)与Y轴平行,但位于关节的更内侧。
3. 第三种运动——轴向旋转
锁骨还可绕自身长轴发生约30度的轴向旋转。
过去认为,这种旋转仅仅是因为关节韧带比较“松弛”。但实际上,所有具备两个自由度的关节,都可以通过两个基本运动的组合而产生双轴旋转(即联合旋转)。
现已证实:锁骨的轴向旋转并非独立发生,它只出现在上升-回缩或下降-前伸的组合运动中。
(六)水平面运动(上视图)
· 轮廓线显示锁骨的静止位置。
· 点Y'对应水平运动的机械轴。
· 肋锁韧带附着于锁骨的极端位置以标记显示。
· 肋锁韧带水平的切面显示韧带在极端位置的张力状态:
· 前伸运动:由肋锁韧带和前关节囊韧带的张力限制。
· 回缩运动:由肋锁韧带和后关节囊韧带的张力限制。
(七)冠状面运动(前视图)
· X轴以标记显示。
· 当锁骨外侧端抬起时,锁骨内侧端向下并向外侧滑动。该运动由肋锁韧带的张力控制,并由锁骨下肌辅助。
· 当锁骨下降时,锁骨内侧端上升。该运动受上关节囊韧带的张力限制,同时也受到锁骨与第一肋骨上表面接触的机械阻挡。
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【本篇小结】
1. 肩胛带运动包含横向、垂直与旋转三种基本类型,实际运动中三者始终协同。肩胛骨的回缩与前伸、上提与下压、向上旋转与向下旋转,共同构成肩胛胸壁关节的运动学基础。
2. 肩胛胸壁关节的真实运动经X线研究证实,外展过程中肩胛骨发生抬高、角度旋转、前后倾斜及绕垂直轴旋转四种运动。其中,绕垂直轴旋转的方向在外展90度前后发生反转:先向后移10度,再向前移6度,无法返回起始位置。
3. 胸锁关节是上肢与躯干唯一的骨性连接点,属于鞍状关节。它具有两个相互垂直的运动轴,分别对应锁骨的抬高-降低与前伸-后缩。通过这两个基本运动的组合,锁骨可产生约30度的被动轴向旋转。
4. 胸锁关节的稳定性主要依赖肋锁韧带、关节囊韧带及锁骨下肌的协同作用。关节半月板可改善关节面不匹配,胸锁韧带及锁骨间韧带提供上方支撑。
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