肩複合體功能解剖(三):神經-肌肉-關節運動學
(2)神經干分為上干(C5和C6組成)、中干(C7組成)、下干(C8和T1組成)。(3)神經分支分為3條前支,由外到內依次為:前支1(C5和C6組成)、前支2(C7組成)和前支3(C8和T1組成);3條後支,由外到內依次為:後支1、後支2和後支3,它們纖維構成同前支。(4)神經束分為外束(前支1 前支2,C5、C6和C7組成)、後束(後支1 後支2 後支3,C5-T1組成)和內束(前支3,C8和T1組成)。(5)主要終末分支包括:肌皮神經(外束)、腋神經(後束)、橈神經(後束)、正中神經(外束 內束)和尺神經(內束)等。(6)其他神經分支有(如圖):1)膈神經和肩胛背神經(C5);2)胸長神經(C5、C6和C7);3)肩胛上神經和鎖骨下肌神經(上干,C5和C6);4)胸外側神經和胸內側神經。5)臂內側皮神經和前臂內側皮神經(內束)6)肩胛下神經上部、胸背神經和肩胛下神經下部(後束)2、 肩關節複合體肌肉的神經支配(1) 分為兩部分:一是後束分支,如腋神經、肩胛下神經、胸背神經;二是來自較近端的臂叢,如肩胛背神經、胸長神經、肩胛上神經和胸內、外側神經。(2) 斜方肌是個例外,其由副神經支配(主要)和上頸段神經支配。(3) 肩關節肌肉神經支配略。3、 肩關節複合體的感覺神經支配(1) ST感覺神經來自頸叢的C3、C4。(2) AC和GH關節感覺神經來自C5、C6的肩胛上神經和腋神經。二、肩關節複合體肌肉的運動大多數肩複合體肌肉運動遵循下面原則:近部肌肉為穩定肌,遠部肌肉為關節活動肌。穩定肌多起自脊柱、肋骨和顱骨,止於肩胛骨和鎖骨,如前鋸肌、斜方肌等;關節活動肌多起自肩胛骨和鎖骨,止於肱骨和前臂,如三角肌、肱二頭肌等。肩關節的正常運動有賴於穩定肌和活動肌的協調,如三角肌產生GH外展動作時,前鋸肌將肩胛骨與胸壁固定,外展才能發生。1、 肩胛胸壁關節(ST)的肌肉運動
(1) ST的上升1) 上斜方肌和肩胛提肌(主要)、菱形肌(次要)負責肩胛骨的上升。
2) 上斜方肌穩定肩胛骨和鎖骨。3) 肩胛骨理想的姿勢為輕微的上抬和上旋,關節盂微微朝上,上斜方肌對於維持這個姿勢很重要。(2) ST的下降1) 下斜方肌、背闊肌、胸小肌和鎖骨下肌負責肩胛骨的下降。
2) 如果下降時受到阻力,上述肌肉將使胸骨和骨盆上抬,以穩定肩胛骨和上肢。這個動作只發生在肩胛骨穩定性比胸骨大時。
應用:偏癱病人,增加其肩胛骨的穩定性,然後可以通過伸肘支撐起身體,以減輕坐骨結節壓力。(3) ST的前伸1) 前鋸肌負責ST的前伸。
2) 前鋸肌麻痹患者向前夠物不能,沒有其他肌肉可以代償前鋸肌。(4) ST的後縮1) 中斜方肌(主要)、菱形肌和下斜方肌(次要)負責肩胛骨後縮。
2) 後縮時,具有使肩胛骨上升趨勢的菱形肌產生的力被下斜方肌所抵消(肌肉協同的同時又相互拮抗)。3) 當斜方肌麻痹時,肩胛骨受前鋸肌牽拉,產生「漂移(drift)」2、 舉起上肢時的肌肉運動分為三群:
(1) 舉起上肢時盂肱關節(GH)的肌肉運動1) 外展:前三角肌、中三角肌和岡上肌;屈曲:前三角肌、肱橈肌和肱二頭肌長頭。
2) 中三角肌和岡上肌力的方向相同,在外展90°時,激活最大。3) 三角肌麻痹時,岡上肌代償;岡上肌麻痹或撕裂時,完全外展很困難或無法完成;二者均麻痹時,無法外展。(2) 舉起上肢時的ST的上旋
1) 上、中、下斜方肌,前鋸肌(最有效)共同收縮產生上旋並穩定上肢帶骨,以確保上肢正常運動。2) 上斜方肌在外展初期即被激活,並且在整個外展過程中激活程度遞增,而下斜方肌主要在在外展後期激活,前鋸肌在全程被逐漸激活,如下圖。
3) 上斜方肌在外展早期上抬鎖骨,在後期主要平衡下斜方肌的拉力。4) 中斜方肌力線通過肩胛骨上旋時的旋轉軸,這種情況下其對於肩胛骨上旋的作用減小,但其和菱形肌一起使肩胛骨後縮,平衡前鋸肌的力量。因此,中斜方肌和前鋸肌力量的強弱,決定了肩胛骨上旋時的前伸-後縮位。5) 肩胛骨上旋時的旋轉軸在GH外展早期位於肩胛岡根部附近,後期位於肩峰附近。6) 斜方肌麻痹的影響完全性斜方肌麻痹,導致中重度手不能舉過頭;在純粹的額狀面舉過頭更為困難,因為此時中斜方肌不能提供肩胛骨後縮的力量。7) 前鋸肌麻痹的影響a. 一般來說,前鋸肌完全性麻痹患者,即時斜方肌和外展肌肉完好,肩外展也不能達到90°.b. 在抗阻外展時,導致肩胛骨過度下旋,形成「翼狀肩」,其機制是:前鋸肌麻痹使肩胛骨無法上旋,三角肌和岡上肌作用於肩胛骨使其下旋。
c. 前鋸肌輕微的肌力下降,將會導致肩關節運動學的異常,如果肩胛骨上旋異常,外展時肩峰則會影響到肱骨頭的運動,研究顯示,慢性肩峰撞擊症患者,外展時其肩胛骨上旋減少,且其前鋸肌EMG活動減弱。(3) 舉起上肢時肩袖肌群的功能1) 肩袖肌群包括岡上肌、岡下肌、小圓肌、肩胛下肌,其功能主要是維持肩關節動態穩定和控制肩關節運動。
2) GH的動態穩定性調整a. 解剖結構上,肱骨頭與關節盂有很大的活動範圍,因此需要GH周圍組限制肱骨頭運動,以起到保護作用,而起這種作用的除了關節囊及韌帶,還有肩袖肌群。b. 在附著於近端肱骨前,肩袖肌群首先附著在GH關節囊上,這是肩關節所特有的結構(肌肉與關節周圍組織關係密切)。c. 例如,GH後旋時,岡下肌收縮使肱骨頭外旋,肩胛下肌和前關節囊韌帶受牽拉而緊張,而後關節囊也因為岡下肌牽拉而緊張,從而使肩關節達到動態穩定。
3) GH的主動控制a. 岡上肌收縮時,在肱骨頭與關節盂之間產生壓力,此壓力在肩外展0-90°時遞增,同時對關節盂表面的分散力在60-120°遞減,以維持在關節面可承受的生物力學水平。
a. 當岡上肌腱斷裂時,外展時在三角肌作用下,肱骨頭上轉將會撞擊喙肩弓,導致肩峰撞擊綜合征,而不能完全外展。此外,岡下肌、肩胛下肌、小圓肌也對肱骨頭有向下的拉力。b. 如前述,在額狀面外展時,岡下肌、小圓肌使肱骨頭外旋,避免肱骨大結節與肩峰撞擊。3、 內收、伸展時的肌肉運動(1) 背闊肌和胸大肌胸肋端是最大的內收和伸展肌。當肱骨頭足夠穩定時,背闊肌能夠提起骨盆及軀幹。臨床應用:利用此動作,截癱(偏癱)患者可以用拐杖輔助行走(即擺至步等),代替失能的屈髖肌群。(2) 大圓肌、肱三頭肌長頭、後三角肌、岡下肌和小圓肌亦為內收和後伸肌。(3) 內收和後伸時,菱形肌為重要的關節穩定肌,其穩定作用體現在內收時,菱形肌可以下旋和後縮肩胛骨。(肩胛骨下旋也是諸多肌肉協同作用的結果,包括菱形肌、大圓肌、背闊肌、岡下肌、小圓肌、後三角肌,如圖所示)
(4) 聚焦後三角肌1) 後三角肌除了可以內收和伸展GH,亦可以水平後伸GH,水平後伸時下三角肌穩定肩胛骨,如圖所示。
2) 當腋神經收到過度牽拉麻痹時,後伸和水平後伸均受限,穿衣時不能將胳膊伸進袖筒中。4、 內旋時的肌肉運動(1) 內旋肌肉有肩胛下肌、前三角肌、胸大肌、背闊肌和大圓肌,許多肌肉同時具有後伸和內收作用,如游泳時。(2) 內旋肌群產生的力矩要比外旋肌群大(約1.75倍)。(3) 內旋時,既可以肩胛骨固定,肱骨頭旋轉(凸面在凹面上),亦可以肱骨頭固定,肩胛骨旋轉(凹面在凸面上)。如下圖所示。
5、 外旋時的肌肉運動(1) 外旋肌有岡下肌、小圓肌、後三角肌。完全外旋時,岡上肌也有外旋作用。(2) 如前述,內旋肌群產生的力矩要比外旋肌群大,故當上肢向後伸用力拋出一顆球時(峰速可達7000度每秒),較弱的外旋肌群拮抗較強內旋肌群,則可能會使岡下肌和小圓肌拉傷,導致肩袖綜合征(Rotator cuff syndrome)。文中圖片來源於Reference[2]。Reference:[1] Neumann, Donald A. Kinesiology of the musculoskeletal system : foundations for rehabilitation. 1st ed and 2nd ed.[2]劉穎,師玉濤. 骨骼肌肉功能解剖學[M]. 第二版,北京:人民軍醫出版社,2014.
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