手繪力學分析肩關節的結構功能、日常自查方法和診療思路

手繪力學分析肩關節的結構功能、日常自查方法和診療思路

來自專欄桑小尼畫說賤骨頭142 人贊了文章

這是一篇比較硬的科普文章,對象是有一定醫學和解剖學基礎的醫學生和醫生,醫學領域以外的讀者也可斟酌閱讀。3000多字和12幅手繪,內容略枯燥,知識較全面。


完整的肩關節由7塊骨骼構成,包括第一節胸椎、第一第二肋骨、胸骨、肩胛骨、鎖骨和肱骨。7個骨骼、8個關節協同配合,一起參與到肩部的各種活動中,也因此肩關節活動的過程是一個非常複雜的生物力學問題。

肩關節的骨骼結構組成

比如,肩關節為了使手臂充分抬高,胸椎需要同時拉伸、旋轉和向對側彎折,與其相接的第一、二節肋骨也會隨著胸椎旋轉而向下後側移位,而肋骨、鎖骨與胸骨相接的關節需要作出順應性活動,使胸骨隨著肩關節活動而向同側側彎和旋轉。

為了保證肩關節充分的活動度,1.需要胸椎提供足夠的穩定性;2. 肩鎖關節和胸鎖關節需要為肩胛骨提供足夠的靈活性。以抬高手臂為例,肱骨與肩胛骨相接的肱盂關節可以做出90°的主動活動度和120°的被動抬高活動度,肩部活動需要同時旋轉肩胛骨、抬高鎖骨、拉伸胸廓,並使胸椎向對側彎折。

任何肩部的活動都不是單一關節活動的結果,肩關節需要許多複雜關節互相依存和協調,因此我們需要更細緻地討論這些小關節各自的結構和運動,才能更好地理解它們的功能。

首先講解一下「肱盂關節」

肱盂關節的夾角示意圖

肱盂關節骨頭和肩胛組成。肱骨頭方向朝內,並稍稍向後上方傾斜。肱骨頭和肱骨幹之間的夾角大約為45°。與肱骨頭相對的是肩胛盂,肩胛盂朝向外側,稍稍向前上方傾斜,傾斜角大約為75°。

肱骨頭和肩胛盂對線並不整齊,關節腔上側余留出的空間,主要由纖維性關節囊組成的肩胛盂唇彌補,這個結構可以加深肩胛盂,使其更完整地包住肱骨頭,同時保證充分的活動度,「凍結肩」引起的活動障礙,也是這部分關節囊發生粘連而引發。

肱盂關節的關節囊很薄很松,當手臂靜止時,關節囊前側會有褶皺,以保證手臂最大活動度時關節囊可充分伸展。當手臂側平舉時,鬆弛有褶皺的前側關節囊會保持緊繃,但是其他方向的關節囊就會向前內側扭轉。岡上肌、岡下肌、小圓肌和肩胛下肌肌腱會和關節囊纖維混合,當肌腱發生炎症,隨著手臂活動時關節囊的扭轉,就容易產生和活動度有關的疼痛。

肱盂韌帶是肱盂關節囊前側重要的「穩定器」。當手臂外旋超過90°時,肱盂韌帶中側就會通過收緊來限制手臂過度外旋,肱盂韌帶下側最厚的部位與肩胛盂唇相連,加強關節囊,從而防止肩關節脫位。

肩肱韌帶加強了肱盂關節囊的上側,對維持肱盂關節穩定至關重要。很大程度上,肱盂關節囊上側和肩肱韌帶抵消了因手臂重力而帶來的向下拉力。

肱盂關節囊在活動時的生物力學原理

肩關節囊各個部位的特徵和方向決定了肩關節在對應方向的活動度和活動模式。

當手臂在兩側自然下垂時,肩關節囊纖維複合物會同時向前側和內側扭轉。

中立位時肱盂韌帶的結構和發力示意圖

關節囊在中立位的輕微向內前側扭轉,可在增強手臂向身體前側內收活動度的同時,限制手臂向身體外側外展的過大被動活動度。

外展和內收時,肱盂韌帶的纖維結構和發力示意圖

手臂外展時,關節囊前側因為增加扭轉而縮短長度,從而可以緊緊地把肱骨頭拉向肩盂關節窩。隨著手臂外展的時候肱骨主動向外旋轉,關節囊前側的扭轉才能被解開,從而可以進一步主動加大外展的活動度。

如果肱骨不向外主動旋轉,由於肱盂關節表面異常受力和關節囊纖維張力過大,使得肩關節鎖在外展過程的中段。因為肱盂關節囊前側的扭轉,使肱骨外展到極限後可被動地引發肱骨外旋來保證足夠的活動度。如果肱骨無法側向旋轉的情況下,暴力仍讓肱骨向外展方向持續活動,就會使得被鎖死的肱盂關節持續拉拽而造成脫位。

肩關節脫位示意圖

肱骨外旋受到限制是「凍結肩」最常見的臨床表現之一。因為肩關節囊不斷纖維化,使肱盂關節前側的張力特別大,同時關節囊與肱骨頭之間的纖維粘連,使肩關節囊前側纖維扭轉機制被削弱,使得肩關節外展過程中肱骨的被動外旋受到影響,從而造成「凍結肩」病人完成向兩側抬起手臂的動作會很困難。


肱盂關節活動度檢查主要包括被動活動度的檢查和主動活動檢查。前者側重於韌帶和骨關節,後者側重於肌肉。

肱盂關節被動活動檢查

被動檢查需要被檢查者全身放鬆,由檢查者通過滑動關節,感知活動中的阻力以及被檢查者疼痛的感覺。被動活動檢查在坐姿或卧姿均可檢查,檢查中肩關節不發力,保持在中立位即可。檢查者通過關節各個方向的推移,觀察肱盂關節周圍關節囊、韌帶和肌腱等軟組織的粘連程度和張力。

1. 下側滑移(坐姿)

2.下側滑移(卧姿)

3.側向滑移(手臂位於體側,卧姿

4.後側滑移(卧姿)

5.前側滑移(俯卧位)

肱盂關節的主動活動檢查

肱盂關節具有較大的靈活性,而該關節所出現的大部分問題很難在靜態的影像學檢查中發現,而往往會在動態的主動活動中被引發,通過主動活動過程中觀察疼痛的產生或消失,活動度的受限或加大,從而推測出關節在運動過程中可能出現的異常問題。

1.肱盂關節外展活動度

患者坐姿,檢查者坐在患者體側,患者手臂向檢查者一側外展,手臂置於檢查者肩上。檢查者一手扶住患者肩胛骨,另一手按住肱盂關節,並作前後滑移。

2.肱盂關節內旋活動度

患者坐姿,雙手背向身後。檢查者在患者一側,一手扶住肩胛骨保持穩定,囑患者手臂肱骨內旋的同時,另一手輕輕向下壓患者手肘內側,以此來檢查肱盂關節內旋活動下的縱向滑移。


肩關節囊粘連——「凍結肩」

肩關節囊張力過大是肩關節常見的疾患之一。因為關節囊粘連引起活動受限的這類病症,也被稱為「凍結肩」。在門診中,大部分「凍結肩」的病人都沒有發現引起肩關節活動障礙的明顯誘因,女性比男性更高發,且中老年患者居多。

有研究認為凍結肩與駝背有關,過於後突的胸椎會增大肩胛骨和肱骨的夾角,使肩關節活動時受到更大的外力,肌腱、韌帶發生退行性病變,炎症擴散到整個關節囊,加速關節囊纖維化粘連的形成。女性比男性高發,可能也是因為女性較高的胸椎後突(駝背)發生率。然而,也有較多人不認同這個觀點,他們認為肌腱炎才是造成關節囊纖維化粘連的原因,而肌腱炎發生率男女之間是沒有明顯差異的;同時,凍結肩患者很少同時伴有肌腱炎。因此,引起肩關節囊粘連的病因目前仍不明確。

大部分人都認為患者會因為疼痛而停止運動,但根據臨床醫生的經驗,事實恰好相反,大部分情況下,只有運動功能減退後讓剩餘部分承擔更多活動發力才是引起疼痛的原因。大部分患者都在持續使用肩部手臂,直到肩關節活動受限干擾到他們日常活動的程度(女患者發現抬手梳頭有困難了,男患者發現很難向後伸進臀部的口袋了),此時他們才會感到疼痛,並意識到肩部出現問題了,其實問題早已發生,只是肩關節活動度仍能通過代償完成大部分日常活動,使得人們被「蒙在鼓裡」,而不自覺。

「凍結肩」的診斷方法

1.病史

(1)疼痛區域:主要集中在手臂外側,第5、6頸神經分布區域。

(2)疼痛特徵:疼痛程度不一,主要在肩部活動到受限範圍時會引起隱痛。大部分患者會在夜間翻身時被疼痛驚醒。

2.物理檢查

(1)主動活動度檢查

關節囊纖維性粘連造成的主動活動受限表現為:肱盂關節外展活動受限;手背難以觸及頸部後側;有時甚至無法觸及背部後側。

(2)被動活動度

關節囊纖維性粘連造成的被動活動受限表現為:肱骨外旋受限;手臂外展中後段中度受限;內旋和前屈有時受限。

急性期時,活動受限來自被動活動下肌肉的保護性痙攣引起的疼痛;

慢性期時,活動受限來自於關節囊粘連增加的張力。

3.關節內動作

「凍結肩」患者大部分關節內活動均受限,尤其是向下側的滑移。

4.等長運動對抗。大部分肌力正常,且不會引起疼痛,除非極少數情況伴發肌腱炎。

5. 肩部觸診。通常在肩外側會有壓痛,同時伴有肌張力增加的感覺,有時在肩部外側可觸及纖維化條索樣粘連。

「凍結肩」急性期和慢性期的不同診療思路

急性癥狀主要包括:

1.放射到手肘區域的疼痛感;

2.患者常常夜晚翻身時被疼醒;

3.被動檢查時,活動受限常常來自肌肉保護性痙攣引起的疼痛,而不是因為關節囊張力增大。

慢性癥狀主要包括:

1.疼痛主要分布在肩部外側;

2.患者不會在夜晚翻身時被疼醒;

3.被動檢查時,活動受限來自於關節囊張力過大,因為關節囊受到牽拉而引起疼痛,相比急性期,檢查時不會受到強力的肌肉對抗。

對於急性期「凍結肩」,首先要緩解早期因肌肉保護性痙攣而引起的疼痛。可以根據情況分別採用冰敷或熱敷進行處理;

當疼痛緩解後,可配合關節鬆動手法來保持或加強肩關節活動度。

最後,可以建議患者在家進行肩部低負荷的主動運動鍛煉,通過限制關節活動度的器械,可在運動中同事減少肌肉負荷,避免因運動發力過度引起保護性痙攣的疼痛,使鍛煉在安全的範圍內效率最高。在鍛煉中,因為局部肌群力量減弱或痙攣,需要量力而行,糾正患者採用過度駝背等錯誤姿勢所做出的代償發力。

對於慢性期的「凍結肩」,治療的重點是增加關節囊的延展性,尤其是前側和下側的區域。超聲波定位下的關節囊拉伸和有針對性的關節鬆動手法都有助於恢復因關節囊粘連所造成的前側和下側的活動受限。


我是孫悅禮,上海中醫藥大學骨科醫學博士,目前在上海中醫藥大學附屬龍華醫院脊柱病研究所工作,參與國家中醫臨床研究基地的諸多臨床工作和科研項目。研究方向涉及用力學刺激促進骨折癒合、治療骨質疏鬆,以及脊柱退變性疾病新葯開發等。業餘時間愛好畫畫,並結合這一特長投身科普數年,屬於那種「可以把疾病搞明白,還能把道理給人講清楚」的人。

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《照顧好脖子:骨科醫生的手繪趣筆記》

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