编者导语
肩负重任系列:
肩复合体功能解剖(一):骨、关节学
肩复合体功能解剖(二):关节运动学
肩复合体功能解剖(三):神经-肌肉-关节运动学
肩复合体功能解剖(四):临床应用举例
注:
1、由于文字由笔者从英文教材翻译而来,文中部分名词与配图不一致,请读者体谅。
2、文章较长,建议收藏。
3、在【公众号后台】回复【运动机能学】即可获得中英文版电子版
《Kinesiology of the musculoskeletal system : foundations for rehabilitation. 2nd ed》
《骨骼肌肉功能解剖学. 第二版》
3、阅读本文过程中,你可能会用到的一些基础知识请点击【阅读原文】:
肌肉的起止点及神经支配总结(康复中的战斗机) (已获原作者 授权)。
目录
一、肩关节复合体的神经支配
二、肩关节肌肉活动
1、 肩胛胸壁关节(ST)的肌肉运动
2、 举起上肢时的肌肉运动
(1) 举起上肢时盂肱关节(GH)的肌肉运动
(2) 举起上肢时的ST的上旋
(3) 举起上肢时肩袖肌群的功能
3、 内收、伸展时的肌肉运动
4、 内旋时的肌肉运动
5、 外旋时的肌肉运动
一、肩关节复合体的神经支配
1、 臂丛神经简介
(1)臂丛由C5-T1脊神经的腹侧分支构成,在不同位置分为神经根、神经干、神经分支、神经束和终末分支。
(2)神经干分为上干(C5和C6组成)、中干(C7组成)、下干(C8和T1组成)。
(3)神经分支分为3条前支,由外到内依次为:前支1(C5和C6组成)、前支2(C7组成)和前支3(C8和T1组成);3条后支,由外到内依次为:后支1、后支2和后支3,它们纤维构成同前支。
(4)神经束分为外束(前支1 前支2,C5、C6和C7组成)、后束(后支1 后支2 后支3,C5-T1组成)和内束(前支3,C8和T1组成)。
(5)主要终末分支包括:肌皮神经(外束)、腋神经(后束)、桡神经(后束)、正中神经(外束 内束)和尺神经(内束)等。
(6)其他神经分支有(如图):
1)膈神经和肩胛背神经(C5);
2)胸长神经(C5、C6和C7);
3)肩胛上神经和锁骨下肌神经(上干,C5和C6);
4)胸外侧神经和胸内侧神经。
5)臂内侧皮神经和前臂内侧皮神经(内束)
6)肩胛下神经上部、胸背神经和肩胛下神经下部(后束)
2、 肩关节复合体肌肉的神经支配
(1) 分为两部分:一是后束分支,如腋神经、肩胛下神经、胸背神经;二是来自较近端的臂丛,如肩胛背神经、胸长神经、肩胛上神经和胸内、外侧神经。
(2) 斜方肌是个例外,其由副神经支配(主要)和上颈段神经支配。
(3) 肩关节肌肉神经支配略。
3、 肩关节复合体的感觉神经支配
(1) ST感觉神经来自颈丛的C3、C4。
(2) AC和GH关节感觉神经来自C5、C6的肩胛上神经和腋神经。
二、肩关节复合体肌肉的运动
大多数肩复合体肌肉运动遵循下面原则:近部肌肉为稳定肌,远部肌肉为关节活动肌。
稳定肌多起自脊柱、肋骨和颅骨,止于肩胛骨和锁骨,如前锯肌、斜方肌等;关节活动肌多起自肩胛骨和锁骨,止于肱骨和前臂,如三角肌、肱二头肌等。
肩关节的正常运动有赖于稳定肌和活动肌的协调,如三角肌产生GH外展动作时,前锯肌将肩胛骨与胸壁固定,外展才能发生。
1、 肩胛胸壁关节(ST)的肌肉运动
(1) ST的上升
1) 上斜方肌和肩胛提肌(主要)、菱形肌(次要)负责肩胛骨的上升。
2) 上斜方肌稳定肩胛骨和锁骨。
3) 肩胛骨理想的姿势为轻微的上抬和上旋,关节盂微微朝上,上斜方肌对于维持这个姿势很重要。
(2) ST的下降
1) 下斜方肌、背阔肌、胸小肌和锁骨下肌负责肩胛骨的下降。
2) 如果下降时受到阻力,上述肌肉将使胸骨和骨盆上抬,以稳定肩胛骨和上肢。这个动作只发生在肩胛骨稳定性比胸骨大时。
应用:偏瘫病人,增加其肩胛骨的稳定性,然后可以通过伸肘支撑起身体,以减轻坐骨结节压力。
(3) ST的前伸
1) 前锯肌负责ST的前伸。
2) 前锯肌麻痹患者向前够物不能,没有其他肌肉可以代偿前锯肌。
(4) ST的后缩
1) 中斜方肌(主要)、菱形肌和下斜方肌(次要)负责肩胛骨后缩。
2) 后缩时,具有使肩胛骨上升趋势的菱形肌产生的力被下斜方肌所抵消(肌肉协同的同时又相互拮抗)。
3) 当斜方肌麻痹时,肩胛骨受前锯肌牵拉,产生“漂移(drift)”
2、 举起上肢时的肌肉运动
分为三群:
(1) 举起上肢时盂肱关节(GH)的肌肉运动
1) 外展:前三角肌、中三角肌和冈上肌;屈曲:前三角肌、肱桡肌和肱二头肌长头。
2) 中三角肌和冈上肌力的方向相同,在外展90°时,激活最大。
3) 三角肌麻痹时,冈上肌代偿;冈上肌麻痹或撕裂时,完全外展很困难或无法完成;二者均麻痹时,无法外展。
(2) 举起上肢时的ST的上旋
1) 上、中、下斜方肌,前锯肌(最有效)共同收缩产生上旋并稳定上肢带骨,以确保上肢正常运动。
2) 上斜方肌在外展初期即被激活,并且在整个外展过程中激活程度递增,而下斜方肌主要在在外展后期激活,前锯肌在全程被逐渐激活,如下图。
3) 上斜方肌在外展早期上抬锁骨,在后期主要平衡下斜方肌的拉力。
4) 中斜方肌力线通过肩胛骨上旋时的旋转轴,这种情况下其对于肩胛骨上旋的作用减小,但其和菱形肌一起使肩胛骨后缩,平衡前锯肌的力量。因此,中斜方肌和前锯肌力量的强弱,决定了肩胛骨上旋时的前伸-后缩位。
5) 肩胛骨上旋时的旋转轴在GH外展早期位于肩胛冈根部附近,后期位于肩峰附近。
6) 斜方肌麻痹的影响
完全性斜方肌麻痹,导致中重度手不能举过头;在纯粹的额状面举过头更为困难,因为此时中斜方肌不能提供肩胛骨后缩的力量。
7) 前锯肌麻痹的影响
a. 一般来说,前锯肌完全性麻痹患者,即时斜方肌和外展肌肉完好,肩外展也不能达到90°.
b. 在抗阻外展时,导致肩胛骨过度下旋,形成“翼状肩”,其机制是:前锯肌麻痹使肩胛骨无法上旋,三角肌和冈上肌作用于肩胛骨使其下旋。
c. 前锯肌轻微的肌力下降,将会导致肩关节运动学的异常,如果肩胛骨上旋异常,外展时肩峰则会影响到肱骨头的运动,研究显示,慢性肩峰撞击症患者,外展时其肩胛骨上旋减少,且其前锯肌EMG活动减弱。
(3) 举起上肢时肩袖肌群的功能
1) 肩袖肌群包括冈上肌、冈下肌、小圆肌、肩胛下肌,其功能主要是维持肩关节动态稳定和控制肩关节运动。
2) GH的动态稳定性调整
a. 解剖结构上,肱骨头与关节盂有很大的活动范围,因此需要GH周围组限制肱骨头运动,以起到保护作用,而起这种作用的除了关节囊及韧带,还有肩袖肌群。
b. 在附着于近端肱骨前,肩袖肌群首先附着在GH关节囊上,这是肩关节所特有的结构(肌肉与关节周围组织关系密切)。
c. 例如,GH后旋时,冈下肌收缩使肱骨头外旋,肩胛下肌和前关节囊韧带受牵拉而紧张,而后关节囊也因为冈下肌牵拉而紧张,从而使肩关节达到动态稳定。
3) GH的主动控制
a. 冈上肌收缩时,在肱骨头与关节盂之间产生压力,此压力在肩外展0-90°时递增,同时对关节盂表面的分散力在60-120°递减,以维持在关节面可承受的生物力学水平。
a. 当冈上肌腱断裂时,外展时在三角肌作用下,肱骨头上转将会撞击喙肩弓,导致肩峰撞击综合征,而不能完全外展。此外,冈下肌、肩胛下肌、小圆肌也对肱骨头有向下的拉力。
b. 如前述,在额状面外展时,冈下肌、小圆肌使肱骨头外旋,避免肱骨大结节与肩峰撞击。
3、 内收、伸展时的肌肉运动
(1) 背阔肌和胸大肌胸肋端是最大的内收和伸展肌。当肱骨头足够稳定时,背阔肌能够提起骨盆及躯干。
临床应用:利用此动作,截瘫(偏瘫)患者可以用拐杖辅助行走(即摆至步等),代替失能的屈髋肌群。
(2) 大圆肌、肱三头肌长头、后三角肌、冈下肌和小圆肌亦为内收和后伸肌。
(3) 内收和后伸时,菱形肌为重要的关节稳定肌,其稳定作用体现在内收时,菱形肌可以下旋和后缩肩胛骨。
(肩胛骨下旋也是诸多肌肉协同作用的结果,包括菱形肌、大圆肌、背阔肌、冈下肌、小圆肌、后三角肌,如图所示)
(4) 聚焦后三角肌
1) 后三角肌除了可以内收和伸展GH,亦可以水平后伸GH,水平后伸时下三角肌稳定肩胛骨,如图所示。
2) 当腋神经收到过度牵拉麻痹时,后伸和水平后伸均受限,穿衣时不能将胳膊伸进袖筒中。
4、 内旋时的肌肉运动
(1) 内旋肌肉有肩胛下肌、前三角肌、胸大肌、背阔肌和大圆肌,许多肌肉同时具有后伸和内收作用,如游泳时。
(2) 内旋肌群产生的力矩要比外旋肌群大(约1.75倍)。
(3) 内旋时,既可以肩胛骨固定,肱骨头旋转(凸面在凹面上),亦可以肱骨头固定,肩胛骨旋转(凹面在凸面上)。如下图所示。
5、 外旋时的肌肉运动
(1) 外旋肌有冈下肌、小圆肌、后三角肌。完全外旋时,冈上肌也有外旋作用。
(2) 如前述,内旋肌群产生的力矩要比外旋肌群大,故当上肢向后伸用力抛出一颗球时(峰速可达7000度每秒),较弱的外旋肌群拮抗较强内旋肌群,则可能会使冈下肌和小圆肌拉伤,导致肩袖综合征(Rotator cuff syndrome)。
文中图片来源于Reference[2]。
Reference:
[1] Neumann, Donald A. Kinesiology of the musculoskeletal system : foundations for rehabilitation. 1st ed and 2nd ed.
[2]刘颖,师玉涛. 骨骼肌肉功能解剖学[M]. 第二版,北京:人民军医出版社,2014.
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一、肩关节复合体的神经支配
二、肩关节肌肉活动
1、 肩胛胸壁关节(ST)的肌肉运动
2、 举起上肢时的肌肉运动
(1) 举起上肢时盂肱关节(GH)的肌肉运动
(2) 举起上肢时的ST的上旋
(3) 举起上肢时肩袖肌群的功能
3、 内收、伸展时的肌肉运动
4、 内旋时的肌肉运动
5、 外旋时的肌肉运动
一、肩关节复合体的神经支配
1、 臂丛神经简介
(1)臂丛由C5-T1脊神经的腹侧分支构成,在不同位置分为神经根、神经干、神经分支、神经束和终末分支。
(2)神经干分为上干(C5和C6组成)、中干(C7组成)、下干(C8和T1组成)。
(3)神经分支分为3条前支,由外到内依次为:前支1(C5和C6组成)、前支2(C7组成)和前支3(C8和T1组成);3条后支,由外到内依次为:后支1、后支2和后支3,它们纤维构成同前支。
(4)神经束分为外束(前支1 前支2,C5、C6和C7组成)、后束(后支1 后支2 后支3,C5-T1组成)和内束(前支3,C8和T1组成)。
(5)主要终末分支包括:肌皮神经(外束)、腋神经(后束)、桡神经(后束)、正中神经(外束 内束)和尺神经(内束)等。
(6)其他神经分支有(如图):
1)膈神经和肩胛背神经(C5);
2)胸长神经(C5、C6和C7);
3)肩胛上神经和锁骨下肌神经(上干,C5和C6);
4)胸外侧神经和胸内侧神经。
5)臂内侧皮神经和前臂内侧皮神经(内束)
6)肩胛下神经上部、胸背神经和肩胛下神经下部(后束)
2、 肩关节复合体肌肉的神经支配
(1) 分为两部分:一是后束分支,如腋神经、肩胛下神经、胸背神经;二是来自较近端的臂丛,如肩胛背神经、胸长神经、肩胛上神经和胸内、外侧神经。
(2) 斜方肌是个例外,其由副神经支配(主要)和上颈段神经支配。
(3) 肩关节肌肉神经支配略。
3、 肩关节复合体的感觉神经支配
(1) ST感觉神经来自颈丛的C3、C4。
(2) AC和GH关节感觉神经来自C5、C6的肩胛上神经和腋神经。
二、肩关节复合体肌肉的运动
大多数肩复合体肌肉运动遵循下面原则:近部肌肉为稳定肌,远部肌肉为关节活动肌。
稳定肌多起自脊柱、肋骨和颅骨,止于肩胛骨和锁骨,如前锯肌、斜方肌等;关节活动肌多起自肩胛骨和锁骨,止于肱骨和前臂,如三角肌、肱二头肌等。
肩关节的正常运动有赖于稳定肌和活动肌的协调,如三角肌产生GH外展动作时,前锯肌将肩胛骨与胸壁固定,外展才能发生。
1、 肩胛胸壁关节(ST)的肌肉运动
(1) ST的上升
1) 上斜方肌和肩胛提肌(主要)、菱形肌(次要)负责肩胛骨的上升。
2) 上斜方肌稳定肩胛骨和锁骨。
3) 肩胛骨理想的姿势为轻微的上抬和上旋,关节盂微微朝上,上斜方肌对于维持这个姿势很重要。
(2) ST的下降
1) 下斜方肌、背阔肌、胸小肌和锁骨下肌负责肩胛骨的下降。
2) 如果下降时受到阻力,上述肌肉将使胸骨和骨盆上抬,以稳定肩胛骨和上肢。这个动作只发生在肩胛骨稳定性比胸骨大时。
应用:偏瘫病人,增加其肩胛骨的稳定性,然后可以通过伸肘支撑起身体,以减轻坐骨结节压力。
(3) ST的前伸
1) 前锯肌负责ST的前伸。
2) 前锯肌麻痹患者向前够物不能,没有其他肌肉可以代偿前锯肌。
(4) ST的后缩
1) 中斜方肌(主要)、菱形肌和下斜方肌(次要)负责肩胛骨后缩。
2) 后缩时,具有使肩胛骨上升趋势的菱形肌产生的力被下斜方肌所抵消(肌肉协同的同时又相互拮抗)。
3) 当斜方肌麻痹时,肩胛骨受前锯肌牵拉,产生“漂移(drift)”
2、 举起上肢时的肌肉运动
分为三群:
(1) 举起上肢时盂肱关节(GH)的肌肉运动
1) 外展:前三角肌、中三角肌和冈上肌;屈曲:前三角肌、肱桡肌和肱二头肌长头。
2) 中三角肌和冈上肌力的方向相同,在外展90°时,激活最大。
3) 三角肌麻痹时,冈上肌代偿;冈上肌麻痹或撕裂时,完全外展很困难或无法完成;二者均麻痹时,无法外展。
(2) 举起上肢时的ST的上旋
1) 上、中、下斜方肌,前锯肌(最有效)共同收缩产生上旋并稳定上肢带骨,以确保上肢正常运动。
2) 上斜方肌在外展初期即被激活,并且在整个外展过程中激活程度递增,而下斜方肌主要在在外展后期激活,前锯肌在全程被逐渐激活,如下图。
3) 上斜方肌在外展早期上抬锁骨,在后期主要平衡下斜方肌的拉力。
4) 中斜方肌力线通过肩胛骨上旋时的旋转轴,这种情况下其对于肩胛骨上旋的作用减小,但其和菱形肌一起使肩胛骨后缩,平衡前锯肌的力量。因此,中斜方肌和前锯肌力量的强弱,决定了肩胛骨上旋时的前伸-后缩位。
5) 肩胛骨上旋时的旋转轴在GH外展早期位于肩胛冈根部附近,后期位于肩峰附近。
6) 斜方肌麻痹的影响
完全性斜方肌麻痹,导致中重度手不能举过头;在纯粹的额状面举过头更为困难,因为此时中斜方肌不能提供肩胛骨后缩的力量。
7) 前锯肌麻痹的影响
a. 一般来说,前锯肌完全性麻痹患者,即时斜方肌和外展肌肉完好,肩外展也不能达到90°.
b. 在抗阻外展时,导致肩胛骨过度下旋,形成“翼状肩”,其机制是:前锯肌麻痹使肩胛骨无法上旋,三角肌和冈上肌作用于肩胛骨使其下旋。
c. 前锯肌轻微的肌力下降,将会导致肩关节运动学的异常,如果肩胛骨上旋异常,外展时肩峰则会影响到肱骨头的运动,研究显示,慢性肩峰撞击症患者,外展时其肩胛骨上旋减少,且其前锯肌EMG活动减弱。
(3) 举起上肢时肩袖肌群的功能
1) 肩袖肌群包括冈上肌、冈下肌、小圆肌、肩胛下肌,其功能主要是维持肩关节动态稳定和控制肩关节运动。
2) GH的动态稳定性调整
a. 解剖结构上,肱骨头与关节盂有很大的活动范围,因此需要GH周围组限制肱骨头运动,以起到保护作用,而起这种作用的除了关节囊及韧带,还有肩袖肌群。
b. 在附着于近端肱骨前,肩袖肌群首先附着在GH关节囊上,这是肩关节所特有的结构(肌肉与关节周围组织关系密切)。
c. 例如,GH后旋时,冈下肌收缩使肱骨头外旋,肩胛下肌和前关节囊韧带受牵拉而紧张,而后关节囊也因为冈下肌牵拉而紧张,从而使肩关节达到动态稳定。
3) GH的主动控制
a. 冈上肌收缩时,在肱骨头与关节盂之间产生压力,此压力在肩外展0-90°时递增,同时对关节盂表面的分散力在60-120°递减,以维持在关节面可承受的生物力学水平。
a. 当冈上肌腱断裂时,外展时在三角肌作用下,肱骨头上转将会撞击喙肩弓,导致肩峰撞击综合征,而不能完全外展。此外,冈下肌、肩胛下肌、小圆肌也对肱骨头有向下的拉力。
b. 如前述,在额状面外展时,冈下肌、小圆肌使肱骨头外旋,避免肱骨大结节与肩峰撞击。
3、 内收、伸展时的肌肉运动
(1) 背阔肌和胸大肌胸肋端是最大的内收和伸展肌。当肱骨头足够稳定时,背阔肌能够提起骨盆及躯干。
临床应用:利用此动作,截瘫(偏瘫)患者可以用拐杖辅助行走(即摆至步等),代替失能的屈髋肌群。
(2) 大圆肌、肱三头肌长头、后三角肌、冈下肌和小圆肌亦为内收和后伸肌。
(3) 内收和后伸时,菱形肌为重要的关节稳定肌,其稳定作用体现在内收时,菱形肌可以下旋和后缩肩胛骨。
(肩胛骨下旋也是诸多肌肉协同作用的结果,包括菱形肌、大圆肌、背阔肌、冈下肌、小圆肌、后三角肌,如图所示)
(4) 聚焦后三角肌
1) 后三角肌除了可以内收和伸展GH,亦可以水平后伸GH,水平后伸时下三角肌稳定肩胛骨,如图所示。
2) 当腋神经收到过度牵拉麻痹时,后伸和水平后伸均受限,穿衣时不能将胳膊伸进袖筒中。
4、 内旋时的肌肉运动
(1) 内旋肌肉有肩胛下肌、前三角肌、胸大肌、背阔肌和大圆肌,许多肌肉同时具有后伸和内收作用,如游泳时。
(2) 内旋肌群产生的力矩要比外旋肌群大(约1.75倍)。
(3) 内旋时,既可以肩胛骨固定,肱骨头旋转(凸面在凹面上),亦可以肱骨头固定,肩胛骨旋转(凹面在凸面上)。如下图所示。
5、 外旋时的肌肉运动
(1) 外旋肌有冈下肌、小圆肌、后三角肌。完全外旋时,冈上肌也有外旋作用。
(2) 如前述,内旋肌群产生的力矩要比外旋肌群大,故当上肢向后伸用力抛出一颗球时(峰速可达7000度每秒),较弱的外旋肌群拮抗较强内旋肌群,则可能会使冈下肌和小圆肌拉伤,导致肩袖综合征(Rotator cuff syndrome)。
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