《功能解剖学》读书笔记之【9.下尺桡关节的动力学特征】
首先让我们来假设尺骨固定,只有桡骨运动。在这种情况下(图3-76),下尺桡关节的旋前-旋后轴将沿着尺骨和小指的内侧缘延伸至手部(辅以红叉表示)。这种情况对应于前臂放在桌子上,始终与桌子保持接触并进行旋转的情形。旋后时(S),拇指背侧接触到桌子,旋前时(P),它的掌侧接触到桌子。
下尺桡关节的主要运动(图3-77)是桡骨远端围绕着尺骨的旋转。这张下视图显示了切除腕骨和关节盘后的尺骨和桡骨关节面。桡骨骨骺端围绕着尺骨头进行旋转,由于尺骨茎突(黄色)是静止的,此时可假定尺骨头呈圆形且被固定。
※旋后(S)范围有90°。
※旋前(P)范围稍小,有85°。
若将桡骨比作一个转动曲柄,就能很好地演示这种旋转运动。从旋后位开始(图3-78),曲柄上部(把柄部对应于桡骨头)绕着它的长轴(红色虚线)旋转,旋前时(图3-76),曲柄下部进行的是圆周旋转,即结合沿环形路径有移位(粉红色箭头)的旋转复合运动。
曲柄下部沿一个圆柱表面转动,这个圆柱对应于尺骨头,曲柄围绕自身的旋转通过从红色箭头(图3-78)向蓝色箭头(图3-79)方向的改变来表示(图3-78)。桡骨茎突旋后时朝外,旋前时朝内。这种圆周旋转运动类似于月球的运动,月球围绕地球旋转,却始终保持相同的一面朝向地球:直到最近我们的卫星才发现月球隐藏的那一面。当桡骨绕着尺骨从旋后位到旋前位时,因为以下这些原因,关节面在几何学上的一致性发生了变化(图3-80):
※一方面,关节面的形态在几何学上不是完美的,它有不同的曲率半径,位于它们中心处的曲率半径最短。
※另一方面,桡骨尺切迹的曲率半径(蓝色环,其圆心为r)比尺骨头的曲率半径(红色环,其圆心为u)稍长。在中立位,即在"零度位"时,关节面的对合性最好。
仅在中立位(图3-81)时,关节的对合性最好。因此,旋后(图3-82)和旋前(图3-83)时由于只有尺骨头的一小部分与桡骨尺切迹想接触,所以关节的对合性略微下降。加之,尺骨头和桡骨尺切迹的曲率半径不同,这也会影响关节的对合性。
在完全旋前位,尺骨头会出现向后半脱位(图3-88),由于桡尺关节后侧韧带(绿色)无法有效地阻挡它,尺骨头会向后"逃脱"(黑色箭头)。实际上尺骨头被尺侧腕伸肌腱(e.c.u.)所固定,坚韧的纤维套把这根肌腱固定在沟内,尺侧腕伸肌腱把尺骨头"带到"桡骨尺切迹上(白色箭头);旋后方肌(p.q.)有类似的功能。在对合性最好的位置,尺骨头外围面的最高点对应于尺切迹的最高点,这时曲率半径相一致,关节面之间的接触程度最大。
在旋前旋后过程中(图3-85~图3-87),关节盘像一个雨刮器一样逐渐扫过尺骨头下关节面。在关节盘的下表面(图3-84),沿着其最大直径方向分布着3个点:尺骨茎突的中心(绿色区域)、关节盘最高点的附着点(红星标记,它位于尺骨茎突和关节面间的凹槽内),尺骨头外缘的曲率中心(黑叉标记)。由于关节盘的尺骨附着点是偏离中心的,所以由韧带产生的张力会随着韧带位置的改变而发生显著变化,在完全旋前位(图3-86)和完全旋后位(图3-87)时,韧带的张力是最小的,这归因于韧带相对缩短了(e)。这种缩短可解释为:当一个大环的半径(如关节盘的一根纤维)"扫"过小环的表面时,韧带就像小环的一根割线,其长度随着位置而变化。这解释了由关节盘纤维所产生的张力所发生的变化。
因此,在关节对合最好的位置,韧带的张力也最大,即这个位置对应于尺骨头外围的最高点,因为关节盘的附着点与尺骨头外围之间的韧带长度与它的最大直径是一致的。关节盘被2个纤维带(前带和后带)所加强,这2个纤维带在中立位时被适度拉伸(图3-85)。在旋后位(图3-87)时前带最紧张,后带最松弛,在旋前位(图3-86)正好与之相反;这就是产生关节盘偏移的原因。这些示意图也显示,因为关节盘上张力的分布不同,位于其附着基底部的小裂缝会被扭曲。同样地,由创伤性或是非正常变异引起的中央裂缝,在旋转运动种,将会扩大。这样,对桡尺关节来讲,中立位是一个最稳定的位置。这就是MacConaill的“密集排列”位,这时关节面对合最好,韧带最紧张,但它是一个中立位,而不是一个锁定位。关节盘和骨间膜的差动作用如下:
※在完全旋前位或完全旋后位,关节盘部分松弛,而骨间膜是紧张的。需要注意的是,下尺桡关节的前后方韧带在维持关节对合或限制关节运动方面不起作用。
※中立位是最稳定的位置,此时关节盘紧张,而骨间膜松弛,除非骨间膜被附着在它上面的肌肉重新拉紧。
总之,两个解剖结构对关节面的对合十分重要:即骨间膜(它的重要作用往往被低估)和关节盘。
前臂前室的肌肉及桡尺骨的撞击会阻挡旋前运动,因此,桡骨干轻度前凹的重要性就在于它能缓冲撞击。
桡骨尺切迹的后缘和尺骨茎突所容纳的尺侧腕伸肌腱之间的撞击可以阻挡旋后运动。旋后运动不受任何韧带和直接的骨性撞击限制,但它会被旋前肌的张力所阻挡。