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第三章 肘骨关节炎康复指南
第一节 基本知识
一、功能解剖学
肘关节(elbow joint)由肱尺关节、肱桡关节和上尺桡关节组成,在肩关节的配合下,肘的屈伸运动和前臂复合体的旋转运动可以使前臂置于空间任意位置,也使前臂驱动其功能末端(手)按需求远离身体,肘和前臂之间的相互作用极大地增加了手在空间放置的有效范围,这些运动功能对许多重要的日常活动比如进食、取物、投掷和个人卫生等具有重要意义。
(一)皮肤与浅筋膜
肘前区皮肤薄而柔软,浅筋膜疏松。肘后区皮肤厚而松弛,浅筋膜不甚发达。在皮肤与尺骨鹰嘴之间有滑膜囊,称为鹰嘴滑膜囊,与关节腔不相通。炎症或出血时滑膜囊可肿大。
(二)深筋膜与肌腱
肘关节前区深筋膜上续臂筋膜,下连前臂筋膜。肱二头肌腱是肘窝内的中心标志,从肱二头肌腱部分纤维向下内止于前臂内侧深筋膜的部分,为肱二头肌腱膜。其深面有肱血管和正中神经通过。它与肱二头肌腱交角处,是触及肱动脉搏动和测量血压的听诊部位。
肘后区深筋膜与肱骨下端及尺骨上端的骨膜紧密结合,肱三头肌腱附于尺骨鹰嘴。
(三)血管
肘关节血供来自于肱动脉及其发出的肘关节动脉网。肱动脉在肘窝约平桡骨颈的高度分为桡动脉和尺动脉,桡动脉越过肱二头肌腱表面斜向外下,至肱桡肌内侧继续下行;尺动脉经旋前圆肌尺头深面至尺侧腕屈肌深方下行。肘关节动脉网分布于肘关节周围,由肱动脉、桡动脉和尺动脉的数条分支吻合而成:①桡侧副动脉与桡侧返动脉吻合;②中副动脉与骨间返动脉吻合;③尺侧上副动脉、尺侧下副动脉后支与尺侧返动脉前支吻合;④尺侧下副韧带前支与尺侧返动脉前支吻合。在肱深动脉发出点以下结扎肱动脉时,肘关节动脉网可起到侧支循环的作用。
肘关节浅层静脉主要有头静脉和贵要静脉,分别行于肱二头肌腱的外侧和内侧。肘正中静脉粗而短,位于肘窝前面,变异甚多,通常连于头静脉和贵要静脉之间,有时还接受前臂正中静脉的汇入;前臂正中静脉位于前臂前面中线,为一不甚恒定的细支,起于手掌静脉丛,至肘窝汇入肘正中静脉,或分两头分别汇入贵要静脉和头静脉。
(四)神经
肌皮神经由C 5~6神经根组成,支配肱二头肌、喙肱肌和肱肌。顾名思义,肌皮神经支配肌肉,然后延续至远端成为皮肤的感觉神经,分布于前臂的外侧。
桡神经由C 5~T 1神经根组成,是臂丛神经后束的直接延伸。桡神经在肘窝处位于其外侧缘的肱肌与肱桡肌之间,支配肱桡肌、肱肌的外侧和桡侧腕长伸肌。约在肱骨外上髁前方或稍下方,分为浅、深两支。浅支是单纯的感觉神经,分布于前臂和手掌远末端的后外侧,尤其是集中于拇指虎口的背侧;深支包含剩余的桡神经的运动纤维,此运动支分布于桡侧腕短伸肌和旋后肌。
正中神经由C 5~T 1神经根组成,走行至肘关节处支配附着于或位于肱骨的内上髁附近的大多数肌肉。这些肌肉包括腕屈肌和前臂旋前肌(旋前圆肌、桡侧腕屈肌和掌长肌)以及较深的指浅屈肌。正中神经的一个深支通常称作骨间掌侧神经,支配前臂的深层肌肉:指深屈肌的外侧部分、拇长屈肌和旋前方肌。
尺神经源于臂丛神经的内侧束,由C 8~T 1神经根纤维组成。在向后到达肱骨内上髁之后,走行于尺神经沟内,其外侧紧邻鹰嘴,尺神经与皮肤间仅隔薄层结缔组织,尺神经支配尺侧腕屈肌和指深屈肌的内侧1/2。
(五)韧带
肘关节囊有一组较宽的侧副韧带加强,这些韧带为肘关节的稳定性提供了重要的保障。
内侧副韧带由前、后和横行纤维束构成。前纤维束起自内上髁的前部止于尺骨冠状突的内侧部。在完全伸展时,部分的前纤维拉紧,但是在完全屈曲时仍有部分纤维被拉紧。
内侧副韧带的后纤维束附着于内上髁的后部并止于鹰嘴的内侧缘。在肘关节屈曲时,后纤维束拉紧。内侧副韧带的第三束发育不佳的横行纤维从尺骨鹰嘴走行至尺骨的冠状突。
肘关节的外侧副韧带在组成上不是很确定且存在较大的变异性。该韧带起于外上髁并立即分为两条纤维束。其中一条纤维束传统上称作桡侧副韧带,该纤维束散开后与环状韧带相融合。第二条纤维束称作尺侧副韧带,该纤维束在远端附着于旋后肌嵴。这些纤维在肘关节完全屈曲时拉紧。
(六)骨与关节
1.肱骨远端
肱骨干的远端内侧是滑车和内上髁,外侧是肱骨小头和外上髁。滑车类似于一个圆形的空线轴,在它的两边分为内侧唇和外侧唇,内侧唇凸出和延伸比邻近的外侧唇更明显。后面观时,内外侧唇的中间是滑车沟,轻度向内旋。滑车前面近端的是冠状窝,滑车外侧是半球体形的肱骨小头,桡窝位于肱骨小头前部近端。由肱骨滑车和肱骨小头形成的复合体构成肘关节的屈伸轴,此轴向前内侧倾斜3°~8°,并相对于肱骨纵轴外翻94°~98°。
滑车内侧是肱骨内上髁,为肘内侧副韧带近段附着点,也是前臂旋前肌和屈肌群的附着点,易于触及,是明显的骨性标志。肱骨外上髁并不像内上髁凸起的那么明显,是外侧副韧带近端附着点,也是前臂旋后肌和伸肌群的附着点,在内外上髁两边分别是内外髁嵴。
在肱骨后面靠近滑车处是深且宽的鹰嘴窝,仅有很薄的一片骨或膜性结构将鹰嘴窝和冠状窝分开。这些结构延迟了冠状突和鹰嘴突与肱骨干的碰撞,从而增加肘关节屈伸的范围。肱骨远端整体向前凸起,与肱骨干约成30°前倾角(侧面观),使得整个滑车处于肱骨干纵轴的前方。
2.尺骨近端
尺骨的近端有明显的凸起是鹰嘴突,是肘关节重要的标志点。鹰嘴突后方粗隆为肱三头肌附着点,较小的冠状突位于近端尺骨前方。
在鹰嘴和冠状突前部顶端之间的是尺骨的滑车切迹,这个凹面切迹和肱骨的滑车相互紧密的连接在一起形成肱尺关节,细且凸起的纵嵴将滑车切迹分成两部分。尺骨关节面相对于其长轴成30°后倾角,这与肱骨远端前倾角相吻合,有利于肘关节完全伸展时的稳定性。
尺骨的桡切迹位于滑车切迹下方外侧,是一个关节凹陷,在桡切迹的背面向远端延伸并稍微弓起处是旋后肌嵴,是部分外侧副韧带和旋后肌群的附着点。尺骨粗隆是一个粗糙的压痕,是冠状突的延续,形成肱肌附着点。
3.桡骨近端
在完全旋后位置,桡骨与尺骨平行且位于其外侧。桡骨近端较小,是肘关节的一个结构组成部分。桡骨头是桡骨近端的一个圆盘状结构,大部分的桡骨头的外部边缘被一层关节软骨所覆盖。桡骨头边缘和尺骨的桡切迹相接触,形成近端桡尺关节,即上尺桡关节。
桡骨头的上表面是一个浅的、杯状的凹窝,表面覆盖关节软骨,与凸起的肱骨小头相关节,形成了肱桡关节。肱二头肌粗隆是位于桡骨近端前内边缘的一个粗糙的区域,它是肱二头肌在桡骨上的肌肉附着点。
二、关节运动学
肘关节主要由肱桡关节和肱尺关节组成。尺骨的滑车切迹与肱骨滑车相接合,有对应匹配的形状,是肘关节稳定结构的主要因素。肱尺关节和肱桡关节为“不完全铰链式关节”,因为尺骨在肘关节屈伸的时候可以进行一个小范围的轴向旋转和侧向的运动。
(一)屈曲与伸展
肘关节的屈伸运动是发生在通过外上髁的内-外侧的旋转轴上(图3-1,图3-2)。从内侧至外侧,该轴的走行轻微超越了滑车内侧唇的远端延长部分。滑车的不对称性使得尺骨相对于肱骨外偏,肘关节在冠状面上自然伸展,尺骨的纵轴与肱骨的纵轴所形成的夹角称作提携角。在肘关节完全伸展时,此角平均大约为13°,标准偏差约为6°,女性一般比男性的外翻角度多出大约2°。
图3-1 屈肘
图3-2 伸肘
肘关节被动运动的最大范围一般为过度伸展时的5°至屈曲时的145°。但是,大部分日常生活中的肘关节活动仅使用了30°~130°之间的运动弧度,通常称为功能弧度,轻度肘关节运动范围受限通常对上肢的活动范围影响不大。
(二)肱尺关节运动学
肱尺关节是尺骨的滑车切迹凹面围绕肱骨滑车的凸面所形成的关节。
为了使肱尺关节能够完全、被动地伸展,皮肤、屈肌、前关节囊和内侧副韧带的前纤维束需要具有足够的伸展性。在完全伸展时,肱尺关节主要由下列结构的张力增加提供稳定:内侧副韧带的前纤维束、前关节囊和屈肌,尤其是肱肌的阔肌腱,以及鹰嘴的凸出端嵌入鹰嘴窝。鹰嘴窝周围的异位骨形成可限制肱尺关节的完全的被动伸展。
肱尺关节屈曲时,尺骨滑车切迹的凹面在滑车的凸面上发生滚动和滑动,运动方向一致。肘关节的完全被动屈曲需要后关节囊、伸肌、尺神经和某些侧副韧带,尤其是内侧副韧带的后纤维束的延伸。
(三)肱桡关节运动学
肱桡关节是桡骨头的杯状小窝和肱骨小头之间所构成的关节。在做屈曲和伸展运动时,关节间运动由桡骨凹窝在肱骨小头凸面上的滚动和滑动完成。在完全伸展放松的状态下,肱桡关节几乎不会相互接触。但是在主动屈曲时,肌肉收缩拉着桡骨窝向肱骨小头靠近。与肱尺关节相比,肱桡关节在稳定肘关节方面的作用较小。但是,肱桡关节在抵制外翻方面具有重要的骨性拮抗作用。
(四)上桡尺关节运动学
上桡尺关节又称桡尺近端关节,它与肱尺关节和肱桡关节共用一个关节囊。在关节囊内,桡骨头由一个纤维骨环固定在近端尺骨上。该环由尺骨的桡切迹与环状韧带构成。上桡尺关节与下桡尺关节同时运动,协同完成前臂的旋前与旋后运动(图3-3,图3-4)。
图3-3 前臂旋前
当上桡尺关节处发生旋后或旋前时,尺骨桡切迹与环状韧带构成的纤维骨环中的桡骨头会发生旋转,并呈现滚动-滑动关节运动学特征。
三、病理生理学
肘关节骨关节炎可分为原发性骨关节炎和继发性骨关节炎。临床上明显的肘关节原发性骨关节炎极为罕见(仅见肘关节炎的1%~2%)。这一关节的原发性骨关节炎主要见于中年男性体力劳动者。肘骨关节炎比较常见的病因为创伤后改变(关节内骨折、肘关节脱位、软骨损伤、关节对位异常、关节不稳等)、晶体沉积(痛风与假性痛风)、炎症、骨坏死、剥脱性骨软骨炎以及感染。
图3-4 前臂旋后
肘关节的肱桡关节和肱尺关节的创伤后改变是导致退变性关节炎的常见原因。可能出现在那些需要行桡骨头切除的有移位的桡骨头骨折患者。因为骨关节炎是由一系列导致异常重塑的病变产生的,重塑导致一些部位旧骨逐渐丢失,同时刺激其他部位产生新骨。这种情况正常随年龄增长而发生,但是在骨关节炎中,它在质和量上都与正常情况不同,是异常而且是进行性的。
肘骨关节炎的病理变化与其他常见骨关节炎类似。其病理改变最初为关节软骨,早期骨关节炎病例中明显看到呈天鹅绒样的纤维化,其特征是细胞外基质发生垂直方向的表浅裂痕。随后软骨下骨也发生重塑改变,或者直接在承重面的下面,或者位于关节的边缘。后者形成骨赘,这是原发性骨关节炎的特征,骨型赘疣的特征是出现在远离主要承重区的地方。沿肘后正中线肱尺关节的骨赘十分常见,并可对尺神经造成压迫,形成肘管综合征。软骨下区域的骨质增生导致骨-软骨交界面的重塑,血管长入关节软骨,最终骨刺和纤维组织到达关节表面。软骨内骨化以及纤维血管组织的膜内骨化穿透了软骨表面,使软骨变薄并最终暴露了关节表面平滑、致密的骨组织,被称为象牙化的这个现象不仅以关节表面的致密骨为特征,而且还有软骨下松质骨的显著硬化或继发性骨坏死,促进严重骨关节炎关节面塌陷。另一个特征性现象是出现骨软骨游离体,被称作关节鼠。
进展期骨关节炎的病理以包埋在滑膜中的软骨或骨软骨碎片构成的关节碎屑为特征,其导致的碎屑性滑膜炎不仅诱发炎症,而且刺激滑膜巨噬细胞产生降解酶和细胞因子。骨关节炎中,除滑膜外,关节周围的其他软组织也直接或间接受累。常常可以观察到肉眼几乎无法看到或显微镜下才能看到的关节囊组织撕裂。