丁丹陽，王艷，宮雙，金潔，范星月

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院康復中心，黑龍江 哈爾濱 150001)

?

肩撞擊綜合征的解剖與生物力學特性研究進展

丁丹陽1，王艷2*，宮雙1，金潔1，范星月1

(1.黑龍江中醫(yī)藥大學，黑龍江 哈爾濱 150040；2.黑龍江中醫(yī)藥大學附屬第二醫(yī)院康復中心，黑龍江 哈爾濱 150001)

肩撞擊綜合征(shoulder impingement syndrome，SIS)又稱疼痛弧綜合征、游泳肩等，是指肩峰下間隙因解剖結構或生物力學等發(fā)生改變，在肩關節(jié)上舉外展活動中，肩峰下組織與骨性結構發(fā)生撞擊導致慢性損傷的臨床癥候群。SIS由Neer[1]在1972年首先提出，是導致慢性肩部疼痛和功能障礙的最主要的原因之一。肩關節(jié)疾病的發(fā)生率為7%～36%，其中肩痛更是骨骼肌肉疾病常見就診原因，統(tǒng)計學顯示因SIS導致的肩痛患者約占總肩痛患者的44%～65%[2]。SIS最常見的主訴是肩周疼痛及活動受限，與肩周炎、肩手綜合征的臨床癥狀極為相似，臨床誤診率高，治療效果欠佳。以往臨床上認為SIS是中老年人的代名詞，現(xiàn)今隨著全民健身興起，越來越多的年輕患者及運動員被診斷為SIS。種種跡象表明尋求更加簡單有效的治療SIS方法刻不容緩。因此筆者將在原有認識的基礎上，進一步從解剖、生物力學角度進行具體的論述，為臨床更加有效地治療SIS提供更多的理論依據(jù)。

1 正常的肩關節(jié)解剖學特性

肩關節(jié)由肱骨、鎖骨及肩胛骨共同構成。由肌肉、韌帶等軟組織包繞形成了盂肱關節(jié)、肩鎖關節(jié)、肩胛胸壁關節(jié)、肩峰下關節(jié)等。廣義的肩關節(jié)在肩周肌肉、韌帶的協(xié)同作用下完成肩關節(jié)各方向的功能活動并維持肩部穩(wěn)定性。其中肩撞擊的發(fā)生與肩峰下關節(jié)和肩胛胸壁關節(jié)最為密切。

1.1 肩峰下關節(jié) 肩峰下關節(jié)又名肩峰下間隙或滑膜囊關節(jié)，向上由下部肩峰、喙肩韌帶和喙突組成喙肩弓，下緣包括肱骨大結節(jié)和肱骨頭上部。其間有一空間較大的關節(jié)腔由肩峰下-三角肌關節(jié)囊構成，稱肩峰下間隙，內(nèi)含旋轉袖肌群肌腱、肱二頭肌長頭腱。此間隙的大小用肩峰同肱骨頭在空間上的骨性距離表示。雖然肩峰下關節(jié)不具有關節(jié)布局，但是在肩關節(jié)功能上起到了很大作用[3]。

1.2肩胛胸壁關節(jié) 肩胛胸壁關節(jié)是肩胛骨與胸廓后壁相交構成的關節(jié)，即便沒有關節(jié)的具體結構，但功能上也被視為肩關節(jié)的一部分。肌肉的相互協(xié)同及拮抗作用形成了肩胛骨的運動。目前臨床上所說的肩胛運動，多指肩胛胸壁關節(jié)圍繞三個平面的運動。肩胛運動為組合式運動，單獨的肌肉收縮無法形成某一方向的運動[4]。此外肩部上舉外展運動時，會有肩胛骨-肱骨節(jié)律性改變，稱之為肩肱節(jié)律。Walker等[5]早在1977年就已對肩胛骨在肩關節(jié)外展過程中的生物力學問題進行研究，發(fā)現(xiàn)肩關節(jié)外展至30°或前屈至60°以前，肩胛骨是不活動的，稱為靜止期。此后肩胛骨參與活動，并呈現(xiàn)出一定的節(jié)律性。

2 異常的肩關節(jié)解剖學特性

2.1 肩峰形態(tài)異常 Bigliani等[6]把肩峰歸為三類：Ⅰ類是扁平狀，Ⅱ類是彎曲狀，Ⅲ類鉤樣狀，并指出Ⅱ、Ⅲ類比Ⅰ類肩峰出現(xiàn)肩撞擊的概率高。Neer[1]也在1972年提出撞擊學說后指出肩峰形狀的異常是SIS發(fā)生的重要因素，尤其是Ⅲ型肩峰的發(fā)病率最高占73%，Ⅲ型肩峰最易導致肩峰下間隙變窄，致使擠壓肩峰及喙肩弓形成SIS。王濤、潘昭勛等[7-8]學者通過實驗研究得出的結果恰好驗證了Neer和Bigliani的觀點，他們都認為SIS的發(fā)生與肩峰結構息息相關，且肩峰彎曲程度越大越不規(guī)整者患SIS概率越高。此外Maurice等[9]研究也證實了肩峰形態(tài)與肩撞擊綜合征緊密相關，鉤狀肩峰更易誘發(fā)此病。

2.2 肩峰下間隙異常 肩峰下間隙反映這個領域的邊界和內(nèi)容，研究發(fā)現(xiàn)在上舉外展肩關節(jié)時大結節(jié)向肩峰方向挪動并靠近，使其空間變窄，容易使組織發(fā)生病理改變導致SIS。Goutallier等[10]觀察發(fā)現(xiàn)肩峰下間隙變窄是撞擊征發(fā)生的直接原因，通過測量間距評估狹窄的程度，證實狹窄程度與撞擊或肩袖損傷呈正相關。梁治平等[11]通過研究92例疑似SIS的患者的肩峰形態(tài)及肩峰下間隙發(fā)現(xiàn)，肩峰下間隙變窄可以作為SIS診斷標準。Keramat等[12]研究也發(fā)現(xiàn)肩峰下間隙減少會影響肩袖形成功能障礙，致使肩后囊緊張，從而誘發(fā)肩部撞擊。

2.3 肩峰指數(shù)異常 肩峰指數(shù)這一概念首先由Nyffeler等[13]提出，他直接反應的是肩峰橫向的延展度，受到肱骨頭和肩胛骨的相對位置影響。肩峰指數(shù)在一定程度上能反映出肩袖損傷以及肩撞擊的程度。瞿玉興等[14]通過研究31位肩撞擊綜合征患者的Grashey位片發(fā)現(xiàn)：肩峰指數(shù)可以顯示肩峰同肱骨頭的空間位置關系，肩峰指數(shù)越大肩外展時三角肌在肱骨頭處向上方向分力越大，間隙內(nèi)受到更大的擠壓力導致撞擊綜合征。

3 肩關節(jié)穩(wěn)定性分析

肩關節(jié)具備靈活性高及穩(wěn)定性差兩大特點，其中95%約為肩前方不穩(wěn)[15]，為加強其穩(wěn)定性，肩周靜、動力性穩(wěn)定裝置及本體感受器等發(fā)揮著不可替代的作用。一旦穩(wěn)定結構中的任何地方出現(xiàn)問題均會導致肩撞擊綜合征。

3.1 靜力性穩(wěn)定裝置 肩部靜力性穩(wěn)定結構包含盂肱骨性結構、軟組織結構、特殊穩(wěn)定機制，其中特殊穩(wěn)定機制又涵蓋關節(jié)腔內(nèi)負壓、凹面壓縮機制等。

3.1.1 盂肱骨性結構 諸多研究顯示盂肱骨適配性及骨性缺損會對肩關節(jié)穩(wěn)定性造成影響。早在1997年Mcpherson等[16]就根據(jù)頭-窩凸凹兩面曲率半徑比值將盂肱關節(jié)分成三型：比值小于1屬于A型，約占93%，接觸面積可達30%左右；比值等于1屬于B型，B型是最理想的形態(tài)，兩者的曲率半徑相同，完全緊密結合，相互嵌合，保持了肩關節(jié)扭轉中心與肱骨頭的面中心相重合，接觸面積100%，力量均勻分布；比值大于1屬于C型，盂窩過于圓潤不夠平坦，肱骨頭接觸盂窩周圍組織，為環(huán)形接觸，并不是中心接觸。并得出結論：骨適配性越高關節(jié)穩(wěn)定性越好。Waterman等[17]也證實Mcpherson結論，認為肩關節(jié)的穩(wěn)定性與盂肱關節(jié)的頭-盂匹配度密切相關。頭-窩關節(jié)面的匹配度越接近1，接觸面越大，平衡靜態(tài)穩(wěn)定性就越好。

3.1.2 軟組織結構 肩關節(jié)囊復雜且相對較薄，而且每個人的松弛程度不盡相同，如果過于松弛的話易發(fā)生肩關節(jié)不穩(wěn)，此時就需要發(fā)揮肩部韌帶的協(xié)同作用對其進行穩(wěn)固，其中較為重要的為盂肱韌帶和喙肩韌帶。

國內(nèi)外已有諸多的研究表明盂肱韌帶是維持肩關節(jié)靜力性穩(wěn)定不可或缺的重要組成部分。它包括上中下三部分，是關節(jié)囊在肩前上方的加厚組織。國外學者Antosh[18]細致的提出盂肱韌帶并非在關節(jié)運動時，各個部分均能夠起到作用，而是同肩關節(jié)所處的體位有關系。伴隨位置改變，關節(jié)囊韌帶依次呈現(xiàn)松弛與緊張狀態(tài)。Smeets等[19]也提出盂肱韌帶是維持肩靜力性穩(wěn)定的重要結構。其中盂肱上韌帶在肩外展過程中沒有明顯的作用，隨著外展角度增加，盂肱中下韌帶參與穩(wěn)定肩關節(jié)前下方，其中盂肱下韌帶的作用更為明顯，尤其是當肩關節(jié)外展最大角度時，盂肱下韌帶的前束對維持肩關節(jié)穩(wěn)定尤為明顯。方晶華等[20]均通過研究證實，盂肱韌帶對維持肩關節(jié)的前方穩(wěn)定性起著至關重要的作用?？傮w來說越來越多的學者認識到盂肱韌帶的重要作用，這將為解決臨床上的許多難題提供幫助。

除此之外，肩鎖外圍的喙肩韌帶的作用是緩和肩峰與肩袖之間的撞擊，因此喙肩韌帶受損，韌帶纖維逐步萎縮，致使喪失緩和作用。有研究[21]發(fā)現(xiàn)喙肩韌帶是阻礙肩關節(jié)前方移位的重要韌帶，它能夠幫助肩袖肌群進一步穩(wěn)定肩關節(jié)，假使切斷喙肩韌帶則會出現(xiàn)盂肱關節(jié)不穩(wěn)。

3.1.3 特殊穩(wěn)定機制

3.1.3.1 關節(jié)腔內(nèi)負壓 正常情況下關節(jié)腔內(nèi)負壓會產(chǎn)生真空機制，壓力為-4 mm Hg，主要讓關節(jié)囊向關節(jié)內(nèi)壓迫肱骨頭，阻礙肱骨頭的活動，起到穩(wěn)定作用。尤其是肩關節(jié)處于旋內(nèi)及中立位時限制肱骨頭向下移位的作用最為明顯。另外兩個關節(jié)面緊密接觸時，腔內(nèi)會產(chǎn)生粘液，具有很強的黏附力，更好地增加了穩(wěn)定性[22]。研究也證實了保持關節(jié)穩(wěn)定與關節(jié)腔內(nèi)負壓有一定的聯(lián)系，且關節(jié)囊完好與否及囊的順應性與其有關。臨床上關節(jié)囊松的患者容易出現(xiàn)關節(jié)不穩(wěn)，甚至是多方向的關節(jié)不穩(wěn)，同時若關節(jié)腔負壓完全消失的話肱骨頭將面臨大幅度的移位[23]。

3.1.3.2 凹面壓縮機制 盂唇為肩胛盂周圍環(huán)形纖維組織，使盂窩的凹度增加了50%，或者更多凹度，它增加了兩者的接觸面積，但曲率半徑不發(fā)生變化。由于它對肱骨頭具有吸盤樣的作用，雖只能產(chǎn)生約為20 N的吸力，但外加肌肉收縮會產(chǎn)生一部分壓力，肱骨頭被緊緊地吸入以及壓向臼窩內(nèi)，這種凹壓機制對維持肩關節(jié)穩(wěn)定有關鍵作用[24]。

3.2 動力性穩(wěn)定裝置 肩部動力性穩(wěn)定結構主要包括肩袖肌群、肱二頭肌長頭腱以及本體感覺等，這些肩周肌肉在運動中收縮并在本體感覺的參與下產(chǎn)生動態(tài)穩(wěn)定作用。

3.2.1 肩袖組織 肩袖由肩胛下肌、岡上肌、岡下肌、小圓肌的肌腱共同組成的袖套樣結構。肩關節(jié)具有骨性結構缺損、關節(jié)囊松弛、關節(jié)內(nèi)韌帶薄弱等特征，所以肩關節(jié)穩(wěn)定性依靠肩袖維護為主。肩袖的腱性結構在止點部交織成一鞘狀結構，它們同時作用阻止肱骨頭某些方向的運動，肌群主動收縮加強肱骨頭與盂窩的覆蓋面積，對肩關節(jié)起到動態(tài)穩(wěn)定作用[25]。

肩袖中岡上肌對肱骨頭上方發(fā)揮穩(wěn)定作用，是肩外展運動較為重要的啟動肌。此外，岡下肌及小圓肌起著穩(wěn)固肩關節(jié)后方的作用，讓肱骨內(nèi)收并旋外。而肩胛下肌是最為重要的肩前方穩(wěn)定肌，使肱骨內(nèi)旋，防止肱骨頭發(fā)生向前的脫位。而Wilk[26]指出旋轉袖各肌肉發(fā)揮穩(wěn)定作用于肩關節(jié)活動方向有關，其中肩胛下肌和岡下肌在肩前屈達到穩(wěn)固效果，岡上肌和肩胛下肌則完全相反，在肩后伸時起穩(wěn)固作用。

3.2.2 肱二頭肌長頭腱 肱二頭肌長頭腱開始于盂唇上方，通過第二肩關節(jié)間隙前方進入結節(jié)間溝后往下移行，在肱骨中下處與短頭腱匯合成一整塊肌腹，止于橈骨粗隆，是將肱骨頭下壓的重要結構。Elser等[27]對肱二頭肌長頭進行研究發(fā)現(xiàn)，長頭較短頭對盂肱關節(jié)的穩(wěn)定作用更為明顯，其中在肩外旋時長頭腱穩(wěn)定肩關節(jié)最為突出，內(nèi)旋位最不明顯。更有學者[28]得出結果，肱二頭肌長頭病變導致的肩關節(jié)前方不穩(wěn)約占總數(shù)的61.5%，由此可見二頭肌對肩關節(jié)穩(wěn)定起著重要的作用。

3.2.3 本體感覺反饋 本體感覺是人體對肌、腱、韌帶及關節(jié)等運動感受器所處的不同運動狀態(tài)、空間位置而產(chǎn)生的特殊感覺形式。分布在關節(jié)囊、肌腱的結合部，可感知關節(jié)的位置及運動信息，通過神經(jīng)-肌肉反饋作用修整肌肉運動，從而維持穩(wěn)定。若本體感覺器遭到破壞會對關節(jié)穩(wěn)定性造成一定影響，特別指出這種調(diào)節(jié)反饋在關節(jié)運動速度突然變化或受到較大外力作用或活動范圍最大時最為突出[29]。有研究[30]發(fā)現(xiàn)，關節(jié)本體感覺和肌肉的穩(wěn)定功能是維持盂肱關節(jié)穩(wěn)定的重要因素。本體感覺傳入后轉化成肩周組織的神經(jīng)肌肉反饋機制，從而對關節(jié)起到動力性穩(wěn)定的作用，直接導致關節(jié)囊周圍張力增加，肌縮反應速度加快，旋轉袖肌力加強，因而關節(jié)穩(wěn)定性加強，運動能力增加。另有研究[31]證明肩袖損傷后肩關節(jié)盂唇、關節(jié)囊韌帶和肌肉等本體感覺存在相關性缺失，亦支持了上述觀點。

4 總 結

從上述的論述中可以得知肩撞擊綜合征的發(fā)生是綜合各種因素的結果，明確其發(fā)病機制依舊是我們繼續(xù)努力的目標。至今為止針對肩撞擊綜合征的研究還在持續(xù)進行中，仍有許多需要解決的問題等著廣大學者去探索。深入研究肩撞擊綜合征的發(fā)生機制將為臨床上述治療肩撞擊綜合征提供更加簡單、方便、有效的干預治療手段。

[1]Neer NC.Anterior acromioplasty for the chronic impingement syndrome in the shoulder：a preliminary report[J].J Bone Joint Surg(Am)，1972，54(1)：41.

[2]Umer M，Qadir I，Azam M.Subacromial impingement syndrome[J].Orthop Rev，2012，4(2)：e18.

[3]Duranthon LD，Gagey OJ.Anatomy and function of the subdeltoid bursa[J].Surg Radiol Anat，2010，23(1)：23-25.

[4]Kibler WB，Sciascia A，Wilkes T.Scapular dyskinesis andits relation to shoulder injury[J].J Am Acad Orthop Surg，2012，20(6)：364-372.

[5]Walker PS，Poppen NK.Biomechanics of the shoulder joint during abduction in the plane of the scapula [proceedings][J].Bull Hosp Joint Dis，1977，38(2):107-111.

[6]Bigliani LU.The morphology of the acromion and its relationship to rotator cuff tears[J].Orthop Trans.1986，10(9):1127-1138.

[7]王濤，劉輝，周理乾，等.MRI、超聲及Ⅹ線對肩峰下撞擊綜合征的診斷價值比較[J].中國骨與關節(jié)損傷雜志，2016，31(5)：467-469.

[8]潘昭勛，崔巖，孫超，等.肱骨頭的相對高度與肩峰下撞擊綜合征的相關性研究[J].中國臨床解剖學雜志，2014，32(3)：354-356.

[9]Maurice B，Carolin S，Nicolas D，et al.Correlation of acromial morphology with impingement syndrome and rotator cuff tears[J].Acta Orthop，2013，84(2)：178-183.

[10]Goutallier D，Le GP，Postel JM，et al.Acromio humeral distance less than six millimeter：its meaning in full-thickness rotator cuff tear[J].Orthop Traumatol Surg Res，2011，97(3)：246-251.

[11]梁治平，劉斯?jié)櫍裎?，?MRI診斷肩峰下撞擊綜合征[J].中國醫(yī)學影像技術，2014，30(3)：449-452.

[12]Keramat UK.Conservative treatment preferences and the plausible mechanism of Neer’s stage 1 of shoulder impingement in younger people[J].J Pak Med Assoc，2015，65(5)：542-547.

[13]Nyffeler RW，Werner CM，Sukthankar A，et al.Association of a large lateral extension of the acromion with rotator cuff tears[J].J Bone Joint Surg(Am)，2006，88(4)：800-805.

[14]瞿玉興，鄭沖，范文潮，等.肩峰肱骨頭相對位置與肩峰下撞擊綜合征關系的研究[J].中國矯形外科雜志，2008，16(5)：362-364.

[15]Castagna A，Conti M，Borroni M，et al.Posterior shoulder pain and anterior instability：a preliminary clinical study[J].Chir Organi Mov，2008，91(2)：79-83.

[16]Mcpherson EJ，F(xiàn)riedman RJ，An YH，et al.Anthropometric study of normal glenohumeral relationships [J].J Should Elbow Surg，1997，6(2)：105-112.

[17]Waterman BR，Kilcoyne KG，Parada SA，et al.Prevention and management of post-instability glenohumeral arthropathy[J].World J Orthop，2017，8(3)：229-241.

[18]Antosh IJ，Tokish JM，Owens BD.Posterior Shoulder Instability[J].Sports Health，2016，8(6)：520-526.

[19]Smeets K，Slane J，Scheys L，et al.The Anterolateral Ligament Has Similar Biomechanical and Histologic Properties to the Inferior Glenohumeral Ligament[J].Arthroscopy，2017，33(5)：1028-1035.

[20]方晶華，余新寧，駱建洋，等.肩關節(jié)后方不穩(wěn)定的診斷及治療進展[J].中國運動醫(yī)學雜志，2016，35(4)：378-383.

[21]Budoff JE，Lin CL，Hong CK，et al.The effect of coracoacromial ligament excision and acromioplasty on the amount of rotator cuff force production necessary to restore intact glenohumeral biomechanics[J].J Shoulder Elbow Surg，2016，25(6)：967-972.

[22]Ernstbrunner L，Werthel JD，Hatta T，et al.Biomechanical analysis of the effect of congruence，depth and radius on the stability ratio of a simplistic“ball-and-socket”joint model[J].Bone Joint Res，2016，5(10)：453-460.

[23]Delong JM，Jiang K，Bradley JP.Posterior Instability of the Shoulder: A Systematic Review and Meta-analysis of Clinical Outcomes[J].Am J Sports Med，2015，43(7)：1805-1817.

[24]金濤.盂肱關節(jié)骨性適配性與肩關節(jié)前下不穩(wěn)及肩袖撕裂相關性的初步研究[D].重慶：第三軍醫(yī)大學，2008：34-37.

[25]Steenbrink F， de Groot JH， Veeger HE， et al.Glenohumeral stability in simulated rotator cuff tears[J].J Biomech，2009，42(11)：1740-1745.

[26]Wilk KE，Arrigo CA，Andrews JR.Current concepts：the stabilizing structures of the glenohumeral joint[J].J Orthop Sports Phys Ther，1997，25(6)：364-379.

[27]Elser F，Braun S，Dewing CB，et al.Anatomy，function，injuries，and treatment of the long head of the biceps brachii tendon[J].Arthroscopy，2011，27(4)：581-592.

[28]付仰攀，黃長明，王建雄，等.肩關節(jié)前方不穩(wěn)定關節(jié)鏡下治療進展[J].實用骨科雜志，2012，18(9)：812-815.

[29]Cug M，Ak E，Ozdemir RA，et al.The effect of instabilitytraining on knee joint proprioception and core strength[J].J Sports Sci Med，2012，11(3)：468-474.

[30]姜從玉，李驥耀，張鵬，等.本體感覺訓練治療肩峰下撞擊綜合征研究進展[J].中國運動醫(yī)學雜志，2013，32(7)：637-645.

[31]Fyhr C，Gustavsson L，Wassinger C，et al.The effects of shoulder injury on kinaesthesia：a systematic review and meta-analysis[J].Man Ther，2015，20(1)：28-37.

1008-5572(2017)06-0530-04

2014年黑龍江省康復醫(yī)學與理療學學科后備帶頭人科研基金(20140508)；*本文通訊作者：王艷

R324

A

2017-03-12

丁丹陽(1993- )，女，研究生在讀，黑龍江中醫(yī)藥大學，150040。

丁丹陽，王艷，宮雙，等.肩撞擊綜合征的解剖與生物力學特性研究進展[J].實用骨科雜志，2017，23(6)：530-533.