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關節韌帶解剖學及生物力學特性研究進展

佚名

腕關節韌帶是一個高度分化的復雜連接體系,不但具有限制過度活動、穩定腕關節的作用,而且還有傳導應力,協調腕骨運動的功能。近年來,腕關節不穩定已逐漸被臨床醫生所認識,對腕關節韌帶解剖和功能的研究也受到重視。以往的研究對腕關節韌帶的起止、走行及命名有許多不一致的地方。現將近年來對腕關節韌帶解剖及生物力學特性研究進展綜述如下。

1腕關節掌側韌帶

1.1橈腕韌帶和尺腕韌帶

(1)橈舟韌帶(radioscaphoid ligament),過去一些作者稱其為橈側副韌帶[1],但它不是位于腕關節的側方,而是偏向掌側,關節屈伸運動軸由其背側穿行,在解剖上它不是真正的側副韌帶。因此,目前大部分學者稱其為橈舟韌帶[2、3]。Mayfield報告橈舟韌帶的斷裂強度平均為70N[4]。(2)橈舟頭韌帶(radioscaphcapitate ligament),也有人稱其為橈頭韌帶(radiocapitate ligament)。其斷裂強度平均為170N[4]。(3)橈月韌帶(radiolunate ligament),也有學者稱其為長橈月韌帶(long radiolunate ligament)[5],此韌帶較為強韌,是穩定月骨的重要韌帶之一,其斷裂強度平均為210N[4]。Mayfield將橈月韌帶和月三角韌帶認為是1條韌帶,并稱之為橈三角韌帶。而目前許多作者已證實此韌帶實際上是2條韌帶,因為有各自的起止點。(4)橈舟月韌帶(radioscapholunate ligament),Mayfield稱其為橈舟韌帶(radioscaphoid ligament)。但其止點大部分止于舟骨近端的掌面,小部分止于月骨掌面的橈側緣,故稱為橈舟月韌帶更確切。一些作者認為橈舟月韌帶對穩定近側列腕骨,特別是舟骨近極有重要作用[6~8]。但Berger[9]和Hixson[10]的研究證實它主要由來自骨間前動脈、橈動脈和骨間前神經的神經血管束組成,外周襯以滑膜組織,膠原纖維很少,無彈力纖維。其組織結構明顯不同于其它韌帶,并認為它不屬于真正韌帶結構。但它可能是54N。我們的研究發現橈舟月韌帶主要由疏松結締組織組成,其間血管豐富,而膠原纖維束很少,與Berger等的結果一致。(5)尺月韌帶(ulnolunate ligament),也有學者稱其為短橈月韌帶(short radiolunate ligament)。我們的研究發現此韌帶強韌,是穩定月骨的重要結構,其斷裂強度平均為219.2N。(6)尺三角韌帶(ulnotriguetrum ligament),我們研究發現此韌帶較為薄弱,其斷裂強度平均為54N。(7)腕尺側囊結核,也有一些學者稱其為尺側副韌帶(ulnar collateral ligament)。但Taleisnik[11]和于勝吉[2]的研究發現,它并非真正韌帶,而是關節囊增厚,并稱其為尺側囊結構。我們研究其斷裂強度平均為58.7N。

1.2腕骨間韌帶。

(1)月三角韌帶,起自月骨表面,止于三角骨掌面,其下面有月三角骨間韌帶。月三角韌帶與月三角骨間韌帶的掌側部分很難分開。(2)三角鉤骨韌帶,位于鉤骨近側緣掌面和三角骨遠側端之間。此韌帶堅韌,腕關節背伸和橈偏時緊張,尺偏和掌屈時松弛[12]。(3)舟大小多角頭狀骨韌帶,也有學者稱其為舟大多角骨韌帶復合體(scaphotrapezial ligament complex)。Drewniany[13]認為它由4種部分組成:①位于舟骨大多角骨關節掌側、橈側的強韌韌帶,掌側部分與橈側腕屈肌腱鞘相連,并有纖維止到小多角骨;②薄弱的掌側關節囊;③舟頭韌帶;④薄弱的背側關節囊。由于舟骨大多角骨關節掌側、 橈側韌帶強韌,不易斷裂,在暴力作用下,容易發生其附著點骨折,如舟骨結節骨折。舟大小多角頭狀骨韌帶是穩定舟骨遠端的重要結構。(4)三角韌帶,也稱輻狀韌帶,由舟頭韌帶、月頭韌帶和三角頭韌帶共同構成。舟頭韌帶已在舟大小多角骨韌帶中描述:月頭韌帶常常缺如,致使月頭骨間關節缺少直接的韌帶聯系;三角頭韌帶,起自三角骨掌面橈側半,跨越鉤骨近端,止于頭狀骨體部掌面。

2腕關節背側韌帶

腕背側韌帶較掌側韌帶數量 少,而且薄弱。主要有:(1)背側橈尺三角韌帶,也有學者稱其為橈腕背側韌帶(dorsal radiocarpal ligament),此韌帶粗大堅韌,其斷裂強度平均為240N。(2)背側橈三角韌帶,此韌帶有時缺如。(3)背側腕骨間韌帶,較為細小薄弱。

3腕關節內在韌帶

3.1近側列腕骨內在韌帶

有舟月骨間韌帶和月三角骨間韌帶。(1)舟月骨間韌帶連接于舟骨和月骨,Berger[14](1996)報道了詳細的大體和組織學研究結果,舟月骨間韌帶在解剖上分為3個部分,即背側、近側和掌側部分。背側部分厚,由橫行排列的短膠原纖維組成。近側部分主要由纖維軟骨以及少量淺表縱向排列的膠原纖維組成,近側部分象膝關節的半月板一樣,可以突向舟月關節間隙數毫米。橈舟月韌帶將舟月骨間韌帶掌側部分與近側部分分開。掌側部分薄,由斜行排列的膠原纖維束組成。舟月骨間韌帶的斷裂強度平均為260N[15]。它是維持舟骨近極和舟月骨間關節穩定及運動協調的重要結構。Short[16]等研究發現,切斷舟月骨間韌帶,引起舟骨屈曲,旋前和月骨背伸改變。Boabighi[17]將舟月骨間韌帶與舟大小多角頭狀骨韌帶進行對比,前者的斷裂強度為后者的1/2。(2)月三角骨間韌帶,我們研究發現,月三角骨間韌帶的解剖結構與組織學特點與舟月骨間韌帶相似,在解剖上也分為3個部分,即背側、近側和掌側部分。近側部分主要由纖維軟骨以及少量淺表縱向排列的膠原纖維組成,但密集一些。其斷裂強度平均為375.3N,較舟月骨間韌帶大。

3.2遠側列腕骨內在韌帶

Ritt[18](1996)報道了頭鉤關節韌帶詳細的大體和組織學研究結果。發現頭鉤關節存在著3種骨間韌帶,背側、掌側和深部骨間韌帶,其中深部骨間韌帶偏向掌側,最為強韌。此外,還發現連接于第3、4掌骨和頭鉤關節之間的縱行骨間韌帶(longitudinal interosseous ligament),這條韌帶主要連接第3掌骨和頭狀骨。在頭鉤關節之間,還有連接束(interconnecting bands),它起自頭鉤關節掌側韌帶,垂直向背側止于鉤骨。我們解剖發現小多角骨與頭狀骨之間,也有3種骨間韌帶,即背側、掌側和深部骨間韌帶,其中深部骨間韌帶偏向背側,堅韌。大小多角骨關節之間也有3種骨間韌帶,背側、掌側和深部骨間韌帶,深部骨間韌帶偏向掌側。

4腕掌關節處掌骨近端的韌帶

Dzwierzynski[19](1997)報道了第2~5腕掌關節處掌骨近端的韌帶解剖結果。發現有4種韌帶,即背側掌骨韌帶,掌側掌骨韌帶和2種不同方向排列的“Ⅴ”形骨間韌帶。其中“Ⅴ”形骨間韌帶最強韌,它們將相鄰的掌骨緊密連接。

5橈尺遠側關節韌帶

過去將其分為掌側和背側韌帶,這兩條韌帶分別起自橈骨遠端尺掌角和尺背側角,行經三角纖維軟骨的掌側緣和背側緣,止在尺骨莖突處。Kleinman[20](1998)報道將其分為下部、掌側和背側3個部分,雖然下部與掌側和背側部分完全連續,但它不象掌側和背側部分薄、平展,而是非常強韌,有骨間膜纖維加入其外部。掌側部分薄,松弛,有囊袋,以適應尺橈骨遠端旋轉和尺骨遠端背向橫移的需要。背側部分不象掌側部分松弛,有斜行纖維及背側小指伸肌腱鞘加強,以限制尺骨遠端的前后移位。

6腕關節韌帶的生物力學特性

Weaver[21](1994)對腕關節部分掌側韌帶的張力,在不同運動狀態的變化做過研究,發現掌側韌帶總是處于張力狀態,即使腕關節在中立位沒有負重。中立位時,三角頭韌帶和橈舟頭韌帶遠側部分受力;橈偏時,橈月韌帶受力;尺偏時,尺月韌帶受力;旋前時,橈舟頭韌帶近側部分受力;旋后時尺月韌帶受力;背伸時,尺月韌帶、橈月韌帶和橈舟頭韌帶受力。無論在任何位置,一些韌帶的張力要比另一些韌帶張力大。橈月韌帶、尺月韌帶和橈舟頭韌帶的張力最大,而月三角韌帶和舟大小多角頭狀骨韌帶的張力最小。

Savelberg[22](1991)對腕關節運動時部分掌側和背側韌帶的長度變化做過研究。掌側橈舟頭韌帶和背側橈三角韌帶,屈腕時的最大長度變化較尺 橈偏時大。最大橈偏時較中立位沒有韌帶明顯伸長。最大尺偏時,橈舟頭韌帶、橈月韌帶、三角頭韌帶的近側部分和背側腕關節韌帶較中立位時明顯伸長。最大背伸時,橈舟頭韌帶、橈月韌帶的遠側部分和三角頭韌帶的近側部分伸長明顯,背側腕關節韌帶明顯縮短。最大屈腕時,只有背側腕關節韌帶輕度伸長,其余韌帶無明顯伸長,橈舟頭韌帶、橈月韌帶和三角頭韌帶明顯縮短。掌側月三角韌帶,無論手腕做任何運動,其長度都沒有明顯變化。同時還注意到寬韌帶的近、遠兩側的長度變化是不同的。如尺偏時,橈月韌帶的遠側伸長,而近側部分無變化;三角頭韌帶的遠側部分 縮短,而近側部分無變化。背伸時,三角頭韌帶的近側部分伸長,而遠側部分無變化。

Crison[23](1997)在活體上研究了鍛煉活動對腕關節韌帶剛度的影響,發現手腕的鍛煉活動可以明顯降低腕關節韌帶的剛度,腕骨的位移活動度增加。休息1h后,腕關節韌帶的剛度部分恢復到活動前的水平。24h后與活動前一樣。說明了鍛煉活動腕關節,可以降低腕關節韌帶的剛度,增加了腕關節的松弛度,可以減少運動引起的損傷。

腕關節韌帶損傷后引起的腕關節不穩定,如舟月骨間分離,月三角骨不穩定等,治療的方法很多,但效果有時不能肯定。最近Shin[24](1988)比較了舟月骨間韌帶背側部分與Lister結節處的第3伸肌支持韌帶的生物力學特性和組織學特性,雖然第3伸肌支持韌帶的斷裂強度較舟月骨間韌帶的背側部分小許多,但單位面積上的斷裂強度兩者相差不大,兩者的組織學特性相近。Weiss[25](1988)在臨床上用兩端帶橈骨的第3伸肌支持韌帶移植治療舟月骨間分離19例病人,其中14例動力型舟月骨間分離,12例疼痛消失,2例腕關節重體力活動時疼痛;而 5例靜力型舟月骨間分離,2例疼痛消失,1例腕關節重體力活動時疼痛,2例仍持續疼痛。作者認為用兩端帶橈骨的第3伸肌支持韌帶移植治療動力型舟月骨間分離的效果是可以的,而治療靜力型舟月骨間分離的效果差,其原因是第3伸肌支持韌帶的強度不夠。能否找到兩端帶骨,切取方便,韌帶強度與腕部斷裂韌帶相近的更好供區,需要進一步研究。

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