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编号:10216072
月骨周围进行性不稳定的腕运动力学研究
http://www.100md.com 《中华外科杂志》 1998年第1期
     作者:汤锦波 侍德 柳在映

    单位:226001 江苏,南通医学院附属医院手外科

    关键词:腕关节;月骨;创伤和损伤

    中华外科杂志980115 ci_logo.gif (4000 bytes)

    中 华 外 科 杂 志

    CHINESE JOURNAL OF surgery

    1998年1月 第36卷 第1期
, http://www.100md.com
    科技期刊

    月骨周围进行性不稳定的腕运动力学研究

    汤锦波 侍德 柳在映


    【摘要】 目的 探索腕月骨周围进行性不稳定的运动力学变化。方法 对14具新鲜冷冻

    尸体腕关节,用计算机辅助测量了正常腕和各阶段月骨周围不稳定时腕动力肌腱在腕屈伸、尺桡偏时滑动幅度,根据肌腱滑动幅度和关节运动范围计算动力肌腱力臂。结果 月骨周围

    进行性不稳定时屈腕肌腱力臂明显增大,屈指肌腱力臂减小;桡侧腕动力肌腱力臂以增大为

    主,尺侧肌腱力臂以减小为主。桡侧腕屈肌腱在腕屈伸或尺桡偏时均显著增大。结论 腕运
, 百拇医药
    动力学变化对月骨周围不稳定的形成、运动力学变化、腕部塌陷起重要起动作用。

    【关键词】 腕关节 月骨 创伤和损伤Perilunate progressive instability of thewrist:a

    study of wrist dynamics Tang Jinbo,Shi De,Liu Zaiying.Departmentof Hand Surgery,Affiliated Hospital

    of Nantong Medical College,Nantong 226001.

    【Abstract】 Objective To study thechanges in dynamics of wrist motor tendons after perilunate
, 百拇医药
    instability of the wrist.Methods 14 cadaver upperextremities were used.Excursions of the principle wrist

    and finger motor tendons were measured during wristflexion-extension and radiolunar deviation was

    determined.Data were collected in the intact wrist, then in thewrist with stage Ⅰ, Ⅱ and Ⅲ perilunate

    instability.The average moment arms of the tendons during wristmotion were calculated.Results The
, 百拇医药
    moment arms of the wrist flexors increased and those of thefinger flexors decreased after instability.

    Increase in the moment arms dominated changes of radial sidewrist motors, while decrease in the moment

    arms dominated ulnar wrist motors. Moment arms of the flexorcarpi radialis tendon showed a consistent

    increase during wrist motion. Conclusion The changes inwrist dynamics play an important role in clinical
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    manifestations of perilunate instability. The significance ofkinetic information on principle of treatment of the

    instability is discussed.

    【Key words】 Wrist joint Semilunar bone Wounds and injuries

    腕不稳定最常发生在月骨周围,临床上称作月骨周围进行性的不稳定(perilunate progressive

    instability, PPI)[1]。对此尚无运动力学研究。本研究通过系列腕部月骨周围进行性不稳定,探索其运动力学变化。
, 百拇医药
    

    材料和方法


    一、一般资料

    14只新鲜冷冻成人尸体上肢,左右各7只。摄X线片证实标本无异常,无腕关节异常松弛

    或运动受限。距腕关节近侧4cm去除皮肤、皮下组织、肌肉,保留骨间膜、肘关节囊和韧带,保留跨越腕关节以近6cm肌腱,解剖中不损伤腕伸屈肌腱支持带。用编织涤沦线缝于每一肌

    腱的远端切断端。牢固固定肱骨、尺桡骨于测试架上,保持肘关节屈曲90度,前臂于

    作者单位:226001江苏,南通医学院附属医院手外科

    正中旋转位。将肌腱连接线按肌肉正常走行向近侧牵拉,屈曲肌腱分别通过肱骨内外髁旁的
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    导孔,各连接到500克重物,以去除肌腱滑动时肌腱及连线的松弛。

    测定的腕部肌腱为桡侧腕长、短伸肌腱

    (ECRL、ECRB),指总伸肌腱(EDC),尺侧腕伸肌腱(ECU),桡侧腕屈肌腱(FCR),指

    深、浅屈肌腱(FDP、FDS),尺侧腕屈肌腱(FCU)。将这些肌腱通过编织涤沦线分别连接到

    旋转式电压计上(3543s型,Bourns公司制)。旋转式电压计记录肌腱滑动时的电压变化,由程序化软件记录肌腱滑动距离。将双轴电动量角器固定在桡骨远端和第三掌骨上,记录腕

    运动幅度。克氏针固定指间、掌间关节阻止连带运动。

    二、测定过程
, 百拇医药
    将腕关节沿腕屈伸轴由最大屈曲位向最大伸直位运动,再沿尺桡偏轴由最大桡偏位向最

    大尺偏位运动,由计算机同时记录肌腱滑动距离和关节活动度。每一运动重复3次,取其均数

    作计算。

    实验分为四个方面:(1)完整腕关节:首先测定完整腕关节在屈伸、尺桡偏时腕动力肌腱

    滑动距离,以此作为不稳定时肌腱滑动变化对照指标。(2)第一阶段腕不稳定(舟月骨分离):

    沿伸肌腱第三间隔以远腕背作切口,分离并牵拉开桡腕背侧韧带,在腕关节囊上作1cm小切

    口,用尖刀片完全切断舟月骨间韧带背侧和掌侧部。(3)第二阶段腕不稳定:在桡骨和舟骨间

, http://www.100md.com     切断桡骨头韧带和桡舟月骨韧带的舟骨部。(4)第三阶段腕不稳定:在切断以上韧带的基础上,再在月骨和三角骨之间切断桡三角骨韧带、月三角骨韧带背侧和掌侧部。测定以上各阶段腕

    屈伸和尺桡偏时的腕关节运动肌腱滑动距离。

    因为人体关节活动时肌肉最大收缩力由肌肉的横截面积及肌纤维长短来决定,肌肉收缩

    力所产生的关节运动功效就主要取决于肌腱力臂大小。肌腱滑动幅度、肌腱力臂和关节运动

    角间有明显的关系:滑动距离(E)=肌腱滑动弧半径(力臂)×关节旋转角度(Q)×π/180。

    因此,肌腱滑动弧半径(力臂)=57.29×E/Q[2,3]

    其中第一、二阶段由于腕不稳定活动幅度减少,故在测定计算肌腱滑动距离时统一取屈曲
, 百拇医药
    60度至伸展60度、桡偏20度至尺偏30度间腕部肌腱滑动距离,计算肌腱力臂变化。将各阶

    段腕不稳定除以完整腕关节的相应肌腱力臂,以百分比表示,作为腕部力臂变化。

    采用多因素分析法(ANOVA)作统计学分析,比较腕不稳定时力臂变化的显著性。

    结 果

    腕不稳定各阶段腕部肌腱力臂变化见表1、表2;动力肌腱力臂在屈、伸和尺桡偏腕关节时

    变化比较见图1~4。

    一、第一阶段腕不稳定运动力学改变

    1.伸腕肌腱力臂变化:位于桡侧的伸腕肌腱力臂增大,位于尺侧的伸腕肌腱力臂减小。
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    ECRL和ECRB力臂较完整腕关节的相同肌腱力臂显著增大(P<0.01),EDC和ECU力臂变化

    无显著意义。

    2.屈腕肌腱力臂变化:屈腕肌腱力臂增大,屈指肌腱力臂减小。FCR力臂显著增大(P<0.

    01),FDS肌腱力臂显著减小(P<0.05)。

    3.腕桡偏肌腱力臂变化:掌侧腕桡偏动力腱FCR力臂显著增大(P<0.05),背侧腕桡偏

    动力腱ECRB力臂显著增大(P<0.05),ECRL力臂变化无显著意义。

    4.腕尺偏肌腱力臂变化:FCU力臂显著减小(P<0.01),ECU力臂变化不显著。

    二、第二阶段腕不稳定运动力学改变
, 百拇医药
    1.伸腕肌腱力臂变化:此阶段伸腕肌腱力臂变化与第一阶段的变化均值相近,但ECRL、ECRB、EDC、ECU力臂变化幅度相差较大,统计学上力臂变化无显著意义。

    2.屈腕肌腱力臂变化:本阶段屈腕肌腱力臂变化较第一阶段明显,FCR和FCU力臂均显

    著增大(P<0.01),而FDP、FDS力臂显著减小(P<0.01)。

    实验阶段伸腕动力肌腱ECRLECRBEDCECU屈腕动力肌腱BHDG12,WK62,WK

    62,WK62,WK62W〗FCRFDSFDPFCU第一阶段110±6105±394±8

    80±28106±594±597±7103±5第二阶段109±12106±896±8 98±25109±
, 百拇医药
    692±694±5108±7第三阶段107±10105±796±8 93±29109±890±590±

    6110±7 注:ECRL:桡侧腕长伸肌腱;ECRB:桡侧腕短伸肌腱;EDC:指总伸肌腱;ECU:尺侧腕伸肌腱;FCR:桡侧腕屈肌腱;

    FDS:指浅屈肌腱;FDP:指深屈肌腱;FCU:尺侧腕屈肌腱

    实验阶段腕桡偏动力肌腱ECRLECRBFCR腕尺偏动力肌腱ECUFCU第一阶段98±493

    ±8122±2398±884±12第二阶段101±1098±9119±18101±1197±13第三阶段

    101±10103±12115±1389±11116±10 注:ECRL:桡侧腕长伸肌腱;ECRB:
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    桡侧腕短伸肌腱;FCR:桡侧腕屈肌腱;ECU:尺侧腕伸肌腱;FCU:尺侧腕屈肌腱48-1.jpg (9277 bytes)

    图1 伸腕关节肌腱变化48-2.jpg (7856 bytes)

    图2 屈腕关节肌腱变化(图例同图1)48-3.jpg (7489 bytes)

    图3 桡侧腕关节肌腱变化(图例同图1)48-4.jpg (7651 bytes)
, 百拇医药
    图4 尺侧腕关节肌腱变化(图例同图1)

    3.腕桡偏肌腱力臂变化:FCR肌腱力臂显著增大(P<0.05),ECRL、ECRB力臂无显著

    变化。

    4.腕尺偏肌腱力臂变化:FCU和ECU力臂变化无显著意义。

    三、第三阶段腕不稳定运动力学改变

    1.伸腕肌腱力臂变化:ECRL、ECRB、EDC、ECU力臂变化无统计学显著性。

    2.屈腕肌腱力臂变化:本阶段屈腕肌腱力臂变化以尺侧肌腱力臂增幅更为明显,统计

    学分析显示ECU和FCR力臂均显著增大(P<0.01),FDP和FDS力臂均显著减小(P<0.01)。
, 百拇医药
    3.腕桡偏肌腱力臂变化:FCR力臂显著增大(P<0.01),ECRL、ECRB力臂无显著变

    化。

    4.腕尺偏肌腱力臂变化:FCU力臂显著增大(P<0.05),ECU力臂显著减小(P<0.0

    1)。

    讨 论

    腕不稳定是手外科的热门课题。Linscheid最初将腕不稳定分成舟月骨分离、掌侧不

    稳、背侧不稳和尺侧偏移[4]。临床上腕不稳定绝大多数在解剖学上围绕月骨发生韧带损

    伤,Mayfield将这一系列不稳定称为月骨周围进行性不稳定。其第一阶段即为舟月骨分离,是桡侧腕不稳定;第二阶段为广泛韧带损伤,临床上呈现舟月骨分离和头月骨间不稳定;第
, 百拇医药
    三阶段是舟月骨分离伴有头月骨间不稳定和月三角骨不稳定,即桡侧和尺侧腕不稳定同时存

    在。关于舟月骨分离、月三角骨不稳定时腕骨运动改变已有学者作过研究[5,6]。本研

    究对月骨周围不稳定时腕部肌腱的重要力学指标——力臂作了系统研究,以期对腕不稳定的

    发生机理、临床表现以及制定治疗原则提供理论依据。

    1.对月骨周围不稳定形成机制的影响:已知月骨周围不稳定时舟骨前屈、旋前、近排

    腕骨生理弧度变化,至月三角骨分离时发生三角骨前倾[5,6]。由于FCR和FCU各止于

    第2掌骨骨底和豆状骨,两肌腱力臂增大会使周骨和三角骨前倾和腕塌陷。不稳定晚期发生桡
, 百拇医药
    腕和腕间关节退变和骨性关节炎,且以舟月骨与桡骨相对关节面发生最早和严重[7]。本

    研究表明腕桡侧肌腱力臂在腕运动时增大,其结果会引起桡腕关节承受压力增大,导致桡侧

    腕进行性塌陷及发生退变。

    2.对月骨周围不稳定临床表现的作用:月骨周围不稳定在临床上引起腕部持续钝痛、手握力减弱,生活能力受限。Viegas等[8]的研究表明不稳定时腕内压力和力传递显著

    异常。腕动力肌腱由于力臂变化产生力矩异常,会引起腕部韧带张力异常、腕内压力分布和

    传递异常,成为腕痛的起因之一。屈指肌腱力臂减小是手握力减弱的原因。正常腕背伸伴有

    一定程度桡偏,而屈曲伴尺偏,正常腕部肌腱力臂利于这种运动方式[2]。腕不稳定时动
, 百拇医药
    力肌腱力臂变化破坏了肌腱在腕周围的正常力矩分布,使腕运动方式异常变化。

    3.对月骨周围不稳定的治疗的意义:使腕部肌腱力臂恢复正常是腕关节运动力学研究

    对手术方法提出的要求。从腕动力学角度看,腕局部固定术如舟、月、头骨固定或大多角、小多角及舟骨固定能维持腕高,防止腕塌陷,纠正或阻止腕部肌腱力臂进一步变化[9]

    近排腕骨切除术减小了腕高,则会减小腕部肌腱功效。腕骨切除所致运动力学异常会加速其

    余腕间关节退变,合适的腕骨置换术似能利于肌腱功效,当然这些手术方法的运动力学合理

    程度需要作逐一实验准确评价。Brunelli等[10]提出用半片桡侧腕屈肌腱穿过舟骨远
, 百拇医药
    侧中部,固定至舟骨背侧治疗舟月骨分离和舟骨旋转半脱位。从运动力学看这类手术使舟骨

    所承受的过大前屈旋转力分流到背侧,利于纠正腕不稳定的运动力学异常。

    肌腱活动关节完成动作时,滑动距离有需要幅度和有效幅度之分。肌腱跨越多个关节时,有效幅度相当于跨越各关节所需幅度之和。为了使有限滑动幅度发挥恰当功效,腕横韧带、伸肌腱支持带、桡尺骨远端和腕骨使肌腱行径和腕运动中心保持恰当距离(即力臂)。本研

    究测定一定腕活动范围内肌腱滑动距离,以计算腕动力肌腱在腕病理状态下力臂变化,未涉

    及肌腱有效幅度。肌腱力臂变化和有效幅度及肌力的确切关系有待进一步研究。由于本研究

    采用尸体模型,以下两点和患者的病理状态不完全相同:(1)实验中无法复制接近活体腕的
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    复合运动;(2)疾病过程中慢性韧带拉伸过程不能复制。

    腕关节病理动力学是将腕动力肌腱滑动幅度测定和腕关节损伤结合所产生的一个交叉领

    域。腕动力学变化的研究对治疗腕部疾病方法的估价、腕骨乃至全腕置换假体的设计有实用

    意义和应用前景,可望在手外科发挥较大作用。复制不同创伤模型,研究疾病发生的动力学

    机理,以及在实验模型上比较治疗方法、骨关节假体的合理性是今后研究的课题。

    参 考 文 献

    1Mayfield JK,JohnsonRP,Kilcoyne RK.Carpal dislocations: pathomechanics andprogressive perilunate
, 百拇医药
    instability.J Hand Surg(Am),1980,5:226-241.

    2Brand PW.Clinicalmechanics of hand.1st ed.St.Lious:CV Mosby,1985.192-309.

    3Tang JB,Ryu J,Han JS,et al.Biomechanical changes of the wristflexor and extensor tendons following

    loss of scaphoid integrity.J Orthop Res,1997,15:69-74.

    4Linscheid RL,Dobyns JH,Beabout JW, et al.Traumatic instabilityof the wrist.J Bone Joint Surg (Am),1972,54:1612-1617.
, 百拇医药
    5Ruby LK,AnKN,Linscheid RL,et al.The effect of scapholunate ligament sectionon scapholunate motion

    .J Hand Surg (Am),1987,12:767-772.

    6HorriE,Garcia-Elias M,An KN,et al.A kinematic study of lunotriquetraldissociations.J Hand Surg (Am),1991,16:355.

    7Waston HK,RyuJ.Evaluation of arthritis of the wrist.Clin Orthop,1986,202:57-65.

    8Viegas SF,TencerAF,Cantrell J,et al.Load transfer characteristics of the wrist.part II. perilunate instability
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    .J Hand Surg (Am),1987,12:978-984.

    9Taleisnik J.Thewrist.1st ed.New York:Churchill Livingstone,1985.305-326.

    10BrunelliGA,Brunelli GR.A new technique to correct carpal instability withscaphoid rotary subluxation:a

    preliminary report.J Hand Surg (Am),1995,20:82-85., 百拇医药