腕關節連接手與前臂,它既可進行靈活的弧形運動,又能保持很大程度的穩定性。其靈活性主要依賴腕關節具有的兩個運動軸,以及受肌力調整的動力係統;其穩定性則靠腕骨間具有各種幾何結構,以及相互嵌合的關節和完整的韌帶之靜力係統作支持。從而完成了人類在生活中所必須的生理功能。
第1節 腕部骨關節結構與運動生理學
(一)腕關節的運動軸
腕關節的運動是在兩個軸上進行的,從而表現出3種運動形式:
1.橫軸:位於額狀麵,控製能在矢狀麵進行的屈曲與伸展活動。從體表觀察,當手腕在伸直狀態時,從側麵由手指後麵經腕至前臂的連線為基線,即手腕軸線。當腕關節離開此基線向掌側移動,則為屈曲;反之,則為伸展。
2.前後軸:位於矢狀麵,控製著能在額狀麵進行的尺偏與格偏運動。從體表觀察,當手腕在伸直狀態時,從手腕的正麵,通過中指、第三掌骨與前臂的連線為基線,即手之軸線。當腕離開此基線向格側移動則為外展;反之,則為內收。
3.混合軸:即在腕關節上述兩個軸中共同參與的環轉運動。它包括腕關節的屈曲、外展、伸展和內收的連續複合運動。當環轉運動至最大限度時,手的軸在空間劃出一錐形麵,形成了“環轉錐”。其錐尖或環轉軸的頂部在腕的中心,其錐底係中指在最大環轉中的軌跡。
(二)腕關節運動的複合性
在腕關節中,每個腕骨均有其固有的功能,並共同對腕關節的活動起著特別重要的作用。腕骨組合為格腕與腕中兩列關節,而尺橈下關節增加了腕關節的回旋運動。
該軌跡的矢狀麵大於額狀麵而呈橢圓形。
1.橈腕關節:由橈骨側和腕骨側構成。其腕骨側是個橢圓形的髁狀關節麵:①內外弧凸,與腕之內收與外展活動有關。它的運動軸是通過月骨與頭狀骨之間,即以頭狀骨為中心,或橈頭韌帶與橈三韌帶的結合部;②前後弧凸,與腕之伸展與屈曲運動有關,而其運動軸通過頭狀骨的頭,並靠近腕骨間關節麵。橈腕關節因具備了上述兩個運動軸,就產生了屈與伸和外展及內收以及其有限的旋轉活動。因此,橈腕關節是手部關鍵性關節之一,該關節的各種運動範圍,均受到韌帶的製約。腕之掌、背側韌帶的起止點即可說明這些問題,因為它們均止於橈腕關節兩個軸線的出口處。
2.中腕關節:由於該關節的外側部是平麵關節,內側部呈髁狀(橢圓)關節。因此,中腕關節亦能進行屈曲、伸展、內收、外展旋轉活動。但這些活動受腕骨間韌帶彈性的影響,隻允許中腕關節有一定程度的活動餘地。
3.尺橈下關節:盡管橈腕關節屬於二軸性關節,並且有旋轉活動的骨性特征,但該關節的前後徑較橫徑短(橢圓形),且格腕關節的周緣均有韌帶所固著,所以真正的橈腕關節旋轉活動是極有限的。而中腕關節的旋轉活動則更是如此。因而,整個腕關節的轉動僅為有限的環轉錐運動。此運動一般也是在半旋前時完成的。由於腕關節直接緊係於橈骨下端,而尺橈下關節又是前臂運動的樞紐,所以當橈骨圍繞尺骨遠端旋轉時,帶動了手腕作出較大幅度的(約180度)旋前與旋後的回旋運動。因此有人認為:腕關節的運動範圍幾乎與肩關節相當。這樣,腕關節的功能就被擴大了,從而大大增進了手功能的靈活性。
4.腕掌關節:為微動關節,很少參與腕的活動。
(三)腕關節運動的組合及其運動的範圍
腕關節的內收與外展或屈曲與伸展運動,均為橈腕關節、中腕關節和腕骨間關節聯合運動的結果,且所有運動的中心均集中在頭狀骨,而腕掌關節則不起作用(微動關節)。
外展時,腕關節圍繞月骨和頭狀骨的前後伸延軸旋轉。因此,頭狀骨向外側轉,而月骨向內移,舟骨整個近側與橈骨關節麵相貼,且月骨的中心剛好位於尺燒遠側關節端(關節盤)上,而其餘腕骨也略呈向外傾斜,三角骨則傾斜向遠內,與橈骨保持1.5的距離,尺骨頭遠方的間隙加大。由於舟骨或大多角骨碰撞於較長的橈骨莖突,故外展較內收受限大。第三掌骨、頭狀骨與月骨雖仍在一軸線上,但該軸的近側延長線則指向尺骨頭。腕關節的外展活動範圍為15度,其中橈腕關節承擔7度,而中腕關節承擔8度。內收時,腕骨的運動軸與外展相同,但方向相反。故頭狀骨向內側移,舟骨與月骨則向外側移。舟骨外半移出橈骨遠端關節麵,僅近端接觸橈骨,頭狀骨與鉤骨的長軸歪向尺側,但腕骨的中心仍保持在橈骨遠端。鉤骨與三角骨的關節做螺絲釘樣旋轉動作。三角骨與豆骨則非常接近橈骨,或緊貼在關節盤下方,並靠近尺骨莖突,此時尺骨頭與腕骨的間隙明顯減小。
腕關節內收活動範圍為45度,其中橈腕關節承擔30度,而中腕關節承擔15度。一般內收範圍較外展大兩倍,這與橈骨莖突較長有關。
另外,腕關節在內收和外展時,還存在一個圍繞腕骨長軸複雜的、很小的腕骨扭轉活動;外展時,近側列腕骨兼有旋前及屈曲方向的“旋轉”。與此同時,遠側列腕骨則相反,即旋後及伸展方向的“旋轉”。內收時,近側列腕骨做旋後及伸展方向的“旋轉”,而遠側列腕骨,則做旋前及屈曲方向的“旋轉”。
屈曲時,腕骨圍繞月骨及頭狀骨在額狀軸呈絞鏈狀活動。因此,頭狀骨和月骨分別均向掌側傾斜並略後移。此時,月骨遠側凹麵向前略有傾斜,而近側麵向後略有滑出,僅前半部與橈骨凹麵嵌合,舟骨亦因前傾而幾乎呈垂直位。
腕關節屈曲範圍約為85度,其中橈腕關節承擔50度,中腕關節承擔35度。
另外,腕關節受拮抗肌緊張度影響,屈指時,腕掌屈的角度減少;伸指時,腕背伸的角度減少。
伸展時,腕骨圍繞月骨和頭狀骨沿額狀軸呈絞鏈狀活動,月骨與頭狀骨均向背側傾斜,其他腕骨亦伴隨背傾。頭、月的近側關節麵均略向前滑動,致月骨背側緣與橈骨腕關節麵相貼,掌側緣向遠側略顯撬起。第三掌骨、頭狀骨與月骨的軸線向近側指向橈骨掌側緣。