第二节 肘、前臂与腕关节功能解剖

一、肘关节伸直——最大够取范围的保障

远距离够取需要肘关节有足够大的伸展角度来发挥上肢长度的效应，前文已经提及肘关节屈曲挛缩对上肢功能造成的严重影响。为了保证肘关节的伸展，肘屈肌、肘关节内侧副韧带前束、前关节囊甚至是前侧的皮肤都必须保证有足够的长度和延展性。肘关节的伸展动作看似简单，但却需要满足软组织的延展性和足够的伸肌肌力这两个条件才能实现肘关节最大的伸展角度和功能。

参与肘关节伸直的主要肌肉是肱三头肌和肘肌（图1-2-1）。肱三头肌长头起自肩胛骨盂下结节，外侧头起自肱骨体后方桡神经沟外上方，内侧头起自桡神经沟内下方，共同止于尺骨鹰嘴，受臂丛神经的桡神经支配。类似肱二头肌，分析肱三头肌的功能需要把各个头分开来看。肱三头肌的外侧头和内侧头是单关节肌，仅有伸肘的作用。而肱三头肌长头则是一个跨关节的肌肉，所以还能协助肩关节的后伸。肱三头肌内侧头是最主要的伸肌，而外侧头和长头在肘关节伸展动作中作为备用存在。

另一块参与肘关节伸直的肌肉是肘肌，肘肌起于肱骨外上髁，向后下走行止于尺骨鹰嘴的外侧面。其主要作用是协助肱三头肌使肘关节完全伸直，避免伸肘时肘关节囊被挤压于鹰嘴窝，另外还有使尺骨外展和增强关节囊的作用。

在够取动作中，肩关节作为近端的重要关节，控制着够取的高度和范围，同时肩关节依靠关节周围的肌肉和软组织等提供够取动作的稳定性。而肘关节的最大伸展角度对于够取动作也十分关键，没有足够的肘关节伸展角度，人体就无法利用全部的上肢长度去够取远离身体的目标物。拇指在够取动作中也有一定作用，其既能辅助定位够取的方向又可以为下一个阶段的抓握动作做准备。总的来说，够取这一动作是上肢灵活性和功能性完美结合的体现，对人类的生产和日常生活活动有重要的作用。

二、提取重物的运动分析

“提取重物”这个动作是对上肢肌肉力量以及关节稳定性的考验。说起“提取重物”，很多人会想起举重运动员将沉重的杠铃猛然举起的画面，但对于日常生活而言，长时间“拎东西”的动作才是最常见的“提取重物”活动。因此，相较于提取重物的瞬时肌肉发力，上肢各个关节抵抗重物的纵向牵拉力并保持稳定才是我们分析这个动作的关键。在肩部的稳定性中，肩胛提肌和斜方肌是帮助肩胛骨上提对抗重物纵向牵拉的“第一道防线”。胸锁关节的锁骨间韧带、提拉喙突的喙锁韧带、肩关节上的肱二头肌长头、冈上肌、三角肌和斜方肌腱膜等结构都对肩部的稳定性起到了很大的作用。因为前文已经对肩部的稳定性做了详细的描述，在这里不再赘述。此部分主要阐述腕关节、前臂和肘关节在纵向拉力下如何保持稳定性。至于“提取重物”时手部的角色，其主要是依靠强有力的屈肌进行钩状抓握，这在后文会专门讨论。

（一）骨间膜——前臂稳定性和活动性结合的产物（图1-2-2）

前臂的尺桡骨与下肢的胫腓骨之间的关系有些类似，但前臂的尺桡骨多了一个旋前旋后的功能，因此稳定性比不上胫腓骨但其更加灵活。前臂骨间膜是一个从桡骨斜向至尺骨的腱性纤维组织，由中间1/3的腱性部分和两端的膜性部分构成，其作用就像拉紧桡骨和尺骨的绳索群。当前臂尺桡骨处于旋前或旋后位时，骨间膜松弛；而处于中立位时，骨间膜紧张。由于其斜向下的走形以及在中立位时的紧张度，在前臂受到纵轴方向的拉力时，骨间膜主要负责抵抗牵拉力和纵向稳定性。同理，当受到从远端向上的挤压力时（例如做俯卧撑），骨间膜也要负责牢牢“攥住”被“撑开的”尺骨和桡骨，而桡腕关节上的压力也借骨间膜传递到了尺骨上（由于尺腕关节并不直接相连，所以挤压的力都在桡腕关节上），再通过尺骨传递到肱尺关节，并且进一步往上传递。从图1-2-3中可以看出，骨间膜除了维持前臂的稳定之外，对于肘关节的稳定性也颇为重要。倘若没有骨间膜把挤压的力从桡骨传递到尺骨，那么桡骨和肱骨在肘关节较小的接触面上会产生很大的压强，长时间压力作用下会造成关节面的严重损伤。

如图1-2-4所示，在提拉过程中，骨间膜的主要作用是收紧远端。此时前臂的稳定性主要由肱桡肌来提供，这不同于前文描述其受到从远端向上挤压时的受力情况，经常提拉重物的人也因此肱桡肌常常特别发达。肱桡肌起于肱骨外上髁，止于桡骨茎突，受发自臂丛的桡神经支配。其作用主要是屈肘和前臂的旋前、旋后。由于肱桡肌的起点更加靠近肘关节，在牺牲了力臂的同时形成了一个速度更快的杠杆，因此可以支持肘关节快速收缩。当前臂在旋前、旋后位时，肱桡肌可以帮助把前臂拉回到中立位，这种双向调节机制类似于前文中胸大肌对于肩关节前屈-后伸的双向牵制。由于肱桡肌没有附着在桡骨近端的起止点，所以肱桡关节的稳定性需要斜索和环状韧带来提供。在快速或较大力量的牵拉下，骨间膜仍然是防止桡骨小头半脱位的主要结构。

三角纤维软骨复合体也是负责前臂远端纵向稳定的重要结构（图1-2-5）。它由尺侧副韧带、掌侧尺腕韧带和关节盘构成。关节盘除了桡侧的附着点之外，在尺侧主要附着于三个结构：尺骨茎突和尺骨远端关节面的小窝、尺骨茎突的外侧面和腕关节内侧副韧带的深面。这个组织对桡腕关节（桡腕关节由桡骨远端的凹面和舟状骨、月状骨及三角骨形成的关节凸面组成）和远端桡尺关节非常重要，其主要作用是稳定远端桡尺关节，填充腕关节尺侧空虚的部分，为腕关节形成一个较为稳定的凹面。三角纤维软骨作为一个软骨，与膝关节的半月板作用相同，因为富有弹性所以可以发挥缓冲作用。旋前方肌以及尺侧腕伸肌也加强了前臂远端结构的稳定性。

对于肘关节而言，尺骨冠状突对前臂近端也可起到了稳定作用，但这个结构往往会被忽视。在手肘屈曲大于等于60°并承受重力时，尺骨会有向后方移位的倾向，而冠状突会限制尺骨后移，防止尺骨向后脱位。尺骨鹰嘴在肘关节的伸直位则可以起到限制尺骨前移的作用（图1-2-6）。

（二）“提携角”

上臂轴与前臂轴的延长线相交形成一向外开放的角度，为165°～170°，其补角为10°～15°，即提携角。其形成原因是肱骨内侧滑车相比于外侧滑车位置较低，整个肘关节的屈曲轴由内向外斜向上，进而形成了在肘关节伸直位时，肱骨与尺骨呈现一个外翻的角度（图1-2-7）。这是因为在提重物时一般肘关节呈伸直位，如果肱骨和尺骨呈一条直线而无提携角，手里的物品就无法远离身体从而与下半身产生碰撞进而影响正常步行；如果用肩关节的外展来代偿使物体远离身体，就会消耗更多能量以及需要更强的肌肉力量来维持此姿势。提携角的存在可以通过骨性结构而不是依赖肌肉的收缩来让物品远离身体，使得人们在提东西时步行不受影响。提携角在0°～10°为直肘，小于0°为肘内翻，大于20°为肘外翻。这三种情况均属于肘畸形。当外翻角度超过20°时为肘外翻畸形，肘外翻畸形的患者有很大的概率会导致尺神经的过度牵拉从而造成尺神经损伤，有时候需要手术处理。肘关节偏向中线失去外翻甚至出现内翻称为肘内翻畸形。

肘关节的横向稳定性与提携角相关。在撑地时，内侧往往比外侧受到更多的外翻应力，所以肘关节的内侧副韧带比外侧副韧带更为强大，内侧副韧带对于肘关节稳定性的贡献比外侧副韧带更大。在此着重介绍内侧副韧带（图1-2-8）。在肘关节伸直时，抵抗外翻应力的结构主要是内侧副韧带、关节囊和关节的骨性结构。首先是内侧副韧带，内侧副韧带主要分为前束、后束和横韧带，其中以前束的作用最为明显。前束还可以作为一个较为强壮的纤维结构加固关节囊，前束起自肱骨内上髁下表面，止于鹰嘴突的内缘。横向纤维走形于尺骨鹰嘴和冠状突这两个突起的结构之间，后束起自内上髁的后部并走形到鹰嘴的内侧。在伸直位时，肘关节的前关节囊由于受到牵拉而紧张，所以前束对于肘关节的外翻应力也起到了一定的对抗作用。而骨性结构则主要是桡骨小头，桡骨小头顶在肱骨上，在受到外翻应力时，“顶住”的肱骨可以抵抗受到的外翻应力。冠状突在肘关节伸直时也提供了一定的稳定性，再加上前文所述冠状突防止尺骨向后脱位的作用，说明冠状突这个容易被忽略的结构在肘关节稳定性上的重要作用。肘关节“恐怖三联征”是指在副韧带复合体、桡骨头和冠状突损伤时肘关节因为失去抵抗外翻应力的能力从而产生半脱位的症状。

在屈曲位时，由于关节囊紧张度的消失以及骨性关节面之间的贴合减少，关节的稳定性主要由内侧副韧带前束提供。

外侧副韧带和内侧副韧带在形态结构上有所不同，外侧副韧带起自外上髁并且分为两束，分别为桡侧副韧带和尺侧副韧带（图1-2-9）。外侧副韧带与环状韧带相连，并且互相加强。外侧副韧带主要是加强肘关节外侧的稳定性以及抵抗内翻的应力。除了这些静态的稳定结构，肌肉作为动态的稳定结构也可以加强肘关节的稳定性。外上髁以及肘关节外侧的肌肉（如肱桡肌）增强了肘关节外侧的稳定性，起自肱骨上髁的肌肉则加强了肘关节内侧的稳定性。

三、拧毛巾的运动分析

拧毛巾动作是双手腕关节的一个反向屈伸，同时伴随着前臂反向的旋前、旋后。在这一部分，我们对前臂的旋前、旋后以及腕关节的屈伸这两组运动进行分析描述。

（一）前臂的旋前、旋后

前臂的旋前、旋后即手心朝上和朝下的翻转动作，实质上是指桡骨绕着尺骨的旋转。这个运动在近端指的是桡骨小头在环状韧带内沿着尺骨切迹进行旋转，在远端指的是桡骨的尺骨头切迹绕着尺骨头进行旋转。旋前旋后的轴是从桡骨小头凹中心到尺骨头的一条连线，旋前、旋后轴是固定的，在运动中并不会因为动作的进行而变化。

前臂的旋后主要依靠旋后肌和肱二头肌完成，而肱桡肌可以在前臂旋前位时使得前臂旋后。从肌肉力线的角度上来看，附着于肱骨外上髁以及前臂桡侧并且走形横跨桡骨和尺骨的肌肉都可以提供前臂旋后的力矩。旋后肌起自肱骨外上髁和尺骨旋后嵴，止于桡骨近端1/3的后、前和外侧面。旋后肌像一层保鲜膜一样包绕桡骨，所以不管肘关节和前臂处于什么位置，旋后肌都可以提供旋后的力矩（图1-2-10）。肱二头肌的收缩力量则非常依赖桡骨的位置，肱二头肌只有在桡骨粗隆位于肱二头肌内侧时才会产生旋后的力矩。这些肌肉除了旋后肌以外，在伸直时都不具有适于发力的力线，而在肘关节屈曲位时，随着屈曲角度的增加，肌肉也逐渐变得更加适于发力旋后。所以在肘关节屈曲位时，肘关节旋后的力量往往会更大。

旋前的肌肉主要是旋前圆肌和旋前方肌，其附着于肱骨内上髁以及前臂尺侧。除了这两块肌肉，其他横跨于尺骨和桡骨的肌肉都可以提供前臂旋前的力矩。旋前圆肌起于肱骨内上髁和尺骨冠突，止于桡骨外侧面中部（图1-2-11）。旋前方肌起自尺骨远端1/4的前面和侧面，止于桡骨远端1/4的前面和侧面。旋前圆肌与肱二头肌和肱桡肌相似，作为一个跨关节的肌肉，旋前圆肌只有在肘关节屈曲时才能很好地发挥其力学优势。而在肘关节伸展时，由于旋前圆肌的作用减少，旋前方肌提供了更多旋前的力量。

肘关节屈曲位下旋前旋后肌肉有力学优势，这在日常生活中很有意义。在设计“门把手”的位置或者“钥匙口”时，常常是设计在适宜肘关节屈曲位的位置而不是肘关节伸直位的位置，这样可以最大限度地发挥出旋前、旋后的功能。在偏瘫患者的Brunnstrom评定中，前臂肘伸直位的旋前、旋后比肘屈曲位的旋前、旋后高一个等级，这也可能与肘关节旋前、旋后在肘关节不同位置的力学因素有关。

在临床上需要注意防止旋前肌肉的挛缩，尤其是偏瘫患者。因为偏瘫患者常常习惯性地把前臂置于旋前位，而前臂的骨间膜在旋前位又是最为松弛的，长期处于松弛的位置会导致骨间膜失去紧张弹性进而短缩，且旋前圆肌和旋前方肌也会因为前臂长期处于旋前位而导致挛缩。所以不论是骨折固定的患者还是偏瘫患者，早期保证骨间膜的弹性以及防止旋前肌肉的挛缩是十分重要的。

（二）腕关节的屈伸

在前臂中，腕关节的伸肌起自肱骨外上髁，而腕关节的屈肌起自肱骨内上髁。其中腕关节的伸肌主要可以分为作用于腕部的伸肌和作用于手指的伸肌（图1-2-12）。作用于腕部的伸肌主要有：桡侧腕长伸肌、桡侧腕短伸肌以及尺侧腕伸肌。作用于手指的伸肌主要有：指伸肌、示指伸肌、小指伸肌以及拇长伸肌。桡侧腕长伸肌起于肱骨外上髁，止于第2掌骨底，收缩可使腕关节伸直，和桡侧腕屈肌共同作用可以使手腕桡偏。桡侧腕长伸肌是前臂伸肌群中最靠外侧的腕伸肌。桡侧腕短伸肌起于肱骨外上髁，止于第3掌骨底，位于桡侧腕长伸肌内侧，收缩可使腕关节伸直，与桡侧腕屈肌共同作用可以使手部桡偏。桡侧腕短伸肌相比于桡侧腕长伸肌，可以做一些更为精细的动作。示指伸肌起于桡尺骨和前臂骨间膜的背面，止于示指的指背腱膜，收缩则伸示指。指伸肌起于肱骨外上髁，肌腹移行成4条肌腱，止于第2～5指中节和远节指骨底，收缩则伸指并协助伸腕，是前臂伸肌群中最靠中心的一块肌肉，位于桡侧腕短伸肌和尺侧腕伸肌之间。手指在休息位时，其伸肌相比于屈肌是处于弱势的，所以在需要指伸肌长时间运动诸如打字等活动时需要注意对于伸肌的保护以防止不必要的损伤。小指伸肌起于指伸肌内侧，止于小指中节和远节指骨底背面，收缩则伸小指。尺侧腕伸肌起于肱骨外上髁尺骨背面上半，止于第5掌骨底，收缩可使腕关节伸直，并和尺侧腕屈肌共同作用使腕关节尺偏。尺侧腕伸肌位于前臂伸肌群最内侧，长期使用这些肌肉所导致的伸肌腱的劳损常常会引起肱骨外上髁炎症，简称“网球肘”。

而在前臂的腹侧主要是屈曲腕关节的肌肉，与伸肌一样屈曲腕关节的肌肉也可以分为作用于腕部的屈肌和作用于手指的屈肌（图1-2-13）。作用于腕部的屈肌主要有桡侧腕屈肌、尺侧腕屈肌和掌长肌。作用于指关节的屈肌主要有：指深、指浅屈肌，拇长屈肌，拇外展肌和拇短伸肌。桡侧腕屈肌起于肱骨内上髁，止于第2掌骨底。桡侧腕屈肌在三块浅表的腕屈肌中最靠外，对腕部有双重作用，可以屈曲和桡偏腕关节。掌长肌起于肱骨内上髁及前臂筋膜，止于掌腱膜，收缩可使腕关节屈曲，拉紧掌腱膜，手部在抓握和握拳时有更大的力量。由于掌长肌位于较为中心的位置，所以不具有桡偏或者尺偏的功能。尺侧腕屈肌起于肱骨内上髁及前臂筋膜，止于第5腕骨（豌豆骨），收缩则使腕尺偏屈曲，是三块较为表浅的屈肌中最为内侧的一块。指深、指浅屈肌以及支配拇指的那几块肌肉在前文中已经做过介绍，这里不再赘述。

腕关节的稳定性依赖于腕关节肌肉在前臂屈伸轴以及尺偏、桡偏两条轴上的平衡。例如在拧毛巾时，桡侧和尺侧的肌肉必须达到一个平衡从而使腕关节稳定。手腕的屈曲角度往往很有限，主要是靠对侧腕关节伸展以及前臂旋前旋后的力来提供挤压毛巾的力量。

（三）腕管——办公室人员的“阿喀琉斯之踵”

腕管的主要结构包括腕横韧带和腕骨。腕横韧带由掌侧四块掌骨的凸起处相连接，分别为尺侧的豆状骨、钩状骨，桡侧的舟状骨和大多角骨。腕管类似一个束带膜把四条指深屈肌、四条指浅屈肌、正中神经捆在一起，从而保证八条肌腱在正确位置上共同发力。腕管综合征又称“鼠标手”，是由于正中神经损伤产生炎症或者受到卡压，进而导致大鱼际肌无力、手指发麻等一系列症状。正中神经在腕管中的位置较为表浅且缺乏保护，因此佩戴护腕或者在手腕下垫软物，可以相对缓解正中神经受到的压力从而预防腕管综合征的发生。

（四）拧毛巾运动小结

对于拧毛巾这个动作，这一部分主要讨论了前臂的旋前、旋后和腕关节的屈伸动作，而对于近端的稳定性和手指的抓握能力在前文中已经做出了描述，在此不再赘述。前臂的旋前旋后是上肢功能很重要的一部分，它扩大了手部的活动范围。腕关节的屈伸动作看似非常简单，但却要前臂大部分肌肉去协同收缩和保持稳定。另一个运动轴上的腕关节尺偏和桡偏也很重要，大量手部日常活动都需要不同程度的尺偏、桡偏的加入。在进行运动分析时，需要跳出单关节单个轴向运动的限制，而需要在功能层面上进行整体分析。

（贾 杰 李 阳 王鹤玮）