第 11 章：肘部骨骼与非收缩性元件的结构与功能（Structure and Function of the Bones and Noncontractile Elements of the Elbow）

11.1 肘部骨骼的结构（Structure of the Bones of the Elbow）

肘关节由肱骨远端、尺骨近端与桡骨近端三块骨共同组成。第八章已经介绍过肱骨近端至三角肌粗隆与桡神经沟的形态；本章只讨论与肘关节直接相关的远段骨结构。肱骨干近端横截面近似圆形，向远端逐渐在前后方向变扁、内外方向变宽（如图 11.2 所示），并略带前弯，使其关节面指向前方，从而有利于屈曲活动（如图 11.3 所示）。肱骨远端骨扁平的形态形成内、外侧髁上嵴。

肱骨远端由关节面（含滑车与小头）和非关节面（含内、外上髁及鹰嘴窝、冠突窝、桡窝）共同构成。内、外上髁分别是内、外侧髁上嵴向远端的突起，二者皆可触及；内上髁较外上髁更为突出，约占肱骨远端的三分之一。其后方有一浅沟（尺神经沟），尺神经走行其中，紧贴骨面，易在肘内侧受到撞击时被压迫。由内上髁到尺骨鹰嘴近端的筋膜顶覆盖该沟，形成肘管（cubital tunnel）。外上髁后方在屈肘时明显突出，是外侧副韧带及前臂浅层伸肌群的附着点。

滑车与肱骨小头位于肱骨远端关节面的外侧三分之二。肱骨小头位于外侧三分之一，形态近似半球，位于肱骨远端的前方及远端，但不延伸至后方。滑车居中三分之一，呈滑轮状，覆盖肱骨前、远、后三个面，约形成 330° 的弧 [59,60]。滑车内侧比外侧向远端延伸更多，这解释了尺骨相对肱骨呈外偏的方位——即后文所述的携物角（carrying angle）。

肱骨远端关节面上的透明软骨厚度因部位而异：12 具尸体标本的小头上平均厚度为 1.06–1.42 mm（±0.24–0.30 mm）[51]。软骨下骨的矿化与密度在小头前方最高，在滑车远端与前方最高 [16,18,19]（图 11.7），根据 Wolff 定律，这一分布反映出肱骨远端所承受的最大载荷发生于前方与远端。

尺骨近端较尺骨远端明显增大，与肱骨远端相似亦向前弯曲。其主要标志为鹰嘴、冠突以及两者共同形成的半月切迹（trochlear notch）（图 11.8）。鹰嘴呈钩状，向近端再向前方延伸，表面光滑，伸肘时在后外侧可触及，并位于内、外上髁之间；屈肘时其后上面交界处形成的尖角移至两上髁远端，与两骨性标志共同形成一三角关系（图 11.9）。鹰嘴向远端延续为尺骨后缘（即尺骨嵴），全长可触及。冠突位于尺骨近端前方，其上表面构成半月切迹的底面。冠突前方远端即尺骨粗隆。冠突外侧有一卵圆形光滑小面，即桡切迹，是与桡骨头相关节的部位。该小面远端有一凹陷，是旋后肌的附着处，其后界为旋后肌嵴。

半月切迹由鹰嘴前面与冠突上面共同构成，覆盖关节软骨，并有一纵贯其长度的中央嵴，与肱骨滑车的最深部相嵌合。鹰嘴与冠突交界处的半月切迹在内、外侧稍窄；切迹关节面常被一条粗糙无接触区域分隔为近、远两块独立关节面 [19,62,69]（图 11.10）。软骨厚度从中线向两侧增厚，最大约 2 mm [38]，且其分布随关节面是否连续而变化。软骨下骨矿化亦呈近端与远端高、中央低的格局，再次提示骨结构与其所承受载荷相关。

桡骨近端包括桡骨头、颈与桡骨粗隆（图 11.11）。桡骨头为桡骨近端的盘状膨大，其近端凹面称桡骨凹（fovea），与肱骨小头相关节 [61]。桡骨头周边（rim）亦为关节面，在桡切迹内旋转。从横截面看，桡骨头周边可呈圆形或椭圆形 [9,65]，其形状决定远端桡骨在旋前、旋后时的轨迹；周边内侧最高、外侧较浅 [1,69]。桡骨头周边可在肘外侧、外上髁远端触及。与肱骨、尺骨相似，桡骨近端关节面（头与周边）覆盖透明软骨，凹面处尸体标本测得厚度约 0.9–1.10 mm [38]；凹面中央的软骨下骨矿化最厚 [19]。

桡骨头远端桡骨直径减小形成桡骨颈。在成人，桡骨头膨出大于颈的周径，形成颈部的凹槽以容纳环状韧带。桡骨粗隆位于桡骨颈远端、桡骨内侧。桡骨干稍弯，最大弯位于中段即旋前圆肌附着处（图 11.12），桡骨由此类似"曲柄"，可改变旋前圆肌的力臂（第 12 章详述）[6]。

可经触诊识别的肘部骨性标志包括：肱骨内上髁、外上髁、内侧髁上嵴、外侧髁上嵴、鹰嘴、肱骨鹰嘴窝、尺骨嵴与桡骨头。

11.2 肱尺关节与肱桡关节（Humeroulnar and Humeroradial Articulations）

肘部虽被单一关节囊包裹，其内却包含三个独立关节：肱尺关节、肱桡关节与上尺桡关节。"肘"一词通常仅指肱尺与肱桡关节，但因上尺桡关节与前两者关系紧密，有时也被一并纳入肘的范畴，故临床须明确所讨论的范围。本节聚焦肱骨相关关节，下一节单独讨论仅由桡尺骨构成的上尺桡关节——两者功能上分立：肱骨相关关节为屈伸的来源，上尺桡关节则实现旋前与旋后。

肱尺关节由尺骨半月切迹围绕肱骨滑车构成。互对关节面大致吻合，尺骨切迹的中央嵴恰好嵌入滑车沟内（图 11.13）。但匹配并不完美：15 具尸体标本加载 10 N（约 2.25 lb）的实验显示，切迹深度方向的关节间隙为 0.5–1.0 mm，在内、外侧可至 3.0 mm [17]，前、后方间隙更小（图 11.14）。随载荷增加，关节软骨变形，吻合度提高。肱骨远端与尺骨近端的前弯使关节面偏向屈曲活动，屈曲行程大于伸直行程（图 11.15）。若关节面更朝上则可增加伸直 ROM，但屈曲将更早被冠突进入冠突窝所限。

肱骨与尺骨在前额面的相对位置同样由关节面形状决定。滑车内侧膨大较外侧向远端延伸更多，使尺骨半月切迹的内侧亦较远，导致尺骨相对肱骨外偏（图 11.16）。该方位通常称为携物角（carrying angle），更一般的术语为外翻（valgus），即远端节段相对近端节段向外偏；与之相反的内偏称内翻（varus），中立位为 180°（图 11.17）。携物角历来被广泛研究，平均报告值为 10–15° [27,60]。传统教材常报告女性携物角大于男性 [49,59]，但精细测量显示两性之间无统计学显著差异 [27,68]。

肱桡关节由桡骨头覆盖在肱骨小头上构成。因肱骨小头位于肱骨远端的前方，伸肘时桡骨头仅与小头一部分接触（图 11.18）；随屈肘增加，肱桡接触面积增大 [68]。根据第 2 章"应力 = 力/面积"定义，相同载荷下屈肘时的关节应力小于最大伸肘位。

肘部稳定性的首要来源是骨面本身。尽管三骨并非完全吻合，从前方看三者形成接近"凹凸轨"的咬合关系（图 11.13），使近、远端之间的内外侧滑动几乎不可能；反之，凹凸的关节面如同"火车轨道"一样引导屈伸方向的运动。肘部主要支撑结构包括关节囊、内侧（尺侧）副韧带（MCL）与外侧副韧带（LCL）；环状韧带支撑上尺桡关节，将在下节介绍。关节囊包绕三个关节（图 11.20）：近端附着于鹰嘴窝、冠突窝、桡窝边缘及内上髁前后面与肱骨小头后方；远端附着于鹰嘴与冠突边缘以及环状韧带。

关节囊在前方、特别是后方必须松弛。如同盂肱关节，肘关节囊在屈伸中通过褶皱的展开与重折叠加以"让位"，使 ROM 得以充分；但其对关节稳定性的贡献很小。尸体解剖显示单纯切断肘关节囊并不增加关节松弛度 [43]。13 具尸体标本的资料表明整个肘关节囊在屈肘 80° 时最松弛 [44]，此时关节内积液所产生的囊内张力最小。患者常自发屈肘至该角度以缓解疼痛，但长期屈肘位下的炎症可致周围肌肉及囊本身发生结构性变化，引发屈曲挛缩，故治疗上消除炎症、维持关节功能至关重要。

MCL 与 LCL 分别在内、外侧加强关节囊。MCL 较大，分为前束、后束及较小的横束（图 11.21），近端附于内上髁远端面；前束远端附于冠突，后束附于鹰嘴，横束不附于肱骨而是横跨半月切迹内侧。整体上 MCL 抵抗将前臂向外推的外翻应力。肘部的正常外翻对位使其天然承受外翻应力，头上与投掷动作更放大该应力（图 11.22），因此 MCL 比 LCL 更厚实复杂，能在整个屈伸范围内持续抵抗外翻。研究反复表明：MCL 后束（PMCL）在屈肘时绷紧 [8,24,48]，前束（AMCL）在伸肘时绷紧 [8,24,40,48,55]；AMCL 进一步可分为三段，分别在伸直、中段屈曲与屈曲末段绷紧 [24,48]。整体上 AMCL 是伸直至中等屈曲范围内抵抗外翻的主要结构 [8,21,47]。

LCL 附于肱骨外上髁，分为三个独立束（图 11.24）：外侧尺副韧带（LUCL）止于尺骨旋后肌嵴近端；桡侧副韧带（RCL）由外上髁至环状韧带呈扇形分前、中、后三段 [48]；副外侧副韧带（ALCL）由环状韧带至旋后肌嵴。三部分共同抵抗过度内翻。RCL 中段在整个屈伸范围内均绷紧，前、后段分别在伸、屈时绷紧；LUCL 在屈伸极端绷紧，并在任意角度受到附加内翻应力时立即拉紧。30 具尸体标本研究显示 RCL 是外侧的主要支撑 [45]；但在 4 具尸体的研究中 Morrey 与 An 认为 LCL 对肘稳定的贡献小于骨性关节本身 [40]——不过该研究仅测试 0° 与 90° 两个角度，仍需更多研究澄清各韧带成分的功能意义。无论如何，肘部在整个 ROM 中由韧带与骨结构共同保护、避免过度内、外翻。

两侧副韧带也限制尺骨在肱骨上的内外旋。10 肘 5 尸研究显示肱尺关节的最大外旋平均接近 10°、最大内旋不足 5° [63]；同一研究还表明：高度超伸加旋后的快速冲击可致前关节囊与两条副韧带撕裂，引起过伸、外翻与旋转松弛，其中旋转松弛比外翻松弛更明显。骨面对内、外侧稳定性的贡献显著；桡骨头被视为外翻位移的重要限制 [30,40,51]——30 具尸体的研究显示桡骨头切除后稳定性下降约 30% [30]；但另一项尸体研究显示单纯桡骨头缺失并不显著增加肘部活动 [42]，而 MCL 损伤则使外翻增加 6–8°；两者皆损则出现明显的外翻不稳。

11.3 上尺桡关节（Superior Radioulnar Joint）

上尺桡关节虽包于肘关节囊内，但力学上与肱骨相关关节截然不同（图 11.25），属于只有一个运动轴的枢轴关节。其骨性结构（桡骨头周边与尺骨桡切迹）几乎不提供支撑，因此关节稳定性依赖周围结缔组织：关节囊、LCL、环状韧带、骨间膜与斜索（oblique cord）。前两者已在上节述及，本节展开环状韧带、斜索与骨间膜三项独立结构。

环状韧带为坚韧的纤维束，包绕桡骨颈，附于尺骨桡切迹的前后缘，从而在尺骨上形成包围桡骨的环；其主体附着于尺骨，也有少量松弛地附于关节囊及桡骨颈后方。其深面衬有纤维软骨，提供额外的刚性与弹性。与多数直接连于骨的韧带不同，环状韧带主要起"吊带"作用，阻挡桡骨滑脱，对正常关节运动几乎无限制。环状韧带将桡骨牢固系于尺骨，有效防止桡骨外侧半脱位，是防止上尺桡关节远端半脱位或脱位的主要结构。后者通常由沿前臂向远端的牵拉力所致，例如提起或挥动小孩的手（图 11.26）——幼儿的桡骨头在该发育阶段尚未充分成形，与桡骨颈同宽，环状韧带无法有效兜住桡骨头而发生"牵拉肘"或"保姆肘"。临床观察显示这种牵拉脱位极少发生于 6–7 岁以后，原因是环状韧带随发育变厚、周围肌肉力量也增强；同时有研究指出桡骨头并不比颈小，"窄外侧易滑出"可能更准确地解释该年龄段的好发倾向 [1]。

斜索是一束薄纤维，自尺骨粗隆斜向远端走行至桡骨粗隆稍远端（图 11.25），其功能意义尚不清楚。骨间膜附于桡骨干内侧全长，向内下方斜行至尺骨骨间缘，其纤维方向与斜索垂直。骨间膜的首要作用是将桡、尺骨沿前臂全长联结；另一作用直接与其纤维方向相关 [4,14]：肘部尺骨承担经肱骨传入或传出的主要载荷，腕部桡骨承担手部大部分载荷（约三分之二）[56]。骨间膜可以将施加于远端桡骨的载荷分配一部分给尺骨 [22]——这些载荷发生在用手承重或跌倒撑地时。当个体跌倒撑地时，桡骨承受的轴向载荷本可直接传至远端肱骨（图 11.27），但骨间膜的纤维走向使其可将一部分载荷转移至尺骨，进而减小肱骨小头所承受的载荷 [4,14,37,68]：当桡骨受到近端推挤时，骨间膜同时将尺骨拉向近端，将轴向载荷分摊至尺骨并最终传至滑车，由此载荷分散到肱骨更大面积，应力（力/面积）降低，可能降低骨折风险。然而严重的关节炎或骨折导致的尺骨头切除将消除该载荷分配能力 [56]。这一骨间膜-载荷分配机制在第 13 章量化肘部受力分析中将被进一步建模。

综上，肘部所有关节都依赖非收缩性软组织的支撑。肱骨相关关节还获得骨面吻合度的额外支持；上尺桡关节则完全依赖韧带与骨间膜。理解这种"骨-韧带分工"是后续讨论肌肉活动（第 12 章）与受力分析（第 13 章）的基础。

11.4 肘关节的运动（Motion of the Elbow Joint）

肘关节复合体同时包含铰链关节与枢轴关节，故有时称为滑车-铰链关节（trochoginglymus joint）。屈伸发生在肱骨相关关节，旋前与旋后发生在上尺桡关节。两者运动彼此独立，下面分别讨论屈伸与旋前旋后，最后回顾文献中报告的 ROM 范围以及正常肘 ROM 的限制结构。

屈伸的转轴穿过滑车与小头的中心 [34,39]。第 7 章所述的瞬时转动中心（ICR）显示，该轴在整个屈伸过程中变化很小 [10,34,68]，即屈伸近似绕固定轴进行。但关于携物角在屈伸中是否变化已有大量研究。部分研究认为屈肘时携物角减小 [10,31,37,70]，并将其归因于滑车内侧远端膨大及滑车沟的螺旋形态；但精细研究表明，携物角的变化取决于测量方式，屈伸转轴仍是相对固定的 [2,34]。

肱骨相关关节在屈伸之外还存在约 10° 的内外侧平移与内外旋 [59,68]，这些运动在屈伸过程中受到内外翻应力时表现出来，也可能在旋前、旋后中发挥作用 [3]。认识到这种非"纯铰链"的运动学特性，是现代肘关节假体能够成功发展的关键——早期严格铰链型假体常因松动而失败；近年来采用非连接型与"半限制型"假体允许屈伸中出现少量额状面与水平面运动 [29]，松动问题显著减少。

旋前与旋后发生在上尺桡关节，但也涉及下尺桡关节。其轴线由桡骨凹中心附近走向尺骨头 [68,70]，与屈伸轴相似，看起来是固定的；远端桡骨绕相对固定的尺骨远端滑动。在固定尺骨下进行旋前时，手部必须在空间移动（图 11.28）；但实际中可以做到手在空间保持不动而完成旋前，例如拧螺丝。这要求尺骨沿径向偏移、桡骨绕其旋转，故手保持在同一位置。多项研究证明旋前与旋后伴随尺骨的轻度桡偏 [3,20,30–33,67,70]，此时运动轴线在尺骨内位置更偏外侧 [33]。这种桡、尺骨联合运动的复杂性提示肘关节的运动学远较一般认识更为精细，也支持设计灵活度更高的人工关节假体。

文献报道的肘部 ROM 值差异较大（表 11.1）。Steindler 报告屈曲 135–140°、过伸 10–20° [59]；AAOS 报告屈曲 150°、过伸 10° [26]；Walker 等 60–84 岁 60 人的研究则报告屈曲 143 ± 11°、过伸 −4 ± 5°（负值表示未达伸直位）、旋前 71 ± 11°、旋后 74 ± 14° [66]；Youm 等 8 具新鲜冷冻尸体的研究为屈曲 140 ± 5°、旋前 70 ± 5°、旋后 85 ± 4° [70]；Schoenmarklin 与 Marras 39 名产业工人的研究为旋前 80 ± 20°、旋后 100 ± 19° [52]。该学者还指出旋前旋后的较大标准差可能反映个体差异 [52]。在肩屈曲位与年龄大于 60 岁人群中，Walker 等报告女性屈曲、过伸与旋后显著大于男性 [66]。日常活动功能研究显示：大多数日常活动使用屈伸 ROM 的中段，约 30°–130° [11,36,41]；个人护理任务（如喂食、个人卫生）需要高达 150° 屈曲但伸直需求较少；从座椅起身与系鞋带等动作需要的屈曲较小、伸直较多；多数活动使用旋前与旋后的中段，约各 50°。这些结果提示：临床上单看"绝对值"判定患者 ROM 是否正常并不充分——双侧对比往往比文献均值更能反映个体基线；而肘 ROM 受限时肩部会以增大活动补偿，长期可导致肩痛。

肘屈曲的末端活动度（end-feel）由前臂与上臂肌群的软组织接触决定，呈典型软性末端感；伸直的末端感更"弹"，提示限制来自韧带与屈肘肌群的牵张；某些情况下报告为骨性接触，但对健康人肘屈肌群实施神经阻滞后伸直 ROM 增加 [13]，提示肌肉通常是正常伸肘 ROM 的首要限制结构。肘旋前与旋后的正常活动度主要被拮抗肌的相互牵张所限制。LCL 可能对旋前 ROM 有一定限制，骨间膜可能同时限制旋前与旋后；然而正常旋前与旋后活动度由肌肉牵张主导。

11.5 肩部与肘部的对比（Comparison of the Shoulder and the Elbow）

结构与功能的联系在肩、肘这样差异显著的区域之间表现得尤其清楚。肘部具有紧密咬合的关节面，引导并限制肘部运动；其副韧带在内、外侧方向上提供重要的稳定作用，并对伸肘 ROM 形成限制。肘部肌肉虽对稳定有一定贡献，但主要任务是驱动关节运动。相比之下，肩部作为人体活动度最大的单元，其稳定性高度依赖肌肉：盂肱关节的骨性形态提供出色的活动度，但稳定性贡献很小；盂肱关节的韧带仅在 ROM 末端提供支持。因此，肩、肘在功能需求与实现该需求的解剖结构上形成了鲜明对比。这种"骨-韧带稳定 vs 肌肉主导稳定"的差异直接决定了本书后续章节讨论肌肉（第 9、12 章）与受力（第 10、13 章）时侧重点的不同：肩部章节必须详细分析肌肉协同，肘部章节则可把更多篇幅留给骨-韧带咬合面与关节面接触力学。

11.6 小结（Summary）

本章介绍了肘部骨骼与支撑元件的结构以及肘部的运动。骨面提供互相吻合的关节面，为肘关节复合体提供显著稳定性。MCL 与 LCL 为肱尺与肱桡关节提供主要韧带支撑，分别抵抗外翻与内翻，全程保护屈伸 ROM。环状韧带与骨间膜则支撑上尺桡关节。肘部的活动种类与幅度远小于肩部，反映其结构差异——肘部关节组合较简单、韧带组织更简洁，因而关节天生更稳定、活动度更小。文献所报告的肘部活动度差异较大，可能反映性别、年龄与使用情况的影响。肌肉在驱动该关节中的角色将在下一章呈现。

本章个人批注

本章是"骨+韧带"层面的功能解剖，与第 8 章肩部骨关节结构高度平行；阅读时可与第 8 章作系统对照——肩部是"骨让步、肌肉接管稳定"，肘部则相反，是"骨承担稳定、肌肉只管运动"。两条副韧带的解剖分束（AMCL/PMCL、LUCL/RCL/ALCL）虽然繁琐，但恰好对应屈伸 ROM 中不同区段的绷紧位：临床上报肘的"内、外翻不稳"若能定位到具体角度，往往就能反推哪一束受损——例如伸直位外翻不稳提示 AMCL 前段、屈曲位外翻不稳提示 AMCL 后段与 PMCL。这与肩袖肌按"功能束"区分的思路是一致的：把一条"韧带"按张力分布拆成多束，再分别对应不同运动学区段。

另一处印象深的是"骨间膜把桡骨载荷分流到尺骨"这一力学图景：跌倒撑地时桡骨向上推挤肱骨小头，骨间膜顺纤维方向把尺骨也拉向近端，从而把力分散到滑车、更大面积——本质是把集中应力通过几何走向分散开。该机制是后续章节（13 章肘部受力分析）会进一步量化的对象。腕部桡骨承担手部约三分之二载荷、肘部尺骨承担经肱骨传入或传出的主要载荷，这种"远端桡骨主导、近端尺骨主导"的分工与骨间膜纤维走向直接相关，呼应了第 3 章 Wolff 定律的预测（矿化沿主应力方向密集）。

临床相关栏里的几条小数据值得单独记下来：滑车约 330° 弧、肱骨小头平均软骨厚约 1.06–1.42 mm、半月切迹软骨最大约 2 mm、桡骨凹 0.9–1.10 mm——这几个数字是后续受力分析中计算关节应力的输入。携物角 10–15°（两性无显著差异）、屈肘 80° 时关节囊最松弛（关节积液张力最小位）、伸肘 ROM 主要由肌肉限制（神经阻滞后增加）——三条是临床决策最常引用的结论。

与上下章的衔接（一段话）

本章在 Oatis 这本书的"上肢单元"中位于肩复合体章节之后、腕手章节之前，承接第 8–10 章建立的"骨面 + 关节囊 + 韧带 + 肌肉"的四层分析框架，并将焦点从"高度活动、低稳定性的肩"切换到"低活动、高稳定性的肘"。第 8 章给出了肩部所有骨骼与关节的形态，第 9 章讨论肩部肌肉的活动力学，第 10 章则用二维/三维模型量化肩部受力；本章为后续肌肉与受力分析建立肘部的骨与韧带底盘——第 12 章将讨论肘部肌肉的活动力学（与第 9 章对应），第 13 章分析肘部受力（与第 10 章对应）。值得注意的是，作者在 11.6 节末尾就预告"肌肉在驱动该关节中的角色将在下一章呈现"，明示本章与第 12 章是同一对结构与肌肉分工的延续。同时，作者把骨间膜的载荷分配机制放在本章而非受力章处理，提示读者：骨间膜的载荷分散能力属于"非收缩元件的内在结构属性"，而不是肌肉活动的结果，这一区分在后续受力分析中将被进一步利用。