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第 12 章:肘关节肌肉活动的力学与病理力学(Mechanics and Pathomechanics of Muscle Activity at the Elbow)

12.1 肘关节屈肌群(ELBOW FLEXOR MUSCLES)

本章将"肘关节主要肌肉"定义为跨越肘部、止于前臂、且不在腕部有附着点的肌肉;除屈肌群(肱二头肌、肱肌、肱桡肌、旋前圆肌)外,肘关节伸肌(肱三头肌、肘肌)以及旋后肌也在讨论范围内。肱桡肌、旋前圆肌和旋后肌虽然在解剖上与前臂肌群共用近端附着,但其主要作用在肘部而非腕部,其余前臂肌的内容留至第 15 章。

肘关节屈肌的主要肌肉为肱二头肌、肱肌、肱桡肌(图 12.1),旋前圆肌也参与主动屈肘而被归入此组。各肌肉单独讨论后再基于肌电图(EMG)数据和数学模型呈现它们在协同屈肘中的角色。

肱二头肌(Muscle Attachment Box 12.1)为梭形肌,有两头。近端:长头起于肩胛骨盂上结节,包在关节内并覆有滑膜鞘,部分纤维可直接附着于关节盂前上方的盂唇;短头起于肩胛骨喙突。远端:两头肌腱汇合后以肱二头肌腱止于桡骨粗隆,腱的内侧扩展为肱二头肌腱膜,与腕屈肌的深筋膜融合。神经支配为肌皮神经 C5、C6。触诊:肌腹位于上臂掌侧易于触及;远端肌腱与腱膜亦可触及;长头肌腱常可在结节间沟内分辨。

12.2 肱二头肌(Biceps Brachii)

MUSCLE ACTION 表中"肘屈曲"和"前臂旋后"为支持性证据,"肩屈曲、肩外展、盂肱关节稳定化"亦列为支持性动作。

肱二头肌跨越盂肱、肱尺、肱桡及上尺桡四处关节。Basmajian 与 De Luca 认为长头在向心屈肘和无阻力旋后时比短头更活跃;但 Stewart 等人发现在不同前臂位置与收缩速度下两头无显著差异。一项对 10 例长头肌腱断裂平均 3.2 年患者的研究显示,与健侧相比,屈肘力量下降 10–15%,旋后力量下降不足 2%。EMG 数据表明肘关节各肌肉在前臂位置、阻力、运动速度不同时承担不同角色。

肱二头肌跨肩肘两关节,被动屈肘或屈肩均使其处于缩短位、肩肘同时伸则使其处于拉伸位。长度-张力关系指出:肌肉被拉伸时收缩力增加,被缩短时收缩力减小。单独收缩肱二头肌会同时引起屈肩和屈肘,若屈肩与屈肘同时过度发生,肌肉会变得过短而几乎无法产生力,这一现象即主动不足(图 12.2);相反,肩伸位可拉长肱二头肌从而增加屈肘力量。Allen 等人观察到肘屈肌最大随意收缩(MVC)时伴随轻度肩过伸(图 12.3),并将其解读为通过拉伸肱二头肌以提高收缩力的策略。因此临床医师可在测试或训练时通过调整肩肘位置来影响肘屈曲力量——例如以肩过伸位训练肱二头肌无力者。

关于肩外展:Sturzenegger 等报告长头断裂者肩外展力量平均下降 8%。五例尸体肩研究提示肱二头肌两头均具有外展力矩臂;但目前尚无 EMG 研究在活体上验证外展时肱二头肌的活动。该尸体研究还提示长头可产生侧向旋转力矩;EMG 数据则显示外旋时无肱二头肌活动,但内旋时短头偶有活动。这些研究支持肱二头肌可能参与肩外展与旋转,但仍需进一步研究。

肩关节稳定化:许多作者将肱二头肌长头视为盂肱关节重要的动态稳定器(图 12.4),其肌腱近端几乎与冈上肌平行,可能通过挤压关节提供稳定。尸体研究提示肱二头肌在不同旋转下可同时防止前方与后方脱位,并在前后、上下方向稳定关节。然而 EMG 数据未能显示肱二头肌在防止肱骨向下移位上有活动,反映被试皆为正常肩关节。综合来看:尸体研究显示其稳定潜能,EMG 显示其在健康受试者中抵抗下移位时无活动;具体方向上的稳定作用仍需进一步研究,但其在其他稳定结构受损时可作为盂肱关节稳定器已有充分证据。

效应-无力:肱二头肌无力将丧失屈肘与旋后力量。Corner 等的个案报告描述肌皮神经孤立损伤致肱二头肌完全失神经的患者仍具"良好功能",但作者未给出"良好功能"的定义也未报告力量测量。整体上,肘关节屈肌数量充足,肱二头肌无力时功能损失有限但力量仍有实质下降;同样地,旋后力量会明显下降,但其损失由其他旋后肌部分补偿。肩屈曲力量损失微小,主要屈肩肌力量很大;但在肩袖病变背景下,肱二头肌力量下降可能加重盂肱关节不稳。

效应-紧张:肱二头肌紧张可限制肘伸展、前臂旋后甚至肩伸展的关节活动度(ROM)。作为双关节肌,其在一个关节上的紧张表现受另一关节位置影响。临床医师可通过改变肩位置与前臂位置来鉴别是肱二头肌紧张还是关节囊-韧带复合体紧张限制了肘伸 ROM。例如:若肱二头肌紧张限制伸肘,则屈肩会使其处于松弛状态而增大肘伸 ROM;前臂旋后会牵拉肱二头肌并可能减小肘伸 ROM(图 12.5)。最大拉伸位为肩伸、肘伸与前臂旋后同时存在;最大缩短位为肩肘屈曲伴前臂旋后。三者的不同组合可用于判断肱二头肌对肘屈曲挛缩的贡献(图 12.6)。

12.3 肱肌(Brachialis)

MUSCLE ACTION 表中"肘屈曲"为支持性证据。

肱肌为羽状肌,在远端肱骨上有广泛的附着(Muscle Attachment Box 12.2),其巨大附着面积表明该肌肉能产生显著力量。近端:肱骨掌侧远端 1/2 至 2/3 及内外侧肌间隔。远端:尺骨粗隆和冠突远端。神经支配:肌皮神经 C5、C6;桡神经有一小支支配少量肌纤维,可能仅为感觉输入。触诊:肱肌位于肱二头肌深部,可在肱二头肌肌腱两侧触到,屈肘伴前臂旋后时更易触诊(此时肱二头肌活动减少)。

由于肱肌为单关节肌(仅跨肘),其作用仅在肘部。其唯一作用为屈肘——这是被普遍接受且无争议的结论。肱肌止于尺骨,尺骨在前臂旋前旋后中几乎不动,因此肱肌在前臂位置变化时不参与旋前或旋后;其在肘和前臂任一位置下均几乎无旋前或旋后力矩臂。

效应-无力:肱肌无力导致所有前臂位置下肘屈曲力量下降。

效应-紧张:与肱二头肌不同,肱肌紧张引起的肘伸展 ROM 减小不随肩或前臂位置而改变(图 12.7)。其紧张所致屈曲挛缩与关节囊紧张相似——肩或前臂位置变化时无差异。临床上先通过改变肩位置将肱二头肌与肱肌紧张区分开来,然后通过 end-feel 区分肱肌与关节囊紧张:肌肉限制产生"橡胶样、有弹性"的终末感,关节囊限制产生"较硬、弹性较少"的终末感。当然两者也可能并存,例如慢性炎症伴随舒适性肘屈曲位时,关节囊与肱肌可能同时紧张。

12.4 肱桡肌(Brachioradialis)

MUSCLE ACTION 表中"肘屈曲、肘旋后、肘旋前"均列为支持性证据。

肱桡肌位于腕伸肌群浅层并与它们共享桡神经支配(Muscle Attachment Box 12.3)。近端:肱骨外上髁嵴近端 2/3 及外侧肌间隔前面。远端:桡骨远端外侧、茎突近端。神经支配:桡神经 C5、C6。触诊:前臂近端掌侧外侧面易于触诊,尤其在前臂中立位抗阻屈肘时。

其作为肘屈肌的作用几乎无争议。然而,其在前臂运动中的角色争议较大。计算机与仿真模型显示肱桡肌在肘旋后时具有旋前力矩臂、在肘旋前时具有旋后力矩臂;但解剖学研究显示其力矩臂非常小且个体差异显著。EMG 数据提示肱桡肌仅在重阻力下向中立位方向参与旋前或旋后,无阻力时不参与。

效应-无力:肱桡肌无力导致肘屈曲力量下降;在前臂向中立位运动时抗阻旋前与旋后力量也可能下降。

效应-紧张:肱桡肌紧张导致肘伸展 ROM 减小,并可能减小旋前旋后 ROM;但后者目前仅为推测,需细致研究证实。

12.5 旋前圆肌(Pronator Teres)

MUSCLE ACTION 表中"肘屈曲"和"肘旋前"为支持性证据。

旋前圆肌位置与腕浅屈肌同层(Muscle Attachment Box 12.4),但其作用仅在肘部和上尺桡关节。近端:肱骨头(较大)起自肱骨内上髁近端与腕浅屈肌的共同腱,附着于内侧肌间隔;尺骨头起自尺骨冠突。远端:两头汇合后止于桡骨中段外侧。神经支配:正中神经 C6、C7。触诊:旋前圆肌自内上髁斜向桡骨中段走行,在前臂掌侧可触及。

旋前圆肌屈肘的功能被普遍接受。其屈肘力矩臂较大(理论上可贡献屈肘力),但其在屈肘中具体的贡献条件仍不清楚。Basmajian 与 De Luca 报告旋前圆肌只在抗阻屈肘时被募集;但其他研究显示,即便在轻微阻力、前臂旋后位下亦有电活动。这种差异可能反映样本间正常变异或采集分析方法差异。但可以肯定的是:在至少某些条件下,健康人的旋前圆肌会参与屈肘。

旋前圆肌也参与前臂旋前。然而,与屈肘一样,前臂旋前还有旋前方肌等其他肌肉(第 15 章)。Bremer 等报告其旋前力矩臂在前臂中立位最大、几乎在最大旋后位时为零(与第 11 章描述的桡骨曲柄形状相关)。Basmajian 与 De Luca 报告旋前圆肌在旋前时被"保留",仅在抗阻或快速主动旋前时被募集;肘位置不影响其募集。然而,Kendall 用肘屈曲位来区分旋前圆肌与其他旋前肌的力量。

当肘极度屈曲时只剩旋前方肌独自完成最大屈肘(图 12.8)。虽然此时旋前圆肌的电活动未改变,但极屈肘位使其过于缩短并改变其力矩臂——即使电活动存在,也几乎无法产生有效旋前力。旋前圆肌表现出与肱二头肌(肩肘屈曲时)类似的主动不足。

效应-无力:旋前圆肌无力可同时导致肘屈曲与前臂旋前力量减弱;但其作用主要体现在抗阻情况下,因此单独无力可能仅在需要额外力量的活动中(如右手拧螺丝)显现。

效应-紧张:旋前圆肌紧张可致肘伸展与前臂旋后 ROM 减小。其为跨肱尺、肱桡(肘关节本身)以及上尺桡关节的"双关节肌"。肘伸与前臂旋后同时进行时旋前圆肌被最大拉伸。若紧张,旋后 ROM 在肘伸位最受限;屈肘时旋后 ROM 可增大(图 12.9)。这与肱二头肌类似,理解关节位置-肌肉长度关系有助于鉴别不同结构对关节 ROM 限制的贡献。

12.6 肘关节屈肌间的比较(Comparisons among the Elbow Flexors)

肘屈肌各自有独特的贡献。本节先比较其结构特征——生理横截面积(PCSA)、力矩臂和肌肉长度——再讨论 EMG 数据以理解各肌肉在肘功能中的角色。

PCSA 反映肌肉纤维的数量与大小,是潜在产力能力的指标。肱肌 PCSA 最大(约 5.5–8.0 cm²),肱二头肌次之(约 4.5 cm²),旋前圆肌紧随其后(约 4.0 cm²),肱桡肌最小(约 1.3 cm²)。除收缩力外,肌肉的力学输出还取决于力矩臂和肌肉长度。肱桡肌因止于桡骨远端而具有最大的力矩臂,肱二头肌次之,肱肌再次,旋前圆肌最小(图 12.10)。因此肱肌虽是最大的肘屈肌,但因力矩臂小而处于机械劣势。生物力学模型显示:当前臂中立时屈肘,肱肌与肱二头肌对屈肘力矩的贡献最大;其在整个屈伸范围内的相对贡献是变化的。

肘屈肌的力矩臂随关节角度变化显著,并在屈肘范围后半段达到最大。肱二头肌在 90°–110° 屈肘时达到最大力矩臂,肱肌约 90°,旋前圆肌约 75°,肱桡肌则在 100°–120° 之间达到最大(图 12.11)。各肌肉的力矩臂从完全伸直至完全屈曲可变化 30–85%。肌肉长度则随肘伸展而增大、随肘屈曲而减小(图 12.12)。根据长度-张力关系,肌肉被拉长时产力能力增强、被缩短时减弱。因此屈肘肌被拉长的伸肘位有利于产力,而其力矩臂在中段最大。综合两种效应,屈肘力量在屈肘 ROM 中段达到峰值(图 12.13、图 12.14);Williams 与 Stutzman、Knapik 等人的数据显示,等长屈肘力量在 90° 达到峰值;Knapik 等的另一项研究则报告女性在等长与等动收缩、男性在等动收缩中峰值在 70°,男性等长收缩峰值仍在 90°。总体可确定:屈肘力量峰值在 75°–90° 之间。

肌肉力矩臂长度和肌纤维长度也影响收缩产生的关节位移量(Ch.4):力矩臂短则相同缩短量产生大关节位移;力矩臂长则产生较小位移。因此肱肌的短力矩臂使其适合大位移屈肘;肱二头肌与肱桡肌的长纤维也有利于主动屈肘全程。综上,肱肌与肱二头肌最适合在肘上产生大的屈肌力矩;其结构也利于全 ROM 主动屈肘。理解肌肉潜在输出仍需分析其在肘运动中的募集模式。

EMG 数据:根据 Basmajian 与 De Luca 的经典研究,三大屈肌以精细协调方式行使各自独特角色;尽管健康人群行为存在显著差异。肱二头肌在前臂旋后位屈肘时几乎所有个体均被激活,与速度或阻力无关。前臂部分旋前时仅在抗阻下募集;完全旋前时即使抗阻也只部分激活。同样地,肱二头肌在肘屈曲位抗阻旋后时被激活;肘伸时只有剧烈抗阻旋后才会激活并常伴轻度屈肘。这些数据表明肱二头肌在屈肘与旋后同时进行时最活跃——这是其直接作用的运动。当其中一个动作不被期望时,可选择募集另一块对该动作精确的肌肉,或在通过其他肌肉稳定关节的同时部分抑制多作用肌肉。典型例子:抗阻屈肘伴旋前时,肱二头肌被募集但仅部分激活,以免其旋后作用干扰旋前位;肘伸位抗阻旋后时亦部分抑制肱二头肌以免其屈肘作用干扰伸肘。

相对地,肱肌在任何肘屈曲时均被激活,与前臂位置、阻力或运动速度无关。其附着于几乎不动的尺骨,因此不受前臂位置影响。肱肌 PCSA 最大、潜在产力大,且因短力矩臂能完成全范围屈肘。一致激活使其获得"肘屈曲的主力(workhorse)"之称。

肱桡肌在抗阻屈肘时被激活——特别是在部分旋前与完全旋前位;前臂旋后位也会激活。它在快速屈肘时也激活——这相对出人意料(因其力矩臂长)。一种假设认为其沿前臂长轴排列,可在快速屈肘时对肘关节提供对抗径向加速度 ar(图 12.15)的稳定力。旋前圆肌则仅在抗阻条件下被募集参与屈肘或旋前。

表 12.1 总结上述 EMG 数据:抗阻下前臂轻度旋前位屈肘时,肱二头肌、肱肌、肱桡肌电活动最强;Basmajian 与 De Luca 未单独报告中立位数据但与"中立位肘屈最强"的研究不矛盾;抗阻前臂旋前位屈肘时肱肌、肱桡肌均被激活,但肱二头肌仅部分激活——这与"前臂旋前位肘屈最弱"的观察一致。亲自做一次"前臂旋后 vs. 前臂旋前"引体向上可体会其差异(图 12.16)。

后续部分研究印证 Basmajian 与 De Luca 的结论:Stewart 等发现无论前臂位置如何肱肌均激活;Sergio 与 Ostry 等显示前臂旋前位屈肘时肱二头肌活动降低、肱桡肌活动升高;Allen 等指出肱二头肌最大募集时肱桡肌并未完全激活,提示肱桡肌作为额外力的"储备"。优秀赛艇运动员的部分旋前握力大于完全旋前握力(无直接 EMG 但具功能性证据),支持部分旋前位时肘屈肌募集更充分。

临床意义:因任何单一动作都无法孤立任一肘屈肌,故识别个别肘屈肌无力需要在多个前臂位置下测量屈肘力量并结合触诊(图 12.17)。肱二头肌单独无力在前臂旋后或中立位时影响最大,前臂旋前时影响较小;肱桡肌单独无力在前臂旋后时影响小、完全旋前时影响大;肱肌单独无力则在所有位置都下降,但可能在前臂旋前时最明显(此时肱二头肌作用小、代偿少)。同时测量肘屈曲位与伸展位下的旋后力量也有助于识别肱二头肌无力。

12.7 肘关节伸肌(ELBOW EXTENSORS)

肘关节的主要伸肌为肱三头肌和肘肌(图 12.18)。其他前臂肌也可能参与伸肘,但其主要作用在腕与手,留至第 15 章讨论。

12.8 肱三头肌(Triceps Brachii)

MUSCLE ACTION 表中"肘伸展"为支持性证据,"肩伸展、肩内收"证据不足。

肱三头肌构成上臂后侧全部肌肉块(Muscle Attachment Box 12.5)。近端:长头起于肩胛骨盂下结节,外侧头起于肱骨后面桡神经沟近端外侧,内侧头(三个头中最大)起于肱骨后面桡神经沟远端内侧;外、内侧头还分别附着于外、内侧肌间隔。远端:三头共同止于尺骨鹰嘴及前臂内/外侧深筋膜;内侧头还有纤维止于肘关节囊后面。神经支配:桡神经 C6、C7、C8。触诊:肱三头肌占据三角肌远端后方整个肌块,易于触诊。外侧头平行于三角肌后缘,在上臂外侧明显;其内侧为长头肌腹,可在前部三角肌下进入腋窝处辨识;内侧头在上臂远端内上髁附近触诊。

肱三头肌作为肘伸肌的角色无争议。其止于尺骨,因此与肱二头肌不同——对旋前旋后无影响。表面 EMG 数据显示三个头被分别募集,但健康人群中募集模式存在个体差异:一些研究显示内侧头更频繁地先募集,阻力增加时长头与外侧头激活;另有研究(结合表面和针电极)显示即使在低阻力下三头也类似募集。与肱肌类似,肱三头肌的 EMG 活动不受前臂位置影响。

生物力学分析显示:内侧头对伸肘力矩贡献大于外侧头,长头贡献不超过总伸肘力矩的 25%;长头 PCSA 不到整块肱三头肌的 1/3。

与屈肘相同,伸肘力量在关节中段最大。一些研究显示伸肘力矩峰值在 90° 屈肘位,另一些显示在 70°。差异可能源于测量方法、样本差异。肱三头肌的长度随屈肘角度增加而增加;其力矩臂在屈肘早期达峰并随后持续下降;力矩臂变化幅度小于任一肘屈肌。这可能是因为肱三头肌在鹰嘴周围的扩张附着使其在屈肘全程中至少一部分维持大力矩臂。

虽然肩伸作为长头功能被普遍接受,但文献证据不多。Happee 与 van der Helm 在肩部快速屈伸的数学模型中间接证明肱三头肌参与主动肩伸与肩快速屈曲时的制动作用,但目前尚无 EMG 数据识别其在肩运动中的激活条件。同样地,多个文献报告长头有内收肩作用,但缺乏确认证据;进一步研究仍需澄清其在肩部的角色。

效应-无力:肱三头肌无力显著影响伸肘力量。虽然其他肌肉略参与伸肘,但没有任何肌肉能产生像肱三头肌那样大的力量——失去肱三头肌几乎等于丧失伸肘力量。功能影响:直立位时前臂与手的重力使肘伸;提放物体需肘屈肌的向心/离心收缩;推物体或用上肢协助从椅子上站起则需肱三头肌主动收缩(图 12.19)。C6 四肢瘫痪者缺乏对肱三头肌(C7、C8)的主动控制,但仍有肘屈肌和肩肌控制,从而可行滑动转移。然而 Grover 等证明:约 25° 屈肘挛缩会使 C6 完全丧失肱三头肌力量的病人无法完成滑动转移,因此预防屈肘挛缩是该人群独立功能目标的关键之一。

效应-紧张:肱三头肌紧张限制肘屈 ROM 并可能减小肩抬高 ROM。第 11 章指出大多数日常活动可在约 100° 总肘屈曲行程内完成;肱三头肌明显紧张将严重影响日常功能——尤其是自理活动(如进食与卫生)。

12.9 肘肌(Anconeus)

MUSCLE ACTION 表中"肘伸展"为支持性证据,"尺骨侧偏"证据不足。

肘肌是位于肱三头肌稍远端的小、短肌肉(Muscle Attachment Box 12.6)。近端:肱骨外上髁后面及相邻关节囊。远端:尺骨鹰嘴外侧及近端后面。神经支配:桡神经 C6、C7、C8。触诊:肘肌位于肱三头肌远端外侧,需与附近的尺侧腕伸肌仔细区分。

肘肌作为肘伸肌协助肱三头肌的角色被广泛报告。Bozec 等的 EMG 数据支持其作为"真正伸肌",特别是在低伸肘力矩时。然而,肘肌的 PCSA 比肱三头肌小很多,其力矩臂也比肱三头肌小——止于尺骨鹰嘴的肱三头肌力矩臂更大。因此肘肌对伸肘的贡献有限且难以补偿肱三头肌损失。据估计它最多贡献总伸肘力矩的 10–15%;随伸肘肌活动增加,其相对贡献下降。

然而肘肌附着于肘关节囊后方这一点可解释其在主动伸肘中的另一作用:关节囊后方松弛以容纳大的屈曲 ROM,但这种松弛可能让一部分关节囊在伸展时被夹在鹰嘴与鹰嘴窝之间,造成疼痛(关节囊感觉神经丰富)。肘肌可能的作用是在主动伸展时将后方关节囊拉出受伤区。

肘肌在使尺骨侧偏上的角色仍有争议。前臂旋前经典上描述为桡骨绕固定的尺骨旋转;但当手在空间中保持固定时,旋前伴随尺骨轻度侧偏。某些作者认为肘肌在"如拧螺丝"等手需固定的旋前活动中贡献尺骨侧偏(外展)。EMG 研究显示旋前和旋后时肘肌均有活动——其在尺骨外展中的作用既未被证实也未被否定,需要进一步研究。

效应-无力:未见孤立肘肌无力的报告。由于肱三头肌仍是主要伸肘肌,肘肌无力可能对伸肘力量影响小,但可能损害伸展时防止后方关节囊受嵌压的能力,也可能损害"保持手在同位置时旋前"的能力——后两者仅为推测,需要更多研究与临床证据。

效应-紧张:孤立肘肌紧张不现实——导致其紧张的因素也会影响肱三头肌与邻近结构。因此紧张的实际效果以邻近结构为主。

12.10 旋后肌群与旋后肌(SUPINATOR MUSCLES / Supinator)

前臂的主要旋后肌为肱二头肌与旋后肌。其他前臂肌(第 15 章)也参与旋后,但其主要作用在腕与手。肱二头肌已在前文讨论,这里只介绍旋后肌。

MUSCLE ACTION 表中"肘旋后"为支持性证据。

旋后肌通常与桡神经支配的其他前臂肌一起介绍,此处因作用集中在上尺桡关节而单独列出(Muscle Attachment Box 12.7)。近端:肱骨外上髁以及关节囊外侧、环状韧带和尺骨的旋后肌窝与嵴。远端:桡骨近端 1/3 的外、前、后面。神经支配:可来自骨间后神经或桡神经主干(C6、C7 或 C5、C6)。触诊:旋后肌位于腕指伸肌深部,难以触及;在腕伸肌群保持松弛时,可在伸肌群后方尝试触诊。

旋后肌作为旋后肌的角色如其名所示,无争议。然而其与肱二头肌(另一重要旋后肌)的协调数据较少。Basmajian 与 De Luca 的 EMG 数据表明:旋后肌负责慢速无阻力旋后,与肘位置无关;肱二头肌在抗阻旋后前一直被"保留"。在肘伸展下旋后时旋后肌尤其重要——此时肱二头肌被抑制。同时肘位置对旋后肌力矩臂影响小,而肘伸可显著降低肱二头肌的旋后力矩臂。

临床意义:旋后肌的标准 MMT 位置有两种——肘伸位与肘/肩屈位(图 12.23)。EMG 数据表明:肘伸位时肱二头肌被抑制,加之肘伸位减小其旋后力矩臂,因此该位旋后主要反映旋后肌;但若剧烈抗阻,肱二头肌仍可能激活并伴轻度屈肘。肘/肩屈位时肱二头肌被募集但几乎处于最大缩短位,收缩力大幅减小——此时测得的旋后力也主要是旋后肌的贡献。两种测试各有适用情境,关键在于理解影响结果的因素。

效应-无力:旋后肌无力使旋后力量下降。若肱二头肌完好,仍保留大量旋后力量;但强力旋后与肘伸位旋后的能力受损。

效应-紧张:孤立旋后肌紧张可能性小,但可与肱二头肌一起紧张。通过"双关节肌原理"区分两者:肩位置影响肱二头肌长度,进而改变其在肘部紧张表现;肩位置对旋后肌长度无影响。

12.11 肘关节屈伸力量的比较(COMPARISONS OF THE STRENGTH OF ELBOW FLEXION AND EXTENSION)

评估肘肌无力的功能意义需要理解肌群间相对强度。已有研究报告了屈肌群或伸肌群强度,仅少数直接比较健康肘的屈伸强度[5,16,26]。不同研究使用不同单位难以直接比较;表 12.2 列出 90° 屈肘下的等长强度值。Askew 等报告 104 例男女对象平均等长伸肘力量为屈肘力量的 61%;Knapik 与 Ramos 在 352 例男性中报告伸肘约等于屈肘的 82%。Gallagher 等虽未直接比较,但在不同速度下向心等动收缩中屈肘力量始终大于伸肘。综合来看:肘屈力大于伸力[30]。

男性在任一收缩模式下屈伸力量均显著大于女性[5,16,27,42]。屈伸力量似乎随年龄下降。优势手侧屈肘力量有小幅但显著增加[5,16];伸肘力量在优势手侧的影响研究结果不一致(一项报告小幅增加[5],另一项未发现影响[16])。

虽然数据零散且难以直接对比,但下列初步规律浮现:肘屈力大于伸力、男性大于女性、随年龄下降、左右差异可能仅因手优势小幅解释。临床医师可据此为患者强度测量提供参考,但仍需更大样本研究以确认这些初步规律及其他影响因素。

12.12 总结(SUMMARY)

本章回顾了肘关节主要肌肉在功能与功能障碍中的角色。所包含的肌肉为那些止于前臂、对远端腕部无作用的肌肉。每块肌肉单独讨论,以检视其对肘部运动的特定贡献以及病理运动行为。EMG 数据用于检视肘关节肌肉间的协调及功能如何在肌肉间分配。第 4 章肌肉力学原理用于解释各肌肉的独立角色及临床检查时如何孤立每块肌肉。

肱肌与肱二头肌产生最大的肘屈力矩;三大主要肘屈肌均具备结构以适应肘全程主动活动。肱三头肌的内侧头与外侧头产生最大的肘伸力矩。旋前圆肌与旋后肌可通过将被试肘关节置于使其他肌肉无效的位置来单独测试。其他腕部肌肉也影响肘关节——其对腕与肘的影响将在第 15 章讨论。在下一章,前一章与本章所讨论的关节结构与肌肉性能问题将结合起来,分析它们对肘关节在活动中所承受力以及肘部肌肉所承受负荷的联合效应。

本章个人批注

本章最大的"看不见的结构"是 EMG 数据与生物力学模型之间的张力。尸体研究、力矩臂测量、模型预测给出的是肌肉的"潜能"(can do),而 EMG 数据反映的是健康人在正常任务下的"实际表现"(does do)。肱二头肌长头的盂肱关节稳定作用是最典型的例子:尸体研究能展示这种潜能,但 EMG 在正常肩中几乎找不到对应活动;临床只能从"其他稳定结构受损时仍有保护作用"反推其价值。类似地,肘肌对后方关节囊嵌压的"保护"也只是基于其附着的几何学推断,缺少直接 EMG 或动态成像证据。

另一条贯穿本章的线索是双关节肌的诊断学价值。肱二头肌、旋前圆肌、肱三头肌长头都是双关节肌,而肱肌与肱桡肌是单关节肌。紧张诊断(如"肘屈曲挛缩的来源是关节囊、肱二头肌还是肱肌?")就建立在这层差异上——改变远端关节位置让双关节肌长度变化,根据 ROM 改变的方向即可定位紧张来源。这种"用位置变化找结构来源"的方法比单纯靠 end-feel 更具说服力。

本章也反复出现一个临床悖论:最强的肌肉不是产力最大的肌肉。PCSA(产力潜能)排序是肱肌 > 肱二头肌 > 旋前圆肌 > 肱桡肌;但力矩臂排序是肱桡肌 > 肱二头肌 > 肱肌 > 旋前圆肌。两个排序不一致的结果是"主要屈肘肌"在功能层面是肱肌与肱二头肌的组合——前者靠大小、后者靠力矩臂。在临床决策上,这提示单一指标(PCSA 或力矩臂)都不能决定肌肉的实际功能贡献。

最后一个细节值得记下来:肘屈伸力量比在不同研究中差异巨大(61% vs. 82%),原因之一是测量技术、样本年龄与性别比例不同。这说明 Oatis 给出的"大致规律"是临床参考值而非绝对阈值——实际患者评估仍需考虑个体基线。

与上下章的衔接(一段话)

第 11 章奠定了肘关节的骨骼与关节结构基础——肱尺、肱桡、上尺桡三大关节及其韧带限制。本章直接承接:既然骨与关节已搭好,肌肉就是让这些关节产生受控运动的主体。本章的核心结构是"按功能群组织"(屈肌群 → 伸肌群 → 旋后肌),而不是像第 9 章肩关节那样按解剖区域(肩袖、肩胛胸壁等)组织——这反映了肘关节运动在自由度上的简化与功能上的专一。第 13 章将把本章与第 11 章的肌肉力学与关节结构合在一起,分析在推物、支撑、提物等日常活动中肘关节所承受的合力以及各肌肉所承受的负荷——即把"谁在动"过渡到"动起来后关节受力多大"。本章的力矩臂、PCSA、EMG 数据都为第 13 章的力学分析提供输入参数。