第 17 章：手部特殊结缔组织的力学与病理力学（Mechanics and Pathomechanics of the Special Connective Tissues in the Hand）
17.1 手部体表标志（LANDMARKS WITHIN THE HAND）
皮肤褶痕（skin crease）沿其下肌肉的牵拉方向之垂直方向形成。手部掌侧的皮肤褶痕绝大多数呈桡尺方向（即横向），个体差异很小、无手部病理时基本恒定（图 17.1）。从近端向远端观察手掌表面可识别以下褶痕：腕部 1–3 道褶痕；鱼际隆起基底部的一道褶痕；远端掌褶（distal palmar crease）；各指基底部一对褶痕；拇指基底部一道褶痕；各手指近侧指间关节（PIP）的一对褶痕；各手指远侧指间关节（DIP）及拇指指间关节（IP）的一道单褶。腕部最近侧褶痕位于桡腕关节的近侧；中间褶痕恰经过桡腕关节间隙；远端褶痕则恰位于关节线的远侧。这些褶痕为定位桡腕关节线提供了可靠标志。远端掌褶恰位于中、环、小指掌指关节（MCP）的近侧，各指基底部的褶痕则恰位于 MCP 的远侧，故 MCP 的触诊在远端掌褶与指基底部褶痕之间进行。手指与拇指的褶痕位于其下关节的正上方或略偏近侧。手指背侧也有褶痕，大致位于手指 MCP、PIP 与 DIP 关节之上（图 17.2）。
17.2 手部的结缔组织（CONNECTIVE TISSUE IN THE HAND）
手掌背侧肿胀更易显现的根本原因在于手部独特的结缔组织结构。手部这些特殊的结缔组织包括：掌腱膜（palmar aponeuroses）；腕与指的韧带支持带 / 滑车系统（retinacular, or pulley, systems）；腱鞘（tendon sheaths）；以及在各指中将屈、伸肌腱装置锚定于指骨的特殊韧带。每一类结构各有不同功能，下面分别描述。
17.2.1 掌腱膜（Palmar Aponeuroses）
手掌有两层腱膜——浅层与深层。浅层掌腱膜分为三部分：鱼际腱膜（thenar）、小鱼际腱膜（hypothenar）与中掌腱膜（midpalmar aponeuroses）（图 17.3）。这些腱膜片向上发出纤维性"触手"伸入其上的皮肤，从而为抓握活动提供必要的皮肤稳定——拉绳或拧开瓶盖要求手掌皮肤保持固定于其下的手部组织，否则手就会像脚在过大靴子里那样在皮肤里滑动。掌侧没有这些腱—皮连结，而背侧则缺乏这类连结使皮肤可自由滑动。这种背侧腱—皮连结的缺如正是手背更易积聚肿胀的结构性原因。
除垂直走向皮肤的纤维外，浅层中掌腱膜内还含有横向与纵向走行的纤维向手指延伸。这些纤维大多止于指蹼，部分纤维则继续进入手指并与指筋膜（digital fascia）相延续。临床上，浅层中掌腱膜在一些个体（尤以 50 岁以上男性）中发生进行性纤维化改变，称为 Dupuytren 挛缩：可触及的掌筋膜增厚伴尺侧两指的进行性屈曲挛缩（图 17.4）。中掌腱膜向手指的远端延续解释了手指进行性屈曲的发生。
深层掌腱膜位于掌骨与掌侧骨间肌的紧前方。深浅两层掌腱膜之间有筋膜延伸相连，构成手掌内的若干筋膜间隙（compartment）（图 17.5）：分别容纳各指的指浅、深屈肌腱；为蚓状肌及各指的神经血管束（neurovascular bundle）形成单独的间隙。如此每指的相关结构在向手指走行途中都稳定在其各自的筋膜隧道内。掌腱膜的功能可总结为：把皮肤锚定于手以防抓握时打滑；保护其下肌肉、神经与血管；并形成隧道以稳定这些结构通过手掌。与之对比，伸肌腱只在跨越腕部时被分隔为若干间隙，而在手背的深、浅筋膜鞘之间相对自由地滑动。手指也具备筋膜间隙容纳每指桡、尺侧的神经血管束并与皮肤形成纤维连结（包括掌腱膜的延伸以及 PIP、DIP 关节处的特化支持结构），其稳定功能与掌腱膜相同——防止神经血管束移位及抓握时皮肤滑移。
17.2.2 韧带支持带 / 滑车系统（Retinacular, or Pulley, Systems）
全身的支持带（retinaculum）都起到把肌腱固定于原位的作用；它们出现在关节运动或肌腱张力会使肌腱相对关节发生移位的部位。在腕部，屈腕使屈肌腱向腕掌侧凸出；同样，伸腕时伸肌腱向腕背侧远离。屈、伸支持带将肌腱束缚于腕部，限制它们相对关节的弓起（bulging away），从而使每块肌肉的力臂保持相对恒定。肌腱远离关节的运动称为弓弦效应（bowstringing），因肌腱被拉伸离开关节与肢体就像弓上的弦（图 17.6）。弓弦化的危险之一是肌腱更突出、更易受伤，这在腕与手指尤为突出——因突出的肌腱更可能被挤压或割裂；手掌中屈肌腱一旦弓弦化还会干扰手与物体在紧握时的稳定接触。
弓弦化会改变肌肉的力学：力臂增大，肌肉产生力矩的能力提高；这种力学优势表现为允许屈指时所需力减小。然而，力臂较大的肌肉必须比力臂较小的肌肉缩短更多才能产生相同的角位移（参见第 4 章）。弓弦化使力臂增大的肌肉在收缩时必须缩短更多才能产生相同的关节角位移，因而很可能表现出主动不足（active insufficiency）——即肌肉不能充分收缩以使关节走完全部活动范围。
腕部的支持带系统 腕部的腕横韧带（transverse carpal ligament, TCL），即屈肌支持带（flexor retinaculum），用于稳定腕弓及穿过腕掌侧腕管（carpal tunnel）的肌腱。屈腕时这些肌腱向掌侧滑动，TCL 防止过度掌侧滑动。腕管综合征（carpal tunnel syndrome）的外科治疗有时会切断 TCL 以期缓解腕管内正中神经所受压力。完全切断后屈肌腱在收缩时可向掌侧迁移或在腕管内弓弦化，从而使其收缩效率下降。切断 TCL 后，产生既定捏力所需的肌力下降，这与肌腱弓弦化后力臂增大相一致；但研究亦报道屈指肌需增加 16–26% 的缩短量才能使手指完成同样的位移。尽管 TCL 切开后屈指肌的力臂增大，许多患者仍表现出握力与捏力的下降。这种力量下降可能源自弓弦化所致的主动不足。
指部的支持带系统 手指的屈肌腱也具备一整套支持带（滑车）系统，于掌侧沿指全长稳定肌腱（图 17.8）。该系统由纤维带组成，附着于 MCP、PIP、DIP 关节的掌板（volar plate）或指骨上。其中部分纤维带环绕屈肌腱，如上桡尺关节的环状韧带环绕桡骨一样。五条沿指周走行的纤维带称为环状韧带（annular ligaments），自近向远依次编号 1–5。三对交叉韧带（cruciate pulleys）位于近节与中节指骨的掌侧。尽管图 17.8 显示了典型排列，但人群中存在正常变异。这些滑车对手指屈肌腱的功能至关重要：研究表明环状韧带 A2 与 A4 对指深屈肌（flexor digitorum profundus）的功能尤为关键；A3 对指浅屈肌（flexor digitorum superficialis）功能重要。除了影响肌肉屈指位移的效率外，手指 A1 滑车还在屈肌腱跨越 MCP 关节时提供重要的桡尺向稳定力。拇指亦有一套环状与交叉韧带以稳定拇长屈肌（flexor pollicis longus）的肌腱。
伸指肌腱（extensor digitorum）在跨越手指 MCP 关节时由相对简单的支持带稳定。这些肌腱由矢状带（sagittal bands）固定，矢状带自伸肌腱连至关节掌侧的掌板（图 17.9）。矢状带在桡尺方向稳定肌腱，防止其向指的两侧脱位。
17.2.3 腱鞘（Tendon Sheaths）
腕与指的肌腱均包在滑膜鞘内。桡侧三指屈肌腱在腕部、掌部及指部各有独立的鞘（图 17.10），而小指屈肌腱的鞘与掌部鞘相延续。伸肌腱仅在腕部被鞘包裹。这些鞘减小了肌腱在腕与指上滑动的摩擦。减小摩擦至关重要——因为手指运动全范围内屈指肌腱滑动可达数厘米。
滑膜鞘在手指屈肌腱的营养中也起重要作用。这些肌腱有三条血管来源：(a) 自肌肉经肌腱—肌肉交界处向远端走行的血管；(b) 自远端骨附着处向近端走行的血管；(c) 通过细小脆弱的腱纽（vinculae）进入肌腱背侧的血管。三条来源使肌腱某些区段相对远离血供。这些区段的营养（特别是这些部位）依靠跨滑膜鞘的扩散，类似关节软骨营养机制。外科医生把手指屈肌腱位于其指鞘内的区域称为 Zone II，历史上称为"无人之地"（"no man's land"），因为过去认为在该区对指深、浅屈肌腱的一期修复不易成功，营养脆弱且易发生粘连与瘢痕；该区内肌腱断裂很容易撕裂附近的腱纽，使已经脆弱的血供进一步受损。过去几十年的仔细研究与临床试验已经证明该区内一期肌腱修复不仅可行，而且优于肌腱移植替代方案；然而这种修复的成功很大程度上取决于术后康复——认识到滑液扩散通过腱鞘为肌腱提供营养促成了术后早期活动疗法的应用。早期活动有助于用滑液"浸润"肌腱并减少粘连的形成；但早期活动也带来已修复肌腱断裂的风险，临床医师必须避免愈合早期对肌腱施加过度的主动或被动张力。
滑膜鞘本身的病变也可造成常见的手指功能损害。鞘内感染可源于手部穿刺伤等创伤，可致屈肌腱血供受损、坏死以及鞘内粘连。作为滑膜组织，腱鞘也易罹患类风湿关节炎等炎症性疾病。鞘与纤维隧道内的过度摩擦也可能促成过用综合征与炎症。腱鞘复合体易因疾病、过用或创伤发生炎症；滑膜可表现出炎症的全部基本体征包括肿胀。当鞘在由滑车系统形成的相对坚硬的纤维隧道内肿胀时，肿胀会压迫被包裹的肌腱。肌腱受压可影响其血供并导致肌腱肿胀。屈指时增厚的滑膜鞘被向近端牵拉穿过指的滑车；增厚常可在掌部 MCP 关节紧近侧被触及。伸指时增厚必须重新进入纤维隧道，但肿胀的肌腱或鞘难以挤回狭窄的通道中（图 17.13）。伸指被阻，患者报告"手指被卡住"；施加额外伸指力后增厚部分突然滑入隧道，手指得以伸直。这种运动阻碍可在屈或伸两个方向出现——因为增厚部分可在任一滑车处通过，其突然释放的感觉使手指表现得像"扳机"，故称"扳机指"（trigger finger）。
17.2.4 手指屈伸装置的锚定结构（Structures That Anchor the Flexor and Extensor Apparatus of the Fingers）
手指屈肌腱由前述滑膜鞘与纤维滑车紧紧束缚于各指。伸肌腱在 MCP 关节处则部分由骨间肌与蚓状肌交汇形成的伸指腱帽装置（extensor hood mechanism）所稳定；该装置还有许多别称——伸肌装置（extensor mechanism）、伸肌扩张部（extensor expansion）、背侧腱帽（dorsal hood）（图 17.14）。伸指肌（extensor digitorum）的远端附着由止于中节指骨的中束（central tendon）与止于远节指骨的侧束（lateral bands）组成，构成伸腱帽的"骨架"（参见第 15 章）。指固有肌的远端附着扩展为一片纤维鞘，包绕伸指肌腱，在指节背侧形成纤维覆盖。类似的纤维扩展来自拇指的固有肌，在拇指指节背侧形成纤维扩张并与拇长伸肌、拇短伸肌腱融合。
仔细观察每指可发现更多软组织结构参与稳定沿指全长走行的屈肌腱与伸腱帽装置。这些附加结构在维持屈、伸肌群平衡中起整合作用，同时也参与常见手部结构畸形的发生。MCP 关节水平的手指横截面显示许多跨关节结构的相互连结（图 17.15）：伸指肌的矢状带、屈肌腱鞘、侧副韧带（collateral ligaments）均与掌板（volar plate）及掌骨间横韧带（transverse intermetacarpal ligaments）汇合于此连结处。屈、伸肌群在 PIP 关节处也通过斜支持带与横支持带（oblique and transverse retinacular ligaments）相连，这些韧带从掌侧的屈肌鞘走向指背侧的伸腱扩张部（图 17.16）。这些韧带将伸腱帽的侧束悬挂于指背侧的外侧面上。如此，屈、伸肌群实际上在指全长的大部分彼此相连。
这些连结不仅帮助肌腱沿指周向稳定，也有助于指内相反力量的整体平衡。这种平衡缺失时其重要性最为明显——类风湿性关节炎患者中典型的天鹅颈（swan neck）与纽扣指（boutonniere）畸形即生动展示了涉及指屈伸平衡结构病变的影响。两者均由任一指的 PIP 关节滑膜炎所诱发。纽扣指畸形特征为指 PIP 屈曲伴 DIP 关节过伸（图 17.17）：该畸形中 PIP 关节肿胀（源于关节滑膜炎症）主要位于关节背侧，使伸指肌腱（尤其是中束及连接侧束的纤维片）长时间受牵张；持续肿胀使这些结构被拉伸。侧束随拉伸逐渐滑向指掌侧。当侧束滑过关节屈伸轴的掌侧后开始对关节施加屈曲力矩（图 17.18）；由此产生的 PIP 屈曲进一步拉伸中束并最终使其断裂。PIP 关节像纽扣穿过纽孔一样从伸腱帽中突出，故得此名。同时侧束的掌侧移位使完整的伸肌腱在 DIP 关节的伸指拉力增大，该关节出现过伸。天鹅颈畸形的机制正好相反：特征为指 PIP 过伸伴 DIP 屈曲（图 17.19）。该畸形中 PIP 肿胀更多影响 PIP 关节囊的两侧；该区域的持续肿胀使关节囊外侧及支持带长时间受牵张。所致的关节囊与支持带松弛使伸腱帽的侧束向背侧迁移，增大了它们在 PIP 关节的伸直力矩（图 17.20）；增加的伸直力矩将 PIP 关节拉入过伸，进而拉伸指深屈肌腱，指深屈肌腱的回应是把 DIP 关节拉入屈曲。天鹅颈畸形常与另一种典型手畸形——手指在 MCP 关节的尺偏（ulnar drift）——相关；尺偏也是手指屈伸机制失衡的结果，但因为手指所受外载荷是重要参与因素，这一畸形将在第 19 章"手指与拇指在活动中的受力"背景下讨论。
17.3 总结（SUMMARY）
本章介绍了对手部力学起关键贡献的特殊结缔组织结构。这些结构发挥若干作用：稳定皮肤、肌肉与神经血管束；保护其下结构；并参与屈、伸装置之间的平衡。许多常见的手部畸形与关节损害源于这些结缔组织结构的中断。屈、伸机制之间平衡的丧失促成了类风湿性关节炎患者中典型的畸形。另一对手内部平衡维持至关重要的系统是手固有肌群——它们将在下一章中介绍。
本章个人批注
第 17 章是 Oatis 把"骨的力学（前 14 章）"和"肌的力学（第 15 章）"延伸到"手部结构"的桥梁章。从内容上看，本章的本质是讲三件事：(1) 手掌的皮肤如何被固定（掌腱膜与皮肤的纤维连结）——解释了为什么手背比手掌更易肿胀；(2) 屈/伸肌腱如何被约束在腕管内、沿手指全长被滑车系统稳定——解释了 TCL 切断术后虽然力臂变大却常出现握力下降的悖论（弓弦化 → 力臂↑ → 力学优势↑，但同时主动不足 ↑ → 总握力反而↓）；(3) 屈伸装置之间的侧副韧带、矢状带、斜/横支持带如何在 MCP 与 PIP 层面把"屈"和"伸"在物理上连结起来——这一连结的缺失直接导致天鹅颈和纽扣指这两种经典手畸形。值得记的力学事实：手指屈肌腱每 cm 滑动的摩擦代价通过滑膜鞘降至最低；指屈肌腱的三条血供（肌腹、远端骨、腱纽）解释了为何 Zone II 历史上被称为"无人之地"——血供最脆弱，粘连最易形成。"扳机指"是鞘/肌腱增厚与纤维隧道刚度之间不匹配的力学表现——本质上是体积-压力关系在一维通道上的失效。从方法学上看，本章与第 16 章的差别值得注意：第 16 章用 2D 自由体图量化"力"，本章则基本是定性的解剖-力学叙述，没有 Box-式计算——这反映了"手部小关节"的复杂性，每根手指有 4 个滑车、3 对交叉韧带、伸腱帽、屈伸装置的多种连结，要把所有这些全部写成方程并不现实。
与上下章的衔接（一段话）
本章位于第 16 章（腕部受力分析）之后、第 18 章（手固有肌）之前。第 16 章用简化 2D 模型与复杂模型量化了腕部在抓握、承重与冲击活动中所承受的载荷，本章则把视角从"载荷"转向"承受这些载荷的结构"——具体是掌腱膜、屈伸支持带/滑车、腱鞘以及屈伸装置之间的侧副连结。第 16 章的结尾段已明确预告了本章与下一章的关系："本章完成了对腕部的讨论。然而手的功能在很大程度上依赖于前臂的肌肉与腕关节的完整性。以下三章考察前臂结构与手内特殊结构与肌肉之间的相互作用，正是这些相互作用对手功能的力学与病理力学作出了贡献"——本章正是该三章中的第一章，专注于"特殊结缔组织"；下一章将转向控制这些结构的手固有肌（蚓状肌、骨间肌、拇短展肌等），并在第 19 章把所有这些结构（结缔组织 + 固有肌 + 前臂外在肌）与第 16 章所讨论的载荷综合起来，解释尺偏等需要把"内力"和"外力"同时考虑才能理解的复杂畸形。