指关节运动学

四、指关节运动学（一）指关节的组成和运动方向（二）指关节的功能解剖（三）指关节的生物力学内容提要教学基本要求1．掌握指关节的功能解剖、适于抓握功能的模式2．熟悉指关节组成和运动方向、指关节的运动范围、手的稳定性和控制3．了解一个抓握模式的分析重点和难点•重点：指关节的功能解剖、适于抓握功能的模式、指关节运动方向、指关节的运动范围、手的稳定性和控制•难点：对抓握模式的分析（一）指关节的组成和运动方向1．指关节的组成指关节由各指相邻两节指骨底和滑车构成，共9个。第2～5指，每指都有二个指骨间关节，分别称近侧和远侧指骨间关节。拇指仅有二节指骨所以只有一个指骨间关节。2．指关节的运动方向指关节是典型滑车关节。关节面近似球窝状关节，关节囊松弛，没有回旋活动的肌，加之受两侧韧带限制，故不能做旋转运动，只能做屈伸、内收外展和环转运动。（二）指关节的功能解剖1．骨指骨是长骨，每节指骨分底、体、小头三部。拇指分为近、远节指骨，2～5指为近、中、远节指骨。近节指骨底为卵圆形凹陷的关节面，与掌骨小头相关节，远侧的头呈双髁状，其间有髁间凹陷。中节指骨和远节指骨基底的关节面类似于近节指骨。2．关节（1）掌指关节共五个，由掌骨头和近节指骨底构成。近节指骨基底部关节软骨形成掌板，两侧有内外侧副韧带加强。当握拳时，掌指关节最稳固。拇指掌面有两籽骨，当拇指精细捏挟时，籽骨作用使拇指产生动力性旋转。（2）指骨间关节为屈戍关节，仅有一个自由度。指骨间关节有相似于掌指关节的掌板机制并带有附加的控制韧带，能过伸防止指关节的过伸；指关节的运动与掌指关节密切相关。3．肌与肌腱外来肌指浅屈肌腱：第2-5中节指骨指伸屈肌腱：第2-5远节指骨拇长屈肌腱：拇指远节指骨底拇长展肌腱：第一掌骨底拇短伸肌腱：拇指近节指骨拇长伸肌腱：拇指远节指骨指伸肌腱：2-5指中远节指骨底背面小指伸肌腱：小指中远节指骨底背面固有肌外侧群：鱼际。拇短展肌、拇短屈肌、拇对掌肌、拇收肌内侧群又名小鱼际。小指展肌、小指短屈肌、小指对掌肌中间群4块蚓状肌：2-5指骨近节背面和伸肌腱-屈掌和伸指3块骨间掌侧肌：2、4、5指近节指骨-屈掌和内收4块骨间背侧肌：2、3、4指近节指骨-屈掌和外展伸指装置肌腱系统是一个腱系统，包括指伸肌腱、蚓状肌、骨间肌、大小鱼际肌的腱及筋膜和韧带的支持带系统。4．皮肤、筋膜、韧带、血管和神经（1）浅层结构又称指髓，位于各指远节指骨远侧4/5的皮肤和骨膜之间，有纤维隔连于皮肤和指深屈肌腱末端，将指腹的脂肪分成小叶，形成密闭的指髓间隙，内有丰富的脂肪、血管和神经末梢。指髓间隙（2）深层结构掌筋膜挛缩（3）手掌的血管、淋巴管和皮神经它是腱纤维鞘在不同部位增厚所形成的。是一系列不同宽度、厚度和形态的致密结缔组织束；其主要作用是约束指屈肌腱，防止形成弓弦畸形，从而充分发挥指屈肌腱的屈指功能。（4）指屈肌腱鞘滑车系统五个环形滑车（A1-A5），四个交叉滑车（C0-C3）一个掌腱膜滑车（PA）1．指关节的运动范围（1）拇指：在腕掌关节水平，大拇指掌骨的底与大多角骨形成了一个鞍状关节。这个结构允许大拇指掌骨在手掌方向从手的平面通过一个圆锥形的空间伸展有一个大的运动范围。功能上，拇指最重要的运动是对掌，在腕掌关节伴随着旋转的外展移动大拇指向小指尖。掌指关节和指骨间关节屈带动拇指靠近指尖。（三）指关节的生物力学•大拇指的掌指关节类似于其它手指。从0°位置屈的范围在不同人之间变化很大。从小的30°到大的90°。从0°位置过伸大约15°2、3掌骨连接着小多角骨和头状骨，相互之间被基本上不动的合适的关节紧密连接。结果这些掌骨和腕骨组成了手的“不动单位”。4、5掌骨和钩骨之间的连接允许一个适度的运动量：在第四个腕掌关节处屈伸10°～15°，在第五个腕掌关节屈伸20°～30°。这些掌骨有限的手掌位移或下降都可能发生。这些运动允许手呈杯状，对于抓握也是基本的。（2）其它手指手指三个关节从中立位置屈，在这个中立位置，伸展的手指在手背和腕的平面内，A.掌指关节平均屈70°～90°。B.在近端指骨间关节屈，平均100°或更多。C.在远端指骨间关节屈，平均90°。2．手的稳定性和控制（1）外来肌和固有肌的协调活动允许掌指联合体的控制（2）伸肌群的背部腱联合体对指骨间关节的控制（3）屈肌腱鞘滑车系统便于关节的光滑和稳定性（4）掌指关节的多骨性和韧带的不对称性使手具有多种功能（5）指骨间关节的稳定性来自于他们关节面的轮廓和特殊的韧带限制近侧指骨间关节弯曲-手指可能触摸到腕横纹远侧指骨间关节弯曲-指面对指面、指尖对指尖掐捏3．适于抓握功能的模式手的抓握功能指物体被抓后部分或整个的包在手里。正常手的易于抓握运动的两个不同模式是：有力握和精细握。有力握是手指在三个关节弯曲时进行的有力的动作，物体握在手指和手掌间。精细握包括在一个精确控制方式中拇指和手指屈肌之间对小物体的控制。A、一个典型的用力抓握B、一个典型的精细抓握（1）、拇指位置不同。在有力握中，拇指内收；在精细握中，拇指外展。（2）、手和前臂关节不同。有力握中，手通常向尺侧偏移，拇指长轴与前臂长轴一致；精细握中，手位于桡侧偏移与尺侧偏移之间，腕明显背屈。腕位置变化增加操作范围。手指通常在半屈位，拇指外展且相对。某些易于抓的运动包括了有力握和精细握手的功能用于旋开关紧的盖子的两个基本模式。A．当运动开始，右手呈现用力抓握姿势B．当盖子松动时，手呈现精确姿势完成旋开的最后阶段。精细握变量经常用于“动力三脚架”，其中拇指、示指、和中指在紧密配合精细握物体的工作中有一个动态的动作，而示指和小指主要用于支撑和静态控制。“动力三脚架”精确抓握的一种类型。这种功能的结构用剪刀和铅笔来举例说明更精细的动作是拇指和食指掐捏一个小的物体。这种动作通常被分为尖捏、掌捏、侧捏和指面捏，这依赖于触摸物体时手指接触的部位。精确抓握中小物体被拇指和食指之间掐捏例子A指尖掐捏B掌面掐捏C侧面掐捏D指面掐捏当在一个有力握占优势的动作中要求精确的因素，比如篱笆抓握，拇指内收和圆柱体的长轴呈一条直线，以致于通过姿势的小的调节，能够控制力作用的方向。几乎所有有力握和精细握都要求力量和精确。在有力握中精确因素反映在拇指的姿势中。当对精确的要求最小或根本不需要时，拇指被包在中指的上面完全执行增强的机制。如砸煤锤子的抓握，是抓握功能最自然的形式，拇指被完全占用，用以增强手指加紧的动作。另一个空手的例子是握拳4．一个抓握模式的分析A．拿四块砖的两种方法B．对任一方法拇指指骨间关节的自由体图C．静态平衡中拇指指骨间关节受力的力三角形第一种方法是：一只手在拇指和其它手指之间拿两块砖。第二种方法是：用两只手平着拿四块砖。对两种方法进行拇指的指间关节之间上力的自由体分析。在图所示的一个拇指指骨间关节的自由体示意图中，我们假设：力W，外力，与末端指骨中线垂直。因此它关于指骨间关节转动中心的力臂（b）约1mm。深层屈肌力（F）的力臂，通过它的肌腱，是0.5cm。砖和皮肤之间的摩擦系数等于1，被忽略。力F等于一个或多块砖的重量，这依赖于所用的方法。对于拇指指骨间关节处于完全平衡的情况，所受合外力矩和为零，所受合外力为零。ΣM=0F*0.5-W*1.0=0F=2W因为W和F的作用点、方向和大小是已知的，J，指骨间关节反作用力能够通过作一个力的三角形或算术方法得到：ΣF=0J2=W2+F2=W2+（2W）2=5W2J2=5*W2在第一种方法中，负荷在拇指（作为一个单位）和其余四指（作为一个单位）之间平均分配，因此，W=B（一个砖的重量）。J2=5*W2J=2.24W=2.24BF=2B在第二种方法中，负荷在所有五指和两只手中平均分配。因此：W=2B/5J=5*（2B/5）=0.9BF=4B/5=0.8B因此，当用第一种方法时，指骨间关节的反作用力和深层屈肌肌力比用第二种方法多大约2.5倍。