肩锁关节损伤研究进展
李宏键
前言
肩锁关节(acromioclavicular joint,AC)是组成肩部复合结构中的唯的一个动关节,和胸锁关节共同将上肢与中轴的骨架相连接。肩锁关节损伤在运动员中比较常见,特别在需要上肢上举过头的运动和身体接触的男性运动员中有明显的发病率,例如曲棍球、美式或者英式橄榄球。Webb 和Bannister1报道在一流的橄榄球员中肩锁关节损伤的发生率45并且大部分保守治疗即可。Randall2 报道在美式足球运动员中每年肩锁关节损伤的发病率为秋季训练0.07℅,赛季上升14倍为0.98℅。患者不仅承受着锁骨区难看的畸形还要承受着疼痛、易疲劳和肌肉的无力。研究肩锁关节解剖和生物力学,临床评定和治疗肩锁关节损伤。由于这种损伤可以和其他肩部损伤相混淆,检查者应该对肩部的解剖和生物力学有充分的了解,能够系统临床评价和不同损伤的鉴别。临床医师仔细关注运动员肩锁关节损伤的临床表现,制定恰当的治疗方案使损伤迅速康复。
 
关键词:肩锁关节(acromioclavicular joint,AC);韧带(ligament);喙锁间距(Coracoclavicular Interspaces Widened,CIW);关节分离(separation);超声图像检查(UltrasonographyUS);分型(classification);放射学检查(radiographical examinationRE);锁骨厚度(clavicular thicknessCTH)
 
1.肩锁关节的基础研究
1.1应用解剖:
肩锁关节间隙约9~19 mm宽,属于冠状位和矢状位多角度倾斜的动关节3,4。 到17岁后肩峰端关节面由透明软骨转变为纤维软骨,同样的是锁骨端关节面也在23岁后转变为纤维软骨5。关节面几乎是垂直或内下倾斜的投影,锁骨端关节面与肩峰端成50°夹角。根据Moseley6 的经验当锁骨关节面倾斜度低于肩峰端形成下骑跨型时,该型关节更易于在伤后长期存留功能障碍。Urist7 随机研究了100例肩关节的正位片发现锁骨端关节面上骑跨在肩峰端关节面的类型占约50。肩锁关节软骨盘的生物力学作用了解不多。肩锁关节通常有一个不完整纤维软骨盘,其他形态学近似于胸锁关节,也许是比胸锁关节更易发生退变的原因之一。很小的肩锁关节面承受着由胸大肌等产生从肱骨传送到胸部的巨大应力,使得锁骨外侧端关节面易于压缩后衰竭,如同在举重运动员中看到的锁骨外侧端骨质溶解。随着患者年龄的增长,关节盘退变加速直到40岁以后不再具有功能为止8。肩锁关节通过周围的韧带保持和上肢带骨的稳定连接(图-1)。肩锁关节周围有一层薄的关节囊,上下和前后分别由肩锁关节韧带的上下和前后部分加强。喙锁韧带(包括锥状韧带和斜方韧带)加强关节囊和韧带的稳定性。肩锁韧带的前后部分维持水平稳定。
 
1.2 运动功能:
肩锁关节的运动较为复杂,Codman9观察到肩锁关节运动是微动关节依赖柔软的关节韧带,有“少量的摆动,摇动,扭曲,波动和类似开合的铰链”的运动。早期Rockwood10和其他一些学者通过给志愿者经皮穿针标志的方法发现在三维空间中锁骨和肩胛骨的关连旋转运动,并认为是肩锁关节固定后不会减少肩关节的活动。
近年,Sahara Wataru等用垂直开放MRI成像技术研究肩锁关节的三维运动。锁骨外侧端水平运动:肩外展0°~90°中逐渐向后移动最大达(-1.9±1.3mm),外展到90°~150°时向前最大移动1.6±2.7mm(P=0.0001)(图-2A)。上下运动:肩外展过程外展超过120°时锁骨端逐渐上移,达到最大外展角度时上移达到最大值0.9±1.9mm(P=0.018)(图-2B)。旋转运动:肩锁关节旋转轴线是内下侧通过喙肩韧带喙突止点,外上几乎和锁骨外侧端轴线平行,通过肩锁关节中心(图-3)。肱骨外展达到最大角度时,固定锁骨,肩胛骨以旋转轴线为中心顺时针旋转34.9±8.4°(图-4)。肱骨外展角度除了60°和90°两个位置外与肩胛骨轴线旋转有明显线性相关关系P<0.0001(图-5)11。进一步使用MRI容积注册技术标记肩关节的骨,在肩关节外展过程中分析锁骨的位置来研究锁骨的3D运动,相对于肺锁骨有30.6°的回缩,7.3°的上移和33.2°向后的轴线旋转;相对于肩胛骨锁骨有15.6°伸展,21.5°上旋和22.2°向后倾斜12。清晰地描述了肩锁关节以锁骨为中心的较小范围移动和较大角度旋转的复杂运动特点,解释了肩锁关节融合术后疗效不佳和部分并发症的产生机理。
1.3损伤机制:
肩锁关节损伤最常见于肩关节内收时,最常见肩部点状直接撞击地面或者坚固物体造成的直接暴力损伤(图-6A)和肘部着地力量传导的间接损伤(图-6B)。Bearn13描述了肩部的直接冲击驱使肩峰下沉,最早锁骨以内侧的胸锁韧带为联链抵抗下降,锁骨保持正常解剖关系,肩胛骨和上肢带骨已经向下运动。随后下降的力作用在肩峰导致肩锁和喙锁韧带断裂或者锁骨骨折。还可能伴有前后方向的附加作用力,肩锁关节损伤包括初始的轻微肩锁韧带扭伤到断裂,再累及喙锁韧带,并将三角肌和斜方肌从锁骨附着点撕起和喙锁韧带破裂等一系列连续的过程(图-7A-F)。上述结构破裂后,失去了来自锁骨外侧端的韧带支持,上肢产生下沉。严重的下冲应力甚至可以使覆盖肩锁关节部的皮肤破裂。TypeⅥ型极为罕见(图-7G),有不同的损伤机制。在上臂外展和肩胛骨回缩时来自上方直接暴力冲击锁骨外侧端,锁骨外侧移到肩峰或喙突下14。极少见的间接的暴力也会引起肩锁关节损伤,向下的力通过外展的手臂传递给肩峰造成孤立肩锁韧带的损伤而不累及喙锁韧带(图-7B)。
1.4肩锁关节损伤分类:
肩锁关节损伤的治疗方法Hippocrates(公元前460-377年)15时代已有论述。文献中描述了很多种根据不同的损伤采用的治疗方法,但是很难对不同的方法进行相互比较。对肩锁关节损伤和退行性改变的解剖充分认识和准确的临床诊断是研究成功治疗计划的关键。肩锁关节疼痛可以伪装成其他一些肩关节的症状,因此在病理学上要有深层次的思考和搜寻。
1.4.1 Allman分度
按照肩锁关节损伤程度最早由Allman16分为3度:I°为肩锁关节扭伤,无脱位;II°为不全脱位或者半脱位,肩锁韧带断裂,喙锁韧带完整;III°为肩锁和喙锁韧带完全断裂,可出现钢琴征,经X线像显示锁骨外端完全向上移位,喙突与锁骨之间的距离较健侧明显增大,大于2~4cm。该分型没有表明当肩锁韧带和关节囊破裂后还会出现明显的前后不稳定。
1.4.2 Rockwood 分型系统
Rockwood17补充Allman三度法,进一步将III°细分为Type III、IV、V、VI。较好地解决了放射学和病理损伤的关系,对临床治疗有较好的指导意义逐渐成为主流。详细分型如下:
Type I:由较轻柔的力造成肩锁韧带纤维损伤。肩锁和喙琐韧带仍然完好,肩锁韧带和关节囊的轻度拉伤所致,肩锁关节稳定,疼痛轻微没有畸形,MRI可以发现AC韧带挫损。最初的X线片也许是阴性结果,随后锁骨远端骨膜钙化就会明显。I型损伤等同于Ⅰ度损伤。
Type II:中等的力作用到肩部,肩锁韧带撕裂,喙琐韧带仍然完整,锁骨外侧段不稳定。肩胛骨如果有内旋则肩锁关节间隙加宽。喙锁韧带轻度拉长肩胛骨轻度下移。体检有肩锁关节中到重度的压痛,锁骨外侧轻度上抬高过肩峰,并有水平方向的细微活动。肩关节活动有疼痛,喙锁间隙压痛。X线片锁骨外端高于肩峰<AP位一个锁骨厚度(CTH);喙锁间距较健侧增宽(CIW)<25,等同II°。
Type III 型:肩锁韧带破裂后,喙锁韧带继续承受来自肩部严重暴力断裂。在儿童肩锁和喙锁韧带可以和锁骨骨膜保持连续,锁骨从纵形劈开的骨膜鞘中移出。附着在锁骨远端骨膜的三角肌和斜方肌撕裂分离,锁骨远端不稳定。体检可能会出现比Type II损伤疼痛减轻,喙锁韧带部分保持连续,允许肩峰和锁骨较大的异常活动。患肩低垂锁骨端明显突起顶住皮肤,高于肩峰一个锁骨厚度,喙锁间距较健侧增宽(CIW)25~100,肩外展引起剧烈疼痛。锁骨可以手法复位,松手弹起出现“琴键征”是和Type IV型鉴别要点。X-ray(AP)CIW:25~100;腋位(axillary)片中锁骨后移<CTH(AP位)。
Type IV 型:损伤撕裂的结构与Type III型相同,锁骨远端向后移位进入或穿过斜方肌交锁。体检时类似,肩关节活动时有更重疼痛。与健肩比较锁骨外端明显后移,甚至到肩后的皮下,不能手法复位。X-ray:AP位CIW<100;腋位片中锁骨后移≥CTH(AP位)。
Type V型:极为严重Type III型损伤。肩锁和喙锁韧带,三角肌与斜方肌在锁骨远端的附着部均从锁骨中外侧1/3分离,上肢下沉,锁骨外侧端极度突出100~300CTH。锁骨外侧半及撕裂受损的肌肉和软组织有明显压痛。X-ray中CIW≥100。
Type VI 型:较少见损伤,上肢过度外展暴力使肩锁韧带和喙琐韧带撕裂,锁骨远端移位到肩峰或喙突之下,喙肱肌和肱二头肌腱短头形成的联合腱之后(图-8)。体检与健侧比较肩部扁平,肩峰突起,喙突上表面容易触及。常伴有锁骨骨折,上位肋骨骨折和臂丛神经损伤。
2.肩锁关节损伤的临床表现
2.1病史和体检:病史应该着重了解受伤机制和病人的年龄。既往的外伤情况、职业特点和从事的运动项目都极为重要。病人的运动水平都是判断治疗方式的重要依据。体检应该包括坐姿充分暴露观察双肩,从肩锁关节前方、后方和上方双侧比较,着重检查肩锁部可能出现的任何畸形。仔细触诊胸锁关节、锁骨和肩锁关节。鉴别任何细微的畸形和找出局部的压痛,同时触诊软组织的缺陷。如果观察到肩锁关节的脱位或者半脱位,应该轻柔的手法挤压锁骨外侧段复位,明确肩锁关节损伤的类型。此外准确记录肢端神经血管状况(图-9)。
2.2影像学检查评估:
2.2.1 放射影像的运用
肩锁关节传统使用水平位投照拍摄常规X-片,这样会使肩胛冈和肩锁关节重叠漏诊一些病理改变。另外投照的射线要穿过厚实的肩关节使得肩锁关节区过度曝光变黑难以观察肩锁关节的病理变化。要显示肩锁关节应该将肩关节摄片的投照射线剂量减半。Zanca18 位投照肩锁关节片时消除了肩胛冈的重叠影像,病人背靠着大焦片盒,片盒高度超过双侧肩锁关节高度,拍摄真正的肩锁关节前后位片(和胸平呈45°角)自下向上头侧倾斜10°~15°(图-10),最大程度地显示关节内小的骨折。肩关节的腋窝侧位片对显示前后位片中不显影的小骨折片有重要价值。腋窝侧位片要求上壁外展70°~ 90°射线从颅顶垂直投照。虽然该位置几乎适合所有病员,偶然有一些病人手臂不能外展足够摄片。一些投照技术可以使用19,例如上肢仔细被动外展到适合片盒放入;可以使用能够折弯的片盒放置在腋部同时直接向下投照射线到片盒上;可以运用上臂前曲代替外展摄片。最后还可以使用Velpeau 腋位外侧片投照甚至不要求伤肢从固定位置移动,简单地让病人斜靠在放有片盒的摄片床边缘,射线从上方向下直接投照。肩锁关节应力位片的拍摄和前后位片相同,只是要求前臂悬吊4.54-6.80kg重物(即10-15 lb),注意不能用手提,邻近的肌肉收缩会减小肩锁关节脱位的程度。锁骨下缘到喙突上缘的平均宽度11-13mm20,并且受X-球管和片盒位置影响。 Beard 等20建议双侧对比:喙锁间距较健侧增宽40-50可以认为喙锁韧带完全断裂。Rockwood 和Yung17 证明喙锁间距较健侧增宽25即可诊断喙锁韧带完全断裂。Vanarthos21用尸体标本投照上臂内旋肩锁关节(AC)前后位(AP)X-片可以代替应力X-片投照诊断 Type Ⅲ型 AC 脱位。可以减轻病人潜在的痛苦,节约时间和减少胶片的使用量。
2.2.2 超声扫描的评估
Heers等22在X-摄片分类的基础上对92例重度肩锁关节损伤进行的一项前瞻性的研究,分别用Tossy,Allman 和Rockwood进行分型,再用超声波扫描肩锁关节和周围的软组织,评价AC中的软组织损伤;TypeⅢ 以上的损伤中通过手术证实超声诊断三角肌和斜方肌的损伤有80的敏感性和100的准确率。AC损伤的分型中Tossy和Allman的方法不能准确评价损伤的严重程度和指导治疗。Rockwood分型能更加准确评价复杂损伤完整病理变化,但仅用放射影像可能低估或高估软组织的损伤。结合超声扫描能够更加准确评估损伤的严重程度。Type IV 和V 型损伤都有三角肌和斜方肌的锁骨附着部损伤分离;而Ⅱ型损伤中不涉及肌肉锁骨附着部损伤;Ⅲ型损伤中则不同,大约1/3的病例有严重的肌肉锁骨附着部分离;约1/2的肩锁关节囊2 cm范围外无肌肉的锁骨附着部损伤,喙锁间距较健侧增宽约50。可以解释文献报道中该型大部分可以非手术治疗23。声像图着眼于喙锁间距的变化和肌肉附着部的损伤状况,而不是喙锁韧带的图像22。由于锁骨的覆盖是不可能得到喙锁韧带的超声图像。
2.2.3磁共振扫描
Sahara Wataru等11,12开创性地用于描述肩锁关节的运动状况不在赘述。Yu YS等24用MR观察到受损伤的肩锁关节周围软组织的肿胀,关节软骨的变薄和部分缺失,骨髓水肿等急性期的变化等非特异性变化。对创伤性关节炎,关节退变,骨端吸收等后期病变。特别对放射学检查阴性的长期随访有价值。
3.肩锁关节的治疗
复习近十年的文献报道绝大部分的矫形外科医师都形成了如下共识:在对肩锁关节损伤使用Rockwood Ⅵ型系统分类的基础上,分类系统治疗。
TypeⅠ型损伤适用保守治疗,舒适的腕劲吊带悬吊5~7天,减少对肩锁关节的应力刺激;48~72小时内局部冷敷,适当使用非甾体类抗炎止痛药(NASIDs)。鼓励早期肌肉等长舒缩和轻柔的系列功能训练。症状消退后及早开始系统地强化训练和康复。大部运动员在1~2周完全恢复正常运动。急性期可以关节腔内注射封闭药物恢复运动,会增加感染、关节退变、再次损伤和加重损伤等级、甚至手术的风险28。
TypeⅡ型软组织损伤更为严重一些,治疗方式与TypeⅠ型一致但时间较长。如果没有锁骨外层端上移不超过其厚度的一半,可以贴胶布法(图-11)﹑夹板外固定或者一般悬吊2~3周。冷敷和NSAIDs早期应用,症状消失后开始肌力增强训练。告知病员损伤愈合后会残留外观轻度畸形可能。大部分运动员2~3周后恢复正常运动;提重物和竞技比赛则大约6周以后。该型损伤可能导致创伤后退行关节病,如果症状保守治疗不能控制需行关节镜或开放手术切除锁骨外侧端。
Type Ⅲ型损伤治疗方法近些年争议逐渐减少,大部分非手术治疗,治疗方式同TypeⅠ和Ⅱ,冷敷、止痛,悬吊制动到肩部下沉症状停止约1~4周。伤后1周鼓励在能够承受的情况下及早进行等长肌肉舒缩和轻柔的角度活动。肩锁关节分离的支具非常不舒服和易导致皮肤的破溃和坏死,使用与否对改善功能没有影响
25-27。非手术治疗后患﹑健侧肩关节在力量﹑耐力等功能测试中有显著统计学差异。大部分患者可以无困难完成日常活动,但在竞技比赛和投掷项目的运动员中早先的保守治疗后有需要重新手术治疗。目前一般建议从事高水平的投掷运动、肩部需要极端运动和生物力学负荷的运动员早期手术治疗。特别在竞技运动员中已经观察到手术恢复肩锁关节解剖关系后,患肩感觉和功能优良的临床结果。
Nissen CW等
29用邮件调查美国矫形外科运动医学协会(AOSSM)和医学教育委员会(ACGME)矫形外科项目指导专家,81 AOSSM 和 86 ACGME 首选悬吊保守治疗治疗简单的Type Ⅲ损伤。复杂型Type Ⅲ选择手术,有近60学者选择包括切除锁骨外侧术式;80以上的学者特别强调术后恢复肩锁关节的稳定,选用最多的方式是重建喙锁韧带(近70的医师重建喙锁韧带,约30的选择同时重建喙锁韧带和肩锁韧带)。
Types IV V和VI型包括急性和陈旧类型存在严重的软组织和韧带损伤,几乎所有外科医师﹑学者和论著作者包括Rower﹑Neer和Rockwood等都一致建议早期手术复位和内固定等近60-70种术式本文不再赘述。
4.总结
肩锁关节损伤较为常见,特别在竞技运动损伤中高发。仔细收集病史和详细的体格检查,普通X-光片对评估损伤和分型极为重要有效。现代已经接受了使用Rockwood 描述的Ⅵ型分型系统进行损伤分级和指导治疗选择,结合病人伤前的运动水平和希望恢复的层次界定手术与否。结合
Heers G等
22应用超声评价肩锁关节损伤研究成果,在放射分类的基础上结合超声扫描分析三角肌和斜方肌锁骨止点及二者的共同筋膜损伤的程度对Type Ⅲ型的进一步完善。Type Ⅲ 分为a﹑b和c三个亚型,采用该方法后Type Ⅲ型的手术率和Phillips
30的报道一致。分型方法描述如下:
Type Ⅲ-a:最多约50。软组织损伤局限,超声影相中没有三角肌和斜方肌锁骨止点撕裂及共同肌筋膜破裂。喙锁间距增宽25~50。保守治疗残留外观畸形但不会对功能有明显影响。
TypeⅢ-b型:该型约30。软组织损伤较重,三角肌和斜方肌锁骨止点及二者的共同筋膜损伤局限于肩锁关节囊周围2cm内。喙锁间距增宽50~75。可保守治疗,后期存留不稳定或者特别的职业需求则手术。
TypeⅢ-c型:最少约占20。喙锁间距增宽75~100;软组织损伤严重,三角肌和斜方肌锁骨止点及二者的共同筋膜损伤较为广泛尚没有达到锁骨的外1/3;锁骨水平不稳明显,后移<锁骨厚度。手术治疗为主,保守治疗残留疼痛和不稳定的可能性及大。