一、 肩关节解剖结构

肩关节是由胸锁关节、锁骨、肩锁关节、肩胛骨、盂肱关节、肱骨近端及肩胛胸壁关节共同组成。肱骨头较大，呈球形，关节盂浅而小，仅包绕肱骨头的1/3，关节囊薄而松弛，所以肩关节是人体运动范围较大而又最灵活的关节，它可做前屈、后伸、内收、外展、内旋、外旋以及环转等运动。

肩关节的结构特点虽然保障了它的灵活性，但它的稳固性较其他关节差，是全身大关节中结构最不稳固的关节。最常见的是向肩关节的前下脱位，因为肩关节的上方有肩峰、喙突及连于其间的喙肩韧带，可以防止肱骨头向上脱位。肩关节的前、后、上部都有肌肉、肌腱与关节囊纤维层愈合，增强了其牢固性。而只有关节囊的前下部没有肌肉、肌腱的保障，这是肩关节的一个薄弱区。因此当上肢外展时，在外力作用下或跌倒时，如上肢外展外旋后伸着地，肱骨头可冲破关节囊前下方的薄弱区，移出到肩胛骨的前方，造成肩关节前脱位。这时患肩塌陷，失去圆形隆起的轮廓，形成所谓的"方肩"。

肩关节解剖图

二、 肩关节的生理功能及活动范围

肩关节在运动时各关节间进行协调运动，肩肱关节运动时肩胸连接处也随之运动，此协调运动称为肩肱节律性。肩关节外展至30°或前屈至60°，肩胛骨是不旋转的，称为静止期；在此以后肩胛骨开始旋转，每外展15°，则肩关节转10°、肩胛骨转5°，两者比例为2∶1，当外展至90°以上时，每外展15°，则肩关节转5°、肩胛骨转10°，两者比例为1∶2。

肩关节可以完成7种动作： 屈、伸、外展、内收、旋外、旋内、环转。

(1) 屈： 从肩关节冠状轴前方跨过的肌肉具有屈肩关节的作用。重要的肌肉有喙肱肌、三角肌前部纤维、胸大肌锁骨部和肱二头肌短头。前屈的运动范围约70°。

(2) 伸： 从肩关节冠状轴后方跨过的肌肉具有伸的作用。主要的肌肉有背阔肌、三角肌后部纤维和肱三头肌长头。后伸时，由于受到关节囊前臂及肱骨头与喙突相接触的限制，故运动范围小于屈的范围，为40°～45°。

(3) 内收： 从贯肱骨头的矢状轴下方跨过的肌肉能使肩关节内收，主要的肌肉有胸大肌、背阔肌和肩胛下肌。内收时，由于肱骨头滑向关节窝的上方而受到躯干的阻碍，其运动范围很小，约为20°。

(4) 外展： 从矢状轴上方跨过的肌肉，可使肩关节外展。主要的外展肌有三角肌(中部纤维)和冈上肌，当肩关节旋外时，肱二头肌长头也参与外展。肩关节外展时肱骨头滑向关节窝的下方，所以运动范围较大，约90°。

(5) 旋内： 沿贯穿于肱骨头中心与肱骨小头中心之间的垂直轴，上臂可作旋内和旋外运动。凡由内(起点)向外(止点)从垂直轴前方跨过的肌肉具有旋内作用。旋内的肌肉有背阔肌、胸大肌、肩胛下肌和三角肌前部纤维。旋内时，肱骨头在关节盂内向后滑动，肱骨大结节和肱骨体向前方转动。

(6) 旋外： 从垂直轴后方跨过的肌肉有旋外作用。旋外的肌肉有冈下肌和小圆肌。旋外时，肱骨头在关节盂内向前滑动，肱骨大结节和肱骨体向后方转动。当上肢垂直时，旋转运动的范围较大，可达120°。

(7) 环转： 三角肌(三个束)、胸大肌、斜方肌、菱形肌、前锯肌、背阔肌、大圆肌、小圆肌。

三、 肩关节的生物力学

(一) 胸锁关节

胸锁关节围绕水平轴、垂直轴及前后轴形成六个方向的运动。分别为向前的旋转、向后的旋转、前伸、后伸、上举及下压。其中上举可达35°，前、后伸35°，沿锁骨长轴的轴向旋转可达45°～50°。

(二) 肩锁关节

1. 韧带结构

较为重要的喙锁韧带由锥状韧带和斜方韧带两部分组成。其中斜方韧带更加粗壮一些。另外，上部肩锁关节囊增厚形成了肩锁韧带。

2. 关节运动

肩锁关节的运动可包括锁骨相对于肩胛骨在三个方向上的运动，即前后运动、上下运动以及轴向旋转运动。其中前后向的运动范围较大，约为上下方向运动范围的3倍。目前对于肩锁关节各个方向上的运动角度的研究较少，研究的重点集中于韧带结构对肩锁关节运动的限制作用上。对于锁骨相对肩峰前后方向的旋转运动的限制作用主要来自肩锁关节囊的前后部纤维。喙锁韧带，主要是锥状韧带限制了锁骨相对肩峰的向上方的运动。实际上并没有韧带结构限制锁骨向下方的运动。对于限制锁骨轴向旋转运动的韧带各家报道不同，有人认为向后的轴向旋转主要可使斜方韧带紧张但同时锥状韧带和肩锁韧带复合体亦有作用；有的人从不同的韧带结构对不同程度肩锁关节移位的限制作用角度进行了研究，提出肩锁韧带主要可限制肩锁关节轻度的移位，而喙肩韧带对肩锁关节较大移位的限制作用更加明显。若在X线片上可以明显看出肩锁关节脱位，则此时锥状韧带必然受损。

(三) 锁骨的运动

锁骨潜在可达到的运动范围超过在实际活动中所达到的运动范围。在三维模型上描述锁骨的运动是一件困难的事。在上肢上举过程中，锁骨的上举较大可达30°，发生在上肢上举至130°左右时。在上肢上举的前40°时，锁骨相对肩峰前伸10°，此后至在上肢上举达130°之前，锁骨并没有进一步的前伸，而若此后上肢继续上举至极，锁骨还有15°～20°的前伸。对于锁骨轴向运动在上肢活动中的意义，各家说法不同。但实际临床的经验更支持Rockwood和Green的观点： 在上肢上举的整个过程中，锁骨相对于肩峰的轴向旋转活动不超过10°，因此临床上可以看到发生肩锁关节骨性融合的患者其上肢上举功能无明显受限。对于上肢活动来说，更重要的是发生在胸锁关节的锁骨轴向旋转运动，将锁骨与喙突以螺钉固定并不会明显影响肩关节的上举活动；但若胸锁关节强直，则上肢不能上举超过90°。

(四) 肩关节运动

整个肩胛骨的活动范围超过了人体上其他任何一个关节的活动度，上肢可外展上举近180°；内、外旋活动范围加起来超过150°；围绕水平运动轴的前屈及后伸活动范围加起来接近170°。这么大的运动范围是发生在胸锁关节、肩锁关节、盂肱关节及肩胛骨胸壁关节的运动范围所综合在一起达到的。其中主要的运动发生在盂肱关节和肩胛骨胸壁关节上，而在运动范围的极限部分，胸锁关节的运动也很重要。

1. 静息位

肩胛骨的静息位是相对躯干的冠状面向前旋转30°。从后方看，肩胛骨长轴相对于躯干的长轴向上方旋转3°。从侧方看，肩胛骨静息时相对于躯干的冠状面前屈20°。肱骨头静息时位于肩盂的中心。肱骨头及肱骨干均位于肩胛骨平面内。肱骨头关节面相对于肱骨干有30°的后倾。

2. 关节面及其指向

肱骨头的关节面约占整个球形表面积的1/3，并呈120°的圆弧状。相对肱骨干长轴，肱骨头关节面有45°的向上倾斜。相对于肱骨远端两髁之间的连线，肱骨头关节面后倾30°。肩盂的形状像一个反向的逗号。一般来说，肩盂关节面相对于肩胛骨内缘有约5°的向上倾斜，并且肩盂关节面相对于肩胛骨有平均7°左右的后倾。

3. 上肢上举

肩关节最重要的功能为使上肢上举，对这一动作已有详尽的研究。研究的重点在于，在上肢上举的过程中，盂肱关节及肩胛胸壁关节各自的运动范围有多大，也就是经常说到的肩胛骨、肱骨节律的问题。Bergmann总结了前人的研究结果，认为在上举的前30°内，盂肱关节的运动范围占较大比例，而在60°上举活动中，盂肱关节和肩胛胸壁关节的运动度是基本相等的。最终，在整个上臂上举的过程中，盂肱关节和肩胛胸壁关节的总运动角度的比例约为2∶1。对于接受过非限制性全肩置换手术患者的研究表明，他们术后患肢上举时，盂肱关节和肩胛胸壁关节运动比例变为1∶2。另外从侧方看随着上肢的上举，肩胛骨相对于胸壁亦有前后方向的旋转运动。在上举的前90°内，肩胛骨相对于胸壁旋前约6°；在随后的上肢继续上举的过程中，肩胛骨又向后旋转16°。因此，在上肢极限上举时，肩胛骨处于相对于静息位向后旋转10°的位置。

4. 上肢外旋

实验证明，在上肢极度上举时必伴随肱骨头的外旋以使肱骨大结节能避开喙肩弓从而避免发生撞击。另外，上举时肱骨的外旋运动还可放松盂肱关节下方的韧带结构使上臂能达到较大限度的上举。上肢可在不同位置上举，因此在描述上肢上举活动时，一方面需说明此时上肢所在平面相对于肩胛骨平面之间的夹角，另一方面还需明确在肢体上举的平面内，上肢上举所达到的角度。Browne设计了实验来说明在肩胛骨固定的模型上，上臂上举时上举角度与肱骨外旋角度的关系。他发现，上臂较大程度的上举发生在肱骨活动平面位于肩胛骨平面前方23°时。肱骨在肩胛骨平面前方的任一角度的位置上举时，均伴有肱骨干的外旋。较大限度上举时肱骨干外旋达35°。而在肱骨干内旋时上臂较大上举位于肩胛骨平面后方20°～30°的平面内，且此时上臂上举较大仅为115°。

5. 旋转中心

对肩关节运动的研究表明，盂肱关节旋转中心位于肱骨头几何中心旁(6±2)毫米范围内。这表明在盂肱关节旋转过程中，肱骨头的移位很小。在整个上臂上举的过程中，肱骨头仅向上移位约4毫米。因此，若肱骨头向上移位过大，可能意味着存在肩袖的缺损或肱二头肌长头腱的断裂。上臂上举过程中肩胛骨的旋转中心位于肩峰尖端。

上述生物力学知识对于指导临床工作很有帮助。例如，根据肩胛骨与胸廓的相对位置，医生在摄肩胛骨正侧位X线片时，会