基于肩關節正位片對退行性肩袖撕裂患者肩胛骨位置的研究

謝露，張延明，2*，羅丁元，王瑋寧，王安然

(1.山東第一醫科大學運動醫學與康復學院，山東 泰安 271016；2.山東第一醫科大學第二附屬醫院關節外科，山東 泰安 271000；3.泰安市中心醫院康復科，山東 泰安 271099)

肩痛是現代社會中最常見的肌肉骨骼疾病之一，高達40%的人經歷過肩痛，其中約20.9%的人患有肩部肌肉骨骼疾病[1]。肩袖撕裂是導致肩痛最常見的疾病之一，肩袖撕裂是由Smith在1834年發現并命名的，它在普通人群中的患病率為20%～34%，且患病率隨著年齡的增長而不斷增加，其主要的臨床癥狀是疼痛、活動受限和肌肉力量減弱，極大地影響了患者的日常生活和工作[2-5]。肩袖撕裂的原因是多種多樣的，肩胛骨形態與肩袖撕裂之間的關系已經被廣泛研究，大多數研究表明肩胛骨二維形態改變和肩袖病理存在顯著相關性。除了肩胛骨形狀與肩袖撕裂的研究外，近年來，越來越多的研究開始關注肩胛骨位置及運動和肩袖撕裂的關系，發現肩胛骨的方向和運動可以影響肩關節的功能[6-7]。以前的研究表明患有肩袖損傷疾病的患者肩胛骨運動表現為過度內旋、前傾以及肩胛骨向上旋轉增加或減少[8]。本研究通過與健康對照組相比，對退行性肩袖撕裂患者在靜息位時的肩胛骨位置進行評定，確定肩胛骨位置變化的方向，可以為退行性肩袖撕裂的影響因素、預防、診斷和治療方法的選擇等提供參考。

1 資料與方法

1.1 納入/排除標準 根據2019年美國骨科醫師學會(American academy of orthopaedic surgeons，AAOS)肩袖損傷臨床實踐指南[9]提出的診斷標準，參考國際關節鏡、膝關節外科和骨科運動醫學學會(international society of arthroscopy，knee surgery and orthopaedic sports medicine，ISAKOS)上肢委員會專家共識[10]，結合本研究設計要求，提出的納入/排除標準如下。

1.1.1 試驗組 納入標準：(1)年齡≥40歲；(2)無明顯誘因下出現肩痛并且伴主動活動受限，被動活動無異常；(3)體格檢查存在Neer征、Jobe試驗、Hug-up試驗、Lift-off試驗或空杯試驗等中一個或多個陽性指征；(4)肩關節核磁共振檢查或肩關節鏡檢查提示為肩袖撕裂；(5)存在進行肩部相關治療前的符合要求的肩關節正位X線片。排除標準：(1)存在頸椎病、脊柱側彎等脊柱疾病，存在肩背部外傷、翼狀肩胛、神經損傷等疾病；(2)存在脊柱或下肢手術史；(3)近期存在急性落枕或慢性頸項部疼痛；(4)既往職業存在頻繁過頂運動的患者或運動員。

1.1.2 對照組 納入標準：(1)年齡≥40歲；(2)無肩、頸、脊柱等相關疾病；(3)既往工作不涉及頻繁過頂運動；(4)影像學檢查無異常。

1.2 一般資料 本試驗共納入159例研究對象，試驗組(即退行性肩袖撕裂組)是山東第一醫科大學第二附屬醫院關節外科2019年1月至2022年2月期間收治的79例退行性肩袖撕裂患者，男32例，女47例；平均年齡(58.37±9.09)歲。健康對照組招募80例40歲以上的無頸肩痛的健康志愿者，男性39例，女性41例；平均年齡(56.21±9.91)歲。所有研究對象均拍攝了肩關節正位DR片。兩組在年齡、性別、側別、身高、體重及身體質量指數(body mass index，BMI)等方面比較，差異無統計學意義(P>0.05)，具有可比性(見表1)。

表1 兩組一般資料對比

1.3 檢查設備與測量方法

1.3.1 檢查設備 (1)影像學檢查：利用Phlips DR成像系統為研究對象拍攝肩關節正位DR片；使用1.5T MRI掃描儀(GE Optima 360)對退行性肩袖撕裂患者進行肩關節MRI掃描，檢查結果由2名經驗豐富的影像科醫生閱片后得出。(2)關節鏡檢查：所有患者均使用Linvatec關節鏡系統進行診斷和治療。關節鏡手術由技術嫻熟的主任或副主任醫師進行操作，手術具體情況以手術記錄或影像資料為準。

1.3.2 測量方法 (1)肩胛骨位置的描述：依據國際生物力學協會(international society of biomechanics，ISB)[11]給出的幾個肩部坐標系描述中選取適合本研究的坐標系，本研究使用的是以肩胛盂為中心的坐標系(見圖1)。ISB將肩胛骨在正常肩部功能中的運動分為3種旋轉運動和2種平移運動，肩胛骨相對于胸腔方向的3種旋轉運動分別被描述為沿Z軸上的肩胛骨向上/向下旋轉、沿X軸上的肩胛骨前/后傾斜和沿Y軸上的肩胛骨內/外旋轉(見圖1)；肩胛骨相對于胸腔的2種平移運動分別是肩胛骨相對于胸腔的向上/向下移動和肩胛骨相對于胸腔的內側/外側移動[12]。

圖1 肩胛骨空間坐標系 圖2 肩胛骨位置測量與觀察指標示意

(2)肩胛骨位置的測量與觀察指標：在肩關節正位DR片上，由1名關節外科醫師對肩胛骨位置的相關指標[13]進行2次重復測量與觀察，結果為2次測量值的平均值。肩胛骨位置的測量與觀察指標如下(見圖2)。①肩胛骨的上下旋轉：用肩胛骨內緣(肩胛岡內側緣與肩胛骨內緣交匯處O點與肩胛下角的連線)與脊柱中線(C7～T7棘突連線)的成角(θ角)評價。②肩胛骨的內外旋轉：用肩胛盂最大前后徑CD與上下徑EF的比值評估。③肩胛骨前后傾斜：用喙突尖部與肩胛盂投影位置的關系來判斷，盂上結節投影在喙突尖部投影之上為Ⅰ型，盂上結節投影在喙突尖部投影之內為Ⅱ型，盂上結節投影在喙突尖部投影之下為Ⅲ型(見圖3～5)。④肩胛骨的內外側移動：用肩胛岡內側緣與肩胛骨內緣交匯處(O點)到脊柱中線的水平距離OA表示。⑤肩胛骨的上下移動：用O點到C7椎體上緣水平線之間的垂直距離OB評價。

圖3 喙突Ⅰ型

2 結 果

試驗組θ角、CD/EF值分別為(10.58±3.88)°、(0.51±0.12)，對照組分別為(8.77±3.53)°、(0.47±0.09)，兩組比較差異有統計學意義(P<0.05，見表2)。

試驗組Ⅰ型38例(48.1%)，Ⅱ型28例(35.4%)，Ⅲ型13例(16.5%)；對照組Ⅰ型16例(20.0%)，Ⅱ型47例(58.8%)，Ⅲ型17例(21.3%)，兩組比較差異有統計學意義(P<0.05，見表2)。對不同喙突類型進行兩組之間比較，采用邦弗倫尼檢驗得出，試驗組中喙突Ⅰ型較對照組分布更多，對照組中喙突Ⅱ型比試驗組更多，兩組喙突Ⅰ、Ⅱ型分布差異有統計學意義，喙突Ⅲ型兩組中分布差異無統計學意義(見表2)。

表2 肩胛骨位置相關指標對比

試驗組的OA值、OB值分別為(64.00±11.27)mm、(59.09±11.95)mm，對照組的OA值、OB值分別為(62.73±11.36)mm、(59.63±13.76)mm，兩組比較差異無統計學意義(P>0.05)。

圖4 喙突Ⅱ型

圖5 喙突Ⅲ型

3 討 論

肩關節是連接上肢與軀干的重要結構，廣義的肩關節指的是包含盂肱關節、肩鎖關節、胸鎖關節、肩胛胸壁關節和肩峰下關節在內的5個關節，而日常生活中我們所指的肩關節主要是狹義的肩關節，即盂肱關節。盂肱關節由肩胛盂和肱骨頭構成，有6個自由度，在人體所有關節中運動范圍最廣，可以完成包括內收、外展，內旋、外旋，前屈、后伸在內的多個方向上的運動，可以讓手達到各種不同的位置[14]。肩關節由大量肌肉組成，其中包繞在肩關節周圍的由肩胛下肌、岡上肌、岡下肌和小圓肌這4塊肌肉的肌腱所形成的套袖樣結構被稱為肩袖，其主要作用是保持肩關節的穩定、維持上臂的各種姿勢以及完成肩關節的各項運動功能[15]。早期研究證實了在健康人群中，上臂抬高過程中，肩胛骨的運動主要表現為上旋、后傾及外旋，這種運動模式可以更好地完成肩關節活動。肩袖撕裂的病因目前尚不完全清楚，當因外傷、肩關節內發生撞擊或者退行性改變而導致肩袖損傷時，肩袖肌腱有可能會出現水腫或者發生炎性改變，甚至導致肩袖撕裂，從而引起肩痛和活動功能受限。在諸多因素中，已經發現肩胛骨的定量個體解剖與肩袖撕裂的發生密切相關。大多數研究者對肩胛骨骨性結構特點與肩關節疾病進行了研究，肩胛骨形狀和肩袖撕裂之間的關系最先由Neer在1972年提出，他觀察到異常的肩峰形態可以對肩袖產生直接壓迫并導致病理變化，此后其他作者也進行了研究[16]。本研究主要探討靜息位時肩胛骨在空間中的位置改變與退行性肩袖撕裂之間的聯系。

根據本試驗兩組研究對象的比較發現，兩組研究對象θ角存在明顯差異，試驗組大于對照組，θ角表示的是肩胛骨的上下旋轉，θ角越大，表示肩胛骨越向上旋轉，即相較于正常人，退行性肩袖撕裂患者肩胛骨上旋增加。CD/EF值可以評估肩胛骨的內外旋轉，CD/EF值越大，在肩關節正位片上所能觀察到的肩胛盂形狀較圓，表示肩胛骨內旋越大，試驗組的CD/EF值大于對照組，即退行性肩袖撕裂患者比正常人的肩胛骨內旋增加；用喙突類型來評價肩胛骨的前后傾斜，Ⅰ型表示前傾，Ⅱ型表示位置居中，Ⅲ型表示后傾，經過邦弗倫尼檢驗發現，喙突Ⅰ型和喙突Ⅱ型在兩組之間的分布差異有統計學意義，喙突Ⅲ型在兩組研究對象中分布差異無統計學意義，由此得出試驗組Ⅰ型占比更多，表示退行性肩袖撕裂患者肩胛骨處于前傾位置，而正常人的肩胛骨多處于居中位置。描述肩胛骨內外側移動的指標OA值(OA值越大，表示肩胛骨越向外側移動)和OB值(OB值越小，表示肩胛骨越向上移動)在兩組中差異無統計學意義。根據上述結果可以得出：靜息位時，試驗組與對照組之間在3種旋轉運動中肩胛骨位置存在差異，主要表現為與正常人相比較，退行性肩袖撕裂患者肩胛骨位置上旋增加，內旋增加，且肩胛骨處于更加前傾的位置；而在2種平移運動中，試驗組與對照組的肩胛骨位置未見明顯差異。

Mell等[17]研究表明，其研究的肩袖撕裂患者均出現肩胛骨上旋不同程度的增加。Miura等[18]研究發現，在手臂抬高30°～100°時，巨大肩袖撕裂患者的肩胛骨上旋明顯大于正常人，而后傾和內旋無顯著性差異。Kozono等[19]研究顯示在肱骨外展105°、120°和135°時，肩袖撕裂組的肩胛骨向上旋轉明顯大于對照組。Gillet等[20]研究指出與健康組相比，有肩部疾病的運動員肩胛骨向上旋轉明顯增多。本研究在肩胛骨上下旋轉位置中的結果與前人相似，與健康組相比，試驗組肩胛骨上旋增加。這種位置的改變是導致肩袖撕裂的原因還是肩袖撕裂后的結果或代償表現目前并不清楚，如果是前者可能是因為肩胛骨向上旋轉，導致肩袖肌肉處于拉伸狀態，肩袖肌肉長期緊張易引起肩關節疼痛，久而久之，肌肉處于疲勞狀態，肌肉的收縮性降低，易發生肩袖肌腱的損傷甚至撕裂。若是結果或代償表現，則可能是當肩袖撕裂后，盂肱關節活動受到限制，因而患者在進行上臂活動時需要通過改變肩胛骨的位置來代償盂肱關節運動的缺失。Kijima等[21]的研究顯示，與正常人對比，有癥狀的肩袖撕裂患者的肩胛骨后傾減小，前傾增加，他們認為有癥狀的肩袖撕裂患者的這種肩胛骨位置改變可能導致肩峰下間隙減小，從而加重肩袖撕裂的癥狀。Gillet等[20]研究表明與健康組比較，有肩部疾病的運動員的肩胛骨后傾減小。Saini等[22]研究認為失去肌肉協調的牽拉會導致肩胛盂前傾，從而導致肩峰下弓狹窄，并減少肩袖在肩峰下的間隙。本研究與正常人相比，退行性肩袖撕裂患者肩胛骨內旋增加且處于更加前傾的位置，這種位置改變會導致肩峰向前下移位，肩峰下間隙減小，從而導致走行在肩峰下緣與肱骨頭之間的肩袖肌肉會受到更大的壓力，并且這種改變限制了盂肱關節的內旋轉，從而引起肩部撞擊，造成肩袖肌肉的機械磨損，嚴重時引起肩袖撕裂。

肩胛骨位置的改變與肩部肌肉骨骼疾病有關，肩胛骨位置異常通常與肩部肌肉的力量不足及肩部肌肉失衡(即肌肉力偶發生改變)有關，肩胛肌群由斜方肌、前鋸肌、胸小肌、肩胛提肌、菱形肌和大圓肌組成，主要負責肩胛骨的協調運動和維持動態穩定。當這些肌肉處于最佳的平衡狀態時，可以提供靜息位和肩關節活動時肩胛骨的穩定性和活動性。前鋸肌和斜方肌被認為是維持最佳肩胛骨方向和運動的關鍵肌肉，它們能有效地協調肩胛骨在胸廓上的運動[23]。失去肌肉協調的牽拉(肩胛肌肉的牽拉增加或不能正確牽拉)會導致肩胛盂前傾，從而導致肩峰下弓狹窄，并減少肩袖在肩峰下的間隙，從而被肩峰及肱骨頭擠壓[22]。Leong等[24]研究發現患有肩袖疾病的運動員的上斜方肌過度激活，中斜方肌、下斜方肌和前鋸肌激活延遲，在手臂抬高時肩胛肌肉活動的改變可能會影響肩胛骨的正常運動和肩袖肌肉的功能，針對前鋸肌、斜方肌應用貼扎等方式治療，可以改善或糾正肩胛骨位置異常。目前認為，物理治療(包括關節松動術以及特定的運動方案等)是退行性肩袖撕裂的一線治療方案，尤其是60歲以上患有慢性和退行性全層肩袖撕裂的患者，物理治療的目的是減輕疼痛，增加活動度，促進愈合，加強肩胛肌群的力量，改善肩袖的穩定功能[25]。Song等[26]研究認為進行肩胛骨運動鏈訓練能有效改善存在肩胛骨動力障礙的棒球運動員的肌肉活動，從而改善肩胛骨運動，減少棒球運動員肩部損傷的發生。王紅升[27]研究表明，在慢性肩袖損傷患者中應用手法及運動治療，對肩胛骨位置及結構進行調節，同時平衡肩胛骨的相關肌肉，可有效改善肩關節的運動功能，減輕肩痛癥狀。Santos等[28]研究發現運用一種以肩胛骨為中心的運動方案進行治療可以減輕肩袖疾病患者的疼痛、改善患者的功能，并且可以調節肩胛肌肉的活動和控制，增加患者的活動度。多數研究認為對肩胛帶肌肉進行治療可以改善肩峰撞擊綜合征、肩袖損傷等肩部疾病患者的肩痛癥狀[29]。研究表明對肩袖撕裂患者的肩胛骨位置、結構及肩胛骨肌肉平衡進行調節可以減輕患者癥狀，改善其功能，因此，未來可通過對肩袖撕裂患者應用手法治療、運動療法、肌肉訓練等方法調整肩胛骨位置、運動及肩胛肌肉力量來了解改善肩胛骨位置對肩袖撕裂治療的作用。

綜上所述，與健康對照組相比，試驗組在3種旋轉運動中存在肩胛骨位置的改變，且肩胛骨位置改變表現為上旋增加、內旋增加，肩胛骨處于前傾位置；在2種平移運動(即上下移動和內外側移動)中，兩組比較差異無統計學意義。