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体育网刊2011年第1期
 
德国运动解剖学研究进展

2011/1/13 11:22:41 浏览次数 3017  

李占强
同济大学 运动与健康研究中心 上海 200092

摘    要:运动解剖学是人体解剖学的一个分支,它是在正常人体解剖学的基础上研究体育运动对人体形态结构产生的影响和发展规律,探索人体机械运动与体育动作的关系,隶属于运动人体科学范畴的一门基础学科【1】。具体来说,运动解剖学的研究目标在于体育运动对人体器官组织形态结构影响的研究、骨骼肌及其形态结构和功能的研究、人体结构机械运动的规律的研究、运动损伤形态学的基础研究。本文SCI数据库中查阅了德国学者从1996年到2010年4月期间的关于运动解剖方面的文献资料,来探讨德国学者在这方面的研究重点和所取得的一些研究成果。
关  键  词:运动解剖学;前交叉韧带;膝关节;关节软骨;关节损伤


    解剖学与其他学科相比,虽然它的历史并不长,但是发展速度很快。目前人类对自身的结构已经了解的很清楚,解剖学也在向更深层次发展。针对运动解剖学而言,目前的研究热点主要集中在损伤之后的形态变化及干预措施。

1  运动损伤形态学的基础研究:
1.1前交叉韧带
    前交叉韧带分为前内侧束和后外侧束。股骨端止点被描述为新月形,位于股骨外侧髁内侧面的后部,附着长度为11~24 mm。横截面积从股骨向胫骨逐渐增大。胫骨止点位于内侧胫骨髁间脊前外侧,宽度在8~12 mm 之间,前后长度为14~21 mm。在腿伸直位前内侧束起自股骨附着点的近前侧,止于胫骨附着点的前内侧,长度大约位34 mm。后外侧束起自股骨附着点更远端的位置,止于胫骨附着点的后外侧,长度大约位22.5 mm。前内侧束在膝关节向90°屈曲时紧张,然而,后外侧束当膝关节伸直时和屈膝90°位施以内旋力量时紧张。前内侧束和后外侧束在膝关节完全伸直时走行平行,在膝关节向90°屈曲时他们扭转在一起,在深屈膝位置他们形成交叉。简单的来说,前交叉韧带的主要作用是在矢状面内限制胫骨向前运动。考虑到日常生活中和大多数运动中人体的运动都是向前的,这就决定了前交叉韧带是人体韧带中最容易受伤的韧带之一。从德国的学者研究状况来看,也说明了这一点。有很多关于前交叉韧带损伤研究的论文。这些文章没有论述前交叉韧带受损的原因,主要是损伤后的治疗方法。从文献研究进展来看,前交叉韧带的治疗主要是隧道的重建技术,从原来的单束隧道重建技术开始,发展到现在的双束隧道重建技术,但是这种方法仍然在探索之中,并没有形成一个标准化的操作方案。Steckel H【2】等在自从1969年开始到2006年2月期间的论文发现,双束隧道重建技术并非完美的治疗前交叉韧带损伤的方法,单束隧道重建技术在膝关节稳定性方面的不稳定性已经得到确认,但现在仍然没有足够的数据和实例来支持双束隧道重建技术能够完全的解决旋转动作的稳定性,并且研究发现这种手术有很高的排斥性和并发症。从整体上来说,隧道重建技术仍然是前交叉韧带损伤的首选方法。对前交叉韧带实施隧道重建手术时搞清楚前交叉韧带在股骨端和胫骨段的精确解剖位置对手术的成功与否以及手术后的功能恢复有着重要的影响。Lorenz S【3】等利用三维断层扫描技术来精确确定前交叉韧带在股骨端和胫骨端的精确位置。他在胫骨和股骨的额状面和矢状面具体细分,来找前交叉韧带的几何中心,从而确定前交叉韧带的具体位置。在手术过程中,还存在一个修复时应该取多长的问题。过去大家的看法普遍认为适当的长一点也许会对重建后的稳定性以及膝关节的灵活性。Zantop T【4】等研究发现进行双束重建手术时并非越长越好。15毫米和25毫米在12周后在肌肉力量、关节活动度以及隧道内重建后的韧带转移没有显著性差别。前交叉韧带损伤后对膝关节运动轴的影响。Mannel H【5】等通过对完整的膝关节和前交叉韧带受损的膝关节研究后发现,前交叉韧带损伤对不负重状态下的膝关节运动轴具有细微的影响,但是在施加力矩后就会对膝关节的运动轴产生明显的影响,针对不同膝关节的不同解剖结构,胫骨向中外侧最多可滑行12.5毫米。
1.2 脚及踝关节的研究
    踝关节又称为距上关节,该关节有胫骨的下关节面、内踝关节面和腓骨的外髁关节面共同形成的叉状关节窝,以及距骨滑车的关节头构成。踝关节的关节囊前后松弛,有利于屈伸运动,两侧有韧带加固。内侧为三角韧带,外侧有三条韧带。并且踝关节腓骨头处的腓总神经就在皮下,此处损伤最易伤及韧带和神经。在踝骨骨折的地方,50%-70%伴有三角韧带的损伤,但是目前并没有一种常用的准确的快速的方法来检查三角韧带的损伤情况。Beck TN【6】等利用超声检查三角韧带的情况和核磁共振检查结果对比借以判断简便快速的超声检查是否可以用来检查三角韧带的损伤状况。结果表明,只有一条韧带的数据和核磁共振数据相比没有显著性差异,其他的都具有显著性差异,提示利用超声检查在这方面的局限性。
    脚共有28块骨头组成,28块骨头在足部肌肉和肌腱的作用下构成了复杂的结构,比如内侧纵弓、外侧纵弓、横弓等结构。Hohmann E, Imhoff A【7】在对长跑爱好者的研究中发现,在柏油路和石子路上进行长跑联系的人,跑的时间越长发生脚部疾患的比例越高,有相当一部分人接受了脚的矫正手术。在进行跟腱手术时的腓肠神经辨认也十分重要,辨别不清容易造成腓肠神经的损伤。Citak M【8】等研究发现腓肠神经在近跟骨结节平均11厘米处(8.7-12.4厘米)跨越跟腱。Rose T, Lill H, Hepp P, Josten C【9】对经常被称为足球运动员关节的慢性疼痛进行关节镜检查,了解他们的具体病变机理,进行保守方法的对症治疗,结果又2/3的人得到了恢复。
1.3 肩部:
    肩部包括肩肱关节、肩锁关节、胸锁关节、肩胛胸壁关节和肌肉结构肩锁关节位于锁骨外侧端与肩峰端,承受着由胸部肌组织向上肢传递的巨大负荷。肩锁关节是一个滑膜关节它有相对平坦的外形。在来源于上面的关节之间发现有楔形关节盘,但是对这个功能了解不多。关节两侧覆盖有纤维软骨,肩锁关节本身向内下方倾斜,导致了锁骨外侧端与肩峰的的轻微抵触。这些关节通过肌肉结构使得肩成为人体中运动范围最大、最灵活的关节。肩受骨的影响较少,运动范围大也伴随着稳定性的不足。因此即使肩部一个很细微的损伤也会给肩部的活动造成很大的影响。肩胛冈关节盂的冈盂切迹处的冈上肌腱鞘囊肿对肩胛上神经的压迫会造成肩部运动的障碍,Lichtenberg S, Magosch P, Habermeyer P【10】利用关节镜的方法实施囊肿切开术来解决这个问题。针对运动员而言,有很多人会发生锁骨的骨折,他们损伤的恢复速度对他们的运动队可能会产生巨大的影响。Jubel A【11】利用锁骨骨髓内的弹性固定钉来治疗运动员锁骨骨折,发现这种方法能够明显的减少运动员的恢复时间。肩关节连续性的被动运动对肩关节损伤恢复的研究。Lampe R, Mitternacht J, Matter HP, Gradinger R【12】利用连续性的被动运动产生装置来促进损伤后固定的肩关节的恢复,而这种被动运动性的恢复又取决于所应该采取的被动运动形式和应该避免哪些运动形式,利用三维的动态检测系统来检测肩关节连续被动运动产生装置在肩关节外展、上举、旋转方面有没有超出日常所规定的范围,如果这种被动运动产生装置能够很好的控制这些方面的话,则会对肩关节恢复产生促进作用。除此之外还有一些新颖的关于肩关节及肩锁关节损伤之后的所采用的新的治疗方法的探索等。

2  人体结构机械运动规律的研究
    人体是一个复杂的整体,人体的一切机械运动都是在骨骼肌肉系统的支持下来完成的,有骨的生物力学、关节软骨的生物力学、肌腱和韧带的生物力学、周围神经及脊神经根的生物力学、骨骼肌的生物力学、各个关节的生物力学等,因此人体内的肌肉骨骼系统及其附属物的结构变化也会影响到人体的运动。
2.1 髌下脂肪垫对膝关节运动的影响
    Bohnsack M【13】等研究发现在膝关节不同的屈曲角度时髌下脂肪垫所承受的压力和在膝关节腔中的体积大小有明显的不同。Bohnsack M【14】等在研究完全切除髌下脂肪垫对膝关节的动态生物力学的影响中发现,完全切除髌下脂肪垫能够完全影响到髌骨的生物力学和膝关节的运动学特征。
2.2膝关节腘绳肌肌腱单位的解剖功能对膝关节稳定性的影响
    Ullrich K, Krudwig WK, Witzel U【15】分析腘绳肌肌腱单位的解剖结构及其附属结构后发现,腘绳肌肌腱单位对膝关节后外侧的稳定性具有重要的作用,并且对胫骨绕中轴旋转时的稳定性、外侧半月板的稳定性具有重要的作用。

3  体育运动对人体器官组织形态结构影响的研究
    经常性的体育锻炼能够影响到人体的器官组织结构形态,比如改善肌肉的力量、减少身体脂肪含量、增强身体抵抗力等,德国的研究学者对运动对运动员的心血管的研究有所关注。Urhausen A, Monz T, Kindermann W【16】通过对赛艇运动员的研究发现,他们的左心室的质量、心室内空间直径、左心室容积、心室壁厚度都大于了医学上所认为的正常健康成年人的上限水平。Pufe T, Petersen WJ, Mentlein R, Tillmann BN[17]研究发现肌腱周围血管增加或减少的话都可能会对肌腱的退行性变化具有显著地影响。

4   结语:
4.1 研究重点
    德国的学者在运动解剖方面主要集中于和运动损伤相关的研究。比如运动中常见的损伤部位前交叉韧带、膝关节的问题、肩关节以及胸锁关节等。除此之外还有和运动相关的一些人体附属结构的运动生物力学特性以及他们的一些变化会给人体运动带来哪些影响,比如运动对心脏的影响、血管系统与肌腱退行性变化之间有什么样的关系等等。相对于广泛的运动解剖范围来说,德国的研究学者把前交叉韧带和膝关节的问题及肩关节和胸锁关节作为研究的重点。
4.2  研究方法
    查阅文献发现学者基本上都是借助于关节镜检查,核磁共振,荧光定位技术,微创手术,超声波检测方法来进行运动解剖学方面的研究
4.3  研究对象
    研究对象很具体,除了前交叉韧带双束隧道重建实验中采用了山羊为实验对象外,其他的全部针对到人自身。
4.4  动态研究的相对不足
    通过阅读这些文献发现,学者们大都从静态的解剖功能角度来进行运动解剖学的研究,其中有很大一部分还是与运动损伤治疗方法相关的解剖研究,而利用人体动态的观点来进行研究的很少。

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