近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力影响的解剖学测量

doi:10.3969/j.issn.2095-4344.0041

中国组织工程研究 ›› 2018, Vol. 22 ›› Issue (3): 420-425.doi: 10.3969/j.issn.2095-4344.0041

• 骨与关节生物力学 bone and joint biomechanics • 上一篇下一篇

近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力影响的解剖学测量

王朝东¹，王建业¹，王玉²，先明博¹

¹佳木斯大学附属第一医院，黑龙江省佳木斯市 154002；²解放军总医院，骨科再生医学北京市重点实验室，北京市 100853

出版日期:2018-01-28 发布日期:2018-01-28
通讯作者: 王建业，硕士，副主任医师，佳木斯大学附属第一医院，黑龙江省佳木斯市 154002
作者简介:王朝东，男，1988年生，河南省郑州市人，汉族，佳木斯大学在读硕士，医师，主要从事骨外科的临床研究。
基金资助:
骨科再生医学北京市重点实验室2016年度科技创新基地培育与发展工程子专项项目(Z161100005016059)

Anatomic measurement regarding the effect of proximal interphalangeal joint motion on the tension of the zone I extensor tendon

Wang Chao-dong¹, Wang Jian-ye¹, Wang Yu², Xian Ming-bo¹

¹First Affiliated Hospital, Jiamusi University,Jiamusi 154002, Heilongjiang Province, China; ²Key Laboratory of Regenerative Medicine of Department of Orthopedics of Beijing City, Chinese PLA General Hospital, Beijing 100853, China

Online:2018-01-28 Published:2018-01-28
Contact: Wang Jian-ye, Master, Associate chief physician, First Affiliated Hospital, Jiamusi University, Jiamusi 154002, Heilongjiang Province, China
About author:Wang Chao-dong, Studying for master’s degree, Physician, First Affiliated Hospital, Jiamusi University, Jiamusi 154002, Heilongjiang Province, China
Supported by:
the Special Project for Cultivation and Development of Scientific and Technological Innovation Base of the Key Laboratory of Regenerative Medicine of Department of Orthopedics of Beijing City in 2016, No. Z161100005016059

摘要/Abstract

摘要：

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文题释义：

近指间关节：近节指骨头和中节指骨底构成近指间关节，近指间关节屈曲90°-100°，关节周围皮肤在手指伸直时聚成皱褶，屈曲时则绷紧。近指间关节附近有一个中间腱(由指伸肌中间束与两侧骨间肌内侧束组成)抵止于中节指骨底背侧，有两个外侧腱(由骨间肌外侧束与蚓状肌腱纤维组成)经关节背外侧走向中节指背侧并靠拢。中间腱随着近指间关节屈曲向远心端移动使两外侧腱张力逐渐缩小处于松弛状态。

伸肌腱Ⅰ区：中节指骨头和远节指骨底构成远指间关节，伸肌腱Ⅰ区位于远指间关节区，此区有终腱抵止于末节指骨底背侧，皮肤很薄且连接紧密。可产生闭合性或开放性损伤，甲床手术亦可累及终腱。终腱损伤后可导致锤状指畸形，在临床上较常见，治疗方法多种多样，虽然大部分治疗方法达成一致，但是近指间关节的固定位置并未达成共识。

摘要

背景：目前锤状指的保守及手术治疗方法多种多样，虽然大部分治疗方法达成一致，但是近指间关节的固定位置并未达成共识。

目的：通过对标本伸肌腱解剖测量，探讨近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力的影响，寻找出伸肌腱Ⅰ区张力最小时近指间关节的固定位，为临床治疗锤状指选择最优固定位提供参照。

方法：取上肢标本示、中、环、小指各20指，分别测量各指在近指间关节处于伸直位、屈曲20°，40°，60°，80°，100°位时，远指间关节的最大被动屈曲角度。然后显露Ⅰ区伸肌腱，固定远指间关节于伸直位，横向切断伸肌腱末端，制作锤状指模型。克氏针垂直末节指骨基底部进针穿透指骨，记号笔平行克氏针于Ⅰ区伸肌腱上做标记，测量肌腱滑动距离。取近指间关节处于伸直位、屈曲20°，40°，60°，80°，100°位，分别测量伸肌腱断端间隙大小及肌腱的滑动距离。

结果与结论：①远指间关节的最大被动屈曲角度随近指间关节屈曲角度的增大而增大；②伸肌腱Ⅰ区两断端的距离随着近指间关节屈曲角度的增大而减小，伸肌腱Ⅰ区两断端近端向远端滑动的距离随着近指间关节屈曲角度的增大而增大。近指间关节处于伸直位时，Ⅰ区伸肌腱末端断端处间隙大小为(1.322 8±1.078 9)mm；当屈曲近指间关节至100°位时，近侧断端向远侧滑移，平均滑移距离为(1.540 5±0.690 7)mm；③结果提示，近指间关节处于伸直位伸肌腱Ⅰ区张力最大，伸肌腱Ⅰ区张力随屈曲近指间关节的角度增大而减小，近指间关节处于屈曲100°位时伸肌腱Ⅰ区张力为最小。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程
ORCID: 0000-0002-5092-0812(王朝东)

关键词: 伸肌腱, 生物力学, 指间关节, 锤状指, 骨科植入物, 解剖学

Abstract:

BACKGROUND: Many conservative and surgical techniques for mallet finger have been described. Most of them have reached an agreement, but the fixation of the proximal interphalangeal joint has not reached a consensus.

OBJECTIVE: To discuss the effect of proximal interphalangeal joint motion on the tension of the zone I extensor tendon and to search the fixation position of proximal interphalangeal joint at the minimum tension of the zone I extensor tendon through measuring extensor tendon so as to provide reference for selecting optimal fixation position in the treatment of mallet finger.

METHODS: The maximal passive flexion angles of the distal interphalangeal joint of the index, middle, ring and little fingers were measured in 20 cadaver hands when the proximal interphalangeal joint flexed at 0°, 20°, 40°, 60°, 80° and 100°. An incision was made over the back of the distal interphalangeal joint to expose the zone I extensor tendon. The extensor tendon was incised laterally at the level of the distal interphalangeal joint with the distal interphalangeal joint fixed in extension position to make a mallet finger. A Kirschner wire was used to pierce through and perpendicular to the distal phalangeal basement as a sign. Paralleling to this sign, the zone I extensor tendon was marked and its relative distance to the sign was measured as the sliding distance of the extensor. The widest gap between the tendon edges and the tendon sliding distance were recorded, while the proximal interphalangeal joint was in extension and 20°, 40°, 60°, 80° and 100° flexion positions.

RESULTS AND CONCLUSION: (1) The maximal passive flexion angle of the distal interphalangeal joint increased with the proximal interphalangeal joint flexion increased. (2) The gap between the extensor tendon edges in zone I reduced when the angle of proximal interphalangeal joint increased. The proximal extensor tendon gliding distance increased, while the proximal interphalangeal joint flexion increased. The gap between the extensor tendon edges in zone I was (1.322 8±1.0788 9) mm when the proximal interphalangeal joint was in extension position. The proximal extensor tendon glided distally, when the proximal interphalangeal joint flexed to 100° with an average sliding distance of (1.540 5±0.690 70) mm. (3) The zone I extensor tendon has the maximal tension while the proximal interphalangeal joint is in extension position. The tension in the zone I extensor tendon reduced when the angle of proximal interphalangeal joint increased. The tension in the zone I extensor tendon was minimal when the proximal interphalangeal joint flexed to 100°.

中国组织工程研究杂志出版内容重点：人工关节；骨植入物；脊柱；骨折；内固定；数字化骨科；组织工程

Key words: Anatomy, Biomechanics, Muscle Tonus, Tissue Engineering

中图分类号:

R318

王朝东，王建业，王玉，先明博. 近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力影响的解剖学测量[J]. 中国组织工程研究, 2018, 22(3): 420-425.

Wang Chao-dong, Wang Jian-ye, Wang Yu, Xian Ming-bo. Anatomic measurement regarding the effect of proximal interphalangeal joint motion on the tension of the zone I extensor tendon [J]. Chinese Journal of Tissue Engineering Research, 2018, 22(3): 420-425.

图/表（结果） 3

2.1 Ⅰ区伸肌腱断端距离随近指间关节屈曲角度增大而减小 通过人工制作锤状指模型，观察到当近指间关节处于伸直位时，Ⅰ区伸肌腱末端近侧断端向近端回缩，断端处出现间隙，大小为(1.322 8±1.078 9) mm。当逐渐屈曲近指间关节至100°位时，近侧断端向远侧滑移，平均滑移距离为(1.540 5±0.690 7) mm，断端间隙逐渐缩小；当近指间关节屈曲至100°位时，两断端逐渐靠近，甚至出现肌腱断端重叠。

2.2 远指间关节最大被动屈曲角度随近指间关节屈曲角度的增大而增大 对不同手指在近指间关节处于不同屈曲角度(0°，20°，40°，60°，80°，100°)时远指间关节的最大被动屈曲角度分别进行单因素方差分析，差异均有显著性意义(P < 0.05)，详见表1。图2是将近指间关节处于不同屈曲角度时对应远指间关节最大被动屈曲角度的均值做出的线性图，更加直观地展现出二者的线性关系，可以得出远指间关节最大被动屈曲角度随着近指间关节屈曲角度的增大而增大。

2.3 伸肌腱Ⅰ区两断端距离及近端向远端滑动距离同近指间关节屈曲角度之间的关系 对不同手指在近指间关节处于不同屈曲角度(0°，20°，40°，60°，80°，100°)时伸肌腱Ⅰ区两断端的距离分别进行单因素方差分析，差异均有显著性意义(P < 0.05)，详见表2；对不同手指在近指间关节处于不同屈曲角度(0°，20°，40°，60°，80°，100°)时伸肌腱Ⅰ区两断端中的近端向远端滑动的距离分别进行单因素方差分析，差异均有显著性意义(P < 0.05)，详见表3。图3是将近指间关节处于不同屈曲角度时对应伸肌腱Ⅰ区两断端的距离及伸肌腱Ⅰ区两断端近端向远端滑动的距离的均值做出的线性图，更加直观地展现出二者分别与近指间关节屈曲角度的线性关系，可以得出伸肌腱Ⅰ区两断端的距离随着近指间关节屈曲角度的增大而减小，伸肌腱Ⅰ区两断端近端向远端滑动的距离随着近指间关节屈曲角度的增大而增大。

2.4 近指间关节处于相同屈曲角度时不同手指远指间关节最大被动屈曲角度之间的关系 如表4所示，对近指间关节处于不同角度时不同手指：示指、中指、环指、小指的远指间关节的最大被动屈曲角度分别进行单因素方差分析，当近指间关节处于不同屈曲角度时4组手指之间的差异有显著性意义；进一步两两比较，示指组与小指组差异有显著性意义(近指间关节屈曲0°时，LSD法P=0.004，Bonferroni法P=0.022；近指间关节屈曲20°时，LSD法P=0.002，Bonferroni法P=0.011；近指间关节屈曲40°时，LSD法P=0.004，Bonferroni法P=0.026；近指间关节屈曲60°时，LSD法P=0.004，Bonferroni法P=0.026；近指间关节屈曲80°时，LSD法P=0.003，Bonferroni法P=0.021；近指间关节屈曲100°时，LSD法P=0.001，Bonferroni法P=0.005)，而示指组与环指组、示指组与中指组、中指组与环指组、中指组与小指组、环指组与小指组之间差异无显著性意义。可以得出近指间关节处于相同屈曲角度时示指组与小指组远指间关节的最大被动屈曲角度差异有显著性意义，这同两指解剖结构是相符的。

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引言

指伸肌腱Ⅰ区为远指间关节伸直装置的重要组成，外伤后此处伸肌腱损伤可导致肌腱延长或连续性消失，力的传导减弱或中断，手指末节屈伸力量平衡失调，远指间关节在屈指力量的作用下呈现屈曲状态，形成锤状指畸形^[1-2]。Ⅰ区伸肌腱断裂所致的锤状指是临床较常见的^[3]，由于工作性质的不同，一般青年发病率高^[4]，且青年男性明显高于老年女性^[5]，老年人多为低能量损伤^[6]，整体来看腱性锤状指多于骨性锤状指^[7]，患者常因疼痛、远指间关节伸直受限等问题给生活、工作带来不便而烦恼，特别对于年轻患者来说还影响其个人形象。目前对闭合的、新鲜的、单纯Ｉ区伸肌腱断裂及带有较小骨块撕裂的锤状指大多采用保守疗法^[8]；而陈旧性的锤状指因肌腱已畸形愈合，故需手术治疗，开放性的锤状指因创口污染严重、肌腱挫伤严重，故多采用手术治疗^[9-10]，带有较大骨块撕裂骨折脱位不稳定的锤状指目前临床上也多主张采用手术治疗^[11]。对于锤状指无论保守疗法或是手术治疗，去除外固定或拔出内固定后仍有部分患者存在背伸受限和肌腱再次断裂的可能，以致于临床上存在不少Ⅰ区伸肌腱断裂锤状指保守治疗和手术治疗效果不佳的病例，究其原因主要在于肌腱愈合不佳，而影响肌腱愈合的关键因素在于外固定范围、位置的不当而造成肌腱断端张力过大，减慢了肌腱的愈合；当肌腱处于低张力时，有利于肌腱的愈合，从而缩短锤状指的临床愈合时间，减少因外固定过久而造成的患指皮肤感染、变性、麻木不适，畸形、局部溃疡等并发症的发生率^[12]，提高临床疗效，改善患者生活质量。但是各治疗方案中近指间关节的固定问题仍然存在争议^[13-21]。

文章的主要目的是通过对成人标本伸肌腱解剖测量，探讨近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力的影响，通过对伸肌腱解剖测量寻找出伸肌腱Ⅰ区张力最小时近指间关节的固定位，为临床治疗锤状指选择最优固定位提供解剖学依据。

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材料方法

讨论

Ⅰ区伸肌腱主要由两外侧腱及其汇聚形成的终腱构成。两外侧腱由指伸肌腱外侧束、骨间肌外侧束、蚓状肌的腱纤维、支持带及三角韧带纤维形成，在中节指骨远端集中交错形成终腱。支持韧带是由一稀疏纤维带在中节指骨侧面，且起自近节指骨侧面的骨沟和指纤维鞘的纤维束，经近指间关节，止于外侧腱。三角韧带走形在两束外侧腱之间，部分支持韧带横行^[23]。正常生理状态下，手指末端屈伸肌腱力量处于动态平衡，当Ⅰ区伸肌腱受到闭合性或开放性损伤后，伸肌腱对力传导的连续性中断，原来的动态平衡被破坏，屈肌腱的力量占优势而拉动末节指骨，造成锤状指的形成。目前对于锤状指治疗中远指间关节的固定位已基本达成共识，即固定远指间关节于伸直位或过伸位^[12，24-30]。研究发现在伸肌腱Ⅰ区靠近终腱的近心端处切断指伸肌腱后，将近指间关节及掌指关节固定于伸直位时，使远指间关节屈曲角度每增加20°(5°-60°)，肌腱止点裂隙约可增加0.60 mm，将远指间关节固定于背伸5°位时伸肌腱断端的间隙逐渐消失^[31]。本研究中发现当近指间关节处于伸直位时在伸肌腱Ⅰ区靠近终腱的近心端处切断指伸肌腱，近心端的伸肌腱断端出现回缩，断端间出现空隙；当远指间关节处于过伸位时，伸肌腱两断端间的空隙消失。从而可以断定将远指间关节固定于轻微过伸位有助于Ⅰ区伸肌腱张力的减小。但近指间关节的固定位现在仍未达到共识。近指间关节的屈伸位置可以改变近指间关节以近的伸肌装置的位置，但并不影响伸肌腱在远指间关节的相对位置^[32]。也有人认为伸肌腱终末断端空隙的出现是因为远指间关节位置的伸屈活动变化所引起，与近指间关节无关^[33-34]。但无论从伸指装置的解剖学特点还是从临床实践中，都对上述观点表示怀疑。理论上当近指间关节处于屈曲位时，中间腱、中间束被牵向远端，带动两内侧束被牵向远端，从而带动两外侧束也向远端移动，最终使组成终腱的两外侧束在近指间关节以远处于松弛状态，对终腱的拉力减小， Ⅰ区伸肌腱松弛，张力下降^[35-37]。国内许多临床研究证实将近指间关节固定于屈曲位，远指间关节固定于背伸位，最终取得满意的治疗效果^[38-41]。若再把远指间关节固定在过伸位就可以使断裂伸肌腱两断端更加接近，从而使伸肌腱张力进一步减小，更有利于伸肌腱的愈合。

研究结果提示，近指间关节的活动虽然对Ⅰ区伸肌腱的张力有影响，但当近指间关节处于伸直位时，且固定远指间关节于伸直位，Ⅰ区伸肌腱张力已处于最大，即使断端处出现间隙，也不会进一步增大，取出固定远指间关节于伸直位的克氏针后，将远指间关节固定于轻微过伸位，可使断端间隙消失，甚至可使Ⅰ区伸肌腱处于无张力状态。关节的活动需要有神经支配的动力源及正常的关节结构，其活动的因素主要有3个方面，即肌腱、关节囊和皮肤^[38]。所以在临床治疗锤状指畸形时，当固定远指间关节于伸直位或过伸位后，理论上只要保证近指间关节没有过伸，就可以使Ⅰ区伸肌腱不会受到更大张力的影响，这同国外学者治疗锤状指不固定近指间关节的观点是一致的^[36-37]。国内学者的临床研究结果显示，治疗锤状指时仅固定远指间关节于过伸位即可获得更佳的舒适度和良好的疗效^[13,42-43]。

本研究中人工制造锤状指模型后，克氏针固定远指间关节于伸直位，可观察到随着近指间关节屈曲角度逐渐减小，近侧断端向近侧滑动，断端间隙逐渐增大，至伸直位时肌腱两断端距离最大；相反随近指间关节屈曲角度逐渐增大，两断端间隙逐渐减小甚至出现重叠，观察结果与理论结果相符。当近指间关节处于伸直位时，远指间关节最大被动屈曲角度减小，小于近指间关节屈曲100°位时。这从侧面显示当近指间关节屈曲时，Ⅰ区伸肌腱张力降低，有利于伸肌腱末端向远侧滑动，故可以使远指间关节被动屈曲角度增大。

研究中用克氏针横穿过末节指骨基底部作为标记，用以观察并测量Ⅰ区伸肌腱相对于末节指骨的滑动来排除因克氏针固定不牢而导致的远指间关节活动造成断端间隙增大产生的影响。为避免因掌指关节屈伸活动可能造成的影响，实验中全部采用掌指关节伸直位。考虑各标本保存年限、质量、性别及个体发育不同，肌腱长度及张力大小存在差异，虽然多次测量取值，但样本量不大，实验结果仍可能存在误差。且每次实验过程不可能完全一样，故本研究中不能排除此项误差。研究从远指间关节的被动屈曲角度和Ⅰ区伸肌腱滑动距离入手，间接阐述了近指间关节活动对伸肌腱Ⅰ区张力的影响，若要获得更直接的张力变化，需要进一步的生物力学研究。

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[1]	徐峰, 康辉, 魏坦军, 席金涛. 椎弓根螺钉不同固定方法治疗胸腰椎骨折的生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1313-1317.
[2]	陈心敏, 李文标, 熊凯凯, 熊晓燕, 郑利钦, 李木生, 郑永泽, 林梓凌. 钉道强化股骨近端防旋髓内钉治疗老年A3.3型股骨转子间骨折：最佳骨水泥量有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1404-1409.
[3]	周继辉, 李新志, 周游, 黄卫, 陈文瑶. 髌骨骨折修复内植物选择的多重问题[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(9): 1440-1445.
[4]	宋成杰, 常恒瑞, 石明鑫, 孟宪中. 侧方入路腰椎融合治疗后的生物力学稳定性的研究与进展[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 923-928.
[5]	许玉林, 沈师, 卓乃强, 杨惠麟, 杨超, 李洋, 赵恒, 赵露. 髋臼后柱骨折3种不同钢板固定后站立及坐立位下的生物力学比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 826-830.
[6]	蔡群斌, 邹霞, 胡剑涛, 陈心敏, 郑利钦, 黄培镇, 林梓凌, 姜自伟. 有限元法分析尖顶距与股骨近端防旋髓内钉固定股骨转子间骨折稳定性的关系[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(6): 831-836.
[7]	谢崇新, 张磊. 保留与不保留残端重建前交叉韧带术后膝关节退变的比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(5): 735-740.
[8]	聂少波, 李建涛, 孙基恩, 赵喆, 赵燕鹏, 张里程, 唐佩福. 内侧支撑髓内钉置入支撑治疗严重骨质疏松性股骨转子间骨折的力学稳定性[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 329-333.
[9]	谭家昌, 袁振超, 吴振杰, 刘斌, 赵劲民. 弹性钉结合尾帽和钢丝固定长斜形股骨干骨折的生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 334-338.
[10]	陈路, 张建光, 邓长弓, 严才平, 张伟, 张袁. 锁定螺钉辅助髋臼杯不同固定方式的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 356-361.
[11]	周继辉, 李新志, 周游, 黄卫, 陈文瑶. 创伤性胸锁关节脱位多种内置物治疗优劣的比较[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(3): 443-448.
[12]	李琨 , 李志军 , 张少杰 , 高尚 , 孙昊 , 杨喜 , 王星 , 戴丽娜. 有限元动态仿真建立4岁儿童“枕-寰-枢”关节模型[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3773-3778.
[13]	孙玛骥, 王秋安, 张星晨, 郭冲, 袁峰, 郭开今. 新型颈椎前路经椎弓根固定钉板系统的研制及生物力学分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3821-3825.
[14]	朱云, 陈渝, 邱皓, 刘盾, 靳国荣, 陈诗谋, 翁政. 对侧皮质锁定螺钉治疗骨质疏松股骨骨折的有限元分析[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3832-3837.
[15]	刘金玉, 丁逸苇, 卢正操, 高天君, 崔洪鹏, 李雯, 杜薇, 丁宇. 有限元分析全可视化内镜下椎板开窗减压治疗脊髓型颈椎病的生物力学特点[J]. 中国组织工程研究, 2021, 25(24): 3850-3854.