一、关节的构成
关节是指骨与骨之间藉周围的结缔组织相连结,相对骨面间相互分离,具有充以滑液的腔隙的结构,是骨连结的最高分化形式,一般具有较大的活动性。正常关节腔内有少量液体,以减少关节运动时摩擦。关节有病变时,可使关节腔内液体增多,形成关节积液和肿大。关节周围有许多肌肉附着,当肌肉收缩时,可做屈、伸、内收、外展以及环转等运动。
一个典型的关节必须具备以下4个主要条件:关节面、关节囊、关节腔以及辅助结构,其中前三者为关节的基本结构(图1-1)。
(一)关节的基本结构
1.关节面 是参与组成关节的各相关骨的接触面。每一关节至少包括两个关节面,多为一凸一凹,凸者称关节头,凹者称关节窝。关节面上被覆关节软骨,多数为透明软骨,少数为纤维软骨,其厚薄因不同的年龄和不同的关节而异。关节软骨不仅使粗糙不平的关节面变得光滑,同时在运动时可减少关节面的摩擦,缓冲震荡和冲击。
图1-1 关节构成模式图
2.关节囊 是附着于关节周围的纤维结缔组织膜构成的囊,与骨膜融合续连,可包围关节,封闭关节腔。关节囊分两层,其外层为纤维层,含有丰富血管和神经,纤维层厚薄与关节功能有关,下肢关节负重较大,相对稳固,纤维膜则坚韧而紧张。上肢关节运动灵活,纤维膜则薄而松弛。内层为滑膜层,可分泌滑液,不仅能减少运动时关节面的摩擦,而且也是关节软骨、半月板等新陈代谢的重要媒介。
3.关节腔 是由关节囊的滑膜层及关节面共同围成的密闭腔隙,腔内有少量滑液,可减少运动时关节面的摩擦。关节腔内为负压,对维持关节的稳固有非常重要的作用。
(二)关节的辅助结构
1.韧带 是连结相邻两骨之间的致密纤维结缔组织束,可加强关节的稳固性或限制关节的过度运动。分为囊内韧带和囊外韧带两种,囊内韧带如膝关节的前、后交叉韧带,囊外韧带如膝关节的胫侧副韧带、腓侧副韧带及髌韧带等。
2.关节内软骨 关节腔内有两种不同形态的纤维软骨。
(1)关节盘:位于两骨的关节面之间,其周缘附着于关节囊,将关节腔分为两部分,主要作用是使关节面更为适配,减少外力对关节的震荡和冲击,增加关节的运动形式和范围。多呈圆盘状,中部稍薄,周缘稍厚。有的呈半月形,称关节半月板,如膝关节的内、外侧半月板。
(2)关节唇:为附于关节窝周围的纤维软骨环,其作用为加深关节窝,增大关节面,增加关节的稳固性。如肩关节的关节盂,髋关节的髋臼唇等。
3.滑液囊和滑膜襞 某些关节的滑膜可从关节囊纤维层的薄弱或缺如处的囊状膨出,位于肌腱与骨面之间,可减少运动时肌腱与骨面之间的摩擦,如膝关节的髌上囊。某些关节的滑膜表面积大于纤维层,使滑膜重叠卷折并突入关节腔而形成滑膜襞,其作用为充填空隙,避免关节面过大而产生撞击和磨损,如膝关节的翼状襞。
二、关节的类型
人体关节的分类方法很多,通常采用的分类法为按关节运动轴的数目和关节面的形态分为以下三类(图1-2)。
图1-2 关节类型
(一)单轴关节
关节只能绕一个运动轴做一组运动。
1.滑车关节 一骨的关节头呈滑车状,另一骨有相应的关节窝。通常只能沿冠状轴做屈、伸运动,如肱尺关节,指间关节等。
2.车轴关节 由圆柱状的关节头和凹面状的关节窝构成,关节窝通常由骨和韧带连成环,可沿垂直轴做旋转运动,如寰枢正中关节和桡尺近侧关节等。
(二)双轴关节
关节能绕两个互相垂直的运动轴进行两组运动,也可进行环转运动。
1.椭圆关节 关节头呈椭圆形凸面,关节窝呈相应的椭圆形凹面,可沿冠状轴做屈、伸运动,沿矢状轴做内收、外展运动,并可做环转运动,如桡腕关节和寰枕关节。
2.鞍状关节 两骨的关节面均呈马鞍状,互为关节头和关节窝。可沿冠状轴、矢状轴做屈、伸、内收、外展和环转运动,如拇指腕掌关节。
(三)多轴关节
关节具有两个以上的运动轴,可做多方向的运动。
1.球窝关节 关节头较大,呈球形,关节窝浅小,与关节头的接触面积不到1/3,故在所有的关节中活动度最大,如肩关节,可做屈、伸、内收、外展、旋内、旋外和环转运动。也有的关节窝特别深,包绕关节头的大部分,虽然也属于球窝关节,但运动范围受到一定的限制,如髋关节,第2、3、4、5掌指关节也属于球窝关节,因其侧副韧带较强,旋转运动受到限制。
2.平面关节 两骨的关节面均较平坦而光滑,但仍有一定的弯曲和弧度,关节囊紧张而坚固,运功度极小,只能做微小的转动或轻微滑动,又称微动关节,如肩锁关节、骶髂关节、腕骨间关节等。
三、四肢关节的特点
人体各部位关节的运动方式和活动幅度有赖于关节的形态结构,而这些形态结构特点又是关节功能特点所要求的。在进化过程中,人类发展到了直立行走阶段,人类的上肢失去了支撑行走的作用,发展为抓握器官。而下肢则发展为支撑行走器官,由于上下肢功能的不同。因此,在形态和结构上都有很大的差别。
一般来说,上肢骨骼细小轻巧、骨质较薄,下肢骨骼粗壮坚实,骨质较厚;上肢关节囊松弛、较薄,关节较灵活;下肢关节囊较紧而坚厚,关节较牢固。上肢的肌肉细巧、数目多,适合做各种复杂而细致的活动;下肢肌肉粗壮有力,数目较少,适宜做强度较大的活动,如跑和跳跃等。但是稳固性大的关节,则灵活性较差;灵活性大的关节,则稳固性较差。
四、关节的基本病变
(一)关节肿胀
常由于关节积液或关节囊及其周围软组织充血、水肿、出血和炎症所致。其X线表现是周围软组织影膨隆,脂肪垫和肌肉间脂肪层移位变形、模糊或消失,整个关节区密度增高;大量关节积液可见关节间隙增宽。CT、MRI检查更易显示肿胀、增厚的关节囊和关节腔内的液体。常见于炎症、外伤和出血性疾病。
(二)关节破坏
关节软骨及其下方的骨性关节面骨质为病理组织所侵犯、代替所致。其X线表现是当破坏只累及关节软骨时,仅见关节间隙变窄,在累及关节面骨质时,则出现相应区的骨破坏和缺损。关节间隙狭窄和骨质破坏的程度各病例有所不同,严重时可引起关节半脱位和变形。关节破坏是诊断关节疾病的重要依据,破坏的部位和进程因疾病而异。急性化脓性关节炎时软骨破坏开始于关节负重面或从关节边缘侵及软骨下骨质,软骨与骨的破坏进展迅速,破坏范围可十分广泛。关节滑膜结核时软骨破坏常开始于关节的边缘,进展缓慢逐渐累及骨质,表现为边缘部分的虫蚀状骨破坏。类风湿关节炎到晚期才引起关节破坏,也是从边缘开始,多呈小囊状骨破坏。
(三)关节退行性变
早期改变开始于软骨,为缓慢发生软骨变性、坏死和溶解,骨板被吸收并逐渐为纤维组织或纤维软骨所代替,广泛软骨坏死可引起关节间隙狭窄。继而造成骨性关节面骨质增生硬化,并于骨缘形成骨赘。关节囊肥厚、韧带骨化。关节退行性变的早期X线表现主要是骨性关节面模糊、中断、消失。中晚期表现为关节间隙狭窄、软骨下骨质囊变和骨性关节面边缘骨赘形成,不发生明显骨质破坏,一般无骨质疏松。这种变化多见于老年人,以承受体重的脊柱和髋、膝关节为明显,是组织衰退的表现。此外,也常见于运动员和搬运工人,由于慢性创伤和长期承重所致。一些职业病和地方病也常可引起继发性关节退行性变。
(四)关节强直
关节强直可分为骨性强直和纤维性强直。骨性强直是关节明显破坏后,关节骨端由骨组织所连接。X线表现为关节间隙明显变窄或消失,并有骨小梁通过关节连接两侧骨端,多见于急性化脓性关节炎愈合后,纤维性强直也是关节破坏的后果,虽然关节活动消失。但X线上仍可见狭窄的关节间隙,且无骨小梁贯穿,常见于关节结核。
(五)关节脱位
关节骨端的脱离、错位,分为完全性脱位和半脱位。关节脱位多为外伤性,也有先天性或病理性。外伤性脱位有明显的外伤史并常伴有骨折;先天性者常见于婴幼儿,有一定的好发部位,如先天性髋关节脱位;继发于关节和邻近组织的疾病的脱位为病理性脱位,如化脓性、结核性和类风湿关节炎均可引起关节脱位。
(郭友华)
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