肩峰指數及其臨床意義

禹銘楊,谷貴山

(吉林大學白求恩第一醫院骨關節外科,吉林 長春 130021)

1 基本概念

肩峰指數(Acromion Index,AI)這一概念首先是由 Nyffeler等提出[1],他直接反映了肩峰橫向的延展度。也可以理解為肩峰對其下方組織的包容程度。測量肩峰指數首先需要一張患者的肩關節正前位 X線片,所謂正前位是指拍攝一側的上臂自然下垂,患者肩部放松,處于中立位。來自于尸體標本的研究表明:第一,肩峰指數受到肱骨頭和肩胛骨的相對位置影響。當肩胛骨處于自然位置時,肱骨頭由中立位轉向外旋位后,肩峰指數會增加 0.03～ 0.07;當肱骨頭內旋時,肩峰指數幾乎不會發生改變。第二,當上臂自然下垂而在冠狀面旋轉肩胛骨時,同樣會影響肩峰指數。以右肩關節為例:當面對 X線攝影機時,逆時針旋轉肩胛骨標本,增加肩峰指數0.07(最大可以增加 0.16);而順時針旋轉尸體肩胛骨時,會使肩峰指數縮小 0.05(最小可以縮小 0.17),這也是為什么要強調放松狀態下正前位片的重要性。不主張使用 CT或M RI來測量肩峰指數,第一是由于這兩種方法造價昂貴,首診無特殊指證的患者一般不常使用,另外 X線測量結果也不可以與上述兩種方法進行類比研究。這是因為拍攝 CT及M RI時采用的是平臥位,解除了上肢因重力作用而產生的向下牽拉,從而縮小了肩峰與肱骨上端之間的距離。然而,有學者研究表明[1],當肱骨頭上移時會引發肱骨頭輕度的向內側平行移位,這不但影響到了肱盂關節的生物力學關系,還使得肱盂關節面與肱骨左外側之間的距離較近。而此時關節盂平面與肩峰外側切線的距離不變化,所以使得肩峰指數相對增大。而且,當平臥時身體對于肩胛骨的壓迫也會改變肩胛骨與肱骨之間的距離,影響測量結果。測量的具體方法是基于三條特殊的平行線(見圖 1),數值來源于他們之間的距離測定。第一條線連接肩胛盂的上皮質緣和下皮質緣的最邊緣,此線的測量最為關鍵,他決定了另外兩條線的方向和距離,標志此線的關鍵是一定要看清皮質最邊緣,也就是骨皮質和關節盂唇軟骨交接的部位,而不是軟骨的模糊影。上下的焦點代表了肩胛盂的直徑。第二條線平行于第一條線,與肩峰的最邊緣相切;第三條線與此二線平行,與肱骨頭的最邊緣相切。第一和第二條線之間的距離我們用英文 GA(The glenoid plane to the acromion)表示 ,第一和第三條線之間的距離,我們用英文 GH(The glenoid plane to the lateral aspect of the humeral head)表示,肩峰指數用 AI(The acromion index)表示,那么就有如下公式:AI=GA/GH,此得出的結果就稱之為肩峰指數。較高的肩峰指數反應肩峰的橫向延展度較大。這種采用比率的方法有利于避免很多問題,比如由于不同設備及不同技術人員導致的片子比例大小所產生的錯覺,同時可以避開性別不同而帶來的問題,有學者研究表明男女肩峰形態存在明顯差異[2]。而采用比例進行描述則可以避免這些問題,特別有利于臨床工作者方便、準確地掌握患者信息。

圖1 肩峰指數測量方法示意圖

圖1是張標準的肩關節中立位 X線片。肩峰指數(AI)是由兩個數值即 GH和 GA計算得來,表示肩峰向側方的延展度,也可以理解為對其下組織的包容程度。

2 臨床意義

2.1 肩袖損傷 肩袖又稱肌腱袖或稱旋轉袖,是附著于肱骨大結節的岡上肌、岡下肌、小圓肌和附著在肱骨小結節上的肩胛下肌構成的袖口狀組織。上述 4塊肌的肌腱經過肩關節囊的上(岡上肌)、后(岡下肌、小圓肌 )和前方 (肩胛下肌 )時與肩關節囊愈著,并互相連接形成一近似環形的腱板圍繞肩關節包裹于肱骨上。肩袖的上方為喙肩弓(由肩峰、肩鎖關節、喙肩韌帶組成),兩者之間為肩峰下滑囊[3]。盂肱關節的穩定性主要靠肩袖承擔。在組成肩袖的各組肌肉的病理檢查中,岡上肌腱病變最為常見,其發病率和年齡的相關性十分明顯[4]。肩袖撕裂可分為慢性損傷和急性創傷兩大類原因[5]。在普通的人群中,各種程度肩袖損傷有著十分高的發病率,其發病率在 8%～ 30%[6]。但并不是說所有的患者都會出現癥狀,很多人都是在做檢查時通過影像學診斷為肩袖損傷。日本最近做了一項調查[7],他們對 1366名患者進行了肩關節超聲檢查,通過檢查發現 20.7%的患者有不同程度的肩袖損傷,但是通過臨床檢查發現,這些檢查結果陽性的患者中只有 36%有體征。但是無癥狀的肩袖損傷并不是靜止的,同樣有著其重要的臨床意義,往往提示損傷處于初級階段,而隨著肩袖的不斷退化,癥狀就會相繼出現。多數的癥狀為疼痛[8]。諸多的因素會影響到肩袖的發病,比如:年齡、性別、吸煙、上肢的工作強度等[9]。而肩峰指數的大小,也是一個重要因素。有學者做過臨床調查[1],發現肩袖撕裂的程度與肩峰指數程正相關:肩袖全層撕裂患者的指數為(0.73±0.06),而健康對照組指數為(0.64± 0.06)。過高的肩峰指數是肩袖損傷的一個高危險因素,其臨床意義在于:通過首診肩部疼痛并伴有 X線發現較大肩峰指數的患者,提示肩袖損傷的危險比較大,應該進一步檢查。當然,肩峰指數不是一個孤立的預測疾病發生的指標,任何疾病的發生都是多因素作用的結果。對于已發生肩袖損傷并進行治療的患者,肩峰指數與其預后也有很大關系。Matthias等對 23名大范圍肩袖損傷術后的患者進行了 9.9年的長期隨訪[10]。通過影像學手段結合臨床檢查的辦法來評估肩袖修補術后的患者預后與肩峰指數的關系。23例在術后 9.9年均接受了標準中立位平片與核磁的檢測,同時,用問卷的方式對患者進行了滿意度的評估。其結果如下:在這些患者的受傷初期,肩袖的損傷有些是兩條肌腱的復合傷 (平均指數 0.68,范圍 0.54～0.86),有的是三條肌腱的復合傷 (平均指數 0.75,范圍 0.66～0.88),對比這兩種不同損傷程度的患者,肩峰指數的差別并沒有統計學意義。但是隨訪發現部分患者出現了肩袖再撕裂。而對比完全康復 (平均指數 0.65)和再撕裂(平均指數 0.75)的患者,肩峰指數卻有明顯統計學意義。

2.2 盂肱關節炎 在很多的臨床調查中發現,肩峰指數和盂肱關節疾病的發生密切相關,具體表現為較小的肩峰指數患者罹患肱盂關節炎的概率較高。這一點不僅從流行病學當中可以發現,而且也符合相關的生物力學原理。三角肌對于維系肩關節的正常功能有著重要的意義,它不僅是外展肩關節的主要動力肌,同時也是維系盂肱關節正常解剖關系的重要肌肉。三角肌起于鎖骨遠端、肩峰前外側、肩峰的外側部以及肩胛骨的后外側部,起點的改變即便很輕微對盂肱關節的相關生物力學也會有很大影響 ,并帶來嚴重后果[11]。三角肌中部的肌肉纖維包繞著肱骨頭,此結構在外展肩關節時給予肱骨頭向上的提拉力 ,并且給予盂肱關節一個壓力[12]。有學者指出:即便是很小的改變盂肱關節的力學關系,也會很大程度上地影響盂肱關節的功能[13]。雖然目前肩關節的很多疾病理論上都可以通過假體置換和肩關節重建術得以徹底解決,但是盂肱關節的生物力學問題始終都是研究的熱門。三角肌的起、止點都可以影響到肱盂關節的相關生物力學,三角肌的生物力學發生改變后,將會導致盂肱關節的退行性改變。Scapinelli[12]認為,三角肌在肩袖損傷和盂肱關節炎的發病機理中都具有重要地位,同時他們采用三角肌在肱骨附著點松解并向肱骨頭移動 1.5～ 2.0 cm的辦法,對 22例肩袖損傷伴有肱盂關節病變的患者進行治療。松解后肩關節疼痛明顯緩解,肩關節活動更加自如。其基本原理就是改變了三角肌的矢量關系,使得肱骨頭與肩峰之間的間隙增寬,其間壓力降低,這一點通過一個影像學對比可以得到確認。Nyffeler等對其力學關系作出了詳細描述[1],當肩峰指數較小時水平方向的分力矩 Fc較大,此分力矩垂直于肩胛盂平面(見圖 2);同理 ,當一個肩峰指數較大時三角肌收縮會向上方產生一個較大的分力矩 Fa,此分力矩方向平行于肩胛盂平面(見圖 3)。那么由以上理論得出一個推論:肩峰指數較大的人相對不易發生肩關節炎,而肩峰指數過小,則是肩關節盂肱關節炎的高發因素。這一推論正好于肩袖損傷的發病率相反。

但有一點必須說明,當盂肱關節未發病時,可以用肩峰指數的大小來評估盂肱關節炎的風險大小,而一旦盂肱關節發生炎癥改變,盂肱關節間隙也發生改變,測量就沒有意義。這是由于盂肱關節炎的發生,使得盂肱關節間隙變小,那么肩胛盂平面與肱骨最外側的切線距離縮小,會影響到肩峰指數,無法反映其真實值的大小。雙肩關節 (正常側與患側的對照)可能反映出一些問題,然而由于正常人雙肩的使用習慣不同,會影響具體數值,使其喪失統計學意義,更無臨床必要。但是肩峰指數的大小仍然可以用來對盂肱關節炎的預后判斷起到一定的作用。

圖2 小肩峰指數力矩分析圖

圖3 大肩峰指數力矩分析圖

2.3 肩峰傾斜角 肩峰傾斜角目前仍然被引用,并作為一項預測肩袖損傷的指標來應用[14]。肩峰指數和肩峰側傾角的測量方法有一個共同點,就是肩胛盂的直徑都是用上下皮質最邊緣的連線來代表。另外一條代表肩峰下表面,兩者之間的夾角即為肩峰的傾斜度。有學者認為傾斜角度小,易于引發肩袖損傷。而筆者提出一個問題,當角度相同或近似相同的三個肩峰 A、B、C(見圖 4),其肩峰指數不同,那么這三種肩峰類型對肩袖損傷的的發病影響相同么?很顯然,如果肩峰指數對肩袖損傷影響的結論成立的話,結論是否定的。故筆者認為,單純使用肩峰傾斜度是不科學的,不考慮肩峰指數而只用傾斜角度來作為獨立的預測風險指標,在統計學上有資料不同質的問題,其結論沒有統計學意義。至少如果從臨床最常用的 X線正位片對病情進行評估,必須兼顧肩峰指數。

圖4 肩峰傾斜度與肩峰指數關系分析

2.4 肩峰類型及肩峰下撞擊綜合征 Banas[15]和 Neer等[16]注意到了肩峰的解剖結構,但他們沒有對其形態變化進行深入研究。Bigliani等在研究尸體標本時注意到了肩峰骨的形態特點和其退變的特征,在他們的研究中他們把肩峰分為三種形態類型,即Ⅰ平滑型(17%),Ⅱ弧型(43%)和Ⅲ鉤狀型(40%),此分類方法目前仍然被廣泛使用[17](見圖5)。大量的學者通過調查指出Ⅲ型肩峰與肩袖損傷有重要的因果聯系,可以引發肩峰下撞擊綜合征[18]。肩峰下撞擊綜合征常表現為復雜多變的肩部疼痛和肩關節功能障礙,在人群中的發病率較高[19]。肩峰下表面與肱骨頭上表面之間的空隙內,有岡上肌腱、肩峰下滑囊、肱二頭肌長頭和部分肩關節囊在此通過[20]。 Neer認為此病發生的主要原因在于肩峰對其以下軟組織的物理撞擊所造成的損害,他將此病分為三個病理過程:肌腱水腫及充血階段,肌腱退化和黏連階段 ,肌腱完全斷裂階段[21]。那么,結合肩峰下撞擊綜合征的發病原理以及肩峰下形態的變異,Neer在 1972年首先提出了肩峰成型術,自此以后此手術方法作為肩峰下撞擊綜合征或肩袖撕裂的治療方法被廣泛應用[22]。其基本原理就是基于對肩峰下表面增生的骨質進行打磨,同時切除一部分增生肥厚的岡上肌腱和肩峰下滑囊。但是這種手術不改變肩峰的長度,也就是不改變肩峰指數。筆者認為在改變肩峰形態的同時,應該通過手術從肩峰的中央部位切除一部分肩峰骨質,從而縮小患者的肩峰指數。肩峰外側緣為三角肌的起點,故不可以切除,而是應該切除中間部分,將有肌肉附著部分的肩峰和內側部分保留,之后將兩者固定,從而縮小肩峰指數。同時,為了緩解三角肌為盂肱關節所帶來的壓力,可以配合三角肌止點松解術。

圖5 肩峰側面 X線片

總之,在肩關節疾病的臨床診療過程中,醫生應該有意識地通過 X線攝片獲取肩峰形狀、肩峰傾斜度、肩峰指數三方面信息,并加以綜合分析,以便判斷肩袖損傷的可能性。肩峰指數對患者肩袖損傷與否及其程度的預測都有很重要的意義,同時,對于肩袖手術的預后評估也有重要的臨床意義。肩峰指數正在不斷被人們所認識,并應用于臨床工作中,此概念的引入有助于疾病診斷和肩峰成形術的進一步發展。

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