老年肩袖撕裂患者合并肩峰骨棘的临床研究

张耀南 黄公怡 信原克哉 薛庆云

1 卫生部北京医院骨科,北京市 100730; 2 日本龙野西兵库县信原病院暨生物力学研究所整形外科

肩袖撕裂是老年人的常见疾病之一[1],其患病率随年龄增加而逐步增加。并且它也是老年肩关节疾病中疼痛和功能受限的常见原因之一。随着人民生活水平不断提高,人们对肩关节功能状况要求也日益增高。国外许多学者都曾对肩峰骨棘与肩袖撕裂的关系进行了研究[1～14],但老年肩袖撕裂患者合并肩峰骨棘的临床研究不多。本文的研究目的就是回顾性分析日本信原病院已手术切开确诊有肩袖撕裂的老年患者,观察其肩关节X线片的肩峰骨棘的形态学变化。并结合此类老年肩袖撕裂患者的临床特点探讨老年肩峰骨棘与肩袖撕裂的关系。

1 资料和方法

回顾性分析1970年5月-1998年3月期间,日本信原病院经手术切开确定为老年(≥61岁)肩袖撕裂患者427例,对其456个肩关节术前的X线片和临床病例资料进行研究。入选标准:所有X线片均拍摄于标准肩关节内旋、外旋位的前后位(见图1),且均为术前X线片,摄片有效距离为1.2m,片子质量以能够清晰显示肩关节各部位骨性结构为合格。测量方法:用标准的游标卡尺(精确度为0.1mm),分别测量X线片上超过1mm的骨棘或骨赘大小(见图2)及肩峰下间隙大小(AHI,肩峰下平面致肱骨头表面间距离)。

图1 标准前后位肩关节X线摄片(内旋或外旋位均可)

图2 标准前后位肩关节X线片上解剖部位标准:肩峰(Acromion),肩锁关节(AC-Joint),锁骨(Clavicle),肱骨大关节(GT),肩盂(GL),喙突(CP):肩峰骨棘的测示意(Spur Size),肩峰下间隙的测量示意(AHI)

X线片上的肩峰骨棘大小分为3级进行统计,A级为≥1～5mm,B级为≥5～10mm,C级为≥10mm。相关临床病例资料分析包括:患者的年龄、性别、优势肩关节侧,此次肩关节疾病(肩袖撕裂的相关症状)史及既往病史等。手术记录证实456个肩关节(男304个,女152个)中,181个肩关节患者有不完全肩袖撕裂,275个肩关节患者有完全的肩袖撕裂。双肩都有肩袖撕裂的患者有29例,398例患者为单侧肩袖撕裂。多数患肩为右侧共314例,左侧 142例。年龄61～87岁(平均年龄66.5岁,男性平均67.1岁,女性平均65.6岁)。术前病史平均15.4个月(13个月～20年)。所有测量数据经两位作者检测3遍,把平均值及临床数据输入计算机应用Mecrosoft Excel 2003版本进行统计学分析。数据将根据有、无肩峰骨棘患者群,AHI测量结果分组,每10岁为1个年龄段等分组进行χ2检验和t检验,以P＜0.05为标准行统计学分析。

2 结果

2.1 X线片上肩峰骨棘的形态学变化 根据本研究观察测量,在标准肩关节内旋或外旋前后位X线片上,肩峰形态在X线片上表现可分为六种类型[2](图3)。Ⅰ型(正常肩峰形态):X线片前后位上正常肩峰下表面是平整光滑的,且有轻度的弧度(图3,Ⅰ型),与锁骨形成一定角度,肩锁关节的肩峰关节面明显小于锁骨关节面。Ⅱ型(肩峰下面的骨棘形成):在肩峰下面能看到不规则骨棘的突起(图3,Ⅱ型)。波浪状、曲折状硬化带,Ⅱ-A型(图3,Ⅱ-A型);骨棘较大类似帽子或盖状的,Ⅱ-B型(图 3,Ⅱ-B型)。Ⅲ型(肩峰前外侧的骨棘):在肩峰前外侧的骨棘和骨赘属第Ⅲ型(图3,Ⅲ型)。Ⅳ型(沿喙肩韧带方向的骨棘):喙肩韧带的一端附着于肩峰,本研究把在从肩峰指向喙突方向的骨棘或为喙肩韧带的骨化称为Ⅳ型(图3,Ⅳ型)。其中多数患者骨棘起自肩峰下面的中段为Ⅳ-A型;少数起自肩锁关节的肩峰关节面的下方为Ⅳ-B型。Ⅴ型(肩锁关节的退化增生):肩锁关节的间隙狭窄,退变硬化,骨质增生超出关节下平面形成骨棘本研究称为第Ⅴ型(图3,Ⅴ型)。Ⅵ型(肩峰的双边征象):在有些前后位X线片上,本研究能看到肩峰下面有两个边界征象,一个较清晰,另一个是重叠的。清晰的边缘多为光滑或稍微有些粗糙的表面,在本研究中属于Ⅵ型(图3,Ⅵ型)。

在信原病院,部分患者还摄制了改良前后位肩关节X线片(患者于站立位,使球管与水平面呈20°～30°且与矢状面呈30°～45°角进行摄制肩关节正位X线,如图4-A、B)和肩关节穿胸位侧位片。用其与标准前后位肩关节X线片对比,笔者分析的肩峰骨棘形态分类无异同(图5-A、B)。

图3 据肩峰骨棘在X线片上的表现及其形态学变化,本研究将肩峰骨棘分为六型(Ⅰ～Ⅵ型)

图4 改良肩关节前后位X线摄片

图5 同一右侧肩袖撕裂患者在标准前后(AP)和改良肩关节前后位(M-AP)的照片。A和B图中,箭头1所示的是肩峰前方骨棘:箭头2所示是肱骨大结节骨棘

2.2 结果 从表1中看到,肩锁关节退变形成的肩峰骨棘Ⅴ型最多见,共有78个肩关节(17.1%),其他依此为Ⅵ型有76个肩关节(16.7%),Ⅱ型59个肩关节(12.9%),Ⅳ型50个肩关节(11.0%),Ⅲ型12个肩关节(2.6%)。本组中共有427例患者(456个肩关节)的275个肩关节(60.3%)有肩峰骨棘。部分患者的一个肩关节上有多种形态肩峰骨棘(如图6)。从表1中还能看到在有肩峰骨棘的患者中202个肩关节(44.3%)的骨棘大小为A级,68个肩关节(14.9%)为B级,5个肩关节(1.1%)为C级。

表1 肩袖撕裂患者肩峰骨棘形态学分型、分级比例

图6 1例右侧肩袖撕裂患者标准前后位肩关节X线片。此患者肩峰上可见三种类型的肩峰骨棘,Ⅲ型(箭头1),Ⅳ型(箭头2),Ⅴ(箭头3)

在427例老年(≥61岁)患者的456个肩袖撕裂中,181肩(39.7%)无肩峰骨棘,年龄61～87岁(平均66.7岁);275肩(60.3%)有肩峰骨棘,年龄61～83岁(平均年龄66.3岁)。203个肩关节(44.5%)的肩袖撕裂是由于创伤所致(包括:摔倒、撞击、牵拉、投掷、扭转等);不明原因的肩袖撕裂肩关节有221个(48.5%);过度使用、积累性劳损的32个肩关节(7.0%)。

计测结果显示全组病例肩峰下间隙(AHI)平均值为(8.6±2.7)mm,男性患者为(8.7±2.4)mm,女性患者为(8.4±2.3)mm,在有肩峰骨棘患者群中AHI为(8.2±2.5)mm,无肩峰骨棘患者群中AHI为(8.9±2.7)mm(表2)。其中3例患者的肩峰下间隙(AHI)为0mm,肱骨头紧挨肩峰;4例患者的肩峰下间隙(AHI)最大达20mm。有肩峰骨棘患者群的AHI与无肩峰骨棘患者群比较有统计学意义(P＜0.05),而男性与女性患者比较AHI无统计学意义(P＞0.15)。

表2 标准前后位X线测量肩峰下间隙(AHI)的结果

在本组病例中以10岁为1个年龄段,每年龄段再分成有肩峰骨棘患者组和无肩峰骨棘患者组分别进行χ2检验,61岁以上各年龄组间都没有显著差别(P＞0.05)。见表3。

表3 肩袖撕裂合并肩峰骨棘患者不同年龄分组比较

肩袖撕裂的类型笔者依据日本信原氏分类方法分为不完全肩袖撕裂(91个肩关节)和完全肩袖撕裂(365个肩关节)。有肩峰骨棘的肩袖撕裂患者与无肩峰骨棘的肩袖撕裂患者之间比较有显著性差异(P＜0.05),见表4。

表4 本研究中部分及完全肩袖撕裂患者与肩峰骨棘患者之间的比较

3 讨论

肩袖肌腱是由冈上肌、冈下肌、小圆肌和肩胛下肌四块肌肉组成,位于肩峰、锁骨远端、肩盂和肱骨头等骨性结构之间,它维系着人体活动范围最大的关节——肩关节的正常活动[3,4]。肩袖撕裂是老年人的常见疾病之一[1],其患病率随年龄增加而逐步增加。肩袖撕裂是老年肩关节疾病中疼痛和功能受限的常见原因。随着人民生活水平不断提高,人们对肩关节功能状况要求也日益增高。

肩峰是肩关节学者研究最多的肩关节骨性结构之一[1～12]。1972年Neer提出了肩峰下撞击征[5]的概念,他认为肩峰前下缘形成的骨棘可与肱骨头发生撞击,其中95%患者的肩袖撕裂是由于肩峰下撞击所致,必须进行肩峰成形手术。而Codman的研究[6]则显示肩袖撕裂多是退行性改变的结果,即肩袖肌腱退变内因为主。这一观点已被许多学者的研究所支持[7,8]。

研究肩峰与肩袖撕裂、肩峰下撞击征之间关系的方法很多,Aoki等人[9]和Neer等[10]注意到了肩峰的解剖结构,但他们没有对其形态变化进行深入研究。Bigliani等在研究尸体标本时[3]注意到了肩峰骨的形态特点和其退变的特征。在他们的研究中把肩峰分为三种形态类型:平滑型(17%)、弯曲型(43%)和钩状型(40%),指出钩状肩峰的下垂结构与肩峰下结构的病理改变密切相关。Edelson和Taitz[11]在对尸体的肩胛骨的研究中发现肩峰的形态和长度及其肩峰形成的弧之高度都与退变有关。他们指出这些肩峰的自然的解剖学特征是不可能通过肩峰下减压而改善的。他们称肩峰前下缘骨棘为牵引性骨棘,在近肱骨头大结节处形成了象牙式肩峰骨棘,类似一假关节,其中共有23%的标本有此特征。在日本Urata报道[12]了肩峰中段下方的肩峰骨棘可以引起冈上肌腱断裂。日本的Matsui等人[13]注意到肩峰骨棘的大小将随着肩关节活动中反复机械撞击而增大。在Ogata的研究中[14]把肩峰骨棘分为五类:(1)正常;(2)鸟嘴样;(3)不规则状;(4)骨棘或骨赘;(5)关节窝杵臼状,研究认为这些肩峰骨棘的变化是由于撞击征所致。

在对本组老年肩袖撕裂患者的X线片分析中,笔者把肩峰骨棘的形态变化分为六种[2]:Ⅰ型(正常肩峰形态);Ⅱ型(肩峰下面的骨棘形成);Ⅲ型(肩峰前外侧的骨棘);Ⅳ型(沿喙肩韧带方向的骨棘);Ⅴ型(肩锁关节的退化增生);Ⅵ型(肩峰的双边征象)。众所周知,当老年肩关节患者来医院看病检查时一般都被摄肩关节标准前后位X线片。一旦能通过X线片正确地了解和治疗患者的肩部疾患,将使患者受益匪浅。当然这需要与患者其他各种症状和体征相结合。

在本组老年肩袖撕裂患者中有超过一半的肩袖撕裂的患者(275肩,60.3%)发现了肩峰骨棘,其中202个肩关节(44.3%)的肩峰骨棘是 A级(1～5mm),而大于5mm的肩峰骨棘是(B级)68肩,C级5个肩关节。≥5mm的较大肩峰骨棘病例数只占总数的16%,由于其比例较低,与Neer[5]曾报告的“肩峰异常结构和形态是导致肩袖撕裂和肩峰下撞击的主要原因”这一结论不相符。但如果临床上看到60岁以上的老年肩关节疾病患者,骨科医生可以通过最简单的X线检查来排除肩峰骨棘和肩袖损伤等疾病。本组患者中,改良肩关节前后位X线摄片法值得关注,它能够更加清楚地提供肩关节骨性结构形态信息(图5、6)。Cotton和 Rideout[15]对105个尸体标本的研究中发现38个老年尸体标本中有35个肩袖撕裂,平均年龄70.7岁。Uhthoff等人[8]发现在306个尸检标本中有159个肩袖撕裂(平均年龄59.4岁)。这些结果与本文结果相似,老年肩关节疾病患者应首先排除是否有肩袖撕裂。还应看到,这组病例中有203个肩关节(44.5%)和32个肩关节(7.0%)有创伤和过度使用等明确诱因。不能忽视这两个因素在导致肩袖撕裂中所起的作用。

Pettersson等人[16]的研究报告中指出,在正常的肩关节X线片上肩峰下间隙是9.10mm[男性(6.6±13.8)mm,女性(7.1±11.9)mm],又称为肩峰与肱骨头间距离(interval between the acromion and the humeral head,AHI)。本组老年患者的AHI平均是(8.6±2.7)mm[男(8.7±2.4)mm,女(8.4±2.3)mm]。有肩峰骨棘组[AHI为(8.2±2.5)]mm与无肩峰骨棘[AHI为(8.9±2.7)mm]的AHI进行比较差异有显著性(P＜0.05),这说明肩峰骨棘的存在会使肩峰下间隙狭窄,从而容易使肩袖肌腱完全损伤。

从本研究中还能看到老年肩袖撕裂的患者随着年龄的增大其肩峰骨棘与肩袖撕裂的大小(完全或不完全)没有明确相关性(表3)。有、无肩峰骨棘组病例和完全、部分肩袖撕裂组病例进行统计学分析发现,不全肩袖撕裂合并肩峰骨棘的病例明显为少数(P＜0.05)。这一结果显示肩峰下撞击征并不能解释为是肩袖撕裂的主要原因(表4)。

根据对本组老年肩袖撕裂患者的X线片和临床资料分析,笔者能清晰地看到肩峰骨棘的特点,本文对它进行了分类,能清楚地从前后位肩关节X线上看到肩峰骨棘的形态变化类型。这一分类能有助于骨科医生了解和进一步明确诊断,把相关于老年肩袖撕裂患者的肩峰骨棘区分开来。由于肩峰骨棘的存在会使肩峰下间隙狭窄,当肩关节外展上举等活动时肩袖肌腱很容易受到挤压、碰撞而发生充血、水肿、变性甚至撕裂。本研究认为老年肩袖撕裂的患者与肩峰骨棘密切相关。

[1] 张亚非,黄庆森.肩袖损伤的诊断和治疗进展〔J〕.中国矫形外科杂志,2007,12(5):127-130.

[2] 张耀南,乾皓明,驹井正彦,等.肩袖撕裂与肩峰骨棘之间关系的临床研究〔J〕.中华关节外科杂志(电子版),2010,4(1):4-11.

[3] Bigliani LH,Morrison DS,April EW.T he morphology of the acromion in its relationship to rotator cuff tears〔J〕.Orthop Trans,1986,10:228.

[4] Nobuhara K.T he shoulder-its function and clinical aspects〔M〕.Second edition.Published by Igaku-shoin Ltd,Toky o,1987.

[5] Neer CS II.Anterior acromioplasty for the chronic impingement syndrome in the shoulder〔 J〕.J Bone Joint Surg,1972,54(1):41-50.

[6] Codman EA.The shoulder:Rupture of the supraspinatus tendon and other lesions in or about the subacromial bursa〔M〕.Orfovd:Oxford Unirersty Press,1934.

[7] Ozaki J,Fujimoto S,Nakagawa Y,et al.Tears of Rotator Cuff of the Shoulder Assosiated with Pathological Changes in the Acromion〔J〕.J Bone Joint Surg,1998,70(8):1224-1230.

[8] Uhthoff HK,Loehr J,Sarkar K.The Pathogenesis of Rotato r Cuff Tears(In T he Shoulder,211-212).Edited by N.Takagishi〔M 〕.Tokyo.Professional Postgraduate Services,1987.

[9] Aoki M,Ishii S,Usui M.The slope of the acromion and rotato r cuff impigement〔J〕.Orthop T rans,1987,11:234.

[10] Neer CS II.Shoulder reconstruction〔M〕.Second edition,Philadelphia:WB Saunders,1990:46-48.

[11] Edelson JG,T aitz C.Anatomy of the coraco-acromial arch relation to degeneration of the acromion〔J〕.J Bone Joint Surg,1992,74(7):589-594.

[12] Urata S.Bony changes of the acromion associated with rotato r cuff rupures:the significance of the medial pointing acromial bony spur Associated〔J〕.The shoulder Joint(Katakansetsu),1989,13(2):188-193.

[13] M atsui K,Miyazawa T,Ogawa K.Bony Spur of the Acromion and Morphological Changes of the Rotator Cuff(part 2)〔J〕.The shoulder Joint(Katakansetsu),1991,15:57-61.

[14] Ogata S.The degenerative changes of the acromial insertion of the coracoacromial ligament:A postmortem radiologic and histologic investigation〔J〕.The shoulder Joint(Katakansetsu),1990,14:174-177.

[15] Cotton RE,Rideout DF.Tears of the humeral rotator cuff:A radiological and pathological necropsy survey〔J〕.J Bone Joint Surg,1964,46(2):314-328.

[16] Petersson CJ,Redlund-Johnell I.T he subacromial space in sormal shoulder radiographs〔J〕.Acta Orthop Scand,1984,55:57-58.