肩峰下撞击综合征患者肩胛肌群肌力与肩峰下间隙变化的相关性研究

席蕊 周敬滨 何江华 高奉 钱驿 李国平

1 国家体育总局体育科学研究所（北京 100061）

2 国家体育总局运动医学研究所（北京 100029）

肩峰下撞击综合征（subacromial impingement syndrome，SIS）是运动医学中常见的肩部疼痛紊乱之一，尤其是在过顶运动的运动员或业余体育爱好者中常见。上肢抬高时肩峰下间隙的减少被认为是肩峰下撞击综合征病因的一种可能机制[1-3]。在肩外展过程中，肩胛骨必须向上和向外旋转，并有充分的后倾运动，以促使肩峰抬高，从而防止肩峰下的区域受到撞击。已有研究发现，SIS患者表现出肩胛骨上回旋和外旋的不足[4]。肩胛骨这些运动的减少可能会导致肩外展过程中肩峰抬高不足而导致肩峰下间隙的减少。而肩胛骨周围肌肉，特别是斜方肌和前锯肌，对于稳定和控制肩胛骨在上肢运动过程中正确的位置和正常的运动非常重要，斜方肌上束和下束以及前锯肌共同作用使肩胛骨上回旋并保持其稳定性[5]，斜方肌中束的主要作用是内收肩胛骨，并有助于抵消前锯肌引起的肩胛骨侧向平移，在肩胛骨向上旋转期间提供稳定性。而现有研究表明SIS 患者存在肩胛肌群的肌力降低或激活的不平衡[6-9]，虽然目前的研究显示肩胛肌群康复训练对SIS有一定疗效[10]，但文献中有关SIS患者在肩外展过程中肩峰-肱骨距离（acromio-humeral distance，AHD ）变化的结果并不一致[11-12]，并且肩胛肌群肌力改变与肩峰下间隙变化之间的关系仍不明确。鉴于此，本研究比较SIS 患者和正常人群肩外展时AHD 的变化情况，探究SIS 患者肩胛肌群肌力与肩关节外展时AHD 变化的关系。

1 研究对象与方法

1.1 研究对象与分组

本研究以SIS 患者与正常健康人为研究对象。按照下述诊断标准、纳入标准和排除标准将SIS 患者50名纳入SIS组，正常健康人25名纳入正常组。

SIS患者的诊断标准：当满足以下五项标准中的三项，则可诊断为肩峰下撞击综合征[13]：（1）肩峰前外侧缘压痛；（2）Neer 撞击试验阳性；（3）Hawkins 撞击试验阳性；（4）Jobe 试验阳性；（5）肩关节抗阻外旋疼痛或肌力减弱[14]。

SIS组纳入标准：（1）符合诊断标准；（2）肩痛1个月以上，Neer 分期属于Ⅰ期和Ⅱ期；（3）年龄18～40 岁，疼痛视觉模拟评分（visual analoguescore，VAS）大于3；（4）过顶运动项目爱好者，包括羽毛球、乒乓球、排球和篮球项目，且有半年以上（每周至少2 次）的运动习惯。

SIS组排除标准：（1）既往肩关节手术、肩关节不稳定、脱位或半脱位以及其它创伤史；（2）颈部放射性疼痛，有病史；（3）肩袖肌腱完全断裂，肱二头肌长头撕裂；（4）慢性风湿性或炎性疾病；（5）肩周炎、钙化性肌腱炎、上盂唇前后病变；（6）3型肩峰患者。

正常组纳入标准：（1）无任何疾病和损伤的健康青年志愿者；（2）年龄、身高和体重与SIS 组相匹配；上肢过顶运动爱好者。本实验通过国家体育总局运动医学研究所伦理委员会批准，所有受试者均签署知情同意书。

1.2 测试指标和方法

1.2.1 肩峰下间隙测量

通过超声测量出的AHD 是反映肩峰下间隙的可靠指标[15]。本研究使用MindrayM6T 超声扫描系统检测受试者上肢外展过程中的AHD，具体测量时要求每个受试者直立坐在凳子上，头部保持中立位，分别在肩外展0°、30°和60°位处测量AHD，由于声影的存在，因此很难测量外展超过60°的AHD[16]。在肩外展0°位时，要求患者上肢放松，前臂旋前位于身体侧面。在上肢主动外展至30°和60°位时，受试者主动将上肢保持在所需外展角度，无肩关节屈曲，同时保持肘关节完全伸展，用量角器确定肩部外展角度。在进行超声测量AHD 的具体操作时，将探头沿肱骨纵轴放置在肩部的冠状面上，置于肩峰前缘最前方，取肱骨最上面的高回声标志物和肩峰之间的最短切线距离为AHD（如下图1），并取三次平均值作为最终的测量结果。在外展30°位和外展60°位下重复上述操作，并且每次测量之间使患者休息1 min，以免引起肌肉疲劳。有研究[2]表明，超声测量AHD 的可靠性、均值的标准误差和最小可检测变化分别为0.93～0.95，0.04 和0.11。

图1 肩峰肱骨距离（AHD）

1.2.2 肩胛肌群肌力测量

采用Micro FET2 手持式测力计测试斜方肌上束（upper trapezius ，UT）、斜方肌中束（middle trapezius，MT）、斜方肌下束（lower trapezius，LT）以及前锯肌（serratus anterior，SA）的最大等长收缩肌力。测试UT时，患者坐位，测试人员将测力计放置在肩部上方，并沿肩胛骨下降方向直接向下施力。要求受试者进行最大程度的耸肩。在MT 和LT 的肌力测试中，受试者位于俯卧位，腹部下方放一个枕头。当进行MT的肌力测试时，肩关节外展到90°；当进行LT 测量时，肩关节外展至145°，并且拇指均指向天花板方向，测力计放置在手腕部的桡骨远端处施加压力，受试者被要求进行水平外展。在进行SA 测量时，受试者仰卧位，肩关节屈曲90°，肘关节伸直，测力计被放置在受试者手掌上，施力方向沿着肱骨轴向下。每次进行肌肉力量测试时，嘱患者尽最大力在上述位置保持5 秒。测试人员可以进行言语指导和鼓励。在每一块肌肉中记录3个测量值并取其平均值。每次测量之间休息1 min，以免引起肌肉疲劳。然后根据患者的体重将测量结果标准化（N/kg）。

1.3 数据统计

应用统计软件SPSS 23进行统计分析。采用shapiro-Wilk检验方法对连续性变量进行正态性检验；采用独立样本t检验比较两组的年龄、体重、身高、身体质量指数（body mass index，BMI ）以及两组AHD、斜方肌和前锯肌的肌力大小；采用卡方检验比较两组性别组成差异；采用皮尔逊相关系数确定各组肩胛肌群肌力与AHD的关系。以P＜0.05 为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组一般资料比较

SIS 组和正常组的基本情况见表1，差异无统计学意义（P＞0.05）。

表1 SIS组和正常组的基本情况

2.2 两组不同肩关节外展角度下AHD变化情况

在肩外展0°到60°过程，随着肩关节外展角度的增加，两组AHD均逐渐降低。在肩外展0°，肩外展30°和肩外展60°时，SIS组和正常组的AHD 差异均无统计学意义（P＞0.05）；在肩外展30°至60°过程中，SIS 组AHD的变化量（AHD30°-60°）显著大于正常组（P＜0.05）；在肩外展0°至60°过程中，SIS组AHD 的变化量（AHD0°-60°）显著大于正常组（P＜0.01），见表2。

表2 两组AHD测量结果（mm）

2.3 两组肩胛肌群肌力比较

SIS 组男性UT、MT、LT 和SA 的标准化最大等长肌力均显著小于正常组男性（P＜0.05，P＜0.01，见表3）。SIS组女性UT、MT、LT 和SA的标准化最大等长肌力均显著小于正常组女性（P＜0.05，P＜0.01，见表4）。SIS组UT、MT、LT和SA的标准化最大等长肌力均显著小于正常组（P＜0.05，P＜0.01，见表5）。

表3 SIS组和正常组男性斜方肌和前锯肌标准化最大等长收缩肌力（N/kg）

表4 SIS组和正常组女性斜方肌和前锯肌标准化最大等长收缩肌力（N/kg）

表5 SIS组和正常组斜方肌和前锯肌标准化最大等长收缩肌力（N/kg）

2.4 SIS组肩胛肌群肌力大小和AHD变化之间的关系

在肩外展30°到60°过程中，AHD 的变化量（AHD30°-60°）与MT（r=-0.459，P=0.001）和LT（r=-0.403，P=0.004）的标准化最大等长收缩肌力呈负相关，有统计学意义。在肩外展0°到60°过程中，AHD的变化量（AHD0°-60°）与MT（r=-0.320，P=0.023）和LT（r=-0.367，P=0.009）的标准化最大等长收缩肌力呈负相关，具体见表6。

表6 SIS组肩胛骨周围肌肉力量与AHD变化的相关性（r值）

3 讨论

本研究结果表明，在肩外展0°到60°过程中，随着肩关节外展角度的增加，SIS 组和正常组的AHD 均逐渐降低，但SIS组患者在肩外展0°到60°过程中AHD减少得更多，这提示了SIS患者在肩外展早期过程中对肩峰下间隙的动态控制存在一定的缺陷。影响肩峰下间隙的因素分为不可逆性因素和可逆性因素。不可逆性因素包括肩峰解剖结构如肩峰形态异常、肌腱本身的退行性变化等；可逆性因素主要包括生物力学和神经肌肉功能方面，这两方面因素都会对肩峰下间隙产生影响。在生物力学因素中，肩胛肌群力量减弱导致肩峰下间隙狭窄的可能机制有两种，一种情况是肩胛肌群力量减弱可能导致肩袖肌群疲劳或损伤，从而引起肱骨头向上过度移位[16-18]；另一种情况是肩胛肌群力量减弱导致肩胛骨运动异常，如肩胛骨的过度前倾和上回旋不足，这样会使肩关节在外展过程中肩峰不能及时地抬离肱骨头，从而导致肩峰下间隙狭窄。

肩胛肌群在上肢活动中特别是过顶运动中对肩胛骨的稳定和正常的肩关节功能起着重要作用，之前有研究表明肩胛肌肉力量的减弱或肌肉激活模式的改变可能导致异常的肩胛骨运动，从而进一步引起肩峰下间隙的减少[19，20]。本研究发现，SIS 患者的肩胛肌群有力量缺陷，其UT、MT、LT和SA的肌力均明显弱于正常组（P＜0.05），之前也有研究使用手持式测力计[21]、等速测力仪[22]或肌电图[23-26]来评估肩峰下撞击综合征患者的肩胛肌群的肌力大小。Celik等[22]发现SIS患者的MT和SA 的肌力明显弱于无症状的对侧肩，并发现MT 和SA 的肌力减弱与肩关节疼痛有关。Struyf 等[27]总结了关于SIS患者肩胛肌群活动改变的研究后认为SIS患者UT 活动是增高的，而LT 和SA 的活动相对减弱。Seitz等[8]也发现，过顶项目运动员的LT和SA的力量降低与肩胛骨的上回旋不足相关（r=0.41～0.57），LT 和SA 的活动减弱不仅会导致肩胛骨上回旋减少，还会使肩胛骨前倾和内旋增加，而此时UT的过度激活是一种代偿机制，即UT 通过增加肩胛骨上回旋，从而代偿性地增加肩峰下间隙以减轻肩关节的疼痛症状[27]。本研究没有发现SA的肌力大小与AHD变化之间的相关性，这可能与SA 的复杂功能有关，在肩外展时，SA 发挥的功能不仅只是促进肩胛骨的上回旋，它还能促使肩胛骨前伸（protraction），而肩胛骨前伸包含了肩胛骨前倾和内旋两部分运动，这两个运动均会造成肩峰下间隙狭窄，因此，从理论上说肩胛骨前伸会导致肩峰下间隙减少，但还需进一步的研究证实。之前已有研究[28]发现肩胛骨回缩练习可以增加肩峰下间隙，肩胛骨回缩是肩胛骨前伸的相反运动，而肩胛骨回缩这一动作主要由MT和菱形肌完成，这也提示了斜方肌各个肌束对肩峰下间隙的维持发挥着重要作用。这种改变的结果可能会损害肩关节功能，因为当肩胛骨的运动产生异常时，肩关节的功能效率会降低并且受伤风险增加。

本研究发现SIS 患者在早期肩关节外展过程中肩胛肌群肌力大小与AHD 相关，即AHD 的减少与MT 和LT 力量大小呈负相关。有关肩胛肌群肌电的研究发现，在肩关节抬高过程中，LT在活动开始前就激活（-0.02 s）[29]，这表明LT在稳定肩胛骨以及为肩关节运动提供初始的稳定基础方面起到了重要作用。另有研究[30]发现，存在肩胛骨动力障碍的精英网球运动员在肩外展0°到60°过程中，肩峰下间隙减少的更多，当徒手增加肩胛骨的上回旋和后倾角度时肩峰下间隙增加[6]，在肩关节外展90°时，主动回缩肩胛骨也会增加肩峰下间隙[30]，而MT 在回缩肩胛骨的运动中发挥着重要作用，MT可能通过回缩肩胛骨来增加肩峰下间隙。另有研究发现对SA和LT进行电刺激也可以增加肩峰下间隙[31]。本研究和以往的研究均表明了MT、LT在维持肩峰下间隙方面的重要性，对于SA在维持肩峰下间隙方面的作用尚需进一步研究来确定。另外，在有关SIS的康复训练效果的研究中，大部分训练方案包括了肩胛肌群的力量强化训练以及肩胛肌群运动控制训练，但有关SIS 的最佳肩胛肌群训练方案并没有达成共识。这可能是因为肩胛肌群在肩关节功能中的作用复杂，需要深入了解SIS 患者可能存在的具体的肩胛肌群功能障碍类型，以及这些肩胛肌群功能障碍与肩峰下间隙的关系及其对症状的影响，从而解释肩胛肌群以及肩胛骨运动在SIS病因方面的参与机制，为制定出更加有效的运动康复方案提供理论指导和参考。

4 结论

与正常人群相比，在肩关节外展早期过程中，肩峰下撞击综合征患者的肩峰下间隙减少的更多；肩峰下撞击综合征患者的斜方肌和前锯肌肌力减弱，并且在肩外展早期过程中，肩峰下间隙的减少与斜方肌中束、斜方肌下束肌力较弱有关。本研究结果表明斜方肌中束和斜方肌下束在肩峰下间隙动态控制中发挥重要作用，肩胛肌群强化训练在肩峰下撞击综合征预防和康复中的作用值得进一步研究。