肌肉代起止点的作用及意义_下肢肌肉起止点简化中心的确定

肌肉代起止点的作用及意义 ———下肢肌肉起止点简化中心的确定 单大卯 (山东大学体育学院 ,山东 济南 　250061) 摘 　要 :肌肉代起止点是确定肌肉长度、拉力作用线和肌力臂的关键因素 ,在人体运动的运动学和动力学的定量分析、在体肌肉工 作形式的确定、建立生物力学模型、定量评定肌肉功能等研究中有重要作用。通过实验方法进行下肢肌肉附着点的标记。下肢作 用于髋、膝、踝三个关节的共 38 块肌肉中 ,具有代起止点的肌肉为 73. 68 %。研究结果表明 :肌肉代起止点对确定肌长度、肌拉力 线、肌力臂和定量评定肌肉功能有十分重要的理论意义和应用价值。 关键词 :下肢 ;肌肉起止点 ;肌肉代起止点 ;肌拉力线 ;肌力臂 中图分类号 : G804. 6 　　　文献标识码 :A 　　文章编号 :1006 - 2076 (2004) 04 - 0062 - 03 收稿日期 :2004 - 06 - 24 作者简介 :单大卯 (1959 - ) ,男 ,山东青岛人 ,博士 ,副教授 ,硕士研究生导师 ,研究方向运动人体科学。 Function and Signif icance of the Mark of Muscle Origins and Terminations ———Ascertaining the compendiary center of the mark of muscle origins and terminations in lower limbs SHAN Da - mao ( Inst . of P. E. , Shandong University ,Jinan 250061 , China) Abstract :The substitute mark of muscle origins and terminations are key factors for the determination of muscle length ,tension action line and muscle arm ,and play an important role in the quantitative analysis of kinematics and dynamics of human motion ,in the determination of muscle mechanics , in the establishment of the biomechanics model and in the quantitative evaluation of muscle functions. This paper marked the mark of muscle origins and terminations in lower limbs by experimental means. 38 pieces of muscles in lower limbs acting on hip ,knee and ankle and the muscles have the substitute mark of muscle origins and terminations are 73. 68 %. It has been shown that the substitute mark of the muscle origins and terminations have an important theoretical meaning and an applied value for the determination of muscle length ,muscle tension curve and muscle arm and for the ration2 al assessment of the muscular function. Key words :lower limbs ;the mark of muscle origins and terminations ;the substitute mark of muscle origins and terminations ;the line of muscular pull2 ing force ;the arm of the musscular force 1 　研究目的 从生物力学角度看 ,人体环节各运动形式的本质 ,实际上 可假设为肌肉收缩引起环节在关节处的转动 (简化为定轴或定 点转动) [1 ] 。而肌拉力对关节所产生的肌力矩 ,是环节转动的 动力。肌力矩、肌拉力是研究肌肉生物力学特性和分析人体运 动机制的重要参数。某一肌肉的力矩受肌力和肌力臂两个因 素的影响 ,两者确一不可。肌力臂是关节中心 (环节转动中心) 到肌拉力线之距 ,取决于肌拉力线相对于其跨越关节的关节中 心位置。而肌肉附着点位置定量资料是确定肌拉力线的基础。 由于人体肌肉的大小、形态、肌纤维走行及附着点几何形状都 有很大差异。肌肉附着点的标记 (简化) ,对肌拉力线和肌力臂 的准确性将产生重大影响 [2 ] 。为此 ,本研究以下肢肌肉为例 , 着重论述肌肉代起止点的作用及应用意义 ,并进行下肢肌肉附 着点的标记。 2 　研究方法 2. 1 　尸体样本肌肉附着点标本的制作 实验对象为 10 具成年尸体 (8 男 2 女) 。沿第 12 胸椎下线 平面横切 ,游离下肢左右肢体作用于髋、膝、踝三个关节的全部 肌肉 ,从肌肉附着点在骨面的附着处切除肌肉 ,确定肌肉附着 点位置。下肢肌肉的大小、形态、肌纤维走行及附着点几何形 状都有很大差异 ,不同形态特点的肌肉采用不同的原则和方法 进行标记。 2. 2 　肌肉附着点简化的依据 肌肉实际上是肌腹和肌腱的复合体。肌腹实现肌肉的收 缩功能 ,肌纤维两端的结缔组织构成了肌腱 ,将肌腹连接于骨 表面。肌腱主要由胶原纤维构成 ,无收缩性 ,但具有很大的抗 张力性。肌腱中的胶原纤维从肌腹不是平行排列到骨面 ,而是 互相交错 ,交织成辫子状 ,此结构的特点是使肌力均匀地分布 于骨面 [3 ] 。肌肉收缩时 ,肌拉力的合力沿着附着点间的连线作 用于附着点的附着骨 ,合力作用点必在此面内。肌肉附着点所 附着的骨面部分大多是一个不的面或线 ,其几何中心或线 中心即为合力点的简化中心。肌肉附着点的位置则标记于其 相应的合力点简化中心 [4 ] 。 2. 3 　肌肉附着点标记的原则 2. 3. 1 　具有宽大附着点的肌肉 ,如果在其附着点范围内 ,无论 标记在何处都不会明显影响肌拉力线的位置 ,则该肌附着点标 记于附着点在骨面的几何中心 (如髂腰肌起点等) 。 2. 3. 2 　具有宽大附着点的肌肉 ,如果其附着点的标记会明显影 响肌拉力线的位置 ,则该肌附着点应根据具体情况 ,用两个或 三个点进行标记 ,以便说明肌肉不同部分肌纤维的各自功能 (如臀大肌起、止点 ,臀中、小肌起点 ,大收肌止点) 。 2. 3. 3 　肌肉附着点较局限 ,肌肉纵轴走向为直线的肌肉 ,其附 26 第 20 卷总第 64 期 　　　　　　　　　山东体育学院学报 　　　　　　　　　　Vol. 20 Total No. 64 2004 年第 4 期 　　　　　Journal of Shandong Institute of Physical Education 　　　　　　No. 4 2004 着点标记于附着点的几何中心 (如长收肌等) 。 2. 3. 4 　若肌肉从起点到止点的走向为曲线 ,即肌肉在某骨性结 构或韧带性结构处转弯 ,则采取选择代起止点的方法进行标 记。在肌肉或肌腱被去除之前 ,于肌肉在某骨性结构转弯处的 切点位置上横切肌键 ,此处肌腱切面中点即为代起止点 ———肌 肉代起止点的标记位置。如髂腰肌、闭孔内肌、小腿前群肌、小 腿后群深层肌等。 2. 4 　肌肉代起止点的定义 肌肉从起点到止点肌纤维纵轴走向为曲线 ,即肌纤维在某 骨性结构处转弯 ,若此骨性结构在起点骨上 ,该处则为相应肌 肉的代起点 ;反之 ,骨性结构在止点骨上 ,则为代止点。肌肉代 起止点的定义适用于全身从起点到止点纵轴走向为曲线的所 有肌肉。代起止点对空间附着点走向非直线的肌肉而言 ,是分 析其功能必不可少的 ,它决定着肌肉长度、肌拉力线方向和肌 力臂。肌肉代起止点的选取 ,可避免因用实际起止点所推算的 肌力臂过大或过小于实际力臂 ,有着十分重要的应用价值 [5 ] 。 3 　结果与分析 3. 1 　下肢肌肉附着点的标记 每侧下肢肢体选取作用于髋、膝、踝三个关节的肌肉共 38 块。标记肌肉的附着点 (含代起止点) 共 99 个 ,其中骨盆 26 个 (起点 23、代起点 3) ,股骨 30 个 (起点 7、代起点 7、止点 16) ,髌 骨 2 个 (代起点 1、代止点 1) ,胫腓骨 31 个 (起点 9、代起点 9、止 点 8、代止点 5) ,足 10 个 (止点 5、代止点 5) 。具有代起止点的 肌肉为实验标记肌肉的 73. 68 % (28Π38) ;双关节肌肉为实验标 记肌肉的 47. 37 %(18Π38) (表 1 - 6、图 1) 。 表 1 　下肢待测肌肉及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 起点 序号 标记位置 起点 序号 标记位置 23 阔筋膜张肌 2 髂前上棘外侧后方 61 胫骨外侧髁 24 股二头肌长头 25 股二头肌短头 19 43 坐骨结节中点内侧 股骨粗线中 1Π3 外侧唇中点 6060 腓骨小头外侧 26 耻骨肌 15 髂耻隆起与耻骨结节连线中点 37 耻骨肌线中点 27 长收肌 16 耻骨上支腹侧面中点 38 股骨粗线中 1Π3 内侧唇中点 28 短收肌 17 耻骨下支腹侧面近耻骨联合 39 股骨粗线上 1Π3 内侧唇中点 39 闭孔外肌 23 闭孔外膜中点 34 转子窝 30 肌方肌 25 坐骨结节中点外侧 36 转子间嵴中上 1Π3 交界 31 梨状肌 26 第 2 - 3 骶前孔连线中点外侧 35 大转子尖前内侧 33 比目鱼肌 80 比目鱼肌腱弓中点 99 跟结节中点 备注 :上述 10 块肌肉为典型的起止点决定肌拉力线的肌肉。 表 2 　下肢待测肌肉及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 序 号 起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 代止点 标记位置 14 腓骨长肌 72 腓骨体外侧上 1Π2 中点 87 踝沟中心 96 第 5 跖骨粗隆后方 17 趾长伸肌 75 腓骨体内侧上 2Π3 中点 78 胫骨前肌代起点外侧 91 第 3 - 4 趾背腱膜中点 19 长伸肌 76 腓骨体内侧下 3Π4 中点 79 胫骨前肌、趾长伸肌代起点连线中点 92 第 1 跖趾关节趾上方 21 趾长屈肌 82 胫骨体后面上 2Π3 中点 85 胫骨后肌与　长屈肌代起点连线中点 94 载距突下方 22 长屈肌 83 腓骨体后面下 2Π3 中点 86 长屈肌腱沟中点 95 备注 :上述 5 块肌肉代起点和代止点决定肌拉力线 (真实止点不易测量) 。 表 3 　下肢待测肌肉与及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 起点 序号 标记位置 止点 序号 标记位置 34 臀中肌前部 35 臀中肌后部 3 4 髂嵴结节与髂后上棘连线外中 1Π3 交点 髂嵴结节与髂后上棘连线内中 1Π3 交点 31 大转子外下方 36 臀小肌前部 37 臀小肌后部 5 6 髂前上棘与坐骨大切迹连线外中 1Π3 交点 髂前上棘与坐骨大切迹连线内中 1Π3 交点 32 大转子外上方 38 臀大肌上部 7 髂后上棘外上 28 臀肌粗隆最上点 39 臀大肌中部 8 第 2 - 3 骶后孔连线中点外侧 29 臀肌粗隆中点 41 大收肌上部 22 坐骨结节中点前上 (坐内结节最低点) 40 臀大肌中、下止点连线中点平面 ;股骨 背侧中点 42 大收肌下部 22 41 大收肌结节 43 大收肌中部 22 42 股骨粗线中 1Π3 外侧唇中点 备注 :上述 9 块肌肉起点附着面广阔 ,各束肌纤维分别标记。 36 单大卯 　肌肉代起止点的作用及意义 ———下肢肌肉起止点简化中心的确定 　　　　　　　　　　　No. 4 2004 表 4 　下肢待测肌肉及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 序 号 起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 止点 标记位置 1 腰大肌 1 第 12 胸椎体侧面与第5 腰椎肋突连线中点 12 髂耻隆起与耻骨结 节连线中点 27 小转子中点 2 髂肌 11 髂窝几何中心 7 闭孔内肌 23 闭孔内膜中点 24 坐骨小切迹中点 33 转子窝 12 腓肠肌外侧头 13 腓肠肌内侧头 50 51 外侧髁上方 内侧髁上方 52 53 外侧髁后端 内侧髁后端 99 99 跟结节中点 15 腓骨短肌 73 腓骨体外侧下 1Π2 中点 88 踝沟中点 97 第 5 跖骨粗隆外侧 16 胫骨前肌 74 胫骨体外侧面上 2Π3 中点 77 胫骨前肌腱鞘中点对应的胫骨骨面点 90 第 1 楔骨与第 1 跖骨内侧面交界处 18 第三腓骨肌 75 同趾长伸肌 89 外踝前方 98 第 5 跖骨底 20 胫骨后肌 81 小腿骨间膜背侧中点 84 踝沟中点 93 舟骨粗隆 32 肌 49 外上髁 52 外侧髁后端 70 胫骨内侧髁后下 40 臀大肌下部 9 第 4 骶后孔下方 10 坐骨结节中点 30 臀肌粗隆最下点 备注 :上述 11 块肌肉代起点和止点决定肌拉力线。 表 5 　下肢待测肌肉及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 序 号 起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 止点 标记位置 8 缝匠肌 9 股薄肌 10 半腱肌 11 半膜肌 13 18 20 21 髂前上棘中点 耻骨下支中点 坐骨结节中点内侧 坐骨结节中点后上 54 55 56 57 内上髁后缘 62 65 63 64 胫骨上端内 侧面肌腱与 骨移行处 66 69 67 68 鹅浅足中点 备注 :上述 4 块肌肉的起、止点和代起、止点仅供髋膝关节基准位和膝关节基准位髋关节活动计算使用 ;膝关节活动时 ,起点和代止 点决定肌拉力线。 表 6 　下肢待测肌肉及其相应附着点对应关系及标记方法简表 肌肉序号 及名称 序 号 起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 代起点 标记位置 序 号 止点 标记位置 3 肌直肌 4 股中肌 5 股内肌 6 股外肌 14 44 55 56 髂前下棘中点 股骨干腹侧面中点 股骨干内侧面中点 股骨干外侧面中点 58 髌骨下缘 中点 47 髌骨上缘 中点 59 胫骨粗隆中点 备注 :股直肌代止点为髌骨上缘点 ,所决定的肌拉力作用线用以分析对髋关节的作用。肌四头肌整体对膝关节作用而言 ,髌骨上缘 点为股四头肌各肌的起点中续点 ,用以分析肌肉长度 ;髌骨下缘点 (髌骨尖)为代起点 ,该点与止点 (胫骨粗隆) 所决定的肌肉拉力作 用线用以分析对膝关节的作用。股四头肌各肌的长度由三线式描述 :起点 —髌骨上缘点 ,髌骨上缘点 —髌骨下缘点、髌骨下缘点 — 止点。三线式描述股四头肌各肌的长度更近于活体实际情况。 3. 2 　肌肉代起止点应用范例 肌肉代起止点的选取 ,可避免因用真实起止点所推算的力 臂过大或过小于实际力臂 ,有着十分重要的应用价值。3. 2. 1 　 髂肌代起点的确定及意义 髂肌在人体中所处的位置、肌纤维走向、起止点位置关系 的特殊性和复杂性 ,解剖学所定义的起止点间直线描述肌拉力 线的方法 ,对髂腰肌是不适用的。因为髂腰肌肌纤维走向不是 直线 ,起止点间直线 (即传统的肌拉力线) 穿过髋关节额状轴后 方 ,以此两点定义该肌的肌拉力线 ,对分析该肌功能无意义。 髂肌在髂骨骨性结构的转弯处 ———髂耻隆起与止点小转子之 间的连线 ,是定义其肌拉力线不可忽略的有实用价值的形态学 基础 [6 ] 。本研究中 ,髂腰肌的代起点标记于肌肉髂耻隆起转弯 处 (腹股沟韧带深面肌腔隙) 的横切面中心。髂肌代起点和止 点所决定的肌拉力线 ,对于髋关节所产生的这样一个力臂 ,比 连接髂肌真实起止点直线所产生的力臂更为精确 ;后者所产生 的力臂比实际情况要小得多 ,甚至由于该线通过髋关节额状轴 后方 ,而产生与实际情况不符的伸髋力臂。 3. 2. 2 　梨状肌代起点的确定及意义 股骨外展 45°- 内收 15°位 ,肌肉长度呈增加趋势 ,说明具有 外展功能。内收 17°- 30°位范围内 ,肌肉起止点靠近 ,数据解算 两点直线距离缩短 ,肌肉长度曲线呈减小趋势。但真实状况肌 肉长度无缩短现象。该肌肉穿坐骨小空 ,内收 17°- 30°位范围 内 ,肌肉为非直线行走 ,而在坐骨小切迹处拐弯。因此 ,内收 17°- 30°位范围内 ,由于受坐骨小切迹的骨性限制 ,肌肉长度增 加 ,无外展到内收的功能置换现象。内收 16°位可视为矢状面 肌肉直线型与弯曲型的转换角 ,此时坐骨小切迹为代起点。在 走、跑、跳等下肢近似矢状面的运动中 ,肌骨虽无明显的内收或 外展活动 ,但梨状肌的外展功能对协调动作有很大作用。以行 走为例 ,摆动腿离地后 ,由于重力作用所产生的力矩 ,使骨盆在 支撑腿一侧的髋关节上绕矢状轴旋转下落 ,为了防止骨盆过分 下落 ,使之保持利于协调行走的适宜位置 ,梨状肌和其他具有 外展功能的肌肉以远固定收缩 ,限制骨盆过分下落 ,完成行走 动作的协调。 3. 2. 3 　小腿前群肌肉代起点的确定及意义 (下转第 69 页) 46 山东体育学院学报 　　　　　　　第 20 卷 　　　　　　　总第 64 期 　　　　　　　2004 年第 4 期 ubiquitin - 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