《Journal of Biomechanics》：In vivo assessment of the subacromial space during shoulder elevation following acromioclavicular joint reconstruction
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本研究通过3D CT和BVR技术评估12例ACJ重建术后患者肩关节运动中的肩胛下间隙变化，发现手术侧abduction时间隙较健侧窄23%（0.8mm），最小距离位于前肩峰内侧3.6mm处，且整体空间后移10.6mm、内侧4.9mm，提示术后肩胛力学改变可能增加肩袖损伤风险，需优化手术及康复策略。
作者：Jason Konrath、Sydney Wheaton、Alonso Figueroa、James Gregory、Payam Zandiyeh
研究机构：美国德克萨斯大学休斯顿健康科学中心骨科手术系
摘要
肩锁关节（ACJ）的高级别损伤会显著影响肩胛骨的功能，可能压迫肩峰下空间并增加撞击相关病变的风险。传统研究主要关注肱骨头与肩峰下表面之间的最小距离，但这可能无法准确反映冈上肌附着区上方的空间情况。本研究旨在量化接受ACJ重建术后患者肩峰前部与冈上肌附着区之间的肩峰下空间，以及肌肉驱动的肩部运动过程中的整体肱骨-肩峰间距。
研究招募了12名急性单侧ACJ损伤患者，手术时间为1至3年。每位参与者在肩外展、肩胛骨下移和肩屈曲过程中接受了3D计算机断层扫描（CT）和双平面视频放射成像（BVR）检查。研究人员将感兴趣的区域（ROI）标注在肩胛骨和肱骨表面模型上，以确定冈上肌附着区和肩峰下表面。然后计算了每个动作中相应ROI之间的最小3D欧几里得距离及其精确的解剖位置。
结果显示，与对侧肢体相比，手术侧的肩峰下空间在肩外展时缩小了0.8毫米（23%），最小距离出现在肩峰内侧3.6毫米处。此外，整体肱骨-肩峰间距在近端肱骨处向后移动了最多10.6毫米，在肩峰处向内侧移动了4.9毫米。
这些发现表明，ACJ重建术后骨表面之间的距离及其相关的肩峰下空间可能会发生显著变化，从而增加旋转袖肌腱受到反复剪切和压缩力的风险。
引言
高级别的肩锁关节（ACJ）损伤（Rockwood III-VI型）会严重影响肩胛骨的控制和定位，通常会破坏锁骨的支撑功能并改变肩胛骨-肱骨的协同运动（Reid等人，2012年；Roche等人，2015年）。这种功能障碍可能导致肩胛骨运动异常，表现为肱骨抬高时肩胛骨前伸增加（Gumina等人，2009年；Roche等人，2015年）。这种位置改变会减少肩峰下空间（SAS），这是近端肱骨与肩峰下表面之间的关键区域（Giphart等人，2012年；Ludewig和Cook，2000年）。由于该空间内有旋转袖肌腱等重要结构，其狭窄可能导致肌腱与肩峰发生病理性接触，从而增加撞击和旋转袖退化的风险（Graichen等人，2005年；Mackenzie等人，2015年；Mozingo等人，2022年；Roche等人，2015年）。在ACJ损伤的情况下，这一点尤为重要，因为许多患者同时存在盂肱关节病变（Brown等人，2000年；Jensen等人，2017年；Lemos和Tolo，2003年；Markel等人，2017年）。Markel等人（2017年）报告称32.3%的ACJ脱位患者存在旋转袖损伤，而Brown等人（2000年）发现81%的ACJ退化患者存在旋转袖退化。鉴于这些发现，ACJ损伤后的异常肩部力学机制可能促进旋转袖病变的进展和进一步退化（Warth等人，2020年；2019年）。因此，对肩峰下空间的生物力学评估可能在优化ACJ重建后的长期结果中发挥重要作用。
传统的肩峰下撞击综合征临床评估和研究主要关注肱骨头与肩峰下表面之间的最小距离（Bey等人，2007年；Giphart等人，2012年；Graichen等人，1999年；Kijima等人，2015年；Mozingo等人，2022年）。此外，体内研究表明，在手臂抬高约70°时，冈上肌附着区已经位于肩峰下方（Bey等人，2007年；Giphart等人，2012年）。例如，Giphart等人（2012年）发现，在手臂抬高90°时（以肱骨中心线与垂直方向之间的角度测量），最小肩峰下距离出现在肩峰与近端肱骨之间，而不是冈上肌附着区上方。Bey等人（2007年）使用双平面视频X光成像发现，在盂肱关节抬高超过平均36°后，最小肩峰下距离不再涉及冈上肌附着区。综上所述，仅关注90°时的最小肩峰下距离可能无法准确反映冈上肌附着区的最大生物力学负荷，因此需要研究更具功能性的关节位置以探讨肌腱-肩峰之间的相互作用。
从总体测量肩峰下空间转向更局部的相互作用，体内和尸体研究均强调了肩峰前部结构和冈上肌附着区位置在肩峰下撞击机制中的重要性（Berghs等人，2011年；Bigliani等人，1991年；Burns II和Whipple，1993年；Gatto等人，2024年；Karduna等人，2005年；Lee等人，2001年）。尸体研究表明，冈上肌与喙肩韧带之间的接触压力在肩外展中段（尤其是肱骨抬高45°至60°时）达到峰值（Burns II和Whipple，1993年）。Lee等人（2001年）观察到，慢性旋转袖病变患者的肩峰前三分之一区域存在一致的压痕和骨增生，这与影像学和手术结果一致。这些发现表明，测量肩峰前部与冈上肌附着区之间的距离可能比总体肱骨-肩峰间距提供更精确和具有临床意义的肩峰下撞击综合征风险评估。
鉴于上述讨论，ACJ损伤后肩胛骨控制的紊乱在肩峰下空间的背景下具有更重要的临床意义。健康肩部的研究表明，肱骨抬高过程中肩胛骨向上旋转减少和肩胛骨及肱骨内旋增加是导致肩峰下空间减少的机制（Lawrence等人，2019年；Ludewig和Cook，2000年；Mackenzie等人，2015年；Mozingo等人，2022年）。由于ACJ损伤和后续重建会破坏肩胛骨的控制和定位（通常导致向上旋转减少和肩胛骨及肱骨过度内旋（Gumina等人，2009年；Reid等人，2012年；Roche等人，2015年），这些变化可能会加剧手臂抬高时的肩峰下拥挤。因此，研究人员和临床医生在评估ACJ损伤患者时需要评估动态运动中的肩胛骨位置和相应的三维肩峰下空间。
迄今为止，尚未有研究直接调查ACJ损伤和后续手术后的肩峰下空间（SAS）。因此，本研究使用双平面视频放射成像（BVR）回顾性地量化了接受ACJ重建术后患者肩峰前部与冈上肌附着区之间的肩峰下空间，以及肌肉驱动的肩部运动过程中的整体肱骨-肩峰间距。先前的研究表明，BVR技术能够检测到亚毫米级的关节位置变化，精度在±0.5毫米范围内（Bey等人，2006年）。我们假设手术重建后的肩部肩峰下空间会减小，且最小距离的位置会与对侧肢体不同，反映了关节力学的变化。我们进一步假设冈上肌附着区上方的最小肩峰下空间会在较低的抬高角度出现。这些研究可以为术后肩峰下拥挤的潜在情况提供新的见解，从而指导测试、手术和康复策略的制定。
参与者
本研究获得了德克萨斯大学休斯顿健康科学中心机构审查委员会的批准（HSC-MS-20–0585）。12名参与者（10名男性和2名女性，平均年龄39±10岁，平均体重92±17公斤，平均身高179±10厘米）同意参与研究，他们在1至3年前接受了ACJ重建手术，诊断为Rockwood III-VI级单侧ACJ脱位，且无伴随的锁骨或肩胛骨骨折。
结果
图3展示了抬高过程中肩峰下空间（SAS）的平均变化曲线，反映了整体肱骨-肩峰空间和冈上肌附着区特定空间的变化。在手术侧和对侧肢体中，都出现了一个一致的模式：随着肱骨在所有运动平面（肩外展、肩胛骨下移和肩屈曲）的抬高，ROI之间的最小距离先减小，然后随着手臂接近完全抬高而增大。
讨论
本研究使用个体特定的3D骨骼模型结合BVR技术，量化了接受ACJ重建患者的各种肩部抬高运动过程中的整体肩峰下空间和冈上肌附着区特定空间。虽然手术侧的整体肱骨-肩峰空间没有显著差异，但一个关键发现是冈上肌附着区与肩峰前三分之一区域之间的最小距离减小。
局限性
本研究存在一些局限性。首先，未进行独立验证测量准确性；因此，Bey等人（2006年）报告的准确性应被视为预期性能的参考，而非直接验证。然而，鉴于测量技术、校准程序和跟踪方法的相似性，我们认为可以将这一准确性作为该技术的基准。其次，使用对侧肢体作为对照可能影响结果的准确性。
结论
本研究显示，ACJ重建侧与对侧肩部的肩峰下空间和关节力学存在显著差异，这可能导致在较低肱骨抬高角度时冈上肌附着区与肩峰前部之间的拥挤加剧。手术重建技术应尽量减少这些差异，从而降低肩峰下拥挤的风险。此外，临床医生和研究人员不仅应评估整体肱骨-肩峰间距，还应关注其他相关因素。
未引用的参考文献
Burns和Whipple，1993年；NeerII，2005年；Warth等人，2019年。作者贡献声明
Jason Konrath：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法学设计、数据整理、概念构思。Sydney Wheaton：撰写 – 审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、方法学设计、数据整理、概念构思。Alonso Figueroa：撰写 – 审稿与编辑、方法学设计、数据整理、概念构思。James Gregory：撰写 – 审稿与编辑、监督。利益冲突声明
作者声明他们没有已知的可能影响本文研究的财务利益或个人关系。
致谢
本研究得到了美国国立卫生研究院下属的国家关节炎、肌肉骨骼和皮肤病研究所的支持（资助编号：R01AR083471）。内容仅代表作者观点，不一定代表美国国立卫生研究院的官方立场。作者还要感谢Connor Smith和Jonathon Ross在BVR跟踪方面的协助，以及Erica Lee在研究协调方面的支持。
