陳麗瑩薛金娟劉鴻宇陳雁卉

腕部長期大負(fù)荷應(yīng)力刺激對腕骨溝大小的影響

陳麗瑩1CHEN Liying薛金娟2XUE Jinjuan劉鴻宇1LIU Hongyu陳雁卉3CHEN Yanhui

目的觀察運(yùn)動員在腕部長期承受大負(fù)荷應(yīng)力狀態(tài)下腕骨溝結(jié)構(gòu)的改變。資料與方法選擇單掌斷磚項(xiàng)目的武術(shù)功力運(yùn)動員8人、普通體育運(yùn)動者12人，均為男性，右利手。用螺旋CT掃描受試者腕部，對腕骨進(jìn)行三維重建，然后測量腕骨溝近、遠(yuǎn)側(cè)端寬度和深度。結(jié)果與普通體育運(yùn)動者相比，功力運(yùn)動員右手腕骨溝近側(cè)端深度增加（P＜0.05），左手腕骨溝寬度與深度均無顯著變化（P＞0.05）。功力運(yùn)動員左、右手腕骨溝近側(cè)端寬度均大于遠(yuǎn)側(cè)端（P＜0.01），并且右手近側(cè)端腕骨溝深度明顯大于遠(yuǎn)側(cè)端（P＜0.05）。結(jié)論豌豆骨內(nèi)側(cè)發(fā)力擊斷磚塊這一特殊運(yùn)動可使腕骨排列發(fā)生變化，使腕骨溝近側(cè)端體積增大。

腕骨；應(yīng)力，物理；體層攝影術(shù)，螺旋計(jì)算機(jī)；運(yùn)動醫(yī)學(xué)

腕骨溝是構(gòu)成腕管的骨性結(jié)構(gòu)，由8塊腕骨呈弧形排列于手掌面正中。腕管是由腕骨溝和屈肌支持帶（腕橫韌帶）共同構(gòu)成的骨性纖維隧道，從橈骨遠(yuǎn)端的表面延伸到掌骨的基底部，管內(nèi)有拇長屈肌腱，指淺、深屈肌腱和正中神經(jīng)通過。在外傷、炎癥、水腫等病理情況下，管內(nèi)的結(jié)構(gòu)可能受壓和損傷，形成腕管綜合征。

“單掌斷磚”源自傳統(tǒng)武術(shù)掌功功力項(xiàng)目，2004年列為全國武術(shù)功力大賽競賽項(xiàng)目[1]，功力運(yùn)動員腕部長期受到大負(fù)荷應(yīng)力刺激是否引起骨骼結(jié)構(gòu)改變而易發(fā)腕部傷病尚無定論。本研究運(yùn)用螺旋CT圖像采集與處理技術(shù)對該運(yùn)動員腕骨溝寬度和深度等形態(tài)特征進(jìn)行測量分析，為揭示這種巨大爆發(fā)力和剪切力產(chǎn)生的機(jī)制及防治腕部運(yùn)動性傷病提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 研究對象 功力組選擇參加2007年第四屆全國武術(shù)功力大賽（廣州）的高水平運(yùn)動員8人，均來自單掌斷磚項(xiàng)目，男性，年齡25～30歲，身高170～180cm，均有5年以上訓(xùn)練經(jīng)歷，右手為發(fā)力手。對照組選擇經(jīng)常參加體育運(yùn)動者12人，性別、年齡和身高等與功力組差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），同為右利手。

1.2 腕骨CT圖像采集 采用GE LightSpeed 64層容積CT采集腕部圖像（由廣東省人民醫(yī)院和山西省晉煤集團(tuán)總醫(yī)院提供）。受試者取俯臥位，雙手置于頭部上方，掌心向下。掃描范圍：腕部至手指末端；掃描方向：尾頭向；采集視野30cm×30cm，管電壓120kV，管電流150mA。探測器64mm×0.625mm，螺距0.984∶1；床速98.4mm/s；掃描方式：螺旋掃描。圖像重建層厚0.625mm，重建間隔0.2mm；重建算法：標(biāo)準(zhǔn)算法、骨算法和骨加算法[2]；重建方法：橫斷位、矢狀位及冠狀位表面遮蓋顯示重建。

圖1 腕骨重建和腕骨溝測量點(diǎn)。A.右手腕骨溝三維圖；B.腕骨溝近側(cè)端橫切面；C.腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端橫切面（1：手舟骨最高點(diǎn)；2：月骨；3：三角骨；4：豌豆骨最高點(diǎn)；5：大多角骨結(jié)節(jié)中點(diǎn)；7：頭狀骨；8：鉤骨鉤冠部中點(diǎn)；9：鉤骨鉤基底；a、b：腕骨溝近側(cè)端最小深度及最大深度；c、d：腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端最小深度及最大深度；1、4間距為腕骨溝近側(cè)端寬度；5、8間距為腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端寬度）

1.3 腕骨溝測量方法 在AW 4.3工作站進(jìn)行圖像后處理，經(jīng)旋轉(zhuǎn)、平移和切割后，做三維測量（圖1A）。參考文獻(xiàn)[3,4]選定以下測量參數(shù)：①腕骨溝近側(cè)端寬度：在腕骨溝近側(cè)端選擇2個(gè)最高隆突點(diǎn)——1（手舟骨結(jié)節(jié)）和4（豌豆骨），兩點(diǎn)連線距離作為腕骨溝近側(cè)端寬度。②腕骨溝近側(cè)端深度：在上述連線方向進(jìn)行切割，形成二維圖像，即近側(cè)端橫切面圖（圖1B）。此時(shí)可見各腕骨成弧形排列，形成一個(gè)凹向上的二維圖像。在腕骨溝內(nèi)近側(cè)端選擇一個(gè)最高點(diǎn)2（月骨）和最低點(diǎn)3（三角骨），分別作一垂直線a/b，表示腕骨溝近側(cè)端最小深度和最大深度。③腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端寬度：在腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端選擇2個(gè)最高隆突點(diǎn)——5（大多角骨結(jié)節(jié)）和8（鉤骨鉤冠部中點(diǎn)），兩點(diǎn)連線距離作為腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端寬度。④腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端深度：在上述連線方向進(jìn)行切割，形成二維圖像，即遠(yuǎn)側(cè)端橫切面圖（圖1C）。在腕骨溝內(nèi)遠(yuǎn)側(cè)端選擇最高點(diǎn)7（頭狀骨）和最低點(diǎn)9（鉤骨鉤基底），分別作一垂直線c/d，表示腕骨溝遠(yuǎn)側(cè)端最小深度與最大深度。以最小深度與最大深度的算術(shù)平均值作為腕骨溝深度[5]。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 17.0軟件，計(jì)量資料組間比較采用t檢驗(yàn)，P＜0.05表示差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 功力運(yùn)動員與普通體育運(yùn)動者腕骨溝形態(tài)的差異功力組右手腕骨溝近側(cè)端深度為（10.62±0.98）mm，對照組為（8.99±1.42）mm，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；與對照組右手相比，功力組右手腕骨溝近側(cè)端寬度、遠(yuǎn)側(cè)端寬度和遠(yuǎn)側(cè)端深度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；與對照組左手相比，功力組左手腕骨溝近側(cè)端寬度、近側(cè)端深度、遠(yuǎn)側(cè)端寬度和遠(yuǎn)側(cè)端深度差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1、圖2。

2.2 腕部長期大負(fù)荷應(yīng)力刺激對功力運(yùn)動員腕骨溝的影響 功力組自身發(fā)力手（右手）與非發(fā)力手（左手）相比，腕骨溝各形態(tài)學(xué)參數(shù)均無顯著差異。功力組右手腕骨溝近側(cè)端寬度大于遠(yuǎn)側(cè)端（P＜0.01），右手腕骨溝近側(cè)端深度也大于遠(yuǎn)側(cè)端（P＜0.05），同時(shí)，左手腕骨溝近側(cè)端寬度明顯大于遠(yuǎn)側(cè)端（P＜0.01）；但左手近側(cè)端深度與遠(yuǎn)側(cè)端相比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表 1、圖 2。

表1 武術(shù)功力運(yùn)動對腕骨溝各項(xiàng)指標(biāo)的影響（mm）

圖2 功力運(yùn)動員和普通體育運(yùn)動者右手腕骨溝橫切面。A、B分別示普通體育運(yùn)動者腕骨溝近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端橫切面；C、D分別示功力運(yùn)動員功力組腕骨溝近側(cè)端及遠(yuǎn)側(cè)端橫切面，可見功力運(yùn)動員近側(cè)端腕骨溝深度增加

3 討論

某些體育運(yùn)動要求腕部在保持一定靈活性的基礎(chǔ)上，還需具有一定力量和穩(wěn)定性，以完成動作的支撐穩(wěn)固性、運(yùn)動方向、速度與幅度等。根據(jù)Wolff骨力學(xué)原理，長期從事某種運(yùn)動訓(xùn)練，即承受不同應(yīng)力刺激，可使骨的大小、形態(tài)結(jié)構(gòu)等產(chǎn)生適應(yīng)性而進(jìn)行重建[6]。

本研究選擇的功力項(xiàng)目“單掌斷磚”屬于傳統(tǒng)武術(shù)中的“硬功”，主要技術(shù)要領(lǐng)是用手掌的掌根內(nèi)側(cè)擊斷橫置于支架上的磚塊[7]，如此大負(fù)荷應(yīng)力直接作用于腕內(nèi)側(cè)部，以豌豆骨為中心向其他腕骨傳遞，長期經(jīng)受這種應(yīng)力刺激是否會對腕骨溝結(jié)構(gòu)及內(nèi)容物產(chǎn)生影響未見報(bào)道。為了確保腕骨溝測量的準(zhǔn)確性，本研究對有關(guān)骨性標(biāo)志做了篩選。國內(nèi)對腕管斷面解剖及其內(nèi)容物測量一般選擇豌豆骨和鉤骨為骨性標(biāo)志，依次選取腕部3個(gè)層面，即豌豆骨斷面（近端腕管)、鉤骨斷面（遠(yuǎn)端腕管）及豌豆骨、鉤骨間斷面（中間腕管）[8]。

國外對腕管大小、形狀和構(gòu)造等解剖學(xué)研究一般選擇豌豆骨、手舟骨、鉤骨和大多角骨為骨性標(biāo)志，近側(cè)腕管邊界為豌豆骨的最高點(diǎn)和手舟骨結(jié)節(jié)，遠(yuǎn)側(cè)腕管邊界為鉤骨的鉤和大多角骨結(jié)節(jié)[5,9]。腕骨溝是構(gòu)成腕管的骨性結(jié)構(gòu)，其測量方法及骨性標(biāo)志的選擇可與腕管一致。由于腕骨溝中部位于豌豆骨和鉤骨之間的斷面，在CT圖像上的位置難以準(zhǔn)確把握，所以本研究選用2個(gè)斷面——近端腕骨溝和遠(yuǎn)端腕骨溝，骨性標(biāo)志分別為豌豆骨-手舟骨結(jié)節(jié)和鉤骨鉤冠部中點(diǎn)-大多角骨結(jié)節(jié)。

本研究結(jié)果顯示，功力運(yùn)動員發(fā)力手（右手）腕骨溝近側(cè)端深度顯著增加，而非發(fā)力手（左手）近側(cè)端深度與對照組相比無顯著變化，提示豌豆骨長期承受大負(fù)荷應(yīng)力可使其他腕骨排列發(fā)生細(xì)小改變，致使功力運(yùn)動員腕骨溝近端橫斷面面積增加，以適應(yīng)大負(fù)荷應(yīng)力刺激。本課題組前期研究顯示功力運(yùn)動員腕骨骨密度增加[10]，均說明該項(xiàng)運(yùn)動可產(chǎn)生某些特征性骨學(xué)變化。調(diào)查顯示腕管綜合征患者腕管橫斷面積明顯小于正常人[11]，而功力運(yùn)動員腕骨溝加深，近端斷面面積增加是否預(yù)示該運(yùn)動不會誘發(fā)腕管綜合征的發(fā)生呢？據(jù)運(yùn)動員回憶，訓(xùn)練過程中均未出現(xiàn)過腕管綜合征的表現(xiàn)，同時(shí)，現(xiàn)場觀察到功力運(yùn)動員手部肌肉韌帶粗壯、皮膚粗厚，這些均有利于緩沖大負(fù)荷應(yīng)力，減輕疼痛感，說明長期對豌豆骨等腕骨施加大負(fù)荷應(yīng)力，可使腕骨溝加深而對其內(nèi)容物產(chǎn)生適應(yīng)性保護(hù)作用。

與普通體育運(yùn)動者相比，功力運(yùn)動員右手腕骨溝寬度無明顯變化，而深度增加，推測發(fā)力手腕骨溝體積增大，提示呈弓形排列的腕骨空間體積增大對于緩解大負(fù)荷沖擊力具有重要意義。但前期研究結(jié)果顯示功力運(yùn)動員腕骨體積無明顯增加[10]，本研究中腕骨溝體積增大是否與腕骨間隙改變有關(guān)，尚需進(jìn)一步測量證實(shí)。

本研究還發(fā)現(xiàn)，功力運(yùn)動員右手和左手腕骨溝近側(cè)端寬度均大于遠(yuǎn)側(cè)端，推測功力運(yùn)動員腕骨溝的近側(cè)端面積大于遠(yuǎn)側(cè)端。國外研究顯示正常人腕管近側(cè)端的橫斷面面積大于遠(yuǎn)側(cè)端[11,12]，大多角骨與鉤骨鉤之間的腕管橫斷面最為狹窄[13]。國內(nèi)研究表明，在近、中、遠(yuǎn)3個(gè)腕管中，遠(yuǎn)端腕管的橫斷面面積最小[14]，均與本研究結(jié)果一致。

手部運(yùn)動訓(xùn)練對左右手腕骨、腕骨溝、腕管等形態(tài)結(jié)構(gòu)影響的報(bào)道較少。不同運(yùn)動方式對不同部位骨骼沖擊力大小不同，一側(cè)肢體運(yùn)動是否引起骨骼形態(tài)結(jié)構(gòu)的不對稱性改變曾引起研究者的關(guān)注。Calbet等[15]發(fā)現(xiàn)排球運(yùn)動員運(yùn)動負(fù)荷相對多的手臂骨密度顯著高于另一側(cè)手臂，而左右腿骨密度無顯著差別，表明運(yùn)動對特定受刺激部位的骨骼產(chǎn)生局部影響。本研究發(fā)現(xiàn)，功力運(yùn)動員右手（發(fā)力手）和左手（非發(fā)力手）近/遠(yuǎn)側(cè)端腕骨溝寬度與深度均無顯著差異，表明非發(fā)力手腕骨溝形態(tài)與發(fā)力手產(chǎn)生相似的改變?？赡苡捎谝粋?cè)運(yùn)動促進(jìn)了另一側(cè)骨發(fā)育和重建，因?yàn)殡m以發(fā)力手運(yùn)動為主，但非發(fā)力手也不同程度地參與了一定強(qiáng)度的運(yùn)動，如力量訓(xùn)練時(shí)往往左右手交替進(jìn)行。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)功力運(yùn)動員發(fā)力手和非發(fā)力手腕骨角也無差異[16]，與本研究結(jié)果一致。

本文對長期承受大負(fù)荷應(yīng)力刺激下腕骨溝形態(tài)結(jié)構(gòu)的變化做了初步研究，表明以豌豆骨內(nèi)側(cè)發(fā)力擊斷磚塊這一特殊運(yùn)動可使腕骨排列發(fā)生變化，而使腕骨溝近側(cè)端體積增加。筆者認(rèn)為，腕部爆發(fā)力的形成除與骨量、骨強(qiáng)度、肌力量及發(fā)力技巧等因素有關(guān)外，還與腕骨空間排列改變所產(chǎn)生的一系列適應(yīng)性變化有關(guān)。這種生理上的適應(yīng)逐步提高了腕部爆發(fā)力及其對磚塊反作用力的承受能力。

總之，研究功力運(yùn)動員的腕骨特征，不僅有助于了解腕部爆發(fā)力產(chǎn)生的機(jī)制，而且可為人類學(xué)以及腕部運(yùn)動損傷后的治療康復(fù)提供形態(tài)學(xué)依據(jù)。

[1]戴金明, 黃海濱. 首屆全國武術(shù)功力大賽的現(xiàn)狀分析與對策研究. 搏擊·武術(shù)科學(xué), 2007, 4(1)： 33-34.

[2]王予生, 過哲, 趙海竹, 等. 脊柱定量CT重建參數(shù)對骨密度測量的影響.中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志, 2011, 19(12)：890-892.

[3]Mogk JP, Keir PJ. Evaluation of the carpal tunnel based on 3-D reconstruction from MRI. J Biomech, 2007, 40(10)：2222-2229.

[4]Mogk JP, Keir PJ. The effect of landmarks and bone motion on posture-related changes in carpal tunnel volume. Clin Biomech (Bristol, Avon), 2009, 24(9)： 708-715.

[5]Mogk JP, Keir PJ. Wrist and carpal tunnel size and shape measurements： effects of posture. Clin Biomech (Bristol,Avon), 2008, 23(9)： 1112-1120.

[6]Ahn AC, Grodzinskyc AJ. Relevance of collagen piezoelectricity to "Wolff's Law"： a critical review. Med Eng Phys, 2009, 31(7)： 733-741.

[7]康戈武, 李成銀, 洪浩. 武術(shù)功力運(yùn)動教程——競技功法 . 北京 ： 北京體育大學(xué)出版社 , 2006： 11-20.

[8]呂衡發(fā), 蔡廣研, 吳德昌, 等. 腕管橫斷面的應(yīng)用解剖.中國臨床解剖學(xué)雜志, 1994, 12(4)： 274-275.

[9]Bower JA, Stanisz GJ, Keir PJ. An MRI evaluation of carpal tunnel dimensions in healthy wrists： implications for carpal tunnel syndrome. Clin Biomech (Bristol, Avon),2006, 21(8)： 816-825.

[10]宋曉霞, 陳雁卉, 劉鴻宇, 等. 武術(shù)功力運(yùn)動對腕骨形態(tài)結(jié)構(gòu)影響的定量CT研究. 中國臨床醫(yī)學(xué)影像雜志,2010, 21(8)： 600-602.

[11]Horch RE, Allmann KH, Laubenberger J, et al. Median nerve compression can be detected by magnetic resonance imaging of the carpal tunnel. Neurosurgery, 1997, 41(1)：76-82.

[12]Monagle K, Dai G, Chu A, et al. Quantitative MR imaging of carpal tunnel syndrome. Am J Roentgenol, 1999, 172(6)：1581-1586.

[13]Brooks JJ, Schiller JR, Allen SD, et al. Biomechanical and anatomical consequences of carpal tunnel release. Clin Biomech (Bristol, Avon), 2003, 18(8)： 685-693.

[14]李幼瓊, 呂衡發(fā), 李富德, 等. 腕管的斷面解剖學(xué)研究及臨床應(yīng)用. 局解手術(shù)學(xué)雜志, 1994, 3(2)： 2-3.

[15]Calbet JA, Díaz Herrera P, Rodríguez LP. High bone mineral density in male elite professional volleyball players. Osteoporos Int, 1999, 10(6)： 468-474.

[16]劉鴻宇, 賈素素, 張杰, 等. 武術(shù)功力運(yùn)動對腕骨角結(jié)構(gòu)影響的螺旋CT分析. 解剖學(xué)研究, 2011, 33(5)： 344-346.

Effects of Chronic and Heavy Stress on the Size of Carpal Groove

PurposeTo study the specific structure change of carpal groove undergoing the long-term heavy stress by using spiral CT.Materials and MethodsEight male athletes of wushu power were selected whose skills were striking off bricks with medial wrist of their hands. Twelve sports enthusiasts were enrolled as controls. The wrists of all subjects were scanned by spiral CT and carpal bones were reconstructed by three-dimensional technique. The width and depth of the carpal groove between proximal and distal end were measured.ResultsCompared with the control group, the depth of the proximal carpal groove of right hand (dominant hand)signi fi cantly increased in the wushu power group (P＜0.05), while no difference in the width and depth in the left carpal groove between two groups (P＞0.05). The width of the proximal carpal groove was larger than that of distal end of the right hand in the wushu power (P＜0.01). Furthermore, the proximal depth of the left hand was deeper than that of the distal end (P＜0.05).ConclusionThe special exercise like brickstricken off may change arrange of carpal bones and enlarge the cubic volume in the proximal carpal groove.

Carpal bones; Stress, mechanical; Tomography, spiral computed;Sports medicine

10.3969/j.issn.1005-5185.2012.12.005

1. 中北大學(xué)運(yùn)動醫(yī)學(xué)研究所 山西太原030051

2. 第四軍醫(yī)大學(xué)唐都醫(yī)院CT室 陜西西安710038

3. 山西晉城煤業(yè)集團(tuán)總醫(yī)院CT室 山西晉城 048006

劉鴻宇

Institute of Sport and Exercise Medicine,North University of China, Taiyuan 030051,China

Address Correspondence to：LIU HongyuE-mail： lhyxian@nuc.edu.cn

國家體育總局武術(shù)研究院課題項(xiàng)目（WSH2006C4）。

中國圖書資料分類法分類號R445.3

2012-05-30

2012-11-03

中國醫(yī)學(xué)影像學(xué)雜志2012年 第20卷 第12期：897-900

Chinese Journal of Medical Imaging 2012 Volume 20(12)： 897-900

（責(zé)任編輯 張春輝）