第二章　正常骨关节的解剖与生理

第一节　儿童骨与关节的结构

一、儿童骨的结构

（一）四肢骨的结构

四肢骨有两种类型:在臂部、手部、腿部、足部的为长管状骨;在腕部、踝部的为圆形骨。一些小而圆的籽骨则位于肌腱和关节囊内。髌骨为最大的籽骨。管状骨的大小和形状虽有不同,但他们的结构和生长却都相似。一根在生长中的管状骨包括一个干,即骨干（diaphysis）;它的两端盖有软骨,即骨骺（epiphysis）,继发骨化中心即在此发生。干骺端为骨干的末端,直接与骺软骨相毗连;它是一层相当深广的区域,包括从骨骺部钙化软骨的原发带起直到骨干松质内软骨核消失的地方为止（图2-1-1）。因此骨干的松质骨（cancellous bone）内含有软骨核。干骺端（metaphysis）亦被认为是软骨与骨干的交界处,亦即骨纵向生长的所在及软骨内骨形成的完成处;干骺端的血液供应颇为丰富,是一个代谢作用高度活跃的区域,因此成为许多病理变化的好发部位,而在临床诊断方面具有重大意义。干骺端在出生后最初几个星期内相对最宽,以后逐渐变窄,生长软骨消失和骨骺与骨干相互融合之后,干骺端才完全消失。干骺端为主要的韧带和肌腱的附着处。

骨干为一圆柱体,其周围有一致密的壁层,即皮质（cortical bone）,后者包围着一个圆柱形的大空腔,即髓腔;骨干的两端充满骨松质,末端骨松质中骨髓间隙与骨髓腔直接相通。骨皮质在骨干中1/3段最厚向两端逐渐变薄。靠近骨干末端骨皮质逐渐变薄处,数目增多的骨小梁在内侧面产生,并向内突出而使骨干末端充满蜂窝状的骨松质。一层表浅的周围海绵状骨覆盖着骨皮质内面,它在骨干终端围绕中央松质处以及无中央松质的骨髓腔周围形成一个具有骨小梁的包壳。骨干的两端有横行的钙化软骨盘,即预备钙化带（zone of provisional calcification）或骨骺板（epiphyseal growth plate）,在其下面为向骨干突出生长的钙化软骨网,作为骨内海绵骨沉着的基础,皮质的外面为一坚韧的结缔组织套,即骨膜（periosteum）。

骨骺由含量不等的海绵状软骨内骨和软骨所形成,其比例按继发骨化中心的有无与大小而定。在每一掌骨、跖骨和指、趾骨中,两个骨骺仅显示一个继发骨化中心;而在其他管状骨则每个骨骺软骨可显示一个或多个骨化中心（center of ossification）。继发骨化中心的周围是由预备钙化的边缘带组成,它和软骨骨干连接处的圆盘形横向预备钙化板相同。在生长的骨化中心的壁层并无骨质致密,亦无相当于管状骨髓腔的大的中心腔,但却弥漫的充满着类似骨干末端的海绵状骨（图2-1-2）。

各骨具有不同的嵴、沟和突起;但在婴儿及年幼的儿童中,这些嵴、沟和突起发育的远较成人为差。每个管状骨有一个或数个斜行的营养管穿过皮质。营养管的位置因人而异,即便是同一个人的左右二骨亦有不同。皮质和骨干厚度的增加是由于其上的骨膜成骨层沉着在皮质外面的致密骨的结果。管沟是由皮质内破骨细胞的吸收而形成的,它们变为Haversian管,髓腔的血管由此通过。靠近骨干末端,有无数细小的皮质穿孔（血管孔）,容许关节血管的细小分支穿过皮质（图2-1-3）。

干骺端的血管是来自关节周围血管丛,侧支循环不多。Lewis指出,在生长过程中,来自骨膜干骺端动脉逐渐伸入到干骺端的表浅段。但营养动脉在供应骨髓腔中的软组织后,最后分成末支,穿入皮质和哈氏管内来自骨膜血管丛的血管吻合。骨皮质的血供也来自骨膜血管丛的无数小分支,它经Volkmann管外面进入皮质,其后经由骨管的Haversian系统而扩大分支。因此骨皮质具有双重血管供应和侧支循环;相反,干骺端动脉实际上只有“终动脉”。细微的有髓和无髓神经纤维,与血管一起进入骨内,并向哈氏管内伸展。神经纤维亦与干骺端的末梢毛细血管伴行,并延伸进入骨骺;这些神经纤维末梢可以直接与成骨细胞相接触。因此骨膜和骨组织对痛的刺激极为敏感。

（二）骨盆的结构

骨盆后有骶骨和尾骨,前有耻骨弓,侧壁为坐骨、髂骨下段及耻骨支。婴儿及儿童的骨盆甚小,且为漏斗形;其髋臼比较大而浅,闭孔相应的比较小而靠拢。幼年时,骶骨构成骨盆环的较大部分,对髂骨而言,它的位置亦较以后为高。婴儿的骶岬不如成人的显著。婴儿能直立以前,骨盆形态很少有所改变,过后骶骨逐渐在两侧髂骨之间下降,骶骨岬变得突出。在最初的二年中,骨盆生长非常迅速,过后生长缓慢,直到青春期。青春期以后的发育主要为骨骺的生长,解剖学者认为骨盆的性别特征早在胎儿期第四个月时即可辨认,在出生时已经具备。此种出生前性别特征的区别因生后最初二年内骨盆的迅速生长而消失。出生后3个月内骨盆生长最快,男性与女性的生长曲线相等。男孩骨盆较深,髂骨较阔,坐髂间隙较大;女孩骨盆坐骨间宽度、耻骨长度、坐骨切迹以及相对的入口宽度都较大。男孩骨盆较大者常伴有骨骼系统其他部分骨化中心的早期出现;男女两性有较大骨盆者,其第一乳齿都较早出现。在儿童期,男性和女性骨盆无甚区别,都为人猿（狭长）型。直到青春期以后主要的性别特征才再度出现。继发骨化中心的发生时间固定,如女孩髂骨嵴内的骨化中心往往在月经初潮后6个月内出现。男孩髂骨嵴的骨化开始也可能代表着类似的性成熟时间。髂骨嵴在正常骨化过程中显得毛糙乃是正常表现。

（三）脊柱的结构

1.颈椎

出生时整个脊柱呈稍向前凹的弧形曲线;直到婴儿能将头竖起时颈椎的正常弧度方始形成。新生儿的每个脊椎由三个骨化中心合成:椎体一个和椎弓一对。颈段椎弓的骨性融合常在四、五或六岁时完成,但儿童后期尚未融合者亦不少见。寰椎融合最迟。颈段椎弓融合过晚（隐形颈脊柱裂）并不少见,一般无临床意义。

2.胸腰椎

椎骨和椎间盘连在一起,组成脊柱,从发育上看,椎骨与短的管状骨相似。正常人各有12个胸椎和5个腰椎。每一胸椎由位于前面的椎体和后面的椎弓组成。在椎弓上有几个附件突出;横突一对、上下关节突各一对和棘突一个。腰椎上另有一对从上关节突的顶部向后突出的小突,称为乳突状结节。

椎体的松质骨是一种纤弱稀疏的网状组织,四周以一层薄壁的圆筒状骨密质包绕。椎体的上下面与四肢管状骨的两端不同,并无真正的骨密质板予以密封,而由骨松质小梁顺着横的方向集中,构成一块含有许多小孔的骨板。这种小孔使髓腔与关节板之间能有直接的接触,液体因之能从椎体直接输入贴邻的椎间盘内,成为滋养椎间盘的通道,有时亦可成为感染由椎体侵入椎间盘的途径。椎弓及其附件都盖有一层骨密质,这层骨密质远较椎体外围的厚。

每一椎间盘包括三个部分:成对的软骨关节板,纤维环和髓核。在生长中的脊椎,这种成对的软骨关节板仅是椎体深层的软骨组织的中央表浅部分,并且是直接相连的。成人脊椎的关节板是普通的透明软骨,介于骨性椎体的上下面和纤维环之间。纤维环与四肢活动关节中的纤维囊类似,是由一组从一个椎体迂回到毗邻椎体的结缔组织所组成。椎间盘的中央,是周围由纤维环包围的一个弹性极佳的液性纤维块质,即髓核,在许多脊椎疾患中,它起着特殊的作用。

在脊椎上有许多韧带附着于椎体、椎弓和各个突出的部分,有前纵韧带、后纵韧带、棘上韧带、棘间韧带、黄韧带等将脊柱牢固的连接在一起。

脊柱的平均长度,如不包括骶椎,在出生时为20cm;生后2年内,生长迅速,增至45cm左右。其后,生长速度就显著减低;在青春期,脊柱的长轴为50cm。及至22～24岁时,达到成人的最后长度,即60～75cm。在生长过程中,颈部和腰部的相对长度有重大变化。出生时,颈椎部为脊柱总长的1/4,胸椎部为1/2,腰椎部为1/4。在成人,颈椎部减至脊柱总长度的1/5或1/6,而腰椎部则增加至脊柱总长度的近1/3。婴儿颈部在外观上较短,乃因软组织丰满之故;其实婴儿的颈部相对来说是比年龄较大时为长的。直至青春期后,脊柱的正常曲线方开始固定。出生时,脊柱自第1颈椎至第5腰椎形成一长条微向前凹的曲线。颈部曲线于生后第1年抬头后不久即行出现。腰部曲线于生后第2年初能开始站立时出现,而于童年时渐明显。

二、儿童关节的结构

关节（joint）包括结合关联各骨和介于其间的组织,按关节活动度分为三型:如颅缝及囟门由纤维组织把关联之骨结合在一起,其关节组织在发育期间逐渐减少,至生长成熟后即完全消失,称为不动关节（synarthrosis）,如各椎体、耻骨体之间的关节联合,或仅借纤维组织形成的韧带,把关节骨结合在一起的半关节,为活动有限的永久性关节,关节骨的面上盖有软骨,并由纤维组织结合一起的联合称为少动关节;一大部分关节有关节腔,四周有滑膜包围,其中充满滑液,介于有软骨遮盖的两骨之间,有一个纤维囊将其结合,关节腔内仅有少量滑液,作为润滑之用,这是能自由活动的关节或真关节,称为活动关节（mobile joint）。关节结构由以下部分组成:

（一）关节软骨

关节软骨由骨骺软骨衍化而成,在婴儿和儿童时期,这两种软骨彼此直接相连,随着年龄的增长,关节下面的骨骺软骨逐步骨化,至发育完全时,只剩下盖在关节面上的关节软骨,如复合关节的膝关节中,两个关节软骨（articular cartilage）之间有一块软骨盘,即半月板,其边缘与关节囊相连,关节软骨的厚薄不一,在中心重力的支持部位最厚,关节边缘部最薄,人体中的髌骨软骨面最厚。关节软骨起着缓冲外力的弹簧作用。当它受到直接外力压迫时,向两侧伸延,减少厚度,解除压力时,又恢复原状,借以保护软骨下骨质免受损伤。关节软骨无再生能力,一旦发生破坏、变性或损伤,即被纤维组织替代。

（二）关节囊

关节囊是关节周围的一个结缔组织的关节囊（articular capsule）,从骨端的骨膜上长出。关节囊分内外两层。

1.外层

是一种厚度不等的纤维膜,与软骨膜及骨膜相连接。纤维膜上可有一个或多个局限性的增厚处,为关节囊韧带、筋膜和韧带的增厚部分常与关节囊融合为一,使关节囊更坚实。关节囊部是从近骨骺线的骨表面开始,将整个骨骺线后整个骨骺部都盖住。

2.内层

是与关节边缘部附着得很结实的滑膜,且与关节软骨相当部分有重合,又在肌腱及韧带处附着很紧,除在关节软骨和若干关节内韧带的某些部分外,整个关节腔的游离面都有滑膜覆盖。滑膜由一层不完全的内皮样细胞形成的疏松结缔组织作为基底,有丰富血供,其上面盖一层扁平结缔组织细胞的柔弱薄膜,滑膜向关节内凸出的部分叫做滑膜皱襞或滑膜绒毛,其大小位置可随关节运动而改变,且随年龄增长而增加,滑膜发生病变时可更多。滑膜下脂肪垫位于滑膜之外,纤维关节囊内。

具有滑膜的关节接受关节周围主要动脉网多数分支的血液供应。这些血管相互吻合,形成较疏松的血管网,再分支进入关节纤维囊,这些动脉供应关节囊后又进入滑膜,在微小的组织间隙中,再反复分支形成血管丛。

关节组织内,除关节软骨外,均有淋巴管存在。滑膜内的淋巴管丛较最内层的动脉丛离开关节腔要远一些。这些淋巴管丛汇合成较粗的淋巴管,2～3条为一组走向关节屈侧,最后引流向该处深部的淋巴结。

关节的神经包括带髓鞘的纤维,在关节纤维囊上有很多神经终止点,是关节疼痛的主要来源,而滑膜上则无神经分布。

滑膜囊为关节周围结缔组织中充满液体的间隙,位于关节活动部分间具有最大摩擦力之处,滑膜囊间隙亦衬有与滑膜相似的一层细胞膜。滑膜囊的数目不一,可以是多房性,且常相互沟通,亦可与关节腔相通。

滑液是一种蛋白质,由血浆的透析液组成,其中含有滑液细胞分泌的黏蛋白。滑液中只含有少数细胞,大部分为单核白细胞及少量中性多核白细胞,这些细胞主要起吞噬作用。滑液可润滑关节,还有营养关节软骨的作用。

血液内任何物质进入关节内时,要首先通过毛细血管壁及滑膜基质这两重屏障。电解质可以双向自由地通过;蛋白质通过则因种类不同而有差别,清蛋白的分子可能通过滑膜,但某些球蛋白则不能完全通过或完全不能通过。在正常情况下,各种凝血因子,包括纤维蛋白原及凝血酶原等均不能进入到滑膜中,但在炎性渗出液中却可能出现。