手部解剖结构和基本功能模式
人手自由度(degrees of freedom, DOF)共有21个,前端四指每个手指有4个自由度,其中掌指关节(MCP)具有2个轴线垂直相交的转动自由度;近端指间关节(PIP)和远端指间关节(DIP)各有1个自由度;大拇指除了指间关节(IP)以及掌指关节各1个自由度外,腕掌关节(CM)具有3个自由度,共有5个自由度。人手关节的运动范围因人而异,它们大致有一个通用的范围。
0 1
拇指
拇指有三个关节:第一腕掌关节、掌指关节和拇指之间关节。 通过三个关节和韧带在相应肌肉协同运动的配合下完成屈曲、伸展、外展和内收等动作。下图是拇长屈肌和拇短屈肌相互作用形成拇指的屈曲,箭头表示绷紧或拉伸的组织。拇指的功能非常重要,手功能的完成和发挥都需要拇指配合。
0 2
其余四指
其余四指有掌指关节、近端指间关节和远端指间关节。通过三个关节和韧带在相应肌肉协同运动的配合下完成屈曲、伸展、外展、内收和少量旋转运动。下图为指浅屈肌和指深屈肌共同作用完成手指关节的近端和远端指间关节主动屈的关节形态,箭头表示绷紧或拉伸的组织。四指有选择的配合拇指共同完成手部的功能性动作。
0 3
掌弓
腕骨、掌骨及指骨排列形成三条手掌弓:近端横弓、远端横弓、纵弓。
近端横弓位于腕的远端,由两排腕骨构成,结构稳定,可动性小。
远端横弓由第1、2、3、4及5掌骨共同形成,并横穿第1至5掌骨头。其中第2、3掌骨头较固定,形成轴心,第1、4、5掌骨以其为中心进行转动。
纵弓由中央腕骨、第2、3掌骨及示指和中指指骨构成。纵弓近端被腕掌关节(CMC)牢固的连接在腕骨上,是纵弓维持稳定性的基础。纵弓远端非常灵活,允许每一个手指主动屈曲总和约280°。
手在不同姿势和位置时,手部的掌横弓和纵弓都发生变化。随弓形角度变化,手可持握大小不同、形状各异的物体。
手的正常动作取决于掌弓的完整性和活动性。手外在肌和内在肌分别主管手的力量和精细动作,两者的完整结合式人类的手能够完成各种复杂的功能动作。任何导致掌弓破坏以及手内在肌或手外在肌损伤或瘫痪的疾病或外伤将会对手功能产生重大影响。
手功能模式
正常人手指的运动有如下特点: ① 各手指关节屈曲/伸展运动被生理结构限制在一定范围内(如MP关节的运动范围在0~90°);② 大拇指和四指各段指骨的运动都限制在同一个平面内;③ 四指PIP和DIP之间的运动具有一定的约束关系,在没有施加外力的条件下,当PIP屈曲时DIP也会随之屈曲,反之亦然 。
手的正常抓握功能有赖于手部骨和关节动力链的完整性、手内外在肌之间协同和拮抗的平衡关系以及手的各种感觉输入正常。手的功能模式简单的分为抓握功能和非抓握功能。而抓握功能有可分为力性抓握和精确抓握两类。力性抓握是拇指运动与手部尺侧的环指和小指用力屈曲相结合所产生的动作;精确抓握则是手的桡侧部分参与产生的较精细的功能动作。而Feix 按照分类学的基本原理将人手的抓取动作分成了 更为细致的33 种不同抓取模式。
由于手部解剖精细、复杂,导致手外伤或者偏瘫后手功能难以恢复,致残率高,严重影响患者的日常生活和工作能力。手功能主要通过腕和手指灵活、协调的运动来完成。因此,如何尽快恢复手外伤或者偏瘫患者的手部肌力、关节活动范围,以及手指的协调性、灵活性就显得尤为重要。
来源:锐诗得康复
参考文献:
[1]Beebe JA ,Lang CE .Active range of motion predicts upper extremity function 3 months after stroke [J].Stroke,2009,40(5):1772 —1779 .
[2] Dobkin BH .Clinical practice.Rehabilitation after stroke [J]_NEngl J Med,2005,352(16):1677—1684.
[3]Lieber RL, Runesson E, Einarsson F, et al. Inferior mechanical properties of spastic muscle bundles due to hypertrophic but compromised extracellular matrix material[J].MuscleNerve,2003,28:464-471.
[4]Hwang CH, Son DS. Individual finger synchronized robot-assisted hand rehabilitation in subacute to chronic stroke: a prospective randomized clinical trial of efficacy. Clin Rehabil, 2012,26(8):696-704.
[5]Tadano K, Akai M, Kadota K. Development of grip amplified glove using bi-articular mechanism with pneumatic artificial rubber muscle[J]. International Conference on Robotics and Automation, 2010.
[6] Makaran O, Dittmer D, Buchal R. The SMART Wrist-Hand Orthosis (WHO) for
Quadriplegic Patients[J]. Jpo Journal of Prosthetics and Orthotics, 1993.
[7] Polygerinos P, Wang Z, Galloway K. Soft robotic glove for combined assistance and at-home rehabilitation[J]. Robotics and Autonomous Systems, 2015: 135-143.返回搜狐,查看更多