Abstract
目的
探讨肩袖损伤（rotator cuff tear，RCT）患者三角肌与肩袖肌群的协同作用，以及肩关键角（critical shoulder angle，CSA）对肩袖三角肌肌力的影响。
方法
回顾分析2022年3月—2023年3月收治且符合选择标准的42例RCT患者临床资料。男13例，女29例；年龄42～77 岁，平均60.5岁。术前疼痛视觉模拟评分（VAS）为（6.0±1.6）分。于术前标准正位X线片上测量CSA，根据所测CSA大小将患者分为CSA>35° 组（A组）和CSA≤35° 组（B组）。使用手持测力计测量患者肩部各肌群（包括冈上肌、冈下肌、肩胛下肌以及三角肌前、中、后束）肌力，记录并比较健侧与患侧肌力并计算肌力失衡指数，比较男性与女性、优势侧与非优势侧及A、B组间各肌群肌力失衡指数。使用Pearson相关分析各肌群肌力失衡指数与CSA及VAS评分的相关性。
结果
患者患侧各肌群肌力均显著低于健侧（P<0.05）。冈上肌、肩胛下肌、冈下肌及三角肌前、中、后束肌力失衡指数分别为14.8%±24.4%、 5.9%±9.7%、7.2%（0，9.1%）、17.2%（5.9%，26.9%）、8.3%±21.3%、10.2%（2.8%，15.4%）。男性患者三角肌前束、冈上肌及冈下肌肌力失衡指数显著低于女性患者（P<0.05）；男女性患者间其他肌群肌力失衡指数以及优势侧与非优势侧间所有肌群肌力失衡指数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。患者冈下肌肌力失衡指数与VAS评分成正相关（P<0.05），CSA与三角肌中束肌力失衡指数成正相关（P<0.05）；其余肌群肌力失衡指数与VAS评分和CSA均无相关性（P>0.05）。术前CSA为17.6°～39.4°，平均31.1°；其中A组9例、B组33例。A组三角肌前束肌力失衡指数显著小于B组（P<0.05），A、B组间其余肌群肌力失衡指数比较差异无统计学意义（P>0.05）。
结论
RCT存在三角肌肌力下降现象，在CSA更大人群中更为明显。
Keywords: 肩袖损伤, 手持测力计, 肩关键角, 三角肌, 肩关节
Abstract
Objective
To investigate the synergistic interaction between the deltoid muscle and the rotator cuff muscle group in patients with rotator cuff tears (RCT), as well as the impact of the critical shoulder angle (CSA) on deltoid muscle strength.
Methods
A retrospective analysis was conducted on clinical data from 42 RCT patients who met the selection criteria and were treated between March 2022 and March 2023. There were 13 males and 29 females, with an age range of 42-77 years (mean, 60.5 years). Preoperative visual analogue scale (VAS) score was 6.0±1.6. CSA measurements were obtained from standard anteroposterior X-ray films before operation, and patients were divided into two groups based on CSA measurements: CSA>35° group (group A) and CSA≤35° group (group B). Handheld dynamometry was used to measure the muscle strength of various muscle group in the shoulder (including the supraspinatus, infraspinatus, subscapularis, and anterior, middle, and posterior bundles of the deltoid). The muscle strength of the unaffected side was compared to the affected side, and muscle imbalance indices were calculated. Muscle imbalance indices between male and female patients, dominant and non-dominant sides, and groups A and B were compared. Pearson correlation analysis was used to examine the relationship between muscle imbalance indices and CSA as well as VAS scores.
Results
Muscle strength in all muscle groups on the affected side was significantly lower than on the unaffected side (P<0.05). The muscle imbalance indices for the supraspinatus, subscapularis, infraspinatus, and anterior, middle, and posterior bundles of the deltoid were 14.8%±24.4%, 5.9%±9.7%, 7.2% (0, 9.1%), 17.2% (5.9%, 26.9%), 8.3%±21.3%, and 10.2% (2.8%, 15.4%), respectively. The muscle imbalance indices of the anterior bundle of the deltoid, supraspinatus, and infraspinatus were significantly lower in male patients compared to female patients (P<0.05); however, there was no significant difference in muscle imbalance indices among other muscle groups between male and female patients or between the dominant and non-dominant sides (P>0.05). There was a positive correlation between the muscle imbalance indices of infraspinatus and VAS score (P<0.05), and a positive correlation between CSA and the muscle imbalance indices of middle bundle of deltoid (P<0.05). There was no correlation between the muscle imbalance indices of other muscle groups and VAS score or CSA (P>0.05). Preoperative CSA ranged from 17.6° to 39.4°, with a mean of 31.1°. There were 9 cases in group A and 33 cases in group B. The muscle imbalance indices of the anterior bundle of the deltoid was significantly lower in group A compared to group B (P<0.05), while there was no significant difference in muscle imbalance indices among other muscle groups between group A and group B (P>0.05).
Conclusion
Patients with RCT have a phenomenon of deltoid muscle strength reduction, which is more pronounced in the population with a larger CSA.
Keywords: Rotator cuff tear, handheld dynamometer, critical shoulder angle, deltoid muscle, shoulder
肩袖损伤（rotator cuff tear，RCT）是一种常见疾病，主要表现为疼痛和肩关节活动度下降，严重影响患者的运动功能和生活质量[1]。肩关节镜手术作为一种常用治疗手段仍然存在一些问题，如术后肩袖再撕裂率高等，尤其在肩关键角（critical shoulder angle，CSA）>35° 的患者中表现更明显[2]。临床上常用的肌力评估方法包括等长肌力测试和等速肌力测试。徒手肌力测试属于等长肌力测试，虽然在评定RCT等疾病中广泛应用，但其主观性较强，无法对患者肌力进行定量评估。目前在临床上，等速肌力评定被认为是肌力评估的“金标准”。然而，这种方法需要使用昂贵的等速肌力测定仪器，而且仪器较大，需要患者进行转移。相比之下，手持测力计评定更为便捷，许多国外研究也发现手持测力计有很好的信度[3]。该测力计体积小巧、操作简便，可以提供量化肌力数据，但国内应用并不广泛。本研究使用手持测力计测量RCT患者肩部各肌群、尤其是三角肌的肌力，探究CSA对三角肌发力方式的影响，以期明确CSA偏大人群更易发生RCT以及术后再撕裂率更高的原因。报告如下。
1. 资料与方法
1.1. 研究对象
患者纳入标准：① 关节镜下证实RCT；② 单侧RCT，健侧无肩痛史。排除标准：① 合并其他肩部疾病，如肩部骨折、肩部脱位、肩关节感染等病史；② 既往有肩关节手术史；③ 合并有神经系统疾病，如脑卒中、颈椎病；④ 既往有风湿免疫性疾病史；⑤ 肩关节被动活动受限。
2022年3月—2023年3月共42例RCT患者符合选择标准纳入研究。其中男13例，女29例；年龄42～77 岁，平均60.5岁。左侧2例，右侧40例。术前疼痛视觉模拟评分（VAS）为（6.0±1.6）分。
1.2. 研究方法
1.2.1. CSA测量
参照Moor等[4]的研究方法，于术前标准正位X线片上测量CSA，即关节盂上、下缘连线与关节盂下缘和肩峰最外侧缘连线之间的夹角。见图1。由3名运动医学科医师评估，取均值。根据所测CSA大小将患者分为CSA>35°[4]组（A组）和CSA≤35° 组（B组）。
图 1.
CSA measuring on preoperative anteroposterior X-ray film
术前正位X线片上CSA测量方法
A：关节盂上缘 B：关节盂下缘 C：肩峰外侧缘
A: Superior border of the glenoid B: Inferior border of the glenoid C: Inferolateral border of the acromion
1.2.2. 肌力测量
术前由3名运动医学科医师使用MicroFET 3手持测力计（Hoggan Health Industries公司，美国）测量患者双侧肩部各肌群（包括冈上肌、冈下肌、肩胛下肌以及三角肌前、中、后束）的肌力。患者进行标准化热身运动后取平卧位，每个动作测量3次，间隔20～30 s，取均值。测量过程中为避免其他部位肌力代偿，需对每个肌肉的测量方法进行标准化，取其最大自主等长收缩[4-5]。例如，测量冈上肌肌力时，要求患者前臂前屈使大拇指朝下，肩关节前屈90°，水平外展30°；测量肩胛下肌及冈下肌时，嘱患者屈肘90°，前臂取中立位，肘关节贴紧胸壁，测力计弧形压力头置于前臂下1/3外侧或内侧，同时嘱患者尽量避免躯干力量代偿；测量三角肌前束时，嘱患者屈肘至90°，肱骨外展10°，掌心朝上握拳，并提供最大力量来抵抗手动阻力；测量三角肌中束时，嘱患者屈肘至90°，并最大限度外展弯曲手臂以抵抗手动阻力；测量三角肌后束时，嘱患者在肱骨轻微内旋并后伸同时外展肩部，以抵抗手动阻力。见图2。
图 2.
Schematic diagram of shoulder muscle strength measured by handheld dynamometer
手持测力计测量肩关节肌力示意图
a. 冈上肌；b. 肩胛下肌；c. 冈下肌；d. 三角肌前束；e. 三角肌中束；f. 三角肌后束；g. 测力计读数
a. Supraspinatus; b. Subscapularis; c. Infraspinatus; d. Anterior bundle of deltoid; e. Middle bundle of deltoid; f. Posterior bundle of deltoid; g. Dynamometer reading
为了控制患者学习发力过程的影响，随机测试左右侧和不同肌群。最终按照以下公式计算肌力失衡指数来表示每一肌群受RCT的影响，公式：肌力失衡指数=（健侧肌力−患侧肌力）/（健侧肌力+患侧肌力）×100%[5]。记录并比较健侧与患侧肌力以及男性与女性、优势侧与非优势侧及A、B组间各肌群肌力失衡指数。
1.3. 统计学方法
采用 SPSS25.0 统计软件进行分析。计量资料采用Kolmogorov-Smirnov检验、Shapiro-Wilk检验、P-P 图、Q-Q 图及直方图进行正态性检验，符合正态分布或近似正态分布的数据以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验或配对t检验；不符合正态分布的数据以M（Q1，Q3）表示，组间比较采用Mann-Whitney U秩和检验。使用Pearson相关分析各肌群肌力失衡指数与CSA及VAS评分的相关性。检验水准 α=0.05。
2. 结果
本组患者患侧各肌群肌力均显著低于健侧，差异有统计学意义（P<0.05）。冈上肌、肩胛下肌、冈下肌及三角肌前、中、后束肌力失衡指数分别为14.8%±24.4%、 5.9%±9.7%、7.2%（0，9.1%）、17.2%（5.9%，26.9%）、8.3%±21.3%、10.2%（2.8%，15.4%）。男性患者三角肌前束、冈上肌及冈下肌肌力失衡指数显著低于女性患者，差异有统计学意义（P<0.05）；男、女性患者间其他肌群肌力失衡指数以及优势侧与非优势侧间所有肌群肌力失衡指数比较差异均无统计学意义（P>0.05）。本组患者冈下肌肌力失衡指数与VAS评分成正相关（P<0.05），CSA与三角肌中束肌力失衡指数成正相关（P<0.05）；其余肌群肌力失衡指数与VAS评分和CSA均无相关性（P>0.05）。术前CSA为17.6°～39.4°，平均31.1°；其中A组9例、B组33例。A组三角肌前束肌力失衡指数小于B组，差异有统计学意义（P<0.05），A、B组间其余肌群肌力失衡指数比较差异无统计学意义（P>0.05）。见表1～5。
表 1.
Comparison of the strength of each muscle group on the unaffected side and affected side measured by a handheld dynamometer (n=42, 
, N)
患者健、患侧各肌群肌力比较（n=42，
，N）
| 侧别 Side |
冈上肌 Supraspinatus |
肩胛下肌 Subscapularis |
冈下肌 Infraspinatus |
三角肌前束 Anterior bundle of deltoid |
三角肌中束 Middle bundle of deltoid |
三角肌后束 Posterior bundle of deltoid |
| 健侧 Unaffected side |
88.4±35.0 | 83.2±25.1 | 73.9±21.7 | 115.2±35.5 | 118.8±42.5 | 122.2±39.1 |
| 患侧 Affected side |
67.9±37.5 | 74.4±26.0 | 64.2±26.8 | 85.1±40.4 | 102.3±45.9 | 99.4±32.3 |
| 统计量 Statistical value |
t=4.447 | t=3.978 | t=2.125 | t=6.980 | t=2.314 | t=5.616 |
|
P值 P value |
<0.001 | <0.001 | 0.040 | <0.001 | 0.026 | <0.001 |
表 5.
Comparison of muscle imbalance indices of different muscle groups between subgroups of CSA (
, %)
不同CSA亚组各肌群肌力失衡指数比较（
，%）
| 组别 Group |
例数 n |
冈上肌 Supraspinatus |
肩胛下肌 Subscapularis |
冈下肌 Infraspinatus |
三角肌前束 Anterior bundle of deltoid |
三角肌中束 Middle bundle of deltoid |
三角肌后束 Posterior bundle of deltoid |
| A | 9 | 9.9±28.3 | 5.4±16.4 | 2.6±9.1 | 5.5±10.5 | 16.3±17.7 | 6.6±8.3 |
| B | 33 | 16.1±23.7 | 7.8±19.8 | 7.0±9.8 | 20.4±17.0 | 6.1±21.9 | 11.2±13.8 |
| 统计量 Statistical value |
t=−0.676 | t=−1.180 | t=−0.338 | t=−2.494 | t=1.267 | t=−0.986 | |
|
P值 P value |
0.503 | 0.737 | 0.245 | 0.017 | 0.213 | 0.336 |
表 2.
Comparison of muscle imbalance indices of different muscle groups between males and females (
, %)
男女性患者各肌群肌力失衡指数比较（
，%）
| 性别 Gender |
例数 n |
冈上肌 Supraspinatus |
肩胛下肌 Subscapularis |
冈下肌 Infraspinatus |
三角肌前束 Anterior bundle of deltoid |
三角肌中束 Middle bundle of deltoid |
三角肌后束 Posterior bundle of deltoid |
| 男 Male |
13 | 1.2±24.9 | 3.2±9.6 | −3.8±21.5 | 7.1±14.9 | 4.9±16.7 | 13.2±18.0 |
| 女 Female |
29 | 20.9±22.0 | 7.2±9.7 | 12.2±15.5 | 21.8±15.9 | 9.9±23.2 | 8.9±9.7 |
| 统计量 Statistical value |
t=−2.581 | t=−1.232 | t=−2.744 | t=−2.817 | t=−0.693 | t=0.993 | |
|
P值 P value |
0.014 | 0.225 | 0.009 | 0.007 | 0.492 | 0.327 |
表 3.
Comparison of muscle imbalance indices of different muscle groups between dominate side and non-dominate side (%)
患者优势侧与非优势侧各肌群肌力失衡指数比较（%）
| 侧别 Side |
例数 n |
冈上肌 Supraspinatus |
肩胛下肌 Subscapularis |
冈下肌 Infraspinatus |
三角肌前束 Anterior bundle of deltoid |
三角肌中束 Middle bundle of deltoid |
三角肌后束 Posterior bundle of deltoid |
| 优势侧 Dominant side |
32 | 12.1±22.9 | 5.1（−2.5，8.1） | 6.8（0.0，21.9） | 16.3±17.6 | 6.7±20.1 | 9.6±14.2 |
| 非优势侧 Non-dominant side |
10 | 22.3±28.2 | 8.6（4.6，14.5） | 8.8（−0.6，13.7） | 19.6±15.5 | 12.7±24.9 | 11.7±0.8 |
| 统计量 Statistical value |
t=−1.192 | t=−1.041 | t=−0.329 | t=−0.527 | t=−0.780 | t=−0.460 | |
|
P值 P value |
0.241 | 0.304 | 0.744 | 0.601 | 0.442 | 0.243 |
表 4.
Correlation between muscle imbalance indices of each muscle group and CSA and VAS scores
各肌群肌力失衡指数与CSA和VAS评分的相关性
| 指标 Index |
冈上肌 Supraspinatus |
肩胛下肌 Subscapularis |
冈下肌 Infraspinatus |
三角肌前束 Anterior bundle of deltoid |
三角肌中束 Middle bundle of deltoid |
三角肌后束 Posterior bundle of deltoid |
| CSA |
r=−0.016 P=0.921 |
r=0.162 P=0.304 |
r=−0.209 P=0.185 |
r=−0.287 P=0.065 |
r=0.391 P=0.010 |
r=−0.014 P=0.932 |
| VAS评分 VAS score |
r=−0.202 P=0.200 |
r=−0.168 P=0.288 |
r=−0.340 P=0.027 |
r=−0.203 P=0.197 |
r=−0.213 P=0.175 |
r=0.027 P=0.867 |
3. 讨论
本研究使用手持测力计测得患者健侧肌群肌力与文献报道相近，说明采用手持测力计测量相同肌群肌力具有良好一致性[6]。然而，手持测力计在临床应用中也存在许多不足之处，例如测量时会对测试部位造成一定疼痛，而且测量下肢肌力时需要测试者具备较高肌力水平。目前，临床上采用了一些方法来解决这些问题，例如使用配套固定装置以减少徒手测量时的“天花板”效应。
肩关节中，三角肌力臂与旋转中心扮演了十分重要的角色，在反肩关节置换相关研究中提及颇多[7]。对于RCT患者，肩袖质量下降后不足以对抗三角肌垂直向上的拉应力，为了维持旋转中心稳定，应相应减弱三角肌肌力。在CSA更大人群中，由于三角肌发力的力臂更长[7]，因此所需三角肌肌力更小[8]；但由于三角肌肌力远超仅仅抬臂时所需的肌力，这类人群的抬臂加速度更容易高于常人，导致大结节更容易撞击肩峰，同时冈上肌为了维持肱骨头处于原位所承受的负荷更大，两者相加导致此类人群更容易发生RCT。另一方面，三角肌肌力下降也有效防止了冈上肌肌腱进一步撕裂，提示在为CSA更大患者行肩袖修补术时，应减少三角肌激活水平，利用肩峰成形术等方法可以有效降低肩袖术后再撕裂率。
此外，本研究还发现，冈上肌、冈下肌及三角肌前束肌力失衡在不同性别间有明显差异，男性肌力失衡指数显著低于女性，提示女性患者肩部功能受RCT影响更为显著。此前已有研究显示[9-10]在RCT中，不同性别可以表现出不同的RNA转录序列，提示RCT在性别间的病理机制可能不同。由于本次研究中女性比男性多，因此应考虑到两种性别受生活方式、激素水平不同导致三角肌激活不同[11]。
根据Yamamoto等[12]的RCT流行病学研究，RCT更高发于患者的优势侧（OR=1.66），尤其是49岁以下人群。在患有RCT时，优势侧肌力比对侧明显下降，提示三角肌受其影响不可忽视，三角肌肌力下降可能同时受内在因素及外在因素影响。受伤后患者行为模式的改变，比如减少患侧肩部活动、使用其他肌肉代偿肩部发力等，有可能造成患侧三角肌废用性退变，减少肱骨头所受垂直向上的应力，避免残余肩袖组织进一步撕裂。
在本研究中，三角肌中束的肌力下降与CSA成显著正相关，可能与此类人群三角肌发力效率更高[7]有关，损伤后肩袖与以中束为主体的三角肌形成了新的平衡。而CSA>35° 患者三角肌前束肌力下降更少，可能与患者的肩峰形态有一定关系。对此，既往在二维平面上测量得到的CSA可能有局限，需要在三维空间中重新寻找准确描述肩峰外缘及三角肌起点的影像学数据。患者的疼痛程度（VAS评分）与各肌群肌力（冈下肌除外）并无显著相关性，提示肩关节疼痛程度对肌力并无直接作用。既往已有研究者提出增加肌群力量可以缓解肩袖相关疼痛[13]，力量训练一直是治疗肩痛的一线疗法。
综上述，RCT存在三角肌肌力下降现象，在CSA更大人群中更为明显。但本研究局限性在于，在外展动作中三角肌中束与冈上肌有协同作用[14]，更难区分患者进行不同角度外展动作时，力量减弱是由于冈上肌肌力减弱还是三角肌中束肌力减弱导致，同时更容易受损伤的冈上肌疼痛影响。但三角肌前束在做屈肘前屈动作时和肩袖并无协同作用[14]，肌力测量更具有可靠性。进一步关于三角肌废用性退变的研究，还需要诸如超声波弹性模量[15]等手段的验证。后续研究中需要注意：① 测量过程中，医师需向患者解释研究目的和注意事项，以确保测量结果的准确性和可靠性[16]；② 因影像学质量被证明是异质性的来源之一，所以高质量研究应该只包括具有足够影像学质量的病例，并在研究方法中包含关于影像学质量评估的全面解释[17-18]。
利益冲突 在课题研究和文章撰写过程中不存在利益冲突；经费支持没有影响文章观点和对研究数据客观结果的统计分析及其报道
伦理声明 研究方案经中山大学孙逸仙纪念医院医学实验伦理委员会批准（SYSKY-2023-154-01）
作者贡献声明 王志凌：研究设计及实施、数据收集整理及统计分析、文章撰写；崔德栋、龙毅：研究设计；孟轲、郑镇泽、李成：研究实施；杨睿：文章审阅、经费支持；侯景义：文章审阅
Funding Statement
中山大学5010临床项目基金 （2020004）
Sun Yat-Sen University Clinical Research 5010 Program (2020004)
Contributor Information
睿 杨 (Rui YANG), Email: yangr@mail.sysu.edu.cn.
景义 侯 (Jingyi HOU), Email: houjy7@mail.sysu.edu.cn.
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