头颈前屈和后伸运动中胸锁乳突肌作用的肌电图测定和力学分析①

梅唯奇，朱红华，郑正涛

胸锁乳突肌是颈部浅层一块强有力的肌肉，该肌起自胸骨柄前面和锁骨的胸骨端，二头汇合后斜向后上方，止于颞骨的乳突。在我国目前的解剖学教科书中，绝大部分均认为该肌的作用之一是两侧收缩可使头后仰[1-3]。而梅唯奇等则认为，在正常情况下，该肌两侧同时收缩使头前屈，如果固定颈椎间关节仅活动寰枕关节，两侧同时收缩使头后仰[4]。在康复教材中，也将胸锁乳突肌作为头颈前屈的主要肌肉。在实际生活中，当我们做颈前屈运动时，触摸感受到胸锁乳突肌是紧张的；而做颈后伸运动时，该肌肉是松弛的。在颈部前屈和后伸动作中，胸锁乳突肌的作用究竟如何？本研究通过肌电图测定和生物力学分析来进行探索。

1 材料和方法

1.1 对象 受试对象为珠海市卫生学校康复治疗专业学生24名，男女各12名，年龄(16.3±0.4)岁，身高(167.5±2.6)cm，体重(49.5±1.7)kg，身体健康，熟悉颈部各个方向的运动方式，能按要求进行颈部前屈和后伸运动，结果准确。

1.2 仪器 肌电图检查采用Medelec Synergy 5CH型5通道肌电诱发电位仪(英国牛津牌)，记录电极采用TECA Elite系列同芯电极(美国产VIASYS牌)，规格：25 mm×16 G。信号处理与分析在电子计算机上采用Synergy Ver.11分析软件进行分析。力学测量以直尺在头颅骨和人体骨骼标本和模型上进行。

1.3 方法 测试在肌电图室内进行，室温保持在28℃。具体操作按以下方法进行。

第1次受试者取仰卧位，双上肢掌心向上置于体侧，双肩与床沿平齐，头颈部伸出床沿外并用支撑物托起保持中立位，充分暴露左侧胸锁乳突肌并常规消毒，于左侧胸锁乳突肌肌肉中部平喉结水平处进针1~1.5 cm。首先嘱受试者颈部放松，于肌腹内10个不同进针角度及深度的部位停留大于10 s，观察运动单位电位募集程度；然后嘱受试者颈部抗重力向前屈曲(仰卧抬头)运动，观察运动单位电位募集程度，并于肌腹内6个不同位置募集到11个不同类型的运动单位电位。

第2次受试者取俯卧位，双上肢掌心向下置于体侧，双肩与床沿平齐，头颈部伸出床沿外并用支撑物托起保持中立位，充分暴露左侧胸锁乳突肌并常规消毒，于左侧胸锁乳突肌肌肉中部平喉结水平处进针1~1.5 cm。首先嘱受试者颈部放松，于肌腹内10个不同进针角度及深度的部位停留大于10 s，观察运动单位电位募集程度；然后嘱受试者颈部向后抗重力伸展(俯卧抬头)运动，观察运动单位募集程度。

力学测量为在人体骨骼模型上分别测量头部支承轴的位置、寰枕关节与颞骨乳突的位置关系、胸锁关节与头部支承轴下支点的位置关系、胸锁乳突肌斜跨颈椎位置。

2 结果

2.1 肌电检查 受试者仰卧位颈部完全放松时，示波屏上显示一条直线，胸锁乳突肌未出现肌电活动。

受试者仰卧位颈部做前屈运动时，左侧胸锁乳突肌运动单位电位募集类型为混合相。

受试者俯卧位颈部完全放松时，胸锁乳突肌未出现肌电活动，肌电图类型为电静息。

受试者俯卧位颈部后伸时，受检胸锁乳突肌未出现肌电活动，肌电图类型仍为电静息。

2.2 力学分析 在固定寰枕关节以下颈部其他所有关节时，头颈部的运动仅是以寰枕关节为中心的杠杆运动，其支点即寰枕关节O´。当胸锁乳突肌收缩时，产生一个从乳突斜向前下的、位于止点后下方的内力F´，该力的力臂为其作用线到支点O´的垂直距离d´，其力矩F´·d´>0。

在不固定寰枕关节和颈部其他所有关节时，头颈部的运动是所有关节的运动形成的复合运动，头颈部可看作一个整体，其支点在第7颈椎和第1胸椎间的关节，即整体运动支点O。当胸锁乳突肌收缩时，产生一个从乳突斜向前下的、位于止点前上方的内力F，该力的力臂为其作用线到支点O的垂直距离d，其力矩F·d>0。

通过人体骨骼标本和模型测量，d´∶d≈1.5∶5。

3 讨论

人体局部的运动，是一种局部肢体在肌肉力的作用下，牵引骨绕关节轴的转动。其转动的条件是：作用在人体上的合力(包括重力矩与肌肉拉力矩之和)对某一转轴的力矩的矢量和不为零；力的转动效应取决于力矩的大小和方向[5]。

在固定寰枕关节以下所有颈部关节的情况下，头颈部的屈伸运动可看作是围绕通过寰枕关节的额状轴的转动。当胸锁乳突肌收缩时，其收缩力对该转轴产生一个位于转轴后下方，并斜向前下的力矩，大小为F´·d´，该力矩的转动效应是使头部向后下方转动，即后伸。由于头颈的后伸肌(斜方肌、竖脊肌)强大，平时头颈的后伸不需胸锁乳突肌参与，所以实际生活中，胸锁乳突肌只起屈头颈的作用。

在颈部关节不固定的情况下，头颈部的屈伸运动可看作是寰枕关节到第7颈椎的复合关节运动。因胸锁乳突肌跨过第2颈椎，当胸锁乳突肌收缩时，第2颈椎以上力矩经寰枕关节的额状轴指向后下方、并斜向前下，大小为F´·d´；第2颈椎以下则沿着通过第7颈椎、第1胸椎间关节的额状轴指向前上方、并斜向前下，其大小为F·d。由于d´∶d≈1.5∶5，所以F´·d´∶F·d≈1.5∶5。前者导致后伸，后者导致前屈，二者的合力矩是使头颈前屈。

本研究24名受试者的肌电图检查结果显示，仰卧位颈部完全放松、俯卧位颈部完全放松和抗重力后伸运动时的胸锁乳突肌均处于不收缩的完全放松状态，表明双侧胸锁乳突肌收缩不引起头颈部后伸运动；仰卧位颈部抗重力前屈时胸锁乳突肌处于中度用力收缩状态，表明双侧胸锁乳突肌收缩导致头颈部前屈运动。该结果与康复评定学[6-8]中描述的胸锁乳突肌为颈前屈运动的主动肌一致。

因此，可以得出结论：正常情况下，双侧胸锁乳突肌收缩可使头颈前屈；只有在固定寰枕关节以下颈椎关节情况下，双侧胸锁乳突肌收缩才使头颈后伸。

[1]柏树令.系统解剖学学[M].北京:人民卫生出版社,2004.

[2]吴先国.人体解剖学[M].北京:人民卫生出版社,2000.

[3]袁尚荣.正常人体解剖学[M].长沙:湖南科学技术出版社,2005.

[4]梅唯奇,桂勤.正常人体学基础[M].北京:北京大学医学出版社,2010.

[5]运动生物力学编写组.运动生物力学[M].北京:高等教育出版社,2000.

[6]王玉龙.康复评定学[M].北京:人民卫生出版社,2008.

[7]王安民.康复评定学[M].上海:复旦大学出版社,2008.

[8]恽晓平.康复疗法评定学[M].北京:华夏出版社,2005.