第五节 骨与关节的血供
一、骨的血供
成人有206块骨,按形态可分为4类:长骨、短骨、扁骨和不规则骨。骨的血液循环为骨组织、骨髓、骨膜、幼稚骨的骺软骨和部分关节软骨提供营养。
长骨的血供依靠多个血管的输入点,这些血管在骨内形成复杂的局部窦状毛细血管网,以后汇合成静脉经多处穿出骨表面。其中包括滋养动脉、干骺端动脉、骺动脉及骨膜动脉。滋养动脉是长骨的主要动脉,一般有一到两支,经骨干的滋养孔进入骨髓腔,此动脉在管道内无分支,进入髓腔后分为升支和降支(称为髓动脉),抵达干骺部后反复分支为较小分支,在近骨内膜处的骨髓内成螺旋形走行。在干骺端附近许多干骺小动脉和骺小动脉的末端相连接,干骺小动脉是邻近血管的直接分支,骺小动脉则来自关节周的非关节软骨表面的血管弓。骺小动脉和干骺小动脉的血供大于骨干的血供,当骨干血供遭破坏时,骺小动脉和干骺小动脉可以补充骨干的血供。骨干的髓动脉分支有:①向心性分支,形成六角形的髓内血管网,汇入腔大壁薄的中央静脉窦。②皮质分支,穿过骨内膜通道,与Haversian系统内的有孔毛细血管相连接。上述各动脉均有静脉伴行。近代研究强调长骨内的血流是从骨干皮质骨离心输向两端,这与早年认为从骨膜血管输向骨密质的向心血流概念不同。
大的不规则骨如肩胛骨等,接受从骨外膜来的血供,并常有大营养动脉直接进入其松质骨内,两个系统的血管常有吻合。
短骨的密质骨、松质骨和骨髓是从非关节表面的骨外膜内许多细小血管获得营养。
扁的颅骨的血供来源于骨外膜处的大量血管。大静脉弯曲走行于板障内,静脉壁很薄。
下面按局部解剖学分区分别叙述各部分骨的血供:
(一)上肢骨与关节的血供
1.锁骨 锁骨的血供丰富,主要由肩胛上动脉和胸肩峰动脉发出的滋养动脉和骨膜动脉供给。肩胛上动脉发支经干中部入骨,与自两端入骨的胸肩峰动脉的分支在干内吻合成网。
2.肩胛骨的血供主要来自肩胛动脉网。肩胛动脉网位于肩胛骨周围,由肩胛上动脉、肩胛背动脉和旋肩胛动脉的分支相互吻合而成。肩胛上动脉起自锁骨下动脉第一段的甲状颈干,斜过臂丛的前方,越肩胛横韧带,然后进入冈上窝。肩胛背动脉,即颈横动脉降支,在肩胛骨内侧缘附近下行。旋肩胛动脉为腋动脉第三段发出的肩胛下动脉分支,穿三边孔,入冈下窝。三条动脉吻合广泛,是肩部重要侧支循环途径。当腋动脉血流不通畅或完全受阻时,血液则会经此网确保上肢的血供。
3.肱骨的血供 肱骨上端的动脉有来自旋肱前动脉的分支(前外侧动脉)。其分支经结节间沟上端或经大、小结节进入骨内后,向后内弯行,发出分支,分布于股骨头。还有旋肱后动脉的分支(后内侧动脉),分布与肱骨外科颈的内侧面。外科颈血供较佳,骨折后易于愈合。肱骨体的动脉来自肱动脉或肱深动脉的分支,其分支(主要滋养动脉)经肱骨内侧面近中点处滋养孔进入髓腔后,分为升、降支。升支大部分蜷曲上行,与副滋养动脉和骨膜动脉吻合;降支一般比升支小,立即分为许多细支下降。体上端有副滋养动脉,血供较好;而体下端一般无滋养动脉,血供较差,因此手术应妥善保护主要滋养动脉。肱骨下端动脉来自肱深动脉,尺侧上、下副动脉及桡、尺侧返动脉和骨间返动脉的分支。
4.尺骨和桡骨的血液供应
(1)尺骨滋养动脉:主要起自骨间前动脉、尺动脉及尺侧返动脉,少数可起自骨间总动脉及骨间后动脉。尺骨滋养动脉斜穿尺骨滋养孔入尺骨骨髓腔,分升支和降支行向尺骨的上端和下端,分支与尺骨的干骺端动脉、骺动脉及骨膜动脉的分支吻合,滋养尺骨骨髓、骨质。
(2)桡骨滋养动脉:主要起自骨间前动脉,少数可起自骨间总动脉、尺动脉及正中神经伴行动脉。桡骨滋养动脉处穿滋养孔入桡骨髓腔后,供血方式与尺骨滋养动脉同,也分升支和降支趋于桡骨上、下端,分支与桡骨干骺端动脉、骺动脉、及桡骨骨膜动脉的分支吻合,滋养桡骨的骨髓和骨质。
(3)尺骨和桡骨干骺端动脉和骺动脉:尺骨和桡骨干骺端动脉及骺动脉主要起自肘关节周围动脉网及腕关节周围动脉网,少数可来自邻近动脉干的分支,病愈尺、桡骨滋养动脉的分支吻合,形成小动脉网,滋养尺、桡骨干骺端、骺、骺软骨等结构。
(4)尺、桡骨骨膜动脉:尺、桡骨的骨膜动脉来源较多,主要起自骨间前动脉,其余可起自骨间后动脉及邻近动脉干。尺、桡骨骨膜动脉在骨膜中形成小动脉网,滋养骨膜,并有细支进入尺、桡骨骨质,与尺、桡骨滋养动脉的分支吻合,滋养尺、桡骨密质的外侧1/3部。
5.腕骨的血供 根据Grettve的研究,腕骨的血供是由围绕它的动脉吻合网而获取。这些动脉网常成丛状,管腔很细小,直径小于1mm,在关节软骨之下呈多角形。血管是从腕骨的掌、背侧非关节面处穿入。一块腕骨通常接受两条以上的动脉,当动脉进入腕骨后,有时分为等大的分支,或一条大支和一条小支,以后分支成“叉”状。由掌、背侧动脉来的主干在骨内形成横行的直接吻合,较大血管的第一或第二分支形成吻合弓,并构成骨内血管网,血管网发出树枝样分支向周围成放射状分布于骨皮质。
6.掌、指骨的血供主要来自于掌深弓以及掌浅弓的分支。
(1)掌浅弓:由尺动脉的末支与桡动脉的掌浅支吻合而成,以尺动脉为主。从弓的远侧发出4条动脉:1条小支掌侧固有动脉,至小指尺侧;3条支掌侧总动脉,沿蚓状肌前面达掌骨头平面,各分为两条指掌侧固有动脉,分布于2~5支的相对缘。
(2)掌深弓:由桡动脉终支和尺动脉掌深支吻合而成,以桡动脉为主,位于骨间掌侧筋膜深面。弓顶位于掌浅弓近侧1~2cm处。从弓的凸侧发出3条掌心动脉,沿骨间掌侧肌前面下行至掌骨头处与指掌侧总动脉末端吻合。另外,它还发出返支与穿支,分别与掌、背侧动脉网吻合。
(二)下肢骨与关节的血供
1.髋骨的血供主要来自髋周动脉网
髋周动脉网是指在髋骨内外面由髂内动脉、髂外动脉和股动脉的分支吻合而成,动脉之间吻合广泛而丰富,可分为盆内和盆外两部分,盆内外之间互相沟通。盆外部分主要为“臀部十字吻合”,位于臀大肌深面,股方肌和大转子附近。参与十字吻合的动脉有:旋股内侧动脉的深支,旋股外侧动脉的升支和横支,第1穿动脉、臀上动脉至转子窝的分支,臀下动脉的吻合支等。盆内部分动脉网位于近髋关节的盆腔侧壁处,动脉网由旋髂深动脉、髂腰动脉、闭孔动脉、腹壁下动脉、骶外侧动脉和骶正中动脉等发出的吻合支组成。
2.股骨的血供主要有以下几个途径
(1)股骨上端的动脉:
①关节囊的小动脉。旋股内侧动脉的深支绕股骨颈后方沿转子间嵴走行。股外侧动脉的升支绕股骨颈前方走行。两者均走向大转子,于大转子处吻合,并与臀上、臀下动脉的分支形成转子窝血管网。并于髋关节滑膜层反折处,分上、下、前、后4组走向股骨头。②股骨头韧带动脉。由闭孔动脉发出的一支髋臼支或旋股内侧动脉的分支沿股骨头韧带进入股骨头,与关节囊的小动脉有吻合。③股骨骨干滋养动脉的升支。该动脉仅达股骨颈基底部,与关节囊的小动脉有吻合支。
(2)股骨干的动脉:
由1~3条滋养动脉,发自第1、第2或第3穿动脉。由股骨粗线正中部的滋养孔进入,在骨质内向上斜行5cm后进入髓腔。当损伤主要的滋养动脉,而骨膜的血管又不能代偿时,骨可发生缺血性坏死。
(3)股骨下端的动脉:
内侧髁来自膝降动脉的深支与膝上内侧动脉,外侧髁来自上外侧动脉,髁间窝处来自膝中动脉。这些分支经附近的血管进入骨内。
3.髌骨的血供
由膝降动脉、膝上外侧动脉、膝上内侧动脉、膝下外侧动脉、膝下内侧动脉和胫前返动脉组成的髌网供应。膝上内侧动脉和膝上外侧动脉从髌骨上缘两侧穿出,分布于髌骨上部和股四头肌腱上。膝下内侧动脉和膝下外侧动脉出现于膝关节线附近,行于髌韧带深面,形成髌下动脉网。膝降动脉关节支分布于髌骨。
4.胫、腓骨的血供
胫骨上端的动脉主要来自腘动脉的分支以及胫前返动脉等,这些分支相互吻合成网。胫骨体的动脉主要来自胫后动脉上端发出的一条滋养动脉,在胫骨上、中1/3交界处的后面经滋养孔进入骨髓腔。如胫骨体骨折使滋养动脉断裂后,远骨折端缺乏血供,故骨折愈合缓慢。胫骨下端的动脉来自胫前、后动脉和腓动脉的分支。腓骨头的动脉来自膝下外侧动脉。腓骨体的滋养动脉来自腓动脉。由于腓骨滋养动脉过短,因此作带血管蒂腓骨移植时,不易吻合滋养动脉,应以吻合腓动脉为宜。外踝的动脉来自腓动脉的穿支、外踝支及其他分支。
5.跗骨、跖骨和趾骨的血供
主要来自足背动脉以及足底内、外侧动脉。足背动脉是胫前动脉的直接延续,经长伸肌腱和趾长伸肌腱之间前行,分支有:足底深支、第1跖背动脉、弓状动脉以及副内、外侧动脉。足底内、外侧动脉与胫后动脉。其中,足底外侧动脉与足背动脉的足底深支吻合,形成足底弓。由足底弓发出4条跖足底动脉,向前又分为2支趾足底固有动脉,分布于足趾。
(三)颅骨的血供
脑颅骨的血供主要来自硬脑膜的动脉,另有一部分来自于颅基部四周肌肉附着处的血管。面颅骨中主要介绍上颌骨和下颌骨的血供。上颌骨的血液供应主要来自上颌动脉及其分支:上牙槽后动脉、眶下动脉、上牙槽前动脉、腭降动脉及蝶腭动脉,彼此相互吻合,血运丰富。下颌骨的血供主要来自下牙槽血管、髁突、冠突、下颌支部位的血液供应主要来自于其附着的翼外肌、颞肌、咬肌和翼内肌的营养血管。
(四)胸骨和肋的血供
胸骨的动脉供应是由胸廓内动脉的穿支和前纵隔支所发出的细小分支来实现,这些血管很大部分是从胸骨的前、后面进入;肋的动脉供应是靠着肋间动脉的细小分支来实现的,其中较大的分支经过肋骨内面的肋沟深处的滋养孔而穿入肋骨体,接近于肋的前、后端处可见骨内较稠密的细小襻状血管网,在肋骨体全长上的血管网是比较少的,而且具有较大的血管襻。
(五)脊柱的血供
供应脊柱的动脉主要来自节段性动脉。颈段来自椎动脉,胸段来自肋间后动脉,腰段来自腰动脉,骶段来自骶外侧动脉和骶正中动脉。此外,脊柱周围的一些动脉,也分支参与供血,如颈部的颈深动脉,甲状腺上动脉,腰段的髂腰动脉等。
1.椎骨的血供
各节段动脉的后支在椎间孔处发一脊支,在进入椎间孔前分为前、中、后三支,分别分布于椎体、脊髓和被膜、椎弓和突起。前支及其分支在椎体表面形成网,供应椎体。前支的主干在椎体后分为升、降支,分别向上、下斜行,与对侧和相邻上、下分支吻合,终支进入椎体,分布于椎体的中心部。节段性动脉另发支至椎体的前外侧面,互相吻合成网,由网发支进入椎体,分布于椎体的周围部。中支不进入椎骨,穿入神经根袖,供应硬脊膜,主干至脊髓。后支主要进入椎弓,供应椎弓、横突和棘突,与相邻的动脉吻合。
2.椎间盘的血供
在胎儿发育的早期血管即深入椎间盘,出生后不久供应椎间盘的血管开始减少和变细,此后继续减少,至18~25岁时,实际上大部分血管均已消失,椎间盘营养的唯一来源是从椎体中松质骨经过软骨板弥散而来。Crock和Yoshizawa等研究了有椎体和椎间盘的冷冻标本,发现了一细的软骨下毛细血管后静脉网,有短而垂直的分支,引流到粗而水平的收集系统,并与椎体静脉系统相交通,他们认为这对椎间盘的营养起重要作用。
二、关节的血供
全身骨借关节相连形成骨骼,构成坚硬的骨支架,以支持体重,保护内脏,赋予人体基本形态。关节是骨连接中的间接连接形式,又称滑膜关节,是骨连接得最高分化形式。关节的动脉很丰富,主要来自关节动脉的主要分支,他们常彼此吻合,围绕关节形成致密的动脉网。自动脉网发出分支,分布到关节囊的纤维膜和滑膜,并与邻近骨膜动脉吻合。一般滑膜的动脉要比纤维膜的动脉丰富。关节软骨没有血管(一般认为软骨完全无血管供应,这种观点虽然不完全正确,但大多数软骨细胞均远离其营养血管,这些血管主要分布在软骨周围,软骨细胞所需的营养物质及其代谢产物通过沿浓度梯度在基质中扩散来完成交换。这种交换方式使活体软骨的厚度只限于几个厘米,如软骨细胞离营养血管超过这个范围则不能生存。最近发现软骨内有一种抑制血管长入的抗血管生长因子和抗溶软骨蛋白酶的抑制素)。关节盘的动脉分布在其周缘部分。韧带的动脉通常比较丰富。
下面主要叙述一下关节的血供:
(一)胸锁关节的血供
胸锁关节的动脉主要来自于胸廓内动脉和肩胛上动脉的分支;肩锁关节的动脉主要来自于肩胛上动脉和胸肩峰动脉的分支。
(二)肩关节的血供
肩关节血供丰富、血流速度快,主要由旋肱前、后动脉供应,胸肩峰动脉和肩胛上动脉也发小支参与肩关节动脉网的构成。
(三)肘关节的血供
动脉主要来自肘关节周围的肘关节网,此外,肱动脉和其分布到肱肌的分支也分布到肘关节的前部和外侧部。肘关节网由肱动脉、桡动脉、尺动脉的分支在肘关节前后吻合而成。肱深动脉分支中副动脉与骨间后动脉分支骨间返动脉吻合;肱深动脉终支桡侧副动脉与桡动脉分支桡侧返动脉吻合;肱动脉分支尺侧上副动脉、尺侧下副动脉后支与尺动脉的尺侧返动脉后支吻合;尺侧下副动脉前支与尺侧返动脉前支吻合。
(四)腕关节的血液供应
主要来自腕掌、背侧的动脉网,这些动脉网的分布情况如下:
1.掌侧动脉网
桡动脉在前臂下端,位于桡侧腕屈肌与肱桡肌之间,下行于桡骨茎突的近端。约在旋前方肌远侧缘平面,分处腕掌侧动脉向尺侧横行。同样的,尺动脉也在此平面发出腕尺侧掌动脉,相互吻合,形成腕横弓。再加上骨间前动脉的数个细小分支(终支)和后掌深弓的数个上升支(返支),相互吻合从而形成腕掌侧动脉网。
2.背侧动脉网
桡动脉在“鼻烟窝”内时,与桡侧腕长、短伸肌腱之下,发出腕背桡侧动脉,尺动脉于尺骨小头远端、尺侧腕屈肌、腕尺侧副韧带及尺侧腕伸肌深面发出腕背尺动脉,上述两条动脉互相吻合形成腕动脉弓(位于远侧列腕骨平面)。加之,骨间掌侧动脉的背侧终支及掌深弓在掌骨间发出的穿通支相互吻合,组成腕背动脉网。
(五)髋关节的血供
闭孔动脉、旋股内侧动脉、旋股外侧动脉、臀上动脉和臀下动脉均发出髋臼支或关节支至髋关节。第1穿动脉发出的股骨上滋养动脉向上可达股骨颈基底部,与关节囊的小动脉有吻合,营养髋关节。右闭孔动脉发出的髋臼支进入髋关节后,沿股骨头韧带支股骨头。旋股内、外侧动脉和臀上、下动脉的分支先在大转子处吻合成动脉环,再由动脉环发出上、下、前、后4组动脉分支营养股骨头和股骨颈。由于分布于股骨头、颈的小动脉在关节囊附着于股骨颈处进入关节,因此股骨颈骨折时,如损伤了动脉环或动脉环发出的4组分支,是导致股骨头缺血性坏死的主要原因。
(六)膝关节的血供
膝关节的血供由膝关节动脉网分支供给。膝关节动脉网由腘动脉的关节支与其他动脉的分支在膝关节周围互相吻合而成。腘动脉的关节只有膝上内侧动脉,膝上外侧动脉,膝中动脉,膝下内侧动脉和膝下外侧动脉等。膝上内侧动脉、膝上外侧动脉在股骨髁上平面发出,分别自内、外跨过股骨腘面,在内、外上髁的上方紧贴股骨绕至其前面吻合,并与膝降动脉、旋股外侧动脉的降支、股深动脉第4穿动脉吻合,形成围绕膝的动脉网。膝中动脉较小,发自膝关节平面,向前经膝关节囊后部进入关节,供应膝交叉韧带以及邻近滑膜。膝下内侧动脉、膝下外侧动脉自腘窝下部发出。膝下外侧动脉向外跨过腘肌,经哲肌与腓肠肌内侧头的前面,转而向前与腓总神经的一条关节支同经腓侧副韧带深处,至髌韧带深处与膝上内侧动脉,膝上外侧动脉以及胫前动脉发出的胫前返动脉吻合。膝下内侧动脉在胫骨内侧髁的远侧沿腘肌的近侧缘向内行,至膝内侧转而向前,经胫骨和胫侧副韧带之间至膝前部,与膝下外侧动脉、膝上内侧动脉以及胫前动脉等吻合。
(七)踝关节的血供
踝关节动脉网可分为内踝网和外踝网,分别由以下血管组成。内踝网由胫前动脉的内踝前动脉、足背动脉的跗内侧动脉、胫后动脉的踝支和跟支以及足底内侧动脉的分支组成。外踝网由胫前动脉的外踝前动脉、足背动脉的跗外侧动脉、腓动脉的踝支和跟支以及足底外侧动脉的分支组成。