髂胫束篇-髂胫束：多功能的复杂结构

在了解一个疾病或者症候群病因之前，我们通常需要熟练掌握相关组织结构的解剖和功能，但这些是建立在已有大量有价值的人体研究基础上。而对于髂胫束来说，其解剖和功能仍有很大争议，更不说相关病变如髂胫束综合征的高级循证治疗。因此，今天主要分享的一篇综述通过整理解剖学、生物力学和临床文献，带大家了解ITB的力学作用是如何受解剖学差异、姿势和肌肉激活影响的。同时在下一期将会带来髂胫束综合征的诊断、评估以及治疗。

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概述

髂胫束（iliotibial band, ITB）是一种坚韧的、纤维状的筋膜组织，从髂嵴延伸到胫骨近端的外侧，目前的进化形式与人类的直立姿势有关（见下图）。姿势决定了ITB的各种功能作用，因此其功能在不同活动时也不一样。这可能是由于臀大肌（Gluteus Maximus, GMAX）和阔筋膜张肌（Tensor Facia Latae, TFL)两块相连肌肉，以及ITB跨越髋关节和膝关节的解剖路径导致。

ITB在行走过程中起到支撑的作用，同时在冠状面稳定髋关节和膝关节。也有人认为，它可能在行走过程中储存相当大的弹性能量。

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解剖学差异

进化的独特性

与非人类灵长类动物相比，人类的GMAX肌肉体积要大得多，具有增强躯干稳定的作用。同时，人类GMAX与覆盖筋膜的连接具有独特性，在解剖上与其他灵长类动物的阔筋膜明显不同。

在所有其他动物中，TFL止于大腿上端，连接到股骨上靠近大转子的地方。因此，除了更大的GMAX、骨盆从水平到垂直的位置变化，ITB的形成也促进了人类双足站立的发展。该理论支持来源于人类并不是出生时就会向远端明显延伸出髂胫束，而是在我们双足行走之后形成的。

近端连接

ITB在近端与GMAX和TFL直接（部分或全部纤维）相连，因此两块肌肉影响着ITB的作用机制（见下图）。一般来说，TFL将ITB向前上拉可以使髋关节屈曲，而GMAX向后拉可以使髋关节伸展。ITB对于两块肌肉在膝关节和髋关节力的传导中发挥了作用。

GMAX有两个不同部分，上部分连接到ITB，下部分连接到股骨。根据最新研究，浅层的上部分纤维占GMAX总质量的40-70%。ITB的相对大小在不同的种群中不尽相同，通过GMAX连接到ITB的比例差异可以得到解释。

远端附着

普遍认为ITB在远端止于胫骨Gerdy结节，但已有大量研究证明存在其他远端附着点。

1.Gerdy结节；2.外侧副韧带附着点；3.股骨外上髁（Kaplan远端纤维）；4.沿着纵行股骨嵴（Kaplan近端纤维）；5.髌骨

另外，不同的远端附着代表着通过ITB的力的分散传导路径不同，这表明ITB有大量依赖于姿势和肌肉激活的潜在力学作用。

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力学作用

ITB的力学作用和直接与之连接的肌肉(TFL和GMAX)紧密相关。有大量的文献证实了这些肌肉的独立功能；然而，许多文献是冲突或矛盾的，为通过ITB研究这些肌肉潜在的联合功能留下了空间。

阔筋膜张肌

普遍认为，TFL具有髋内旋、屈髋和稳定膝关节的作用，其中它主要通过ITB发挥稳定膝关节的作用。此外，TFL在髋关节外展中的作用有很大争议，但是有人在单纯髋外展运动中发现TFL的肌电图(EMG)表现活跃，认为髋关节外展是TFL的主要功能。

TFL在冠状面具有稳定骨盆的作用，但是由于TFL与其拮抗肌（GMAX）共同与ITB相连，因此它的力学作用取决于产生力时髋和膝的位置。

关于TFL功能的文献差异：白色背景下的研究支持该功能，而灰色背景下的研究则反对

臀大肌

GMAX是髋关节的主要伸肌，同时有助于髋关节外旋和外展，以及增加ITB张力的作用。

浅灰色线是臀大肌上部纤维的作用线，小图是肌肉对应力臂（虚线）

考虑到GMAX大的生理横截面积、大的伸髋力臂和与ITB相连的高比例纤维，GMAX相对于TFL在矢状面给ITB传递了更大的力。

膝关节稳定

尽管ITB远端附着存在差异，导致其在冠状面稳定膝关节的具体作用各有不同，但是引起ITB紧张的肌肉可以间接为膝关节提供稳定：

• 附着在髌骨上可以稳定髌骨以防止内侧脱位。

• ITB附着在胫骨前部和外侧的部位可以抵抗胫骨相对于股骨的前外侧半脱位，对于前交叉韧带损伤的膝关节发生轴向位移起着重要的代偿作用。

然而，ITB所有潜在的膝关节稳定机制都依赖于附着位置、负荷、力学特征和姿势。

膝关节压应力

通过ITB对抗外部的内收力矩可以达到稳定膝关节的目的，也可以通过ITB紧张而施加于股骨的压缩力来提供膝关节稳定。

磁共振图像显示，随着ITB紧张，远端ITB和股骨外侧上髁之间的组织受到压缩。因此，外侧压应力（Rx）可以表示为ITB（F-ITB）中张力的函数。这种横向压缩力将明显低于ITB中的张力，但自然会随着张力的增加而增加。

ITB紧张引起的膝关节外侧所受压力的简化分析

值得注意的是，这种简化的分析忽略了ITB传递到除Gerdy结节以外位置的力，但同样有利于我们分析髂胫束病变的一些病因。更进一步，考虑到目前髂胫束综合征作为压迫综合征的病因理论，特别是存在膝关节内翻扭矩的情况下，这种额外的膝关节稳定可能会产生不利的过度压迫。

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结构性能与弹性功能

结构特性

理解ITB的结构特性对于理解其在人体运动和发挥稳定性的作用非常重要。ITB帮助肌肉(GMAX和TFL)附着于骨骼（骨盆、股骨和胫骨），因此它可能具有类似肌腱的材料特性，可以像跟腱一样提供关节稳定性，也可能帮助弹性能的存储和释放。

• 体内结构特性：了解ITB紧张或关节姿势对体内ITB刚度的影响，对于衡量ITB在体内的作用很重要。但是，目前尚不清楚干预措施如手术减压或手术移植(如ACL重建)，可能如何影响这些结构特性或力的传导途径。

• 体外结构特性：ITB解剖的体外单轴测试表明，ITB的杨氏模量明显低于跟腱的，因此ITB由低刚性物质构成。

• 力学特性：随着髋关节的伸展，ITB从前到后的纤维会逐渐紧张，这意味着髂胫束不同区域的张力取决于运动模式。考虑到相关肌肉组织，髂胫束内的力的传递可能取决于肌肉产生的力，而力反过来又取决于下肢姿势和任何给定时间点产生力的要求。

• 剪切模量：剪切模量被认为与组织的刚度有关，也被用作张力的替代测量，因为刚度随着张力同时增加。Tateuchi等人发现，较大的髋内收增加了剪切模量，而轻微髋外展则显著降低了剪切模量。

弹性功能

人的下肢有类似弹簧的肌腱，可以在运动过程中高效地储存和释放能量。跟腱、足底筋膜、ITB和腓骨长肌都是节能结构，但跟腱是最主要的，在跑步的支撑期占比约为35-40%(35J)。考虑到ITB的大小、相对顺应性以及它与其他具有重要节能贡献的弹簧状肌腱的相似性，它可能会以类似于跟腱或足底筋膜的方式吸收和消耗能量。

本文作者：五环