手功能康復概論（簡體書）

本書從概念定義，手功能康復模式，手功能障礙原因，評估和治療手段等方面逐一入手，層層推進，系統介紹當前手功能領域相關方面的內容。除了傳統的手外傷外，本書還著重涉及中樞神經損傷、乳腺癌術後等方面的手功能康復，滿足了更多讀者的需求。此外還創新性地提出了當前手功能康復領域的新技術、新理念和科學研究，藉以推動手功能康復的臨床科研發展。

賈傑
國內外"上肢及手功能康復領域產、學、研、醫合作模式研究”創始人，該領域較有影響的專家。原創性提出的閉環康復治療模式，腦卒中手功能康復"上下肢一體化”理論。並且原創研發了多模態鏡像訓練設備、多維度視頻評估系統的工程樣機。聚焦腦計算機接口、經顱磁刺激、經顱電刺激、鏡像療法等中樞干預技術開發及應用。將乳腺癌術後上肢功能障礙的規範化康復引入中國，填補了國內的空白。復旦大學附屬華山醫院康復科副主任、主任醫師、博士生導師，復旦大學附屬華山醫院靜安分院康復科主任。

國內手功能康復領域第一本專著

前言
眾所周知，人類的雙手具有精細的結構和複雜的運動、感覺等功能。擁有全身 54% 功能的雙手也是人類進步、發展最本質的 “工具” 。手部創傷、神經損傷以及部分其他疾病都會引起手功能障礙，影響人們的日常生活和工作。作為康復領域裡棘手且不可忽視的一部分，手功能康復逐漸 “熱” 了起來。戰爭創傷以及社會工業化促進了康復醫學的發展，也同樣將人們的視線聚焦到了外傷引起的手功能障礙。隨著時代和社會的變化，疾病譜也在改變：手外傷發病率逐年下降，中樞神經損傷繼發的手功能障礙越發常見。此外，人們對生活質量要求的提高，對手與上肢功能表現的關注，使得各類引起功能障礙的疾病也納入了手功能康復的範疇，如乳腺癌術後手與上肢的功能障礙、內分泌疾病引起的手功能障礙以及勞損等。明確手功能康復的基本概念、理論，規範相關技術，以及科研和臨床結合都是當下利於手功能康復更好發展、更規範應用的必要之舉。因此，在全國範圍內召集有志于手功能康復臨床研究的專家、學者一起編撰 “手功能康復” 系列叢書勢在必行。該套叢書將重新詮釋“手功能康復”，包括凝練手功能康復理論，規範手功能康復治療技術，並結合原創理論進行具體闡述。此外，還將針對中樞神經系統損傷引起的手功能障礙撰寫專著。作為“手功能康復”概念之基礎、理念之核心的《手功能康復概論》，便是該套叢書的第一本。手與上肢功能密不可分，手功能是上肢功能的延伸與實現。本套從書中所提及的手功能包含手與上肢功能。
全書共分為八個章節，內容涵蓋手功能相關概念，手功能康復模式，手功能康復病損原因、功能評估、康復手段和技術，手功能康復精要，新技術、新理念，手功能康復科學研究等。希望讀者能夠從手功能康復的基本理念，臨床應用到科研，全面理解手功能康復的深層含義。本書將引起手功能障礙的病損原因從手外傷擴展到包括骨骼肌肉病損、神經系統病損、腫瘤、燒傷以及其他病損，此外還介紹了兒童手功能障礙的原因及特點。首先，本書糾正了人們固有的、狹隘的“手功能”概念，為後續叢書奠定編撰基礎；其次，將手功能康復的臨床、科研覆蓋面擴大，引起臨床和科研工作者的重視，有助於啟發新的思路。在介紹完手功能康復相關的定義、功能障礙原因以及評估、治療後，還以分析臨床病例的形式，介紹了某種手功能障礙的康復治療思路，重點在於培養讀者臨床思維和解決問題的能力。本書最後兩部分結合原創的手功能康復理論（“中樞 - 外周 - 中樞”和“上下肢一體化”等），以科學研究為主，介紹了手功能康復相關的新技術、新理念。基於“醫工交叉”和“產、學、研、醫”的合作形式，多位工程領域專家參與了該部分的撰寫，為讀者介紹手功能康復的新理念如何與工程的新技本書以精煉、概括性的語句匯總了手功能康復的相關概念、理論、技術要點、臨床思路以及科研重點。希望讀者通過閱讀本書，能夠從中獲得手功能康復的新啟發，並將其泛化到臨床、科研的具體應用中。此外，全書有三大亮點。
第一，規範相關概念，包括“手”“手功能”“手功能康復”。“手功能”和“手功能康復”
的概念裡首次強調了中樞神經的調控，並以各類功能表現為核心和康復的主要內容。全書強調“手”“腦”結合，從結構相關性到功能聯繫上，將“手功能”與“腦功能”緊密聯繫在一起，顛覆傳統的康復理念。
第二，以病例形式介紹了手功能康復的具體理念和技術。在全書的各個章節，讀者都能找到各類典型的病例，包括簡單的技術應用病例或詳細的病例治療。希望通過結合病例的形式，能夠更加生動地讓讀者理解相關的知識點。第六章通過對具體病例或同一類病損引起的手功能障礙，從病例描述、功能評估、康復目標、治療方案制訂到臨床思維的培養進行了全面介紹和描述，更全面、具體地傳遞了手功能康復的理念。
第三，手功能康復模式介紹。手功能康復非常棘手，需要團隊協作。本書將團隊協作的形式進行深刻、細緻的總結和描述，以便讀者通過學習能夠傳承這種協作模式，組建當地或全國性質的合作團隊。此外，手功能康復團隊作為“醫工交叉”的創新型團隊，在“產、學、研、醫”合作模式上有較多成功案例，因此在本書中介紹了“產、學、研、醫”合作模式及典型案例。
本書也從協作模式的基礎上，延伸出手功能康復科學研究的背景、思維、研究手段以及未來發展趨勢等。必將為熱愛手功能康復科學研究的讀者帶來全新的認識和新的啟發。《手功能康復概論》一書的順利出版，依賴于各編者、出版社以及全國手功能康復團隊的大力支持和配合，謹在此表示感謝。由於本書是第一次系統地歸納手功能康復的相關概念、理論及治療，並將其融入臨床和科研，難免會存在一些歸納、整理的遺漏和不足，願各位同行和讀者指正。同時，也希望讀者能從這本凝聚了手功能康復團隊多年來成果的書中感受“手功能”的魅力，體會每位編者在書中所付出的心血，並能有所收穫。
術相結合，並提供了典型病例以便更好地理解。

第一章 手功能康復相關概念　
第一節　手與手功能　
第二節　手功能障礙
第三節　手功能康復　
第四節　手功能康復發展史
第二章　手功能康復工作模式
第一節　手功能康復需要團隊協作
第二節　開展社區模式下的手功能康復
第三節　手功能康復在不同醫療機構的開展形式
第四節　手功能康復“產、學、研、醫”模式
第三章　手功能障礙的原因　
第一節　骨骼肌肉疾病　
第二節　神經系統疾病
第三節　腫瘤
第四節　燒傷
第五節　兒童手與上肢功能障礙特點
第六節　其他原因　
第四章　手與上肢功能評估方法
第一節　概述　
第二節　感覺功能評估
第三節　運動功能評估
第四節　功能性活動評估
第五節　評估新技術、新理念
第五章　手與上肢功能障礙康復治療方法
第一節　物理治療
第二節　作業治療
第三節　康復訓練輔具
第四節　中醫療法
第五節　藥物治療
第六節　創新療法與傳統治療理念的結合
第六章　手與上肢功能障礙病因康復治療?
第一節　骨骼肌肉系統病損
第二節　中樞神經系統病損
第三節　外周神經系統病損
第四節　腫瘤
第五節　燒傷　
第六節　兒童手與上肢病損康復　
第七節　其他原因　
第七章　手與上肢功能障礙康復及康復工程
第一節　機器人技術　
第二節　虛擬現實技術　
第三節　物聯網技術
第四節　可穿戴設備　
第五節　腦機接口技術　
第六節　光學動作捕捉技術　
第七節　鏡像視覺反饋技術　
第八章　手功能康復的科學研究　
第一節　手功能康復的研究背景
第二節　手功能康復運動學與動力學研究
第三節　手功能康復與腦科學研究　
索引

第一章 手功能康復相關概念

第一節 手與手功能

直立行走解放了人類的雙手。人們通過手，從事各種生產和娛樂活動，實現生命的價值，創造和構建人類文明。
手承擔了多種感覺和運動功能，並且具有眾多特性。對不同形狀的物品或對象進行抓握及功能性操作體現了手的靈活性；感受不同質地、重量的物品或對象，通過手勢進行信息溝通、表達情感則顯示了手的適應性；而從解剖結構和中樞調控的角度看，手又具有相當的複雜性。事實上，從多種意義上說，手都是人體最複雜的器官之一。因此，當我們談及“手功能”這一概念時，應認識到它並不僅僅代表了手作為器官的複雜結構和各種具體的抓握功能，而應在擴大到對手的“功能”這一概念認識的基礎上，對手功能及其障礙的原因進行更加深入細緻的研究，從而更好地理解一系列與手有關的功能活動、更全面的制訂各種手功能障礙的康復方案。
一、手的定義
手（hand），是人體上肢末端的一部分，由五根手指及手掌組成，左右兩手相互對稱，互為鏡像。手以腕關節為界與前臂區分，成為上肢的遠節結構。手的結構組成包括掌根、手掌、手背以及手指。五個手指由外到內分別為拇指、食指、中指、環指以及小指。拇指位於手掌側面，具有屈曲、內收、外展以及對指等功能。除拇指外的四指可以向手掌屈曲以完成 抓握動作，手指伸展可完成釋放動作。手部和上肢的運動及感覺功能在運動皮層及感覺皮層的投射區分別佔據近三分之一與四分之一的區域，手部的精細功能與大腦中樞的調控息息相關。在神經系統的調控下，手部肌肉和關節可以產生大範圍但精確的活動，從而進行各種精細或粗大運動。
在日常生活中，我們使用手去進行各種操作時，常需要與眼睛相互配合（圖 1-1-1）。手與眼睛相同，是人體感知周圍環境的重要器官之一，其典型表現為手的觸覺識別功能，手在進行取物時，會根據物體的材質、形狀和重量來決定手掌開合的大小以及力量的調控，具有對環境的自適應能力。同時手也是人體重要的感覺器官之一，感覺的表現最終要以運動功能來體現，在日常生活中，手同時作為運動輸出器官以及感覺輸入器官，完成各種或簡單或複雜的操作。
二、手的解剖
結構決定功能。瞭解一個器官，我們需要從它最基本的解剖結構出發，並以此為基礎去發現問題和探索最佳的治療方案。手作為人體最複雜的器官之一，其解剖結構的複雜性不僅僅體現在其本身的結構上，還體現在手與上肢、甚至軀幹的整體解剖結構的聯繫上。
（一）基礎
手部基礎的解剖結構包括骨骼、關節、肌肉、神經、脈管系統及與其密切聯繫的上肢解剖等。
1. 骨骼和關節
手部具有 27 塊骨頭和 19 個關節。27 塊骨頭包括：5 塊掌骨、14 塊指骨以及 8 塊腕骨；關節包括橈腕關節、腕骨間關節、腕掌關節、掌骨間關節、掌指關節和指間關節。其中以第一腕掌關節尤為特殊，屬￿鞍狀關節，構成拇指對掌和對指活動。此外，手各關節的穩定性主要由韌帶、關節囊提供，它們是手的解剖結構中不可忽略的一個成分。27 塊骨頭和 19 個關節組成了整個手部的骨性及關節結構，為手功能的實現提供了結構基礎。
2. 肌肉
手部肌肉由手內肌肌群和手外肌肌群所組成，一共有 28 塊肌肉。手內肌均起自手部，包括大魚際肌群、小魚際肌群、拇內收肌，4條蚓狀肌和 3 條掌側、4 條背側的骨間肌。其中，大魚際肌群又包括了拇短展肌、拇短屈肌和拇對掌肌；小魚際肌群則包括小指外展肌、小指屈肌、小指對掌肌和掌短肌。手外肌大多起自於前臂或肱骨內外上髁，包括：①位於手部掌側的屈肌――主要有四條指深屈肌和四條指淺屈肌以及拇長屈肌。②位於手部背側的伸肌――主要有四條手指的總伸肌以及小指伸肌和食指伸肌。手的精細功能依靠手內肌與手外肌的相互協調配合。手外肌對於手的塑形很重要，而手內肌的功能更多地體現在精細感覺和動作上。手內肌控制掌指關節的屈曲以及指間關節的伸展，手外肌主要控制掌指關節的伸展以及指間關節的屈曲。二者的相互協調對於手進行各種功能性的活動至關重要。以伸直手指為例，單純指總伸肌收縮只能引起掌指關節的過伸，只有手內肌的參與才能完成手指的伸展 動作。對於中樞神經損傷後引起的手運動功能障礙，較難康復的原因之一是手內肌與手外肌協調性的喪失。
3. 神經
手部的運動功能依賴於神經的支配。支配手部肌肉的神經主要有尺神經、橈神經和正中神經。正中神經支配四塊指淺屈肌、拇長屈肌以及橈側的兩條指深屈肌和蚓狀肌，大魚際的三塊肌肉也由正中神經支配，正中神經損傷易形成“猿手”。橈神經主要是負責手部的外在伸肌、四塊指伸肌、食指伸肌、小指伸肌以及拇長 / 短伸肌、拇長展肌，橈神經損傷易形成“垂腕”。尺神經主要是負責尺側的兩條指深屈肌以及除了魚際和橈側的兩條蚓狀肌之外的所有內在肌，包括 3 條掌側骨間肌和 4 條背側骨間肌、2 條尺側蚓狀肌、小魚際肌和內收肌，尺神經損傷易形成“爪形手”（圖 1-1-2）。手部的感覺功能也主要由上述 3 條神經所支配，正中神經負責掌側橈側半的感覺，包括橈側三個半手指和向下延伸的手掌橈側部分；尺神經負責手掌尺側半和尺側一個半手指的感覺，包括背側和掌側的部分；橈神經負責腕部和手背除了尺神經支配的其餘部分的感覺（圖 1-1-3）。
4.脈管系統
手部的血管供應主要來源於尺動脈、橈動脈、骨間前動脈和骨間後動脈的分支，這些血管在腕部形成動脈網，在掌部形成動脈弓。動脈網和動脈弓之間存在著更多交通支吻合，保證手在捏、持、抓、握等多種功能位上仍保持充分的血液供應。此外，手與上肢的淋巴系統組成也極為複雜，包含淺、深淋巴管的豐富交通，對手與上肢淋巴回流十分重要。
5. 上肢相關解剖
手位於上肢的最遠端，是手功能體現的最關鍵結構。但是，這需要近端結構提供支持和輔助，這些結構的功能對於手功能的實現是非常重要的。上肢相關解剖所包含骨骼、關節、肌肉、神經以及脈管系統，具體解剖內容可參考本套叢書之《手功能康復理論與實踐》中相關內容。
（二）功能
手具有最基本的感覺和運動功能。而以上肢、軀幹和下肢為支撐基礎，手可以進行更為複雜和廣泛的活動。
1. 感覺功能
手的基本感覺功能包括淺感覺，深感覺和複合感覺。在此基礎上，手具有豐富的神經末梢及各類感覺小體，而且手表面又同時受橈神經、尺神經和正中神經支配，因此手具有多種精細的感覺功能，如痛溫覺、振動覺、實體覺和兩點辨別覺等。
2. 運動功能
手具有複雜多樣的運動功能，基本形式包括：單個手指的屈伸、內收外展、集團屈曲及集團伸展、球形抓握、柱狀抓握等各類抓握以及拇指配合下的對指、側捏等（圖 1-1-4）。
3. 功能性活動
日常生活中，在不同的環境和任務導向下，手功能的表現形式不一，但均是基於其感覺、運動功能實現，並主要體現為運動輸出及感覺輸入兩大類功能。手的活動是以功能為導向，常見的功能性活動包括各類抓握、捏、夠取、投擲等。儘管手是上肢運動最後的執行器官，但是就如上文所述，上肢的作用也是不能忽視的。本節以“夠取並形成抓握” 這一簡單的例子來描述一下上肢的作用：為了讓手部完成此任務，腕關節在手的方向和位置上進行了精確的調整，肘關節伸展、盂肱關節前屈和（或）外展以擴大手的活動範圍並調整前臂的位置，肩胛骨輔助控制上肢方向，同時肩關節複合體也作為上肢運動的“錨” ，為上肢的運動提供了穩定的基礎（圖 1-1-5）。
手與上肢執行功能性活動之前或同時，特別是負荷較大的功能性動作時，人體自身存在一個前饋平衡機制，即軀幹的協調以保證活動時肌肉與骨骼處於適當的相對位置，保證功能的實現。此外，下肢提供的移動及平衡控制也進一步協助手與上肢完成範圍更大、內容更複雜的功能性活動。因此，手的功能與軀幹、下肢的功能也存在緊密聯繫。基於“上下肢一體化（upper and lower extremities integration，ULEI） ”理論，手及上肢的功能會影響下肢步的行能力以及整體軀幹的平衡能力（圖 1-1-6）。以步行為例，在步行過程中，正常的手 臂運動對於軀幹和下肢的平衡和協調也起到了很重要的作用。
通過手語、手勢進行信息交流和情感表達也是手功能參與日常生活活動的重要方面。總而言之，手在人們的生活和社會活動中扮演著無可替代的角色。
三、手與腦
（一）手的功能與腦的關係
手的功能建立在手與上肢的皮膚、筋膜、關節、肌肉等“執行器官”完整的基礎上，並實現於神經系統多層級的精密調控與信息整合處理：來自手與上肢外周感受器的感覺信息經過周圍神經、脊髓到達腦，進行進一步的信息加工，並與其他感覺、運動、執行等系統發生複雜的相互關聯，從而使人獲得了對外在環境的感知與認識，給不斷進行的運動過程提供豐富的信息以協助其調控；而由複雜認知、決策過程產生的運動計劃，又再通過層層編碼與調控，最終由上肢 - 手的外周效應器實現各種精細運動功能。同時，由手獲得的信息，以及需經手完成的活動與任務，又深入參與了認知加 工的方方面面。因此可以說，手功能是腦功能的重要外在體現，腦功能需要手的功能來實現。
人類的文明進化，離不開手功能與腦功能的交互作用和共同進步；完成豐富多彩的工作生活，也離不開腦功能和手功能的協同運作。
（二）手功能相關的腦結構基礎
腦是神經系統的高級中樞，腦幹、丘腦、小腦、大腦其不同部分構成複雜有序的層級和網絡結構，分工合作以完成功能活動；這些結構都廣泛參與了對手的支配和功能調控。
1. 與手感覺功能相關的腦結構
腦幹、丘腦、小腦、大腦皮質等區域都與手的多種感覺功能相關。腦幹不僅包含處理本體感覺的後索核（接收來自上肢 - 手部關節囊、肌腱、肌肉等部位的本體感覺和來自皮膚感受器的觸、壓、振動覺），還有內側丘系、脊髓丘腦束等感覺傳導束（將與上肢 - 手相關的感覺信息傳導至丘腦）。丘腦是皮質下處理感覺信息的重要中繼站，接受來自脊髓和腦幹的上肢 - 手的感覺信息，經加工處理後再投射到大腦皮質感覺區（部分投射至運動區）。大腦皮質是感覺信息進入“意識” 的部位，也是兩點辨別覺、刺激的精確定位等精細感覺功能的神經基礎。大腦皮質與上肢 -手感覺相關的腦區可分為初級感覺皮質和其他感覺聯合區。初級感覺皮質位於頂葉中央後回，其內部的神經元排列與外周軀體區域有對應關係，其中上肢 - 手的感覺投射區在對側頂葉中央後回的背外側（圖 1-1-7）。皮質感覺聯合區的功能主要是對初級感覺皮質傳出的感覺信息進行進一步解釋、加工，並與其他感覺模態、運動系統等發生相互作用，以從基本的感覺逐步獲得知覺、概念等意識內容，或參與運動和認知過程的調控。此外，小腦作為重要的運動協調器官，也參與到上肢 - 手的感覺信息加工過程中，並利用感覺信息調節主動肌和拮抗肌肌力，但一般認為這些過程並未達到意識水平。
2. 與手運動功能相關的腦區
大腦皮質、皮質下核團（基底神經節）、小腦等結構，均參與手運動功能的實現與調控。大腦皮質中與上肢 - 手運動功能最為直接相關的腦區是初級運動皮質，位於額葉中央前回及其鄰近區域，上肢 - 手隨意運動的神經衝動大部分起自此處，通過皮質脊髓束到達相應節段脊髓前角，控制上肢、手的運動。初級運動皮質內的神經元排列也與外周軀體不同部位有對應關係，上肢 - 手的定位區位於背外側（圖1-1-8）。除初級運動皮質外，上肢 - 手運動功能的完成還需額葉的前運動皮質和輔助運動皮質（均位於初級運動皮質前方）參與，主要完成運動的規劃、準備，以及運動學習等過程。基底神經節位於大腦皮質下白質深部，主要起到起始和易化隨意運動、抑制不隨意和不協調運動以及維持正常肌張力的作用。小腦是神經系統中維持、調節姿勢的中樞器官，接受來自脊髓、大腦皮質和皮質下核團等的感覺和運動信息，以保障精細運動過程的準確執行，是完成手複雜、精細和功能性運動的重要神經基礎。同時，小腦也是參與上肢 - 手的運動性學習和運動記憶的重要神經結構。
除以上腦結構外，丘腦的腹外側核，以及腦幹內的橄欖核、副橄欖核、腦橋核、紅核、黑質、網狀結構及其之間的纖維聯繫也參與肌張力、協同運動等運動功能的調節，並形成反饋環路使隨意運動更加精細。
3. 與手“綜合” 功能相關的腦結構
手的感覺、運動功能不是割裂的“感覺”、“運動”，而是處在連續的動態信息交互和整合過程中，並不斷與其他認知過程發生交互作用，以完成手的各種複雜的功能活動，發揮其在生活、生產等活動中的作用。為實現感覺、運動交互作用，在上述感覺、運動通路的不同層級，感覺、運動兩個系統的神經結構間存在大量白質纖維聯繫。上肢 - 手功能的完成不僅需要直接調控其功能的腦結構，還需要視覺、聽覺等多模態感覺信息系統，以及注意、記憶等認知功能的參與。因此，手感覺、運動相關的腦區與傳統認為的視覺通路（特別是背側視覺通路）、額葉執行功能相關區域等腦區之間都存在廣泛的纖維聯繫，以協調手的複雜運動功能，並使上肢 - 手的活動與所處的內外環境、任務目標等相適應。較新的研究也發現，傳統認為負責上肢 - 手運動、感覺功能的腦區，也參與到了多種認知加工過程中；這更進一步說明了手的功能與認知等其他高級腦功能之間具有密不可分的聯繫。
四、手功能的概念
傳統的手功能概念單純指手的運動輸出和感覺輸入兩大類功能表現，卻忽略了手進行功能性活動的前提條件和手在人體中作用的整體性，是一個相對狹隘的定義。通過以上章節分析我們可以看出，如今的“手功能”概念已經超出了其字面本身的含義，而被賦予了基於解剖結構、涉及中樞控制和外周反饋調控以及連接功能完整性等的豐富內涵。
綜上所述，在現代康復體系的框架下，作為完整意義的手功能（hand function） 應該是一個更加廣義的概念，它是基於手與上肢的各項功能性結構，在中樞調控和周圍神經支配下，以感覺、運動功能以及人體平衡和協調功能為體現的一系列活動，是人類最基本和最重要的功能之一。