肩峰形态的变异一直被认为是导致肩袖损伤和盂肱关节炎发生的致病因素之一。诸多学者通过大量研究，对肩峰形态的变异以及其与疾病之间联系的认识不断深入。用以描述肩峰形态变异的影像学方法应运而生，其临床意义也在不断得到认识。目前，国内外学者对肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩角与肩关节疾病相关联系的研究在不断深入。诸多学者认为这些指标可以作为临床医生诊断疾病的辅助临床参数。以往的临床研究，都是研究肩峰某一种形态的变异与某一种疾病之间的联系。但是，如果这些变异同时出现在同一病人身上，即该患者的肩峰同时具有两种甚至更多的特点：比如其肩峰指数较大，同时肩峰侧倾角又很小，那么其对于疾病的发展是协同作用还是拮抗作用？如果是协同作用，哪一种变异起到的危害更大些？目前还鲜有报道。本研究旨在探讨肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩角与肩关节疾病之间的联系以及研究这些参数之间的内在规律，并通过计算机数值仿真分析对其相关的问题进行验证，为治疗此类疾病提供部分生物力学理论基础。本研究共分为临床研究和计算机数值仿真分析两部分。第一部分：肩峰指数联合肩峰侧倾角的临床研究。本研究的目的是通过一项临床研究，来分析肩峰指数、肩峰侧倾角与肩袖撕裂和肩关节急性创伤之间的联系。我们利用标准肩关节真正前后X像来测量同一患者的肩峰指数和肩峰侧倾角。肩峰指数和肩峰侧倾角的测量来自于三组病例：肩关节急性创伤组共收录61名患者，肩袖撕裂组共收录165名患者，健康对照组共收录63名患者。研究结果显示：肩袖撕裂组的平均肩峰指数为0.72±0.06，平均肩峰侧倾角76.8°±7.02；急性肩关节损伤组平均肩峰指数0.59±0.05，平均肩峰侧倾角84.4°±7.99；健康对照组肩峰指数为0.65±0.06；平均肩峰侧倾角80.2°±7.32。各组之间肩峰指数及肩峰侧倾角具有统计学意义（p<0.01）。有意思的是，该研究结果首次发现，各组的肩峰指数和肩峰侧倾角均存在一种反比例关系，即：肩峰向侧方的延展度越大，肩峰向下方的倾斜度也就越大；相反，肩峰向侧方的延展度越小，肩峰向下方的倾斜度也就越小。这一规律说明，肩峰指数和肩峰侧倾角在导致肩袖撕裂的过程中起到协同作用。学者Nyffeler认为小肩峰指数可能是导致盂肱关节炎的重要发病因素，但是在这部分研究中，我们没有发现小肩峰指数与盂肱关节之间存在联系。但是我们发现在因急性肩关节创伤的患者中，其平均肩峰指数明显小于对照组，因此我们推论：由于肩峰指数小、肩峰侧倾角较大，从而导致肩峰对其下方肱骨头的包容度减小，虽然关节灵活性好，但是稳定性较差；相反，肩峰指数大、肩峰侧倾角较小，会增加肩峰对其下方肱骨头的包容度，因此关节稳定性增加但灵活性降低。第二部分：肩峰指数联合肩峰侧倾角及决定性肩角的临床研究。我们利用标准肩关节真正前后X像来同时测量同一个患者的肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩角。该研究收录两组病例：肩袖撕裂患者组共计105人；健康人群对照组共计62人。研究结果显示：肩袖撕裂患者组的平均决定性肩角为36.2°±4.61；平均肩峰指数为0.71±0.05；平均肩峰侧倾角为77.2°±5.94。健康对照组的平均决定性肩角为31.7°±5.03；平均肩峰指数为0.64±0.06；平均肩峰侧倾角为82.0°±7.53。各组的参数具有统计学意义（p<0.01）。通过相关性分析发现，两组人群的肩峰形态存在以下规律：肩峰指数与肩峰侧倾角呈反比；肩峰指数与决定性肩角呈正比。我们称这一规律为“肩峰规律”。由于这一规律的发现，我们证明肩峰向侧方的延展度增加，势必会导致其向下方的倾斜度增加，在导致肩袖撕裂的病因中二者起到一种协同作用，但人类的肩峰形态为何会发育成如此，尚不得而知。第三部分：肩关节三维有限元模型的建立，及不同形态的肩峰撞击的有限元分析。首先建立肩袖撕裂患者和正常的健康人的两组肩关节模型。利用患者及志愿者的CT数据，通过Mimics软件建立肩胛骨、肱骨的三维几何模型。由于CT建立的模型其初始位置受到患者的体位的影响，因此，为了准确测量肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩角，将三维模型的位置统一调整。然后分别在每例模型上测量以上参数，然后选取一例肩袖撕裂患者的和一例健康人的肩关节模型。进一步建立冈上肌肌腱、和盂肱关节软骨的三维几何模型，利用Geomagic Studio优化模型后，导入Abaqus软件，赋予各个部位材料属性，随后在肩胛骨平面做外展撞击的模拟计算。从而分析不同肩峰形态的肩关节在肩胛骨平面外展时，当肩峰与其下方的软组织发生接触后肌腱和盂肱关节软骨之间VonMises应力及应变情况。结果表明：肩袖撕裂模型外展撞击后在肌腱与肩峰之间产生的应力为172.6MPa（平均12.53MPa），明显大于健康人模型的42.99MPa（平均5.108MPa），说明肩袖撕裂模型会在肌腱处产生较明显的应力集中。肩袖撕裂模型外展撞击后在肱骨头与肩胛盂软骨之间产生的应力为69.91MPa（平均16.06MPa）大于健康人模型的53.41MPa（平均12.61MPa），该实验结果证明在外展撞击时肩袖撕裂模型在盂肱关节之间产生的应力高于正常人模型。第四部分：前肩峰成形术的虚拟手术及有限元分析。目前临床上治疗肩峰下撞击的一种主要术式是采用关节镜进行前肩峰下成形术，该手术通过修改肩峰前外侧下方骨皮质的形态，从而缓解肩峰前部撞击的发生。但是该手术是否可以缓解肩关节在肩胛骨平面外展时所产生的撞击尚缺少相关生物力学研究。选取第三章中的肩袖撕裂模型在Magics软件中使用多段线切割功能（Polyline Cut）进行虚拟手术模拟前肩峰成形术。从肩袖撕裂模型的肩峰前部向后画出2.5cm区域的范围，将该区域内的肩峰下方骨皮质磨除；然后将肩峰前部8mm的骨质切除掉。通过该手术后CT肩峰指数为0.60，CT肩峰侧倾角为82.71°，CT决定性肩角为28.56°，由此可以看出该手术方式并不能改变肩峰的外侧缘形态。同时，外展该模型的肱骨使之达到肩峰撞击的位置并进行有限元分析。结果显示，通过计算后发现其外展撞击后在肌腱与肩峰之间产生的最大应力为81.59MPa（平均6.658MPa），相对于肩袖撕裂模型在肌腱处产生的应力有所减小，但和正常人的模型相比较，依然有较大的应力集中。第五部分：肩峰外侧缘虚拟切除手术及有限元分析。从前一部分可以发现，前肩峰成形术能够改善肩袖撕裂模型的在肩峰与肌腱之间产生的应力集中，但是治疗效果仍有欠缺。因此，我们根据肩峰的生理解剖结构提出一种肩峰外侧缘切除术的设想。在第三部分肩袖撕裂模型的基础上，在Magics软件中使用多段线切割功能能将肩峰骨皮质的最外侧缘由前向后均匀的切除一部分，切除的骨量没有固定数值，目标是切除骨皮质后使该模型的肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩斜角与健康人模型基本保持一致。经过测量切除后的模型其CT肩峰指数为0.45，CT肩峰侧倾角为86.25°，CT决定性肩角为22.48°，各参数与健康人模型基本一致。有限元分析结果显示外展撞击后肌腱与肩峰之间产生的最大应力减小到75.01MPa（平均6.025MPa），可见该方法通过修改肩峰形态，可以最大程度效缓解肩峰外侧缘产生的撞击。我们发现盂肱关节软骨的应力减小为43.81MPa（平均12.74MPa），这是一个有趣的现象，肩峰指数减小后在撞击时盂肱关节内的应力却减小，这一点和Nyffyler的假设相反，也就是说盂肱关节内的压力并没有因为肩峰指数的缩小而增加。通过上述研究我们认为，肩峰向侧方的延展度及向下方的倾斜度过大与肩袖撕裂密切相关，肩峰向侧方的延展度及向下方的倾斜度过小则有可能是导致肩关节容易罹患急性损伤的原因，而这些形态变异与盂肱关节炎的发生发展没有必然联系。肩峰指数、肩峰侧倾角、决定性肩角可以作为临床诊断上述疾病的辅助指标。该研究通过有限元分析发现，肩袖撕裂患者在肩胛骨平面外展肩关节时，肌腱会产生较明显的应力集中，前肩峰成形术可以缓解该处的应力集中，但效果有限，如果可以将肩峰外侧缘切除至正常人范围，则可以更大程度上缓解外展肩关节时肌腱与肩峰的应力集中。但这只是通过生物力学研究后的一种结论，距离投入临床实践还有很多问题需要解决。