115 年 國立成功大學生物醫學工程學系碩士班丁組《解剖學》

本題主要考查肩關節的解剖學結構、穩定機制以及旋轉肌腱的功能。

(1) 肩關節的解剖構成與穩定機制：
(A) 骨性結構：肩關節是由肱骨頭 (humeral head) 和肩胛骨的盂窩 (glenoid fossa) 所構成的球窩關節。肱骨頭體積較大，而盂窩較淺，這種結構提供了極大的活動度，但也相對不穩定。
(B) 軟組織結構：包括關節囊 (articular capsule)、盂唇 (glenoid labrum)、韌帶 (ligaments) 和旋轉肌腱 (rotator cuff muscles)。
* 關節囊：是一個環繞關節的纖維膜，內襯滑膜，分泌滑液潤滑關節。
* 盂唇：是環繞在盂窩邊緣的一圈纖維軟骨，它加深了盂窩，增加了關節的穩定性。
* 韌帶：包括盂肱韌帶 (glenohumeral ligaments) 等，它們從盂窩延伸到肱骨頭，進一步加強關節囊的穩定性。
* 旋轉肌腱：是由岡上肌 (supraspinatus)、岡下肌 (infraspinatus)、小圓肌 (teres minor) 和肩胛下肌 (subscapularis) 四條肌肉及其肌腱組成，它們緊密地包繞著肱骨頭，將其壓迫在盂窩內，是肩關節穩定性的重要組成部分。
(C) 主動與被動穩定機制：
* 被動穩定機制：主要依靠關節囊、盂唇、韌帶以及骨性結構的限制。
* 主動穩定機制：主要依靠旋轉肌腱肌肉的收縮來穩定肱骨頭，將其固定在盂窩內，尤其是在運動過程中。

(2) 旋轉肌腱的功能角色：
旋轉肌腱的四條肌肉及其功能分工如下：
* 岡上肌 (Supraspinatus)：負責外展 (abduction) 肩關節的起始階段，

本題主要考查血管系統的解剖學結構，特別是動脈與靜脈的區別，血管壁的組成，以及動脈病變好發於血管分叉處的原因。

(1) 動脈與靜脈的解剖結構差異及功能意義：
* 結構差異：
* 管壁厚度：動脈管壁通常比靜脈厚，特別是中膜 (tunica media) 層，含有較多的彈性纖維和平滑肌。靜脈管壁相對較薄。
* 彈性與收縮性：動脈管壁的彈性纖維和彈力蛋白含量高，使其能夠承受較高的壓力並隨心臟搏動而舒張和收縮，以維持血壓和血流的穩定。靜脈的彈性較差。
* 瓣膜：靜脈，特別是四肢的靜脈，通常擁有瓣膜 (valves)，以防止血液倒流，輔助血液回流心臟，尤其是在重力作用下。動脈一般沒有瓣膜（除了主動脈瓣和肺動脈瓣）。
* 管腔：在橫斷面上，動脈的管腔通常較小且呈圓形，而靜脈的管腔較大且常呈扁平或不規則形狀。
* 功能意義：
* 動脈：負責將富含氧氣（除了肺動脈）和營養物質的血液從心臟輸送到全身各處。其較厚的管壁和彈性使其能夠承受來自心臟的高壓血液，並通過舒張和收縮調節血壓和血流。
* 靜脈：負責將貧含氧氣（除了肺靜脈）和代謝廢物的血液從全身輸回心臟。其較薄的管壁和瓣膜結構使其能夠適應較低的壓力，並輔助血液回流。

(2) 血管壁三層結構的組成與功能：
血管壁主要由三層組成：
* 內皮層 (Tunica intima)：
* 組成：最內層，由單層扁平內皮細胞 (endothelium) 構成，其下方是基底膜 (basement membrane) 和一層結締組織。在動脈中，還有一層內彈性膜 (internal elastic lamina)。
* 功能：是血液與血管壁之間的主要接觸面，具有光滑的表面，減少血液流動的阻力。內皮細胞在調節血管張力、抗凝血、參與炎症和免疫反應等方面也起著重要作用。
* 中膜層 (Tunica media)：
* 組成：位於內皮層外，是血管壁中最厚的一層。

本題主要考查脊柱的解剖學結構，特別是椎間盤的構造、功能、病變機制以及與神經系統的相互關係。

(1) 椎間盤的解剖構造與脊柱中的功能：
* 解剖構造：椎間盤是連接相鄰兩個椎體之間的纖維軟骨盤，是脊柱中最大、最厚的椎間結構。它主要由兩部分組成：
* 纖維環 (Annulus fibrosus)：位於椎間盤的周圍，由約 15-25 層同心圓狀排列的纖維軟骨構成。這些纖維層的膠原纖維排列方向相互交錯，呈斜角，提供了極大的抗拉強度和抗扭轉能力。纖維環外層的纖維與椎體前、後縱韌帶相連。
* 髓核 (Nucleus pulposus)：位於椎間盤的中央，是一個富含水分（約佔乾重 70-90%）的膠狀物質，主要由膠原纖維、彈性纖維和蛋白多醣組成。髓核具有高度的彈性和吸震能力，並且在椎間盤受到壓力時，髓核會將壓力均勻地向四周的纖維環傳遞。
* 脊柱中的功能：
* 連接與支撐：椎間盤連接相鄰的椎體，形成堅固的脊柱結構，並承受和傳遞身體的重力負荷。
* 吸震與緩衝：髓核的彈性使其能吸收和緩衝身體活動（如行走、跳躍）和外力對脊柱造成的衝擊，保護脊髓和神經。
* 活動性：椎間盤具有一定的彈性和柔韌性，允許脊柱進行屈曲、伸展、側屈和旋轉等運動，增加脊柱的活動度。
* 維持椎間隙高度：椎間盤的厚度維持了椎間隙的高度，這對椎間孔 (intervertebral foramen) 的大小至關重要，而椎間孔是神經根穿出的通道。

(2) 椎間盤突出造成神經根壓迫及不同節段症狀的解釋：
(A) 為何椎間盤突出常造成神經根壓迫？
椎間盤突出是指髓核在纖維環破裂後，向外突出，壓迫到鄰近的神經結構。
* 解剖位置關係：脊柱的椎間孔是神經根從脊髓穿出的通道。在腰椎，椎間孔位於椎體後外側，而椎間盤則緊鄰椎間孔的前方。
* 突出方向：椎間盤突出最常見於後外側（posterolateral），這個方向正好是神經根穿出的位置。當椎間盤向後外側突出時，髓核和膨出的纖維環會直接壓迫到從椎間孔穿出的神經根。
* 壓力傳遞：髓核具有較大的水分含量和壓力，一旦突出，對神經根的壓迫會非常明顯。
(B) 為何不同腰椎節段會導致不同的臨床症狀？
不同的腰椎節段支配著不同的下肢區域，因此椎間盤突出壓迫到哪個節段的神經根，就會引起相應區域的症狀。

本題主要考查神經系統的解剖學結構與功能，特別是感覺神經與運動神經的區別、中樞神經系統與周邊神經系統的差異，以及這些差異如何影響神經的損傷與修復。

(1) 感覺神經與運動神經的比較：
* (A) 解剖學結構：
* 感覺神經 (Sensory neurons / Afferent neurons)：通常是單極神經元 (unipolar neurons) 或偽單極神經元 (pseudounipolar neurons)，其細胞體位於脊髓神經節 (dorsal root ganglion) 或腦神經的感覺神經節內，軸突分為兩支：一支延伸至周圍感覺器官（如皮膚、肌肉、關節），負責接收刺激；另一支進入中樞神經系統。
* 運動神經 (Motor neurons / Efferent neurons)：通常是多極神經元 (multipolar neurons)，其細胞體位於脊髓前角 (ventral horn) 或腦幹的運動核團內。軸突延伸至周圍的效應器（如肌肉、腺體）。
* (B) 訊號傳遞方向：
* 感覺神經：將感覺訊號從周圍感覺器官傳遞到中樞神經系統（脊髓或腦）。方向是「向內」(afferent)。
* 運動神經：將運動指令從中樞神經系統傳遞到周圍的效應器（肌肉或腺體）。方向是「向外」(efferent)。
* (C) 功能角色：
* 感覺神經：負責感知外部和內部環境的刺激，如觸覺、痛覺、溫度、壓力、本體感覺等，並將這些資訊傳遞給中樞神經系統進行處理。
* 運動神經：負責執行中樞神經系統發出的指令，引起肌肉收縮（運動）或腺體分泌（分泌），以產生反應。

(2) 中樞神經系統 (CNS) 與周邊神經系統 (PNS) 的比較：
* (A) 組織結構：
* CNS：由腦 (brain) 和脊髓 (spinal cord) 組成。主要由神經元細胞體、樹突、無髓鞘軸突、有髓鞘軸突（由少突膠質細胞形成髓鞘）以及神經膠質細胞 (glial cells) 組成。
* PNS：由顱神經 (cranial nerves)、脊神經 (spinal nerves) 及其分支組成。主要由神經元軸突組成，這些軸突被結締組織包裹，並由許旺細胞 (Schwann cells) 形成髓鞘（有髓鞘纖維）或直接包裹（無髓鞘纖維）。PNS 的神經元細胞體主要集中在神經節 (ganglia)。
* (B) 支持細胞：
* CNS：主要支持細胞是神經膠質細胞，包括星形膠質細胞 (astrocytes)、少突膠質細胞 (oligodendrocytes)、小膠質細胞 (microglia) 和室管膜細胞 (ependymal cells)。
* 星形膠質細胞：提供結構支持、調節細胞外環境、參與血腦屏障的形成。
* 少突膠質細胞：在中樞神經系統中為軸突形成髓鞘。
* 小膠質細胞：是中樞神經系統的免疫細胞。
* PNS：主要支持細胞是許旺細胞 (Schwann cells) 和衛星細胞 (satellite cells)。
* 許旺細胞：在周邊神經系統中為軸突形成髓鞘（一個許旺細胞只包覆一段軸突）。
* 衛星細胞：位於神經節中，包圍神經元細胞體，提供支持和調節細胞外環境。
* (C) 再生相關解剖特性：
* CNS：神經元軸突再生能力非常有限。主要原因是：
* 髓鞘的抑制作用：少突膠質細胞產生的髓鞘含有抑制軸突再生的分子（如 Nogo, MAG）。
* 膠質疤痕形成：損傷後，星形膠質細胞會增生形成膠質疤痕 (glial scar)，這不僅物理上阻礙軸突生長，還釋放抑制生長的物質。
* 缺乏促進再生的生長因子：CNS 環境中促進軸突再生的生長因子相對較少。