Einführung

Unterarm und Handgelenk bilden die Grundlage für die feinen, geschickten Bewegungen der Finger und des Daumens. Gegenstände und Werkzeuge müssen in einer bestimmten Ausrichtung gehalten werden, damit sie funktionell genutzt werden können. Eine Tasse mit Kaffee wird schnell verschüttet, wenn sie nicht aufrecht gehalten werden kann. Dies hängt nicht nur vom Griff der Finger und des Daumens am Henkel der Tasse ab, sondern auch von der Position des Unterarms und der Stabilität des Handgelenks. Die Hand muss sich auch genau an Oberflächen orientieren, wenn sie die Umgebung erkundet.

Viele manipulative Aufgaben erfordern die bilaterale Aktivität beider Hände, die zusammenarbeiten. Die beiden Hände können ähnliche Bewegungen ausführen, wie z. B. beim Rollen von Gebäck oder beim Drücken der Tasten einer Computertastatur. In anderen Fällen kann eine Hand für Stabilität sorgen, während die andere Hand präzise Bewegungen ausführt, z. B. beim Umrühren eines Kochtopfes, beim Aufschrauben eines Glases oder beim Nähen.

Feine Bewegungen der Finger und des Daumens werden von den intrinsischen Muskeln der Hand ausgeführt. Diese Muskeln sind für ihre Kraft und für die Fixierung ihrer proximalen Ansätze auch von den Unterarmmuskeln abhängig. Zusammen bilden Unterarm, Handgelenk und Hand ein voneinander abhängiges System für die Ausführung von Manipulationsbewegungen.

Funktionen von Unterarm und Handgelenk

Unterarm und Handgelenk arbeiten bei der Orientierung der Hand im Raum zusammen.

Der Unterarm:

• ermöglicht der Hand das Greifen von Griffen und das Halten von Gegenständen in beliebiger Ausrichtung bei der Ausübung funktioneller Tätigkeiten;
• erlaubt der Hand, durch Kontakt mit allen Oberflächen als taktiles Sinnesorgan zu funktionieren.

Das Handgelenk:

• hebt die Hand in eine funktionelle Position, indem es der Wirkung der Schwerkraft entgegenwirkt, die dazu neigt, die Hand in Beugung oder ulnare Abweichung zu ziehen;
• stabilisiert die relativen Positionen der Hand und des Unterarms während manipulativer Bewegungen.

Die Kombination der Bewegungen des Unterarms und des Handgelenks bedeutet, dass die Hand mit dem Arm durch ein virtuelles Gelenk verbunden ist, das sich in allen Achsen bewegt.

Der Unterarm

In der anatomischen Position sind die Speiche und die Elle parallel. Bei einer Bewegung im Unterarm dreht sich die Speiche und kreuzt die Elle. Diese Bewegung der Speiche trägt die Hand mit sich.

Bei gebeugtem Ellenbogen sind Speiche und Elle parallel, und die Handfläche zeigt nach oben. Die Bewegungen des Unterarms sind:

• Pronation: dreht die Hand nach unten und Radius und Ulna sind gekreuzt;
• Supination: dreht die Hand nach oben und Radius und Ulna sind wieder parallel.

Die Mittelfußstellung ist, wenn die Hand nach innen oder medial gerichtet ist. Das ist die funktionelle Stellung der Hand.

Wenn Pronation und Supination eingeschränkt sind, z.B. nach Unterarmbrüchen, kommt es zu einer erheblichen Beeinträchtigung der Handfunktion.

Radioulnargelenke

Die Bewegungen der Pronation und Supination finden an synovialen Drehgelenken statt, die sich am proximalen und distalen Ende von Radius und Ulna befinden. Dazwischen werden die Schäfte der beiden Knochen durch eine Membrana interossea, ein faseriges Gelenk vom Typ Syndesmose, zusammengehalten (Abbildung 6.1a).

Das obere (proximale) Radioulnargelenk liegt zwischen dem Kopf der Speiche und der radialen Kerbe der Elle. Das Gelenk liegt innerhalb der Kapsel des Ellenbogengelenks, seine Bewegungen sind jedoch völlig unabhängig. Die Speiche wird durch das Ringband (das von einer dünnen Knorpelschicht ausgekleidet ist), das den Kopf der Speiche umgibt und fest mit den Rändern der radialen Kerbe an der Elle verbunden ist, in Kontakt mit der Elle gehalten (Abbildung 6.1b). Die Kapsel des Ellenbogengelenks verschmilzt mit dem ringförmigen Band, so dass sich die Speiche unabhängig von der Winkelstellung des Ellenbogengelenks innerhalb dieses Rings drehen kann.

Das untere (distale) Radioulnargelenk: Das untere Ende der Speiche dreht sich um den Kopf der Elle und wird durch eine Scheibe aus Faserknorpel in Kontakt mit ihr gehalten. Diese Scheibe verbindet den Processus styloideus der Ulna mit der ulnaren Kerbe der Speiche (Abbildung 6.1c). Das Gelenk hat eine dünne, lockere Kapsel, aber die Knochen werden durch die Gelenkscheibe und die darüber liegende Membrana interossea zusammengehalten.

Alle Muskeln, die an der Pronation und Supination beteiligt sind, setzen an der Speiche an, die sich dann um die fixierte Elle bewegt. Die Supinatoren, die am Radius ansetzen, können auch andere Muskeln bei der Bewegung des Ellenbogens unterstützen, z. B. ist der Biceps brachii auch ein Ellenbogenbeuger, und der Supinator hilft bei der Streckung des Ellenbogens.

Die Pronation legt die Handfläche flach auf eine Oberfläche oder kippt ein in der Hand gehaltenes Gefäß nach vorne (Abbildung 6.2a). Kräftige Pronations- und Supinationsbewegungen sind erforderlich, um einen Schraubenzieher oder einen Korkenzieher zu benutzen (Abbildung 6.2b).

Die Supination ist kräftiger als die Pronation, weshalb die meisten Schrauben ein Rechtsgewinde haben.

Der Brachioradialis, der bereits in Kapitel 5 zusammen mit den Ellenbogenbeugern beschrieben wurde, kann den Unterarm aus der vollen Pronation oder der vollen Supination in die Mittelfußstellung bewegen.

Muskeln, die Pronation und Supination erzeugen

Zwei Unterarmmuskeln sind bei der Pronation aktiv: der Pronator teres und der Pronator quadratus.

Abbildung 6.1 Rechte Radioulnargelenke: (a) mittlere, anteriore Ansicht; (b) proximal; (c) distal.

Abbildung 6.2 Tätigkeiten, die Pronation und Supination beinhalten: (a) Ausgießen aus einem Krug – Pronation; (b) Drehen einer Schraube – Supination.

Der Pronator teres (Abbildung 6.3a), der den vorderen Unterarm von der medialen Seite des Ellenbogens bis zur Hälfte des lateralen Schafts der Speiche durchzieht, wurde bereits in Kapitel 5 zusammen mit den Ellenbogenbeugern beschrieben.

Der Pronator quadratus (Abbildung 6.3a) ist ein tiefer Muskel des Unterarms knapp oberhalb des Handgelenks. Seine Fasern verlaufen quer zwischen den unteren vorderen Schäften von Speiche und Elle. Der Muskel liegt tief bei den Beugesehnen, die in die Hand übergehen. Wenn beim Schieben oder Fallen Kraft auf die ausgestreckte Hand ausgeübt wird, verhindert der Pronator quadratus die Trennung von Speiche und Elle. Viele Pronationsbewegungen werden allein mit dem Pronator quadratus ausgeführt, wobei der Pronator teres für zusätzliche Kraft gegen Widerstand rekrutiert wird.

Abbildung 6.3 Muskeln und Bewegungen der (a) Pronation und (b) Supination. Rechter Unterarm und rechte Hand.

Die beiden Muskeln, die bei der Supination aktiv sind, sind der Biceps brachii und der Supinator.

Der Biceps brachii (Kapitel 5, Abbildung 5.13) führt alle Supinationsbewegungen gegen einen Widerstand aus. Seine Sehne zieht am Tuberculum radialis knapp unterhalb des Ellenbogens, um den Radius in eine Position parallel zur Ulna zu drehen. Die Ansätze und die Wirkung des Bizeps wurden bereits in Kapitel 5 bei den Ellenbogenbeugern beschrieben.

Der Supinator (Abbildung 6.3b) ist ein tiefer hinterer Muskel des Unterarms, der an langsamen, widerstandslosen Supinationsbewegungen beteiligt ist, z. B. wenn der Arm an der Seite hängt. Dieser Muskel wird von den langen Streckmuskeln des Handgelenks und der Finger überdeckt. Der Supinator hat seinen Ursprung am lateralen Epikondylus des Oberarmknochens und den angrenzenden Bereichen der Elle. Die Fasern des kurzen, flachen Muskels wickeln sich um das proximale Ende der Speiche in der Nähe des Knochens und setzen am oberen Ende des Schafts an.

Das Handgelenk

Die Handgelenksregion ist für die Bewegungen der Handwurzel an den distalen Enden der Speiche und der Elle des Unterarms zuständig. Der Bewegungsumfang wird durch die Bewegung der Handwurzelknochen aufeinander vergrößert, insbesondere zwischen der proximalen und distalen Reihe.

Gelenke und Bewegungen des Handgelenks

Das Handgelenk besteht aus den Gelenken zwischen den Handwurzelknochen (Interkarpalgelenke) und dem Radiokarpalgelenk zwischen dem Unterarm und der proximalen Reihe der Handwurzel. Das interkarpalische Gelenk zwischen den beiden Handwurzelreihen wird als Mittelkarpalgelenk bezeichnet. Die Hauptbewegung des Handgelenks findet in den radiokarpalen und mittleren Karpalgelenken statt.

Das radiokarpale Gelenk wird durch das konkave distale Ende der Speiche und eine Gelenkscheibe über der Elle gebildet, die mit einer wechselseitig konvexen Fläche gelenkig verbunden sind, die von den drei Handwurzelknochen der proximalen Reihe gebildet wird, d. h. Kahnbein, Lunatum und Dreiecksknochen (Triquetral). Dieses Gelenk ist ein Ellipsoid, das Bewegungen in zwei Richtungen ermöglicht (siehe Kapitel 2, Abbildung 2.3c). Die Gelenkflächen von Speiche und Elle sind in Abbildung 6.1c dargestellt.

Das Mittelhandgelenk liegt zwischen der proximalen und distalen Reihe der Handwurzeln, d. h. den distalen Flächen von Kahnbein, Lunatum und Triquetral, und den proximalen Flächen von Trapezium, Trapezoid, Capitatum und Hamatum. Die Gelenkhöhle verläuft durchgehend zwischen den beiden Handwurzelreihen und erstreckt sich zwischen den einzelnen Knochen. (Der vierte Knochen der proximalen Reihe, das Pisiform, ist an keinem der Gelenke beteiligt.)

Die Kapsel des Radiokarpalgelenks, die durch Bänder verstärkt ist, erstreckt sich bis zum Mittelkarpalgelenk. Beide Gelenke werden auf jeder Seite durch die ulnaren und radialen Seitenbänder verstärkt (Abbildung 6.4).

Die Bewegungen an den Gelenken des Handgelenks sind Flexion, Extension, Abduktion (Radialabweichung) und Adduktion (Ulnarabweichung).

Abbildung 6.4 Rechtes Handgelenk (Radiokarpalgelenk), anteriorer Aspekt.

Es gibt keine aktive Rotation des Handgelenks um eine Längsachse. Es ist zu beachten, dass die Rotation der Hand auf dem Unterarm an den Radioulnargelenken des Unterarms erfolgt, d. h. Pronations- und Supinationsbewegungen.

Röntgenaufnahmen des Handgelenks in Aktion zeigen, dass sich alle Handwurzeln sowie das radiokarpale Gelenk bewegen. Bei manchen Bewegungen kann sich zum Beispiel das Kahnbein bis zu 1 cm bewegen. Das Handwurzelgelenk trägt am meisten zur Streckung und Adduktion bei, während das Mittelhandgelenk bei der Beugung und Abduktion weiter bewegt wird. Alle Gelenke wirken zusammen als ein einziger Mechanismus für die Bewegung des Handgelenks.

Da der Bewegungsumfang bei normalen Personen variiert, sollte die Beurteilung eines verletzten Handgelenks durch Vergleich mit dem normalen Handgelenk derselben Person und nicht mit dem „durchschnittlichen“ Handgelenk erfolgen.

Ein Sturz auf die Hand bei voll gestrecktem Handgelenk kann zu einer Fraktur des Kahnbeins führen. Das Kahnbein bricht in der Taille, und das proximale Fragment kann aufgrund der schlechten Blutversorgung absterben. Diese avaskuläre Nekrose kann zu anhaltenden Schmerzen und Schwäche des Handgelenks führen.

Muskeln, die das Handgelenk bewegen

Die Muskeln, die um das Handgelenk herum angeordnet sind, arbeiten auf unterschiedliche Weise zusammen, um die Bewegungen der Beugung, Streckung, Abduktion und Adduktion zu ermöglichen. Betrachtet man das Handgelenk im Querschnitt, so sieht man die Beuge- und Strecksehnen, die an der Bewegung des Handgelenks beteiligt sind, um die ovale Form der Handwurzel. Die Sehnen ziehen in verschiedenen Kombinationen an der Handwurzel, wie die Fäden einer Marionette, um alle Bewegungen des Handgelenks zu erzeugen.

Die beiden vorderen Muskeln, die bei der Beugung des Handgelenks aktiv sind, sind der Flexor carpi ulnaris und der Flexor carpi radialis. Der Palmaris longus ist ein weiterer Handgelenksbeugemuskel, der zwischen den beiden anderen Muskeln liegt, aber bei 15 % der Menschen nicht vorhanden ist. Alle drei Muskeln haben einen gemeinsamen Ursprung am medialen Epikondylus des Oberarmknochens und bilden die oberflächliche Muskelschicht des vorderen Unterarms.

Der Flexor carpi ulnaris setzt am Pisiformis und an der Basis des fünften Mittelhandknochens an. Der Flexor carpi radialis liegt tief an der Muskulatur an der Daumenbasis, wenn er das Handgelenk kreuzt, und endet an den Basen der Mittelhandknochen 2 und 3 (Abbildung 6.5a).

Der Palmaris longus hat eine lange, dünne Sehne, die in die Palmaraponeurose eintritt, eine Schicht aus dichtem Fasergewebe unter der Haut der Handfläche, auf die später im Kapitel näher eingegangen wird.

Abbildung 6.5 Flexoren des Handgelenks: (a) Lage in der oberflächlichen Schicht des vorderen rechten Unterarms; (b) Kämmen der Haare.

Eine funktionelle Verwendung der Handgelenksbeuger ist in Abbildung 6.5b zu sehen, wo sie dazu dienen, dem Widerstand entgegenzuwirken, den die Haare auf dem Kamm bieten.

Drei hintere Muskeln, die bei der Streckung des Handgelenks aktiv sind, sind der Extensor carpi ulnaris und der Extensor carpi radialis longus und brevis (Abbildung 6.6a). Der lange radiale Streckmuskel hat seinen Ursprung am Kamm oberhalb des lateralen Epikondylus des Oberarmknochens mit dem bereits in Kapitel 5 beschriebenen Brachioradialis. Die beiden anderen Muskeln setzen am lateralen Epikondylus an, der der gemeinsame Streckmuskelursprung ist. Alle drei Muskeln verlaufen an der Hinterseite des Unterarms und setzen am Handgelenk nach dem gleichen Muster wie die Beuger ein: Extensor carpi radialis longus am Mittelhandknochen 2, Extensor carpi radialis brevis am Mittelhandknochen 3 und Extensor carpi ulnaris am Mittelhandknochen 5.

Abbildung 6.6 Extensoren des Handgelenks: (a) Position im hinteren rechten Unterarm; (b) Hand, die mit gestrecktem Handgelenk gehalten wird, um eine Tastatur zu benutzen.

Beim Gebrauch der pronierten Hand, z. B. beim Drücken der Tasten einer Schreibmaschine oder eines Klaviers (Abbildung 6.6b), sind die Handgelenkstrecker aktiv, um das Gewicht der Hand gegen die Schwerkraft zu heben. Eine Schwäche dieser Muskeln führt zu einem „Absinken des Handgelenks“. Bei starkem Greifen mit der ganzen Hand wirken die Handgelenkstrecker als Synergisten, um der Beugung des Handgelenks durch die langen Fingerbeuger entgegenzuwirken.

Abduktion und Adduktion des Handgelenks werden durch Kontraktion der Beuger- und Streckermuskeln auf der radialen bzw. ulnaren Seite erreicht. Siehe Abbildung 6.7 für die Position der Sehnen am Handgelenk. Die Kontraktion der Muskeln flexor carpi ulnaris und extensor carpi ulnaris führt zu einer Adduktion des Handgelenks, die oft als Ulnardeviation bezeichnet wird. In ähnlicher Weise führt die Kontraktion des Flexor carpi radialis und des Extensor carpi radialis longus und brevis zusammen zu einer Abduktion des Handgelenks oder einer Radialabweichung.

Abbildung 6.7 zeigt die Positionen der Sehnen der Handgelenkbeuger und -strecker, die um das Handgelenk herum angeordnet sind. Man beachte, dass die Beuger an der vorderen oder palmaren Seite und die Strecker an der hinteren oder dorsalen Seite ansetzen. Ein starkes und stabiles Handgelenk in der mittleren Position des Unterarms ist für die Bedienung vieler Werkzeuge, z. B. einer Säge, erforderlich. Wenn die Muskeln im Bereich des Handgelenks schwach sind, fällt die Hand beim Halten des Werkzeugs in eine Ulnardeviation.

Abbildung 6.7 Lage der Handgelenksbeuger und -strecker um das distale Ende von Radius und Ulna, Ansicht von unten.

Funktionen der Hand

Die Hand führt feine Bewegungen der Finger und des Daumens aus, um kleine Werkzeuge und Tastaturen zu bedienen. Die inneren Muskeln der Hand verbinden sich, um die kleinen Bewegungen der Finger und des Daumens auszuführen, die für geschickte Tätigkeiten erforderlich sind, z. B. Schreiben, SMS schreiben mit dem Handy, Malen und Spielen von Musikinstrumenten.

Die Hand ist der Mechanismus, um Griffe und große Werkzeuge zu greifen, während die obere Extremität sie im Raum bewegt. Bei allen Greifbewegungen wird der Daumen je nach Größe und Form des Objekts auf unterschiedliche Weise gegenüber den Fingern platziert. Das Handgelenk spielt beim Greifen eine wichtige Rolle, da es eine stabile Basis für die Hand bildet und den Zug der Sehnen der Unterarmmuskeln, die auf Finger und Daumen wirken, lenkt. Zum Greifen gehören auch Loslassbewegungen, um loszulassen oder abzusetzen, wobei die Muskelgruppe eingesetzt wird, die derjenigen gegenüberliegt, die den Griff ausführt.

Die Hand ist auch ein Sinnesorgan. Die Haut der Hand, vor allem die Handfläche und die Fingerspitzen, ist reich mit Rezeptoren ausgestattet, und ein großer Bereich des somatosensorischen Kortex im Gehirn (siehe Kapitel 3) verarbeitet Informationen aus diesen Rezeptoren. Bei allen Greifvorgängen wird die Aktivität der Tast- und Druckrezeptoren in der Hand ständig überwacht. Beim Schreiben zum Beispiel hängt die korrekte Bildung der Buchstaben vom richtigen Druck der Finger auf einen Stift und der Hand auf das Papier ab. Die Reaktion der Rezeptoren in der Haut der Hand ist wichtig, um sie vor Verletzungen zu schützen. Ein Trauma oder pathologische Veränderungen der Knochen und Gelenke des Handgelenks können die sensorischen Fasern in den darüber verlaufenden Nerven schädigen und die Empfindung der Hand beeinträchtigen.

Die weitere Verarbeitung aller sensorischen Informationen im Gehirn ermöglicht es uns, Gegenstände, die wir in der Hand halten, zu „erkennen“, ohne sie zu sehen. Dies wird als Stereognose bezeichnet (siehe Kapitel 3).

Schließlich wird die Hand zur Kommunikation und zum Ausdruck von Gefühlen eingesetzt. Beobachten Sie, wie Menschen ihre Hände benutzen, wenn sie sich begrüßen oder sich in einer Gruppe unterhalten. Die Hände ergänzen und verstärken das gesprochene Wort auf bewusste Weise oder werden unbewusst als „Körpersprache“ eingesetzt.

Zusammengefasst sind die Funktionen der Hand:

• die Ausführung feiner manipulativer Bewegungen;
• zum Greifen und Loslassen von Gegenständen und Werkzeugen;
• als Sinnesorgan für die Erkundung der Umwelt und das Erkennen von Gegenständen;
• in der Kommunikation und im Ausdruck von Emotionen.

Bewegungen der Hand: Finger und Daumen

Die Bewegungen der Hand werden von Muskeln ausgeführt, die zum Teil von der Hand (intrinsische Muskeln) und zum Teil vom Unterarm (extrinsische Muskeln) ausgehen und über das Handgelenk in die Hand übergehen. Die Hand führt komplexe und präzise Bewegungen bei der Handhabung von Utensilien, Werkzeugen und Geräten des täglichen Lebens aus. Die zunehmende Verwendung elektrisch betriebener Geräte im Haushalt und am Arbeitsplatz hat dazu geführt, dass die Hand weniger Kraft aufwenden muss, dafür aber eine größere Vielfalt an Präzisionsbewegungen für die Bedienung von Schaltern und Bedienelementen erforderlich ist.

Eine große Anzahl von Muskeln, die ihren Ursprung sowohl im Unterarm als auch in der Hand haben, setzen in den Fingern und dem Daumen an. Die meisten Sehnen dieser Muskeln verlaufen über mehrere Gelenke, und die Kombinationen verschiedener Zugrichtungen der Sehnen ermöglichen es den Fingern, sich auf verschiedene Weise zu bewegen.

• Die fünf Ziffern sind von lateral (Daumen) bis medial von 1-5 nummeriert.
• Die Finger werden mit Namen bezeichnet: Zeigefinger, Mittelfinger, Ringfinger, kleiner Finger.
• Die zentrale Achse der Hand verläuft durch den dritten Mittelhandknochen und den dritten (Mittel-)Finger.
• Wenn sich die Finger trennen, bewegen sich die anderen Finger von der zentralen Achse weg (Abbildung 6.8).
• Die Namen der Muskeln, die die Finger bewegen, lauten „Digitorum“, während diejenigen, die den Daumen bewegen, „Pollicis“ heißen. Die Thenarmuskeln sind mit dem Daumen verbunden, die Hypothenarmuskeln mit dem kleinen Finger.

Gelenke der Finger und des Daumens

Die wichtigsten Gelenke sind in Abbildung 6.9 dargestellt.

Die MCP-Gelenke (Metacarpophalangealgelenke), die auch als Fingerknöchel bezeichnet werden, werden durch die Gelenke der Köpfe der Mittelhandknochen mit den ovalen Einbuchtungen an der Basis der proximalen Fingerglieder gebildet. Der Daumen hat ebenso wie die vier Finger ein MCP-Gelenk. Die MCP-Gelenke der Finger sind synoviale, ellipsoide, biaxiale Gelenke. Jedes MCP-Gelenk der Finger hat ein kräftiges Ligamentum palmaris, das fest mit dem Fingerglied, aber locker mit dem Mittelhandknochen verbunden ist. Die palmaren Bänder dieser vier Gelenke sind durch ein tiefes transversales Band verbunden, das die Köpfe der Mittelhandknochen zusammenhält und den Handflächenkörper bildet. Die Kollateralbänder sind Bänder auf beiden Seiten der Gelenke (Abbildung 6.9). Die Bewegungen der MCP-Gelenke ermöglichen die Beugung und Streckung, Abduktion und Adduktion der Finger. Bei der Abduktion bewegen sich die Finger vom Mittelfinger weg, der die zentrale Achse der Hand bildet.

Abbildung 6.8 Palmaransicht der rechten Hand; Lage der Gelenke.