廣義的肩關節是由胸鎖關節、鎖骨、肩鎖關節、肩胛骨、盂肱關節、肱骨近端以及肩胛胸壁關節共同組成的複雜結構（如圖1）。胸鎖關節圍繞水平軸、垂直軸及前後軸形成六個方向的運動。分別為向前的旋轉、向後的旋轉、前伸、後伸、上舉及下壓。其中上舉可達35°，前、後伸35°，延鎖骨長軸的軸向旋轉可達45°-50°
靜息位,關節面及其指向,上肢上舉,上肢外旋,旋轉中心,擴展閱讀,
圖1 肩關節（1.肩關節骨、神經和血管系統；2. 盂肱關節）
肩鎖關節的運動可包括鎖骨相對於肩胛骨在三個方向上的運動，即前後運動、上下運動以及軸向旋轉運動。其中前後向的運動範圍最大，約為上下方向的運動範圍的3倍。對於鎖骨相對肩峰前後方向的旋轉運動的限制作用主要來自於肩鎖關節囊的前後部纖維。喙鎖韌帶，主要是錐狀韌帶限制了鎖骨相對肩峰的向上方的運動。實際上並沒有韌帶結構限制鎖骨向下方的運動。
鎖骨潛在可達到的運動範圍超過在實際活動中所達到的運動範圍。在上肢上舉過程中，鎖骨的上舉最大可達30°，發生在上肢上舉至130°左右時。在上肢上舉的前40°時鎖骨相對肩峰前伸10°，此後至在上肢上舉達130°之前， 鎖骨並沒有進一步的前伸。而若此後上肢繼續上舉至極限時，鎖骨還有15°～20°的前伸。在上肢上舉的整個過程中，鎖骨相對於肩峰的軸向旋轉活動不超過10°對於上肢活動來說: 更重要的是發生在胸鎖關節的鎖骨軸向旋轉運動，將鎖骨與喙突以螺釘固定並不會明顯影響肩關節的上舉活動。 但若胸鎖關節強直則上肢即不能上舉超過90°。
整個肩胛帶的活動範圍超過了人體上其它任何一個關節的活動度，上肢可外展上舉近180°，內、外旋活動範圍加起來超過150°，圍繞水平運動軸的前屈及後伸活動範圍加起來接近170°。這么大的運動範圍是發生在胸鎖關節、肩鎖關節、盂肱關節及肩胛骨胸壁關節的運動範圍所綜合在一起達到的。其中主要的運動發生在盂肱關節和肩胛骨胸壁關節上，而在運動範圍的極限部分，胸鎖關節的運動也很重要。
靜息位
肩胛骨的靜息位是相對軀幹的冠狀面向前旋轉30°。另外從後方看，肩胛骨長軸相對於軀幹的長軸向上方旋轉3°。最後，從側方看，肩胛骨靜息時相對於軀幹的冠狀面前屈20°。肱骨頭靜息時位於肩盂的中心。肱骨頭及肱骨幹均位於肩胛骨平面內。肱骨頭關節面相對於肱骨幹有30°的後傾。
關節面及其指向
肱骨頭的關節面約占整個球型的表面積的1/3,並呈120°的圓弧狀。相對肱骨幹長軸，肱骨頭關節面有45°的向上傾斜。相對於肱骨遠端兩髁之間的連線，肱骨頭關節面後傾30°。肩盂的形狀像一個反向的逗號。一般來說，肩盂關節面相對於肩胛骨內緣有約5°的向上傾斜，並且肩盂關節面相對於肩胛骨有平均7°左右的後傾。
上肢上舉
肩關節最重要的功能為使上肢上舉，因此對目前這一動作有詳盡的研究。研究的重點在於，在上肢上舉的過程中，盂肱關節及肩胛胸壁關節各自的運動範圍有多大，也就是經常說到的肩胛骨、肱骨節律的問題。在上舉的前30°內，盂肱關節的運動範圍占較大比例，而在最後60°上舉活動中，盂肱關節和肩胛胸壁關節的運動度是基本相等的。最終，在整個上臂上舉的過程中，盂肱關節和肩胛胸壁關節的總運動角度的比例約為2:1。另外從側方看隨著上肢的上舉，肩胛骨相對於胸壁亦有前後方向的旋轉運動。在上舉的前90°內，肩胛骨相對於胸壁旋前約6°；在隨後的上肢繼續上舉的過程中，肩胛骨又向後旋轉16°。因此，在上肢極限上舉時，肩胛骨處於相對於靜息位向後旋轉10°的位置。
上肢外旋
實驗證明，在上肢極度上舉時必伴隨肱骨頭的外旋以使肱骨大結節能避開喙肩弓從而避免發生撞擊。另外上舉時肱骨的外旋運動還可放鬆盂肱關節下方的韌帶結構使上臂能達到最大限度的上舉。上肢可在不同位置上舉，因此我們對上肢上舉活動的描述需說明一方面此時上肢所在平面相對於肩胛骨平面之間的夾角L 另一方面還需明確在肢體上舉的平面內，上肢上舉所達到的角度。在肩胛骨固定的模型上，上臂上舉時上舉角度與肱骨外旋角度的關係。上臂最大程度的上舉發生在肱骨活動平面位於肩胛骨平面前方23°時。肱骨在肩胛骨平面前方的任一角度的位置上舉時，均伴有肱骨幹的外旋。最大限度上舉時肱骨幹外旋達35°。而在肱骨幹內旋時上臂最大上舉位於肩胛骨平面後方20°～30°的平面內，且此時上臂上舉最大僅為115°。
旋轉中心
對肩關節運動的研究表明，盂肱關節旋轉中心位於肱骨頭幾何中心旁。這表明在盂肱關節旋轉過程中，肱骨頭的移位很小。在整個上臂上舉的過程中，肱骨頭僅向上移位約4 mm。因此，若肱骨頭向上移位過大，可能意味著存在肩袖的缺損或肱二頭肌長頭腱的斷裂。上舉過程中肩胛骨的旋轉中心位於肩峰尖端。
由於盂肱關節的旋轉中心很接近於肱骨頭的幾何中心，在盂肱關節旋轉時肱骨頭的移位很小，這就證實了目前所用的非限制型盂肱關節假體設計上的合理性。另外，對於肱骨頭和肩盂之間半徑的不匹配，最佳值應為3～4mm,因為這樣就可以複製出正常關節在運動過程中肱骨頭的微小移位。
擴展閱讀
- 胡耿丹, 王樂軍, 牛文鑫. 運動生物力學. 同濟大學出版社. 2013年12月, 第1版.
