【科技时代】掰指关节的“咔咔”声音从哪儿来?

编辑:杨戈 来源:德州新闻网 时间:2015-04-17 16:26 [打印] [ ] 论坛 微博
关键词:掰手指 咔吧声 手指关节响
  掰手指关节时的发出的“咔咔”声是怎么来的?这个问题看似简单,但却一直没有确定的答案。

  掰手指关节时的发出的“咔咔”声是怎么来的?这个问题看似简单,但却一直没有确定的答案。

  在关节处存在一个封闭的腔体(关节腔),其中有少量关节滑液。可以肯定的是,掰指关节的声音是在关节腔被拉伸时产生的,但这个声音具体的来源却众说纷纭。在此之前,科学家们对此提出了若干种不同的假说,有人认为关节腔拉伸时,其中的压力减小,液体中溶解气体逸出的过程导致了声响,而有人则认为声响来自气泡破裂的过程,也有人认为韧带在其中起了作用,不过,他们都还没有找到充足的证据支持自己的观点。

关节的基本构造

 

  而在最近,来自加拿大阿尔伯塔大学的研究人员利用磁共振实时电影成像对这一过程进行了记录,为我们展现了有关“关节发声”的更多细节。这项发表在《公共科学图书馆•综合》(PLOS ONE)上的研究[1]指出,与破裂相比,关节腔中空泡的形成更有可能与掰指关节的声响有关。

  研究者们找到了一位成年男性志愿者,并对他双手的十个掌指关节分别进行了观察。在实验中,研究人员利用了一种特殊装置(如下图),让受试者俯卧在MRI机器中,固定手掌,将待观测的掌指关节固定在射频线圈上,并将该关节对应的手指插在管状指套中,指套与一根绳子相连。随后,通过缓慢牵拉绳子拉伸关节腔,就可以让关节发出声响。在对十个手指关节进行的实验中,有五次在关节发出声响后立即停止牵拉,而其余的五次实验在发出声响后再持续施力5秒钟左右。通过MRI实时成像,研究者们捕捉到了关节腔内部的动态变化。

研究中所用的实验设备。图片来自原论文。

 

  通过对影像的分析,研究者们发现,当关节受到拉力时,关节面一开始并不会发生明显的位移,而当拉力克服了阻力之后,关节腔会较快地发生拉伸,并产生一个黑色的气体“空腔”。在关节发出声响时,这个空腔持续存在,而且没有破裂的迹象。由此看来,气体空泡的形成与关节发出声响的关系比较密切,而“气泡破裂发声”的假说则没有找到证据支持。

 

 实时核磁成像记录下关节拉伸并发出声音的过程。

 

  除此之外,研究者们还有一个意外发现:在关节即将发出声响的瞬间,他们从图像中发现了一处信号增强的白点。之前并没有人报告发现过类似的现象,它出现的原因也还有待进一步研究。

 

研究者在图像中发现的“白点”。图片来自原论文

 

  由于MRI技术的局限,该项研究无法详细观测到发出声响时关节内部各处发生的变化,也无法解释牵拉停止之后空泡是如何消失的。同时,研究者们也还无法解释为什么空泡形成的过程中会出现如此明显的声响。这还只是一个初步的研究,不过,它也为我们理解这个生活中常见现象的本质提供了更多信息。(编辑:窗敲雨)

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