肌动学—-关节运动的力
你是否也曾对一些肌肉的功能有不解的情况?例如:
胸大肌上束可以使肩关节外展;
三角肌后束可以使肩关节内收;
屈髋60°后的梨状肌可以内旋髋关节。
在寻常的解剖书上很难找到这个问题的答案,而肌动学则可以帮助我们了解这些问题背后的原理。
今天我们就从肌动学角度分析一个简单的问题:一块肌肉收缩时能否让其作用的关节产生运动。
以图1中梨状肌和闭孔外肌在髋关节处的收缩为例。
此时梨状肌在髋关节垂直轴后侧,并且和转动轴之间有距离(力臂)。
此时梨状肌收缩可产生使髋外旋的力矩(力矩=力×力臂)。而闭孔外肌此时恰巧穿过了髋关节的垂直轴,从而没有力臂,也不能产生使髋关节旋转的力。
但有趣的是,闭孔外肌产生了一个横向把股骨头向髋臼方向的拉力,这个力可以帮助稳定髋关节。
图2
再看图2处臀中肌中间肌纤维对髋关节在水平面的运动,此时肌肉的力与垂直轴平行,所以无法在水平面产生力矩,也就不能让髋关节在水平面旋转。
但臀中肌可以围绕矢状轴让髋关节在冠状面产生外展运动。
通过上述两个例子我们可以总结:作用在一个关节的力如果穿过或平行于转动轴,则不能产生相关力矩,也就是这个力不能围绕此旋转轴让关节产生运动。
如果把肌肉对关节的作用对比开门的动作,可以帮助我们更好的理解此观点,下图中只有C和E可以把门打开,因为这两个力可以围绕门的转动轴产生力矩。
而D、F穿过转动轴,G、H平行转动轴,所以这四个力无法把门打开。所以一块肌肉收缩时,在与它作用的转动轴垂直的平面内产生一个力,且与大于零的力臂相互作用才能产生力矩。
了解这些原理后,分析一块肌肉功能时只需要把运动平面和运动轴加进来,就能知道它的功能以及关节角度改变时对功能的影响。运用好这些也可以让我们平时的训练、评估和康复更高效。
相关名词解析:
没有力臂的力以线性方式推拉物体,而力矩使物体围绕转动轴旋转。
本文作者:马亮