膝关节锁扣机制的力学理论是这么认为的:
当膝关节由伸直位到屈曲位活动时,胫骨随着屈曲角度的增加出现内旋活动,当膝关节屈曲至90°~120°时胫骨旋转活动范围能达到最大45°;而当膝关节由屈曲到伸展的最后阶段时,胫骨会向外转动,使得ACL 拉紧,固定膝关节,此过程称之为膝关节的“扣锁机制”。
因此我们可以看出,在膝关节屈伸过程中必须伴随着回旋。
作为人体中最大最复杂的关节之一,膝关节它的运动包含了很多复杂的机制,今天我们就来了解一下它的“锁扣”机制和能够打开“锁扣”的钥匙—腘肌。
我先解释下为什么说腘肌是膝关节的“钥匙”,人体的膝关节在屈曲以及伸直过程中并不只是矢状面内的动作,它还必须伴随一个旋转。
正常情况下,伸膝伴随膝关节的外旋,这种机制可以增大膝关节整体接触面积,有利于实现膝关节伸直时的稳定 。当膝关节从伸直到屈曲位置时,由于膝关节被胫骨在股骨上的伸展与外旋合并锁住,若想屈曲,膝关节必须先内旋解除这种“锁扣”机制。
其主要的作用是屈曲膝关节。当膝关节于伸直或闭锁姿势下准备做屈曲动作时,腘肌收缩提供重要的内旋力矩,以解锁及启动膝关节开始屈曲。当胫骨相对于股骨伸直以及外旋时,膝关节会处于机械性闭锁的位置。例如,要将膝关节由伸直后屈曲至蹲下的姿势,动作过程中需要股骨相对于固定的胫骨做些微的外转。腘肌具有像股骨外转的能力,因此可做出膝关节内旋。
从肌肉功能解剖角度去看,能完成膝关节内旋的肌肉有很多,例如半腱肌、半膜肌、缝匠肌等都具备让膝关节内旋的能力,为什么比它们体积要小得多的腘肌能成为膝关节的“钥匙”呢?我们可以观察一下在膝关节在伸直状态时,上述能使膝关节内旋的肌肉拉力线几乎是垂直的,这极大的削弱了他们使膝关节旋转的能力。而腘肌作为膝关节重要的内旋和屈肌,其斜行的拉力线为它旋转伸直的膝关节提供了非常大的优势,所以它被称为膝关节的“钥匙”。