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前锯肌和斜方肌是肩胛骨运动的重要肌肉。前锯肌起于第一到第八肋骨外侧面,止于肩胛骨内侧缘和下角。斜方肌起于枕骨、颈椎和胸椎棘突,止于锁骨外三分之一、肩峰和肩胛冈。这两块肌肉在肩胛骨的稳定和运动中发挥着重要的协同作用,特别是在上肢举高动作中形成力偶机制。
力偶是生物力学中的重要概念。它由两个大小相等、方向相反、作用线平行但不重合的力组成。力偶的特征是合力为零,但会产生转矩,只产生旋转效应而不产生平移。转矩的大小等于力乘以力偶臂,转矩方向遵循右手定则。这种力学原理在人体肌肉协同作用中有重要应用。
前锯肌具有多重功能。首先是肩胛骨前伸,将肩胛骨向前向外拉动。其次是肩胛骨上回旋,上部纤维向前外拉动肩胛骨上角,下部纤维向前拉动下角,形成绕旋转中心的上回旋运动。此外,前锯肌还维持肩胛骨紧贴胸壁,防止肩胛骨翼状突出。这些功能为上肢举高动作提供了重要的肩胛骨稳定基础。
斜方肌分为三个功能不同的部分。上斜方肌主要负责肩胛骨上提和上回旋,同时参与头颈后伸和侧屈。中斜方肌主要功能是肩胛骨内收,将肩胛骨向脊柱方向拉动,维持肩胛骨稳定。下斜方肌则负责肩胛骨下降和上回旋,特别重要的是它与前锯肌形成力偶,共同完成肩胛骨的上回旋运动,这对上肢举高动作至关重要。
前锯肌与斜方肌形成力偶的具体机制是:前锯肌上部向前外拉动肩胛骨上角,下斜方肌向内下拉动肩胛骨内侧缘。这两个力大小相等、方向相反,作用线平行但不重合,形成典型的力偶。力偶的转矩等于力乘以力偶臂,产生纯旋转运动,使肩胛骨绕旋转中心稳定地进行上回旋,为上肢举高提供必要的肩胛骨运动基础。