## Episode139: Kinesiology of Knee joint#11
Biomechanics of the tibiofemoral joint##
ข้อเข่าเป็นข้อต่อที่มีความซับซ้อนและรับน้ำหนักมาก การเข้าใจกลไกการทำงานของข้อเข่าจึงมีความสำคัญในการรักษาและฟื้นฟูผู้ป่วยที่มีปัญหาในบริเวณนี้ ในบทความนี้ผมจะมาพูดถึง biomechanics ของข้อต่อหลักของเข่า นั่นคือ "tibiofemoral joint" กันครับ
Tibiofemoral joint เป็นข้อต่อที่เกิดจากการเชื่อมต่อกันระหว่าง femoral condyles กับ tibial plateau โดยมี meniscus อยู่ตรงกลางช่วยรับแรงและกระจายน้ำหนัก ข้อต่อนี้จัดเป็น modified hinge joint ที่มีการเคลื่อนไหวหลักเป็น flexion-extension แต่ก็ยังมีการเคลื่อนไหวในแนวอื่นเล็กน้อยเพื่อให้การทำงานของข้อเข่าสมบูรณ์
ความมั่นคงของข้อเข่าเกิดจากโครงสร้างหลายอย่างร่วมกัน ทั้ง static stabilizers และ dynamic stabilizers โดย static stabilizers ที่สำคัญคือ cruciate ligaments และ collateral ligaments ส่วน dynamic stabilizers คือกล้ามเนื้อรอบๆข้อเข่า โดยเฉพาะ quadriceps และ hamstrings ที่ทำงานร่วมกันในการควบคุมการเคลื่อนไหวของข้อเข่า
การเคลื่อนไหวของ tibiofemoral joint มีความซับซ้อนมาก เพราะนอกจาก flexion-extension แล้ว ยังมีการเคลื่อนไหวอื่นๆที่เกิดร่วมด้วยเสมอ เราเรียกการเคลื่อนไหวที่เกิดร่วมนี้ว่า "coupled motion" ครับ
ถ้าเราลองสังเกตการเคลื่อนไหวของข้อเข่าในท่า extension เราจะพบว่าในช่วงท้ายๆของ extension จะมีการเกิด external rotation ของ tibia เสมอ เราเรียกปรากฏการณ์นี้ว่า "screw-home mechanism" เป็นกลไกที่ช่วยล็อคข้อเข่าให้มั่นคงในท่ายืน
การเกิด screw-home mechanism มีสาเหตุมาจากความแตกต่างของขนาดระหว่าง medial และ lateral femoral condyles โดย medial femoral condyle จะยาวกว่าและมีรัศมีความโค้งมากกว่า lateral femoral condyle เมื่อเข่าเหยียดจนสุด lateral femoral condyle จะหมุนจนสุดก่อน ในขณะที่ medial femoral condyle ยังคงหมุนต่อไปได้อีกเล็กน้อย ทำให้เกิดการหมุนของ tibia ออกด้านนอกประมาณ 5-10 องศาในช่วงท้ายของการเหยียดเข่า
กลไกนี้มีความสำคัญมากเพราะช่วยล็อคข้อเข่าในท่ายืน ทำให้เราสามารถยืนได้โดยใช้พลังงานจากกล้ามเนื้อน้อยลง นอกจากนี้ยังช่วยเพิ่มความมั่นคงให้กับข้อเข่าในท่าที่รับน้ำหนักด้วย โดยมี cruciate ligaments และ collateral ligaments เข้ามาช่วยเสริมความมั่นคงในตำแหน่งนี้
ในทางกลับกัน เมื่อเริ่มงอเข่า tibia จะต้องหมุนเข้าด้านใน(internal rotation) ก่อนประมาณ 5-10 องศา เพื่อที่จะ "unlock" ข้อเข่าและทำให้การงอเข่าเกิดขึ้นได้อย่างราบรื่น การเคลื่อนไหวนี้จะเกิดขึ้นโดยอัตโนมัติจากการทำงานของ popliteus muscle ซึ่งจะหดตัวเป็นตัวแรกเมื่อเริ่มงอเข่า
ในแง่ของ arthrokinematics การเคลื่อนไหวของข้อเข่าจะเป็นการผสมผสานระหว่าง rolling และ sliding ของ femoral condyles บน tibial plateau โดยสัดส่วนของ rolling และ sliding จะเปลี่ยนไปตามองศาการเคลื่อนไหว
ในช่วงแรกของการ flexion (0-20°) การเคลื่อนไหวจะเป็น pure rolling เป็นส่วนใหญ่ หลังจากนั้นจะค่อยๆเปลี่ยนเป็น sliding มากขึ้นเรื่อยๆ จนในช่วงท้ายของ flexion การเคลื่อนไหวจะเป็น sliding เป็นหลัก การเปลี่ยนแปลงนี้เกิดขึ้นเพื่อป้องกันไม่ให้ femur เคลื่อนออกนอก tibial plateau
นอกจากนี้ถ้าเราสังเกตที่ femoral condyles จะพบว่ามีรัศมีความโค้งไม่เท่ากันในแต่ละส่วน ทำให้จุดหมุน(instant center of rotation)ของข้อเข่าเปลี่ยนไปตามองศาการเคลื่อนไหว เราเรียกการเคลื่ยนแปลงนี้ว่า "instant center pathway"
การที่รัศมีความโค้งของ femoral condyles ไม่เท่ากัน ทำให้การเคลื่อนไหวของ medial และ lateral condyles ไม่เหมือนกัน โดย lateral condyle จะมีการเคลื่อนไหวมากกว่า medial condyle ทำให้เกิดการหมุนของ tibia ในแนว horizontal plane ร่วมด้วยเสมอ
ในแง่ของการรับน้ำหนัก tibiofemoral joint ต้องรับแรงกดที่มากในชีวิตประจำวัน โดยเฉพาะในท่าที่มีการงอเข่า เช่น การเดินลงบันได หรือการลุกนั่ง แรงที่กระทำต่อข้อเข่าอาจสูงถึง 7 เท่าของน้ำหนักตัว
การที่ข้อเข่าต้องรับแรงมาก ร่างกายจึงมีกลไกหลายอย่างที่ช่วยลดแรงกระแทก ทั้ง meniscus ที่ช่วยกระจายแรง, articular cartilage ที่ช่วยลดแรงเสียดทาน และการทำงานร่วมกันของกล้ามเนื้อรอบข้อเข่าที่ช่วยดูดซับแรงกระแทก
โดยสรุปแล้ว biomechanics ของ tibiofemoral joint มีความซับซ้อนมาก มีทั้งการเคลื่อนไหวหลักและการเคลื่อนไหวที่เกิดร่วม การเข้าใจกลไกเหล่านี้จะช่วยให้เราสามารถประเมินและรักษาผู้ป่วยที่มีปัญหาข้อเข่าได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นครับ
ถ้าชอบเนื้อหาแบบนี้ผมฝากกด like กดแชร์ กดติดตามเพจphysioupskillด้วยนะครับ ส่วนถ้าใครมีข้อสงสัยอะไรก็commentไว้ด้านล่างได้เลยครับ
_PhysioUpskill_
#Physioupskill
⭐สำหรับใครที่อยากเรียนรู้เพิ่มเติม สามารถอ่านบทความอื่นๆได้ที่ https://physioupskill.com/บทความ/ หรือดูรายละเอียดคอร์สเรียนของเพจได้ที่ https://physioupskill.com/คอร์สเรียน/ ได้เลยครับ
Ref.
Neumann, D. A. (2017). Kinesiology of the musculoskeletal system: Foundations for Rehabilitation. Mosby.
Levangie, P. K., & Norkin, C. C. (2011). Joint structure and function: A comprehensive analysis. F.A. Davis Company.
โฆษณา
- ดาวน์โหลดแอปพลิเคชัน
- © 2025 Blockdit
