107年:物治基礎(2)
下列那個情形會使前十字韌帶產生最大的形變?
A膝關節接近完全伸直,股四頭肌收縮
B膝關節接近完全彎曲,股四頭肌收縮
C膝關節接近完全伸直,膕旁肌收縮
D膝關節接近完全彎曲,膕旁肌收縮
詳細解析
本題觀念:
前十字韌帶(anterior cruciate ligament, ACL)的形變(strain/deformation)受兩個主要因素影響:膝關節角度與肌肉收縮的方向。股四頭肌(quadriceps)收縮時產生向前的脛骨剪力(anterior tibial shear force),在膝關節接近完全伸直時對 ACL 的張力最大;而膕旁肌(hamstrings)收縮則產生向後的脛骨拉力,有助於減輕 ACL 負荷。
選項分析
(A) 膝關節接近完全伸直,股四頭肌收縮 正確。股四頭肌收縮產生的向前脛骨剪力(anterior tibial shear force)在膝關節接近完全伸直(0–40°)時最大,因為此角度股四頭肌做功所需的力矩臂最小而前向分力最大。研究顯示 ACL 應變峰值約在膝屈 15° 時發生,且在 0–45° 範圍內,股四頭肌顯著增加 ACL 相對於被動狀態的應變。
(B) 膝關節接近完全彎曲,股四頭肌收縮 不正確。膝關節屈曲角度越大(60° 以上),股四頭肌對 ACL 的前向剪力越小;在約 60° 以上角度,反而是後十字韌帶(PCL)承受較大負荷。
(C) 膝關節接近完全伸直,膕旁肌收縮 不正確。膕旁肌(hamstrings)收縮產生的是向後的脛骨拉力,有助於對抗 ACL 的前向應
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