二、骶髂關節的生物力學特點

（一）骶髂關節骨性結構的生物力學特點

1.骶骨的生物力學特征

骶骨呈上寬下窄形態，具有較強的承重能力，對維持人體生物力學穩定起到重要作用。骶骨的凹面緊密嵌入髂骨的凸面，起到了支撐人體軀干并將負載傳至下肢的作用。骶骨的耳狀面后上方較前上方寬大，而其前下部較后下部寬，這種解剖學結構特點，增強了骶骨在腰部屈伸時的穩定性。骶椎上寬下窄，呈楔狀插入兩側髂骨之間，故此處負重越大，骶髂關節面越緊密，這種現象被稱為骶髂關節的“自鎖現象”，這種倒插結構被稱為“自動內鎖裝置”，可增大關節面間的摩擦阻力，防止骶骨下滑過度，同時起到防止骶骨向后位移的作用。骶骨底的運動朝向前下，而骶骨內側面的運動朝向后上，過種排列與拱橋上拱心石的作用相似，施加的壓力越大，抵抗力就越大。有學者通過計算機模擬技術測得骶骨承重1000N（牛頓）時，骶髂關節向側方移位0.5mm，向腹側移位1.8mm，向下方移位1.5mm。

2.骶髂關節的生物力學特點

骶髂關節屬于骨盆環的后環，是支撐人體軀干并完成力學傳導的重要結構。骨盆位于軀干的基底，它支托腹部并連接脊柱和下肢，支撐體重。兩個對稱的髂骨和骶骨憑借兩側骶髂關節和前方的恥骨聯合連成一體，形成骨盆環，相互傳遞應力。骶髂關節上連腰骶關節，下連髖關節，起到承上啟下的作用，在骨盆生物力學結構中主要負責維持骨盆的穩定及將人體上部的重力平均分給兩側髖關節。骨盆前部結構對骨盆環穩定起到的作用只占40%，而后部結構的作用占60%。骶髂關節面的自身形態為其提供穩定的力學結構。骶髂關節是人體內最大的軸式關節，平均表面積有17.5cm2，活動度非常小，較難測量。骶髂關節的關節面并非矢狀面，而是呈螺旋狀。有學者利用計算機輔助圖像分析系統對骶髂關節面形態進行分析，結果顯示骶骨和髂骨的耳狀面在外形上相對應，呈齒輪樣咬合的特殊關節面形態；骶髂關節中部隆起，并向髂骨關節面頭支和尾支的中軸線方向延伸，關節面中部凹凸程度最大，形成穩定的力學結構；凹凸的增多適應了骶髂關節間強大的應力作用；應力載荷是造成骶髂關節面粗糙的主要因素，關節面粗糙可有效增加摩擦系數。

（二）骶髂關節軟組織結構的生物力學特點

1.骶髂關節周圍韌帶的生物力學特點

骶髂前韌帶可加強骶髂關節囊前部及下部的穩定性，阻擋髂骨外旋及垂直剪式應力；骨間韌帶可防止骶髂關節在垂直軸和前后軸上出現位移和分離；骶髂后韌帶可以阻擋剪式應力及髂骨內旋，防止骶骨前移。Tile（蒂勒）通過力學研究證實，如果能保持骶骨后韌帶復合體的完整，即使其他韌帶均斷裂，也不會發生骨盆的上下移位及前后移位。該復合體控制旋轉力的骶結節韌帶的作用是防止骶骨沿左右軸旋轉（屈曲）。理論上，骶骨沿垂直軸的旋轉，將使同側骶結節韌帶的應力增加，骶棘韌帶的功能是對抗左右軸和垂直軸上的旋轉。骶結節韌帶和骶棘韌帶還具有阻止骶骨向腹側傾斜的作用。可見，骶髂關節周圍的韌帶起到了維持骶髂關節穩定性的作用，它們與骶骨、髂骨及其周圍肌肉共同構成了骶髂關節的解剖學穩定系統和生物力學穩定系統。

2.骶髂關節周圍肌肉的生物力學特點

髂骨在骶骨關節面上主要受兩個方向的旋轉力，一個是向前旋轉力，另一個是向后旋轉力。股直肌、腹直肌、闊筋膜張肌強烈收縮時，可使髂骨在骶髂關節面上向前旋轉；當下肢固定時，臀大肌的收縮會使骨盆向后傾斜，并引起股二頭肌、半腱肌、半膜肌、腘繩肌的收縮，造成坐骨結節向前下方旋轉，從而導致髂骨在骶髂關節面上向后旋轉。

髂骨在骶骨關節面上受到旋轉力，只是引起骶髂關節半脫位的條件之一，只有當其超過足以超過關節穩固力的極限時，才會破壞骶髂關節的穩定性。通常情況下，人體運動是在神經支配下的協調運動，一塊或一群肌肉收縮時都會伴有其拮抗肌的放松。做自主運動時，關節不但不會超過功能位置，反而會對骶髂關節的穩定性起到重要作用。有學者利用能夠感應骶骨與髂骨相對運動的彩色多普勒超聲成像技術，研究肌肉對骶髂關節穩定性的作用，結果表明股二頭肌、臀肌的運動可以增強骶髂關節的穩定性，并有助于改善負荷自脊柱向下肢傳導的效果。Pel（佩爾）等用靜態3D（三維）模型研究站立時不同情況下骶髂關節剪切力的減少程度，通過用生物力學分析骶髂關節的穩定性，結果表明髖關節屈肌和伸肌的收縮可以使骶髂關節間的壓力增加70%，剪切力減少20%，腹橫肌和盆底肌的收縮可以使骶髂關節間的壓力增加400%，剪切力也減少20%。另有研究表明，所有鄰近骶髂關節的肌肉均有纖維擴張部折入其前、后方的韌帶，以加強關節囊及韌帶的力量，共同維持關節的穩定性，并有筋膜在肌肉后方進一步加強力量。由于肌肉主要在關節的后方，因此骶髂關節前方的力量較薄弱，肌肉活動可能會增大骶髂關節前后力量的不均衡。