⚙️ Dr. W EP. 212: "ไขความลับ 'กลไกบิดล็อค' ของเข่า (Screw-Home Mechanism) 🦵 ทำไมเราถึงยืนตรงได้โดยไม่เกร็ง?"

สวัสดีครับ! Dr. W กลับมาอีกครั้งกับหัวข้อชีวกลศาสตร์ (Biomechanics) ที่สำคัญที่สุดเรื่องหนึ่งของข้อเข่าครับ

เคยสงสัยไหมครับว่าทำไมเวลาเรายืนเหยียดเข่าตรงสุดๆ (Full Extension) เข่าของเราถึงรู้สึก "มั่นคง" หรือ "ล็อค" เข้าที่ได้เองโดยอัตโนมัติ? คำตอบอยู่ในกลไกมหัศจรรย์ที่เรียกว่า "Screw-Home Mechanism" (SHM) หรือ "กลไกการบิดล็อคแบบเกลียว" ครับ

➡️ SHM คืออะไร?

มันคือ "การหมุนที่เกิดขึ้นโดยอัตโนมัติ" (Automatic rotation) ที่เกิดขึ้นในช่วง 20-30 องศาสุดท้ายของการ เหยียดเข่า (Knee Extension) ครับ

กลไกนี้เป็นการ "ล็อค" ข้อเข่าด้วยการบิดหมุน เพื่อให้ข้อเข่าอยู่ในจุดที่มั่นคงที่สุดในท่าเหยียดตรง และสิ่งสำคัญคือ: มันเป็นกลไกที่ "คู่ควบ" (Mechanically coupled) ไปกับการงอ-เหยียด เราไม่สามารถสั่งให้มันหมุน (หรือหยุดหมุน) แยกต่างหากในขณะเหยียดเข่าได้

📊 อะไรคือ 3 ปัจจัยหลักที่ทำให้เกิดการ "บิดล็อค" นี้?

รูปทรงของกระดูก (Medial Femoral Condyle Shape): นี่คือปัจจัยหลักที่สำคัญที่สุดครับ! ปุ่มกระดูกต้นขาด้านใน (Medial Femoral Condyle - MFC) มีขนาดพื้นผิวข้อต่อที่ "ยาวกว่า" ด้านนอก และพื้นผิวข้อต่อนี้มี "ความโค้ง" ที่บิดออกด้านข้าง (curves laterally) ประมาณ 30 องศา ความไม่สมมาตรนี้เองที่บังคับให้กระดูกหน้าแข้ง (หรือต้นขา) ต้อง "ไถลและบิดหมุน" ตามร่องนี้เมื่อเหยียดจนสุด

ความตึงของเอ็น (ACL Tension): เมื่อเราเหยียดเข่าจนสุด เส้นเอ็นไขว้หน้า (ACL) จะ "ตึงตัว" (passive tension) ความตึงนี้จะช่วย "นำทาง" (Guides) และจำกัดการเคลื่อนไหวของกระดูกหน้าแข้ง บังคับและส่งเสริมให้เกิดการหมุนออกนอกในจังหวะสุดท้าย

แรงดึงของกล้ามเนื้อ (Quadriceps Lateral Pull): แนวแรงดึงโดยรวมของกล้ามเนื้อต้นขาด้านหน้า (Quads) โดยเฉพาะมัดนอก (Vastus Lateralis) จะมีแรงดึงที่เฉียงไปด้านนอกเล็กน้อย (Slight lateral force) แรงนี้ช่วยดึงกระดูกหน้าแข้งให้หมุนออกในช่วงสุดท้ายของการเหยียด

⚙️ ผลลัพธ์การเคลื่อนไหว (ที่มักสับสนกัน!)

การ "บิดล็อค" นี้เกิดขึ้น 2 รูปแบบ ขึ้นอยู่กับว่าส่วนไหนกำลังเคลื่อนที่ (Open Chain vs. Closed Chain):

Open Chain (Tibial-on-femoral): (เช่น นั่งเตะขาบนเครื่อง Leg Extension หรือเตะลม)

กระดูกต้นขา (Femur) อยู่นิ่ง

กระดูกหน้าแข้ง (Tibia) "หมุนออกนอก" (External Rotation) (ประมาณ 10 องศา) เทียบกับกระดูกต้นขา

Closed Chain (Femoral-on-tibial): (เช่น ลุกขึ้นยืนจากท่า Squat หรือ ยืนตัวตรงรับน้ำหนัก)

กระดูกหน้าแข้ง (Tibia) ถูกตรึงอยู่กับพื้น

กระดูกต้นขา (Femur) "หมุนเข้าใน" (Internal Rotation) เทียบกับกระดูกหน้าแข้งที่ตรึงอยู่

⭐ ไม่ว่าจะแบบไหน... ผลลัพธ์สุดท้ายคือข้อเข่าอยู่ในตำแหน่ง "ล็อค" ที่มีการหมุนออก (Relative External Rotation) ที่มั่นคงเหมือนกันครับ

🏆 ความสำคัญทางคลินิก (ทำไมเราต้องมี SHM?)

เพิ่มความแนบสนิทของข้อต่อ (Maximizes Joint Congruence): กลไกนี้ช่วยเพิ่มพื้นที่สัมผัสภายในข้อเข่าให้มากที่สุด (โดยเฉพาะด้านใน (Medial) ที่มีพื้นที่สัมผัส ~375 ตร.มม. เทียบกับ ด้านนอก (Lateral) ~275 ตร.มม.) ทำให้สามารถ "กระจายแรงกด" (Distributes load) ได้อย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้นเมื่อเรารับน้ำหนัก

เพิ่มความมั่นคงสูงสุด (Enhances Stability): นี่คือเหตุผลที่เรา "ยืนตรง" ได้โดยใช้พลังงานกล้ามเนื้อน้อยมาก! การล็อคข้อเข่านี้ช่วย "ลดภาระ" (Reduces muscular demand) ของกล้ามเนื้อ Quads ในท่ายืนตรง ทำให้เรายืนได้นานโดยไม่เมื่อย และสร้างท่าทางที่มั่นคงสำหรับการรับน้ำหนัก (Efficient weight bearing)

💡 Dr. W's Take: "The Unlocker" (ตัวปลดล็อค)

➡️ เมื่อเข่า "ล็อค" (Locked in full extension) ในท่าเหยียดตรงแล้ว... เราจะเริ่ม "งอเข่า" (Initiate Flexion) ได้อย่างไร?

➡️ เราต้องการกล้ามเนื้อที่ทำหน้าที่ "ปลดล็อค" การบิดนี้ก่อน และฮีโร่ในงานนี้คือ กล้ามเนื้อ Popliteus (กล้ามเนื้อเล็กๆ ที่อยู่ด้านหลังเข่า) ครับ!

➡️ ในการเริ่มงอเข่า กล้ามเนื้อ Popliteus จะต้องหดตัวเพื่อ "หมุนย้อนกลับ" (Unlock) โดยการ:

หมุน Tibia (หน้าแข้ง) "เข้าใน" (Internal Rotation) (ใน Open chain) หรือ

หมุน Femur (ต้นขา) "ออกนอก" (External Rotation) (ใน Closed chain)

...เพื่อปลดล็อคเข่าออกจาก SHM เสียก่อน ก่อนที่กล้ามเนื้อ Hamstrings จะเริ่มทำงานงอเข่าต่อไปครับ! (นี่คือเหตุผลที่คนที่มีปัญหาบาดเจ็บหรือเกร็งตัวของกล้ามเนื้อ Popliteus มักจะมีปัญหาในการเริ่มงอเข่า หรือรู้สึกเข่า "ขัดๆ" ติดๆ ครับ)

✨ เคสตัวอย่างจากคลินิก: เจ็บเข่าด้านหลัง-นอก (Posterior-Lateral) เวลางอ... เมื่อ "ตัวปลดล็อค" เข่าทำงานหนักไป ✨

คุณก้อง อายุ 35 ปี เป็นนักวิ่งเทรล (Trail Runner) มาที่ "บ้านใจอารีย์คลินิกกายภาพบำบัด" ด้วยปัญหา เจ็บเข่าด้านหลังฝั่งนอก (Posterior-lateral knee pain) ที่เข่าซ้ายมา 2 เดือน

การประเมิน (Assessment):

➡️ Subjective (อาการและการรับรู้ของผู้ป่วย):

คุณก้องเล่าว่า: "ผมเจ็บแปล๊บๆ ลึกๆ บริเวณข้อพับเข่าด้านนอกครับ (ชี้ไปบริเวณหลังหัวกระดูก Fibula) มันไม่ได้เจ็บตลอดเวลา แต่จะเจ็บชัดมากตอนซ้อมวิ่ง โดยเฉพาะ จังหวะวิ่งลงเขา (Downhill running) ครับ"

ประเด็นสำคัญ (Key Functional Complaint): "นอกจากตอนวิ่งลงเขาแล้ว ผมสังเกตว่ามันจะเจ็บตอน 'เริ่มงอเข่า' หลังจากที่ผมยืนเหยียดตรงนานๆ ครับ จังหวะที่จะย่อตัวนั่ง หรือเริ่มก้าวขา มันรู้สึกเหมือนมีอะไร 'ขัดๆ' หรือ 'ไม่ยอมปลดล็อค' ที่หลังเข่าฝั่งนอกครับ"

➡️ Objective (การตรวจร่างกาย):

ROM: การเหยียดเข่า (Extension) และการงอเข่า (Flexion) ทำได้สุดพิสัย (Full ROM) เมื่อทำแบบ Passive (คนอื่นทำให้)

Palpation (การคลำ): พบจุดกดเจ็บที่ชัดเจน (Exquisite tenderness) บริเวณกล้ามเนื้อและเอ็นกล้ามเนื้อ Popliteus

Functional Test: มีอาการเจ็บแบบเดียวกับที่เล่ามา เมื่อทำท่า Single-leg squat (ย่อขาเดียว) โดยเฉพาะในช่วง 15-20 องศาแรกของการย่อตัว (ซึ่งเป็นจังหวะที่เข่าต้อง "ปลดล็อค" จากท่าเหยียดตรง)

Analysis: การวิ่งลงเขา (Downhill running) บังคับให้เข่าต้องงอ-เหยียด (Flexion-Extension) แบบรับแรงกระแทกซ้ำๆ ซึ่งหมายความว่ากล้ามเนื้อ Popliteus ต้องทำงานหนัก "ทุกก้าว" เพื่อ "ปลดล็อค" เข่า (Unlock the SHM) เพื่อเริ่มวงจรการงอเข่ารับแรงกระแทก

แผนการรักษา (Intervention Plan - เน้นหลักการ "SHM" และ "The Unlocker"):

🧠 1. Biomechanical Education (อธิบายกลไกจาก EP. 212)

อธิบายกลไก "ล็อค" (SHM):

Dr W: "คุณก้องครับ โดยปกติ เวลาเราเหยียดเข่าตรงสุด เช่น ตอนยืน หรือตอนที่เท้ากำลังจะพ้นพื้นตอนวิ่ง เข่าเราจะ 'บิดล็อค' อัตโนมัติ (นี่คือ Screw-Home Mechanism หรือ SHM) เพื่อให้เรายืนได้มั่นคงโดยไม่เปลืองแรงกล้ามเนื้อ Quads ครับ"

The "Aha!" Moment (ชี้ตัวปัญหา - The Unlocker):

"แต่เวลาเราจะเริ่ม 'งอเข่า' (เช่น ตอนย่อตัวนั่ง หรือจังหวะที่เท้ารับน้ำหนักตอนวิ่งลงเขา) ร่างกายต้องการกล้ามเนื้อ 'ตัวปลดล็อค' (The Unlocker) มาหมุนเข่าย้อนกลับก่อน... กล้ามเนื้อตัวนั้นคือ Popliteus ที่อยู่หลังเข่าคุณ ซึ่งเป็นจุดที่คุณเจ็บพอดีครับ"

สรุปปัญหา: "อาการของคุณเกิดจากการที่กล้ามเนื้อ Popliteus ต้องทำงานหนักเกินไป (Overuse) ในการ 'ปลดล็อค' เข่าซ้ำๆ ทุกก้าวที่วิ่งลงเขา มันเลยอักเสบและอ่อนล้าจนเกิดอาการปวดครับ"

💪 2. Treatment Strategy (ฟื้นฟู "ตัวปลดล็อค")

Phase 1 (Calm Down):

Manual Therapy: คลายจุดเกร็ง (Trigger points) และลดความตึงตัวของกล้ามเนื้อ Popliteus และกล้ามเนื้อข้างเคียงที่ทำงานหนักเกินไป (เช่น Lateral Hamstring, Lateral Gastroc)

Phase 2 (Activate & Strengthen the "Unlocker"):

นี่คือส่วนที่สำคัญที่สุด: เนื่องจาก Popliteus ทำหน้าที่หมุนหน้าแข้งเข้าใน (Tibial Internal Rotation) เพื่อปลดล็อค SHM

Specific Exercise: ท่า Seated Tibial Internal Rotation with Resistance Band: ให้นั่งบนเก้าอี้ ใช้ยางยืดพันปลายเท้า แล้วฝึก "หมุนปลายเท้าเข้าใน" (โดยต้านแรงยางยืด) โดยพยายาม "ล็อค" เข่าและต้นขาให้อยู่นิ่งที่สุด นี่เป็นการฝึกกล้ามเนื้อ Popliteus โดยตรง

Phase 3 (Load Integration - Eccentric Control):

ฝึกการ "ปลดล็อค" เข่าอย่างช้าๆ (Slow eccentric "unlocking" from full extension) เช่น การทำ Terminal Knee Extension (TKE) แบบช้าๆ ทั้งไปและกลับ

ฝึกโปรแกรมการวิ่งลงเนิน/ลงบันได (Graded downhill/step-down progression) โดยเน้นการควบคุมการงอเข่าในจังหวะแรก (Focus on controlling that initial flexion/unlock) หลังจากที่กล้ามเนื้อแข็งแรงขึ้นและไม่เจ็บแล้ว

ผลลัพธ์ (Outcome):

หลังจากคุณก้องเข้าใจกลไก SHM และได้ฟื้นฟูกล้ามเนื้อ Popliteus ให้แข็งแรงโดยตรง (ไม่ใช่แค่ Quads หรือ Hams) อาการปวดแปล๊บขณะวิ่งลงเขาก็ลดลงอย่างมาก

ความรู้สึก "ขัด" หรือ "ไม่ยอมปลดล็อค" เวลาเริ่มย่อเข่าหายไป การเคลื่อนไหวราบรื่นขึ้น (Smoother knee flexion initiation)

ข้อสังเกต: เคสนี้แสดงให้เห็นว่า บางครั้งอาการปวดเข่าไม่ได้มาจากกล้ามเนื้อมัดใหญ่ แต่มาจากความล้มเหลวของกล้ามเนื้อมัดเล็กๆ ที่ทำหน้าที่สำคัญทางชีวกลศาสตร์ (เช่น Popliteus ที่จัดการกับ SHM) ซึ่งมักถูกมองข้ามไปครับ

📖 References

➡️ Neumann, D. A. (2018). Kinesiology of the Musculoskeletal System: Foundations for Physical Rehabilitation (3rd ed.). Elsevier.

➡️ Ge, W., Liu, Y., Wu, H., Fu, K., & Zhou, H. (2021). The screw-home mechanism of the knee: a systematic review. Annals of Translational Medicine, 9(3), 271. (PMID: 33554884)

➡️ Walker, P. S. (2004). Tibiofemoral contact mechanics and kinematics of the knee. The Journal of Knee Surgery, 17(2), 99-106. (PMID: 15013086)

➡️ Müller, W. (1997). Funktionelle Anatomie des Kniegelenkes [Functional anatomy of the knee]. Orthopade, 26(11), 934-941. (PMID: 9345219)

➡️ Zarins, B., & Śmigielski, R. (Eds.). (2024). Surgical Anatomy and Exposures of the Knee: A Surgical Atlas. Springer, Cham.

---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

บ้านใจอารีย์คลินิกกายภาพ มี 2 สาขา

!!ยินดีให้คำปรึกษา ฟรี!!

📌สาขา เยาวราช

-แผนที่ : https://g.co/kgs/kXSEbT

-โทร : 080 425 9900

-Line : https://lin.ee/6pVt7JG

📌สาขา เพชรเกษม81

-แผนที่ : https://g.co/kgs/MVhq7B

-โทร : 094 654 2460

-Line :https://lin.ee/cl1hNqe