[眼睛解剖構造]眼外肌是什麼?11步破解眼球運動的密碼

眼外肌是什麼

眼睛的運動、方向,需要眼球外部的組織才可以改變、控制的,雙眼有了共同的注視、可以讓眼球改變方向時,不會讓影像有重疊、甚至是影像抑制的現象,其中最大的功臣,就是眼外肌(extraocular muscles)。

不讓眼球產生斜視、藉由相同的神經衝動來改變眼球的方向,而本篇文章,將帶領玩家們探索:

  1. 眼外肌是什麼
  2. 眼外肌的功能與運動方向
  3. 眼外肌被支配的神經
  4. 眼外肌的常見問題等

讓玩家們認識眼外肌是什麼樣的組織。

眼外肌是什麼

眼外肌(extraocular muscles),是位於眼眶內部、眼球外部的骨骼肌組織,源於中胚層,可以控制與改變眼球的注視方向,為了提供清晰的影像,眼外肌會維持主要的注視眼位、運動融合,以避免雙眼運動會產生複視斜視等問題。

除了注視靜態物體之外,能夠注視快速移動的物體也是非常重要,眼外肌可以快速切和注視眼位,這些都需要仰賴一套複雜的眼球控制系統,而做得到這些複雜運動的組織,便是眼外肌。

在人類的每一個眼眶中,一共有三對能夠支配眼球運動的眼外肌組織:

  1. 水平直肌:內直肌、外直肌
  2. 垂直直肌:上直肌、下直肌
  3. 傾鞋的眼外肌:上斜肌、下斜肌

另外還有可以張開眼瞼的第七條眼外肌,提上眼瞼肌。

一個眼眶,一共七條眼外肌。

圖片->(眼外肌)

眼外肌的走向

在上述中的七條眼外肌,其中四條直肌,來自於眼窩深處,會附著在鞏膜前方的角膜赤道附近,附著線位於眼球的前1/2

而斜肌從眼窩深處接近眼球時,會不斷地斜向、橫向上行插入到鞏膜後方的眼球顳側的赤道後方,附著線位於眼球後的1/2

在雙眼的正常張開的情況下,基本上兩支眼睛注視的方向是完全一致的,因此在移動時需要六條眼外肌的高度協調性,才能發揮出正常的雙眼視覺。

而下面表格整理出6條眼外肌的附著位置何處:

眼外肌附著線位置
上直肌眼球前1/2
下直肌眼球前1/2
內直肌眼球前1/2
外直肌眼球前1/2
上斜肌眼球後1/2
下斜肌眼球後1/2

6條眼外肌的起源

這負責眼球運動的6條眼外肌,除了下斜肌外,其他均源於眼窩深處的眶尖中,由後向前、稍向外的方式進行,最後附著在眼球上,其中的上直肌、下直肌、內直肌、外直肌的肌腱融合一起後,形成了能夠緊密附著在骨質眼窩上的肌腱總環(common tendinous ring),又稱為辛式環(annulus of zinn)

上斜肌的走向

上斜肌的走向比較特別,雖然起源於肌腱總環,不過向前進行後,會穿過在骨質眼窩前端的鼻側滑車的位置,呈現大角度的轉向,而向後、向外的方向行進,最後附著在眼球的後1/2

因此在功能上來說,上斜肌的走向與下斜肌是類似的,是由前向後、向外的方向來行進的。

下斜肌的起源

6條控制眼球方向的眼外肌,除了下斜肌外,均源於肌腱總環,而下斜肌,是唯一起源於眼眶前方的眼外肌

起始於眼窩鼻側下方,鼻淚管上方開口的外側骨膜位置,向後以及向外並於下直肌的肌腹下面穿過,行走方向與視軸呈現51度的夾角,與上斜肌的反轉見平行於,眼球後下象限的鞏膜上。

肌腱總環的成員

肌腱總環(common tendinous ring),又稱為辛式環(annulus of zinn),由4條眼外直肌所構成,肌腱總環有許多的血管與神經通過,主要的成員如下:

圖片-> (肌腱總環)

眼動脈

起源於內頸動脈,與視神經一起通過視神經孔進入到眼眶,其分支供應眼球、眼外肌、淚腺、眼皮等組織,其中對眼睛比較重要的眼動脈分支有以下動脈:

  1. 視網膜中央動脈
  2. 後睫狀長動脈
  3. 後睫狀短動脈
  4. 睫前動脈
  5. 淚腺動脈

視神經

與眼動脈一起經由蝶骨上的視神經孔進入到眼眶。

動眼神經

可分為上分支與下分支。

上分支可以支配上直肌;而下分支可以支配內直肌、下直肌與下斜肌。

鼻睫神經

是第五對腦神經,三叉神經眼支中的分支之一,該分支可以支配上眼瞼黏膜、角膜、結膜、淚囊、淚阜、篩竇、蝶竇的感覺。

外旋神經

可以支配外直肌,是控制眼球肌肉的神經中,唯一由不同的神經支配的眼直肌。

眼外肌附著點與角膜緣距離

上直肌、下直肌、內直肌、外直肌等4條外直肌,均起源於肌腱總環並向前延伸,在接近附著點時肌肉組織會轉變為肌腱,附著在眼球前1/2的位置上。

每一條直肌、均會附著在距離角膜緣一定距離的上、下、內、外側,其中內直肌與角膜緣的距離是最短的、而上直肌是最長的。

數據如下:

  1. 內直肌:5.5mm
  2. 下直肌:6.6mm
  3. 外直肌:6.9mm
  4. 上直肌:7.7mm

由此可見,眼外肌的附著點與角膜緣的距離是是有跡可循的,由小到大分別是內直肌、下直肌、外直肌、上直肌。

口訣:角膜附著內直肌最小,由下往上,上直肌最大。

就像是螺絲釘的紋路,因此稱為Tillaux螺旋(spiral of Tillaux)

圖片-> (Tillaux螺旋)

眼外肌分類全分析

眼外肌的方向,與視軸的方向不盡相同,使得眼外肌的收縮而引發的轉動,不一定是單一的作用所造成的,並且歸納成主要作用、次要作用還有第三作用。

接著分析各個眼外肌時,會提及到它們不同的相關作用。

4條直肌起源於肌腱總環,長度平均在40mm,由長到短分類,上直肌最長、然後是內直肌、接著是外直肌、最後最短是下直肌

4條直肌均呈現扁平窄帶狀,末端便是在上一段所述的附著線與角膜緣的距離,

各個直肌的肌腱,在末端與鞏膜保持著接觸,因此又稱為接觸弧,接觸弧後端位於赤道的稍為後方,其中,外直肌是最為明顯。

另外,眼外肌與鞏膜接觸的附著線並非是直的,而是有一點彎弧、有時是鋸齒狀。內、外直肌的附著線是弧形,上、下直肌的附著線顳側比鼻側更遠離角膜緣

接著我們一一探索各種眼外肌的特性:

上直肌

上直肌(superior rectus, SR),起源於肌腱總環的上側,位於提上眼瞼肌的下方,與視軸呈現23度的夾角

由於上直肌附著於眼睛旋轉中心前方偏鼻側,位於眼球的上方,因此上直肌的走向才會與視軸呈現23度的夾角。

而收縮時眼球會向上是主要作用、眼球內旋是次要作用、眼球向內是第三作用。

然而神經支配是動眼神經的上分支、血液供應是眼動脈的上分支,前睫狀動脈所供應。

圖片-> (上直肌)

下直肌

下直肌(inferior rectus, IR),起源於肌腱總環的下側,向下外方在眼球和眼窩下壁之間向前走行,附著線稍傾斜,所以鼻側比顳側的角膜緣位置還要接近,是4條直肌中最短的眼直肌

與上直肌一樣,附著於眼睛旋轉中心前方偏鼻側,位於眼球的下方,因此下直肌的走向才會與視軸呈現23度的夾角

而收縮時眼球會向下是主要作用、眼球外旋是次要作用、眼球向內是第三作用。

然而神經支配是動眼神經的下分支、血液供應是眼動脈的下分支,前睫狀動脈所供應。

圖片-> (下直肌)

內直肌

內直肌(medial rectus, MR),起源於肌腱總環的內側偏下方,在眼球與眼窩內側壁之間前行。附著線呈現弧型與眼球的水平子午線垂直而對稱,是所有眼外肌中最大的骨骼肌組織

由於內直肌平面與施力的方向視軸一致,因此與眼球的水平切面方向為0度,只有眼球水平方向的向內轉動而已。

一般人的眼睛的內直肌,可以兩眼向內收縮,會有內聚作用(鬥雞眼)。

然而神經支配是動眼神經的下分支、血液供應是眼動脈的下分支,前睫狀動脈所供應。

圖片-> (內直肌)

外直肌

外直肌(lateral rectus, IR),起源於肌腱總環的外側偏上方,在眼球與眼窩外側壁之間向前外方行進。附著線呈現弧型與眼球的水平子午線垂直而對稱。

由於外直肌平面與施力的方向視軸一致,因此與眼球的水平切面方向為0度,只有眼球水平方向的向外轉動而已。

一般人的眼睛可以兩眼向內收縮,是因為內直肌的作用,但是只有極少數人的外直肌是可以同時收縮,造成視軸向外分離的。

然而神經支配是外旋神經、血液供應是淚線動脈所供應。

圖片-> (外直肌)

上斜肌

上斜肌(superior oblique, SO),起源於肌腱總環的內側,在眼窩頂與眼窩內壁之間前行,會穿過滑車,肌腱轉向後外側反折並且稍微向下,由上直肌下方橫過眼球頂部,附著在眼球的後1/2的外上側的鞏膜上。

其中反轉腱與視軸呈現夾角51,在上直肌的下方分開並呈現扇形狀,是所有眼外肌中最細、最長的肌肉組織

而上斜肌的作用相比其他直肌來說比較特別,由於肌肉的走向特殊,上斜肌收縮時,主要做用為內旋、次要作用為向下、第三作用為向外

然而神經支配是滑車神經、血液供應是眼動脈的上分支,前睫狀動脈所供應。

圖片-> (上斜肌)

下斜肌

下斜肌(inferior oblique, IO),起始於眼窩鼻側下方,鼻淚管上方開口的外側骨膜位置,向後以及向外並於下直肌的肌腹下面穿過,行走方向與視軸呈現51度的夾角,與上斜肌的反轉見平行於,眼球後下象限的鞏膜上。

是所有眼外肌中唯一起源於眼眶前方的眼外肌,並且是所有眼外肌中最短的

其中下斜肌的牽引方向與視軸呈現夾角51,附著點在眼球的後方,下斜肌收縮時,主要做用為外旋、次要作用為向上、第三作用為向外

然而神經支配是動眼神經下分支、血液供應是眶下動脈眼動脈的下分支,前睫狀動脈所供應。

圖片-> (下斜肌)

眼外肌的特點總整理

眼外肌特性
上直肌附著點離角膜緣最遠直肌中最長的
下直肌直肌中最短
內直肌附著點離角膜緣最近眼外肌最厚
外直肌接觸弧最明顯
上斜肌所有眼外肌最長、最細
下斜肌所有眼外肌最短

眼外肌的神經總整理

上一段一一分析了各種眼外肌的特性與作用,你會發現有許多相同與不同之處,接下來我們整理支配眼外肌的神經與它們的特性。

首先,這些腦神經是控制眼外肌的收縮,它們基本上是由集中中腦灰質橋腦的眼外肌神經核的細胞本體軸突延伸過來的。

動眼神經

動眼神經(oculomotor nerve)支配著上直肌、下直肌、內直肌與下斜肌,主要功能是運動,可分為上、下兩分支,上分支僅支配上直肌而已、下直肌是包含了下直肌、內直肌與下斜肌。

源於動眼神經核,此神經核位於中腦上,中央灰質的頂蓋部,在上丘腦之下,緊靠大腦導水管下方與它並排行走。

會經過眶上裂到達眼球,才能附著在眼外肌中並且支配運動。

除了支配相關的眼外肌的運動,也包支配了瞳孔收縮的副交感神經,其作用是讓瞳孔括約肌收縮讓瞳孔縮小。還有控制睫狀肌的副交感神經纖維,是為了調控水晶體的形狀,藉由調節作用來正確對焦在視網膜中。

動眼神經除了支配著上直肌、下直肌、內直肌與下斜肌之外,還會支配著提上眼瞼肌,可讓上眼瞼向上提。

圖片-> (動眼神經)

滑車神經

滑車神經(trochlear nerve),主要功能是運動,支配了上斜肌

源於滑車神經核(trochlear nucleus),此乃一小簇的細胞所組成的神經核。

跟動眼神經一樣,會經過眶上裂到達眼球,才能附著在眼外肌中並且支配運動。

圖片-> (滑車神經)

圖片-> (滑車神經核)

外旋神經

外旋神經(abducens nerve),主要功能是運動,支配了外直肌

源自於外旋神經核(abducens nucleus),該神經核位於第四腦室的底部橋腦下端的背側

跟動眼神經、滑車神經一樣,會經過眶上裂到達眼球,才能附著在眼外肌中並且支配運動。

圖片-> (外旋神經)

圖片-> (外旋神經核)

支配眼外肌的神經整理

 動眼神經滑車神經外旋神經
英文名oculomotor nervetrochlear nerveabducens nerve
支配的眼外肌上直肌 下直肌 內直肌 下斜肌上斜肌外直肌
腦幹位置中腦中腦橋腦
是否通過肌腱總環

單眼眼球運動

顧名思義,一支眼球的運動方向,一共分為六種:

  1. 向上:眼球向上移動
  2. 向下:眼球向下移動
  3. 向內:眼球向內移動
  4. 向外:眼球向外移動
  5. 內旋:眼球上半部向鼻側移動
  6. 外旋:眼球上半部向顳側移動

除此之外,在單眼眼球運動時,作用的相關肌肉名稱得定義如下述:

作用肌

作用肌(agonist),為主要作用方向的眼外肌。

拮抗肌

拮抗肌(antagonist),與作用肌相反運動的眼外肌成為拮抗肌。

  1. 水平運動:外直肌與內直肌
  2. 垂直運動:上直肌與下直肌
  3. 旋轉運動:上斜肌與下斜肌

協同肌

協同肌(synergist),是當一條主要作用的眼外肌運作時,尚有其他的眼外肌會幫忙其作用,這些參與協助的眼外肌便稱為協同肌。

舉例來說:

當眼球向上移動時,主要作用的肌肉是上直肌、協同肌是下斜肌。

當眼球向上移動時,主要作用的肌肉是下直肌、協同肌是上斜肌。

至於外直肌的主要作用是向外,而上、下斜肌的副作用也是外轉,因此當眼球外轉時,上、下斜肌就會是外直肌的協同肌。

單眼眼外肌運動整理

眼外肌作用拮抗肌協同肌
上直肌向上內旋向內下直肌下斜肌上斜肌內直肌下直肌
下直肌向下外旋向內上直肌上斜肌下斜肌內直肌下直肌
內直肌向內外直肌上直肌下直肌
外直肌向外內直肌上斜肌下斜肌
上斜肌內旋向下向外下斜肌上直肌下直肌外直肌下斜肌
下斜肌外旋向上向外上斜肌下直肌上直肌外直肌上斜肌

雙眼眼球運動

在一般情況下,雙眼的運動通常是共同運動,意思是一支眼睛移動哪裡、另一支眼睛就移動哪裡,具有高度的協調性、密切合作、可以說兩眼就是一個整體。

兩眼的共同運動的形式可以分為兩種,一種是同向運動(共軛運動)、另一個是非同向運動(非共軛運動)

在認識同向運動與非同向運動前,先認識兩眼有幾種眼位。

眼位

而雙眼的眼位可以分為哪幾種呢?我們向下探索吧!

  1. 第一眼位:又稱為原在眼位,即把頭自然抬起、雙眼直視前方,眼眼的角膜的垂直子午線與地平線呈現垂直,因此稱為第一眼位。
  2. 第二眼位:兩眼轉向上、下、內、外的眼位
  3. 第三眼位:兩眼從第一眼位轉向斜向,像是鼻上、鼻下、顳上、顳下等眼位。

以上便是雙眼的眼位,分類為1種、4種、4種,一共是9種的眼位。

圖片-> (雙眼眼位)

共軛運動

不論雙眼注視哪種方向,兩眼的視軸均為平行,且運動量相等,便稱為同向運動或是非同向運動。

而兩眼利用同向運動的方式以下;

  1. 向右轉動:兩眼同時向右轉動。
  2. 向左轉動:兩眼同時向左轉動。
  3. 向上轉動:兩眼同時向上轉動。
  4. 向下轉動:兩眼同時向下轉動。

而同向運動的配偶肌(共軛肌)整理如下:

左眼右眼診斷眼位
內直肌外直肌向右
外直肌內直肌向左
上直肌上直肌向上
下直肌下直肌向下
上直肌下斜肌左上方
下直肌上斜肌左下方
上斜肌下直肌右下方
下斜肌上直肌右上方

非共軛運動

兩眼運動相反,視軸互相不平行,但是兩眼幅度相等,此為異向運動、或稱為非共軛運動。

而兩眼利用非同向運動的方式以下;

  1. 內聚:兩眼同時向內移動,兩眼的內直肌作用。
  2. 發散:兩眼同時向外移動。兩眼的外直肌作用。

眼外肌的神經支配定律

在眼外機的運作時,往往會需要神經的控制才能正常運轉。

而在1879與1894年時,有兩位科學家,他們提出了一種法則與發現一套神經規律,合理解釋出眼外肌是如何和運轉的,他們便是HeringSherrington,對眼外肌運動有著巨大貢獻。

下面來認他們提出的法則與定律。

Hering’s法則

由Hering在1879年提出的,這套法則的核心重點是雙眼運動時所接受的神經衝動強度相同、效果相同

如果按此法則推論的話,為了加強效果不足的肌肉,所發出的全部神經衝動也同時達到其配偶肌使其功能過強,該表現會使第二斜角大於第一斜角。

舉個例子,如果雙眼要向右轉動的話,需要右眼的外直肌與左眼的內直肌進行轉動,會收到相同的神經支配強度。

如果是非共扼運動的話,與鬥雞眼為例子,需要兩眼的內直肌收縮,也會接收到相同的神經強度。

還有另一種現象,如果頭部有向左傾斜的現象,眼外肌群會以免有右眼球外旋現象以及左眼球有內旋現象會產生收縮與放鬆的表現。這時,右下斜肌與右下直肌以及左上直肌與左上斜肌均會接收到相同的神經支配強度。

結論來說,Hering’s法則是解釋雙眼的運動是以接受相同的神經衝動來進行眼外肌運轉,能幫助在眼睛運動或是直視前方時,兩眼都有合理的轉動平衡。

Sherrington’s定律

Sherrington在1894年歸納出一套交互神經供給法則,該法則的內容中描述了每一條肌肉的收縮,都伴隨著有一致的、成一定比例的拮抗肌遲緩

此現象的來源是中樞神經系統,保證主要肌肉收縮時也會有拮抗肌來保持一定的遲緩。因此,當外直肌收縮時內直肌就會放鬆,反之亦然。

Sherrington’s定律,對眼轉向(versions)眼轉動(vergences)皆可適用。

如果以雙眼作為例子的話,當向左看時,右眼的內直肌與左眼的外直肌均會收縮,相對地右眼的外直肌與左眼的內直肌均會鬆弛。

兩眼做鬥雞眼的話,雙眼的內直肌均會收縮、外直肌則會相應鬆弛。

還有另一種現象,如果頭部有向左傾斜的現象,眼外肌群會以免有右眼轉動,這時右下直肌與右下斜肌以及左上直肌以及左上斜肌等四條肌肉均會增加收縮,然而右上直肌與右上斜肌以及左下直肌與左下斜肌等四條肌肉均會相應鬆弛。

神經支配定律整理

 Hering’s法則Sherrington’s定律
描述雙眼運動時所接受的神經衝動強度相同、效果相同。  每一條肌肉的收縮,都伴隨著有一致的、成一定比例的拮抗肌遲緩。  
適用單眼還是雙眼雙眼單眼、雙眼皆適用

眼外肌運作分析影片-sam tapsell

常見問題

Q:動眼神經支配那些眼外肌?

A:上直肌、下直肌、內直肌、下斜肌。

Q:外旋神經支配哪種眼外肌?

A:外直肌。

Q:滑車神經支配哪種眼外肌?

A:上斜肌。

Q:眼外肌的養分供應來源何處?

A:眼動脈的分支為主來供應養分。

Q:哪種法則影響單眼與雙眼的運動?

A: Sherrington’s定律。

Q:兩眼神經衝動是相等的,是何種定律描述的?

A: Hering’s法則。

總結

眼外肌的作用對眼球的方向與運動至關重要,6條眼外肌可以視為一種個體,協調眼睛的方向平衡,神經給出相等與不同的衝量,形成雙眼的共同運動與單眼的主要作用肌肉與拮抗肌的運轉。

一旦眼外肌發生問題,都會有風險發生複視斜視,收縮的力量過大或太小都會有上述問題的發生。

眼外肌對眼睛方向的關聯度非常密切,本篇文章整理出眼外肌是什麼、6條眼外肌的功能與特性、眼外肌的神經、養分供應的分類、影響兩眼方向的定律與法則與常見問題,希望對你能有所收穫。

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