环转运动结合了3个轴向(图1--20)的基本运动,具有最大活动范围。手臂的空间活动轨迹可以用1个圆锥体来表示。它的顶点位于肩部中心,它的边与上臂全长相等,但它的底边由于躯干阻挡并不是一个规则的圆圈。这个圆锥体在空间内可分为很多个扇形区,可以使手抓物体并送入口中而无需移动身体。
图1-20用红色表示指尖划过的轨迹,由于躯干的影响而使圆锥形基底的环出现变形。
3个相互垂直的平面汇聚到肩部中心的一点上:
※平面A:矢状面,或旁矢状面,因为真正的矢状面与躯体长轴一致,这是屈曲伸展运动的平面。
※平面B:冠状面,与背部平面相平行,是外展内收的平面。
※平面C:水平面,与身体长轴垂直,这是水平屈曲伸展的平面,仅发生于水平面。
环转运动开始于参考位置,即上肢垂直于身体两侧,锥体基底穿过扇形区Ⅲ-Ⅱ-Ⅳ-Ⅴ-Ⅳ。锥体内上肢可达扇形区Ⅰ,扇形区Ⅶ和Ⅷ(未标出)在肘关节屈曲后可以达到。因此手可以到达身体各个部位,这使人比动物能有效地妆饰自己。
沿手臂延伸的红色箭头代表环形运动圆锥的轴,差不多与肩关节的功能位置(图1-21)及关节周围肌肉的平衡位置相对应,这也可以解释为何肩部和上肢骨折后采用这一动作的要求(图1-22)。双上肢在躯干前的两个可达扇形区可以部分重叠,也能满足这一需要,即让手能够在立体可视范围内协同工作,双眼在超过90°扇形区的可视范围内有重叠也能产生这一结果。因此,可视范围和(上肢的)可达扇形区几乎精准地相重叠。
这种一致性是由发育过程中枕骨大孔逐渐下移而实现的,而爬行动物的枕骨大孔在颅骨后方。因此,人类的颈椎垂直,使得脸部可以向前看,眼睛可以扫视与身体长轴垂直的方向,而爬行动物的视觉方向与躯干轴一致。