بیومکانیک اندام فوقانی توانایی های اندام فوقانی بسیار متفاوت و تاثیرگذار می باشد.برای مثال با توجه به شباهت در ساختمان آناتومیکی بازو ساعد دست و انگشتان بین افراد مختلف یک بازیکن پرتاب کننده ی توپ در لیگ برتر بیسبال قادر به پرتاب توپ با سرعت ۴۰ متر بر ثانیه یک شناگر قادر به عبور از دریای مانش یه ژیمناست قادر به انجام حرکات ژیمناستیک یک مسافر توانایی حمل چمدان یک خیاط قادر به سوزن کردن نخ و بالاخره یک دانش آموز توانایی تایپ کلمات با فشار کلید های صفحه کلید خواهد بود.
ساختار شانه
بیومکانیک اندام فوقانی و شانه بدلیل آنکه شامل پنج مفصل جداگانه می باشد یکی از پیچیده ترین مفاصل بدن انسان به شمار می رود
1. مفصل کاسه ای بازو
2. مفصل جناغی – کتفی
3. مفصل اخرمی – چنبری
4. مفصل غرابی ترقوه
5. مفصل سینه ای – کتفی
مفصل اول بین استخوان سر بازو و حفره ی گلونویید استخوان کتف قرار داشته که از نوع مفصل توپی – کاسه ای بوده و معمولا به عنوان اصلی ترین مفصل شانه نیز به حساب می آید.
مفاصل دوم و سوم این امکان را به استخوان های ترقوه و شانه ( استخوان های کمر بند شانه ای ) می دهد تا کاملا حرکت نمایند .
مفصل جناقی – کتفی
انتهای داخلی استخوان ترقوه به شکاف ترقوه ای قسمت خنجری شکل استخوان جناغ و غضروف دنده ی اول قفسه ی سینه متصل شده و مفصل جناغی – چنبری را تشکیل می دهد . این مفصل محور اصلی چرخش در حرکت های استخوان ترقوه و کتف بوده که نوعی از مفصل توپ و حفره تغییر شکل یافته می باشد به طوری که امکان حرکت آزاد در صفحه ی حرکتی قدامی و جانبی و هم چنین در برخی از صفحات چرخشی جلو و عقب ساژیتال را خواهد داشت .
دیسک غضروفی – لیفی میزان اتصال سطوح استخوان مفصلی را تقویت کرده و بصورت یک ضربه گیر عمل می کند .
در هنگام انجام حرکاتی از قبیل بالا انداختن شانه بالا بردن دستت ها به بالای سر و شنا کردن چرخشی در مفصل جناغی – چنبری رخ میدهد . حالت کاملا بسته در مفصل جنلغی – چنبری هنگامی اتفاق می افتد که شانه در بالا ترین مکان خود قرار داشته باشد.
مفصل اخرمی – ترقوه ای
مفصل بین زايده ی کتفی شانه و انتهای استخوان ترقوه را مفصل اخرمی – ترقوه ای (آکرومیوکلاویکولار) گویند. با اینکه ساختار این مفصل به گونه ای است که امکان حرکت محدود در هر سه صفحه ی حرکتی را دارد اما آن را در گروه مفاصل چند حرکتی نامنظم طبقه بندی می کنند. این مفصل به دلیل وجود اختلاف در سطح غرابی – ترقوه ای که در افراد مختلف مشاهده می شود دارای تفاوت های آناتومیکی بسیار زیادی می باشد به هنگام بالا بردن دست چرخشی در این مفصل رخ می دهد که در صورت دور کردن بازو از محور بدن با زاویه ی ۹۰ درجه حالت کاملا بسته در این مفصل اتفاق می افتد.
مفصل بین استخوان ترقوه و زايد غرابی کتف
این مفصل از نوع سیندسموز بوده که در محل اتصال زاةد غرابی از استخوان کتف و سطح زیرین استخوان ترقوه توسط رباط مربوطه به هم متصل گشته که دارای تحرک کمی نیز می باشد.
مفصل کاسه ای بازو
این مفصل از نوع مفاصل چند حرکتی بدن انسان بوده که قادر به انجام حرکت های خمش کشش کشش بیش از حد دور شدن از محور بدن نزدیک شدن به محور بدن دور و نزدیک شدن در سطح افق و چرخش به طرفین و داخل استخوان بازو می باشد. سر نیم کره ی استخوان بازو سه تا چهار برابر سطح حفره ی کم عمق گلونویید بوده که با آن مفصل شده است. هم چنین حفره ی گلو نویید دارای انحنای کمتری نسبت به سطح سر استخوان بازو می باشد که آن را قادر می سازد تا علاوه بر انجام قابلیت های فراوان در حرکات چرخشی بتواند یک حرکتی خطی نیز در طول سطح حفره ی گلونویید داشته باشد.
شکل حفره ی گلونویید از لحاظ آناتومیکی در افراد مختلف متفاوت است . به طوری که این حفره در ۴۵ درصد افراد به شکل بیضوی یا تخم مرغی شکل و در ۵۵ درصد بقیه دارای شکل گلابی می باشد. با چرخش غیر فعال بازو انتقال همه جانبه ی سر بازو بر روی حفره ی گلونویید انجام می شود در حین چرخش فعال نیروی عضلانی تمایل به کاهش میزان محدود حرکتی در ناحیه شانه داشته که در نتیجه ی آن جابه جایی انجام شده ی بازو محدود می گردد. در اطراف حفره ی گلونویید لبه ای وجود دارد که از تاندون سر بلند عضله دو سر بازو بخشی از کپسول مفصلی و رباط های گلونوییدی – بازویی تشکیل شده است .
این رشته ی باریک بافت کلاژنی متراکم دارای مقطع مثلثی بوده و به اطراف حفره چسبیده است. لبه ی مزبور باعث عمیق تر شدن حفره شده و به پایداری مفصل می افزاید تاندون های چهار ماهیچه (تحت کتفی نیام فوق مهره ای نیام زیر مهره ای و گرد کوچک )نیز به کپسول مفصلی متصل هستند. این عضلات به عضلات چرخاننده مچ معروف می باشند زیرا آنها در چرخش بازو و تاندون های مربوطه که از بافت کلاژنی دور تاندون های چهار ماهیچه نیز به کپسول مفصلی متصل هستند. این عضلات به عضلات چرخاننده مچ معروف می باشند زیرا آنها در چرخش بازو و تاندون های مربوطه که از بافت کلاژنی دور مفصل نشات گرفته اند نقش داشته و شانه را در نواحی پشتی فوقانی و قدامی احاطه می نمایند.
مفصل کتفی – سینه ای
از انجایی که استخوان کتف می تواند در هر دو صفحه ی ساژیتال و قدامی تنه حرکت نماید ناحیه ی بین استخوان قدامی کتف و دیوار قفسه ی سینه ای را اغلب مفصل کتفی – سینه ای می نامند. عضلاتی که به استخوان کتف چسبیده اند قادر به انجام دو عمل می باشند . یکی آن که با انقباضی که انجام می دهند قادر به پایدار نمودن ناحیه ی شانه دارد. برای مثال هنگامی که یک چمدان از روی زمین بلند می شود عضله ی بالا برنده شانه و عضله لوزی شکل و متتعاقبا کل شانه نیز در مفصل اخرمی – ترقوه ای کششی جهت کمک به کتف ایجاد می نمایند.عمل دوم این که ماهیچه های کتف می توانند حرکت های اندام فوقانی را با قرار گیری مناسب مفصل کاسه ای بازو تسهیل نمایند.