各条眼外肌的力学特点分析
(一)水平直肌
当眼球处于原在位的时候，我们可以认为水平直肌的作用非常简单。两条肌肉的肌肉平面是重合的，或者说有一个共同的肌肉平面，这个平面是水平方向的。
两只眼的视线也位于这个平面上。眼球水平运动的旋转轴恰好与垂直轴(Z轴)重合。如果一条水平直肌收缩，只能产生一种形式的眼球运动，那就是围绕垂直轴的水平运动。外直肌收缩，使视轴外转;内直肌收缩 ，使视轴内转。一般的说，这两条肌肉收缩，产生的眼球运动，既没有垂直成分，也没有旋转成分。当眼球位于上转位或者下转位的时候，水平直肌收缩带来的眼球运动，不仅包括水平成分，也包括垂直成分和旋转成分。
(二)垂直直肌
当眼球处于原在位的时候，垂直直肌的肌肉平面与Fuchs坐标中的三个轴确定的三个平面皆不平行。当肌肉收缩行驶作用的时候，眼球不仅产生垂直运动，而且还有水平运动和旋转运动，垂直直肌的收缩带来的眼球运动与水平直肌相比，要复杂的多。
图为内直肌动力学特点示意图
可以认为上、下直肌的肌肉平面是重合的，这种粗略的估计已经满足临床的需要。当眼球处于原在位子的时候，上、下直肌的肌肉平面与眼球的正中平面(即Y轴和Z轴确定的平面)之间的夹角是23° 是发挥上转作用的理想位置。参见图1-14.
关于上直肌的内旋作用，只有当眼球内转的时候，期内旋作用才不断增大。如果眼球能够内转67°，上直肌仅有内旋作用。上转和内旋作用全部消失。实际上，眼球不能内转67°，所以无论眼球内转多少度，上直肌收缩的时候，总是伴有上转成分。
下直肌的作用方式与上直肌非常相似。下直肌肉位于眼球的下方，有轻微的内转作用。当眼球外传的幅度加大，其下转作用也随之变大。当眼球内转幅度不断加大，下直肌的外旋作用也随之加大。总之，上下直肌行驶垂直作用得力的位置是相同的。
下直肌的作用方式与上直肌非常相似。下直肌位于眼球的下方，有轻微的内转作用。当眼球外传的幅度加大，其下转作用也随之变大。当眼球内幅度不断加大，下直肌的外旋作用也随之加大。总之，上下直肌心事垂直作用和旋转作用得力的位置是相同的。
图1-14.垂直直肌动力学示意图
关于垂直直肌的第二作用，即内转租用，Chamberlain用恒河猴做了如下实验:当垂直直肌断腱之后，眼球的内转不受限制;当内直肌切断之后，眼球内转不能超过中线;如果外直肌正常，上、下直肌的内转作用不能使眼球转到鼻侧;内、外直肌切段之后，上、下直肌的内转作用能够牵拉眼球由原在位向鼻侧转动很小幅度。结论是：上、下直肌内转作用是有限的，与上、下作用相比是非常微弱的。
Gordon观察六只人眼的运动状态，切断上下直即的时候，内转受限，当恢复上下直肌的功能之后，内转作用才得以恢复。
(三)斜肌
虽然，两条斜肌的肌肉平面不象两条垂直直肌的肌肉平面重合得那么好，从临床上来看，也可以认为是相互重合的。肌肉平面的方向是从鼻前方到颞后方，两条斜肌的肌肉平面与眼球的正中平面皆不重合。在斜肌的作用下，眼球的旋转轴与x轴也不重合。上斜肌的肌肉平面与眼球的正中平面之间的夹角是54°，下斜肌的是51°。当眼球处于原在位的时候，这个夹角相当大，所以斜肌的主要作用是旋转作用。
当眼球处于原在位的时候，上斜肌的作用使眼球内旋、下转和轻度的外传。当眼球内转的时候，肌肉平面与眼球正中平面的夹角度数逐渐变小，上斜肌的下转作用逐渐变大，当眼球内转54°的时候，上斜肌仅有下转作用，也是上斜肌充分发挥下转作用的角度，下转作用较大。如果眼球逐渐外转，肌肉平面与眼球正中平面的夹角逐渐变大。外传到36°，只有内旋作用，也是充分发挥内旋作用的适当角度，内旋作用较大。参见图1-15.也可以用类似的思路分析下斜肌的功能。当眼球处于原在位的时候，下斜肌收缩，引起眼球外旋、上转和外传。当眼球处于内转位的时候，其上转作用较大(内转51°，上转作用达到顶峰)。眼球处于外传位，外旋作用较大。
图1-15.上斜肌动力学示意图
Chamberlain利用恒河猴作为实验动物，观察斜肌的垂直作用，即第二作用或称为次要作用，他发现与垂直直肌的内转作用相似，其作用力微弱。当水平直肌健全的时候，切断两条斜肌，眼球的外转功能不受影响。只切断外直肌，眼球不能外转，只有在切断内直肌，才能观察到斜肌引起的轻微外转作用。
(四)眼外肌的作用范围
眼外肌的作用范围有两个含义，其一是指某一条眼外肌收缩的时候，眼球运动的方向称之为该肌肉的作用方向;其二是指在某一个注视眼尾，较容易观察某一条肌肉的功能状态，我们称这种眼位为该肌肉的作用范围。例如，内直肌，从以上两个角度考虑，作用范围的概念都是一样的。内转方向和内转位。对于下斜肌来说，这两个概念是不同的。当下斜肌收缩的时候，眼球出现垂直运动、旋转运动和和水平运动。在不同的注视眼位上，眼球在是三个方向上的运动幅度是不同的，所以下斜肌的作用也不是单一的。当检查下斜肌的时候，常常使眼球处于内转位，再观察眼球的上转情况，只有这个眼位，才是下斜肌产生较大垂直作用的位置。一般称下斜肌的作用范围，即内转位上的上转作用。
当眼球处于原在位的时候，各条眼外肌的作用力是相互的，其主要和次要作用参见表1-2.
当眼球上转的时候，主要是上直肌的作用，无论是内转位或者外转位，上直肌的作用都是主要的，而下斜肌的作用力仅仅很小一部分。当上直肌切断之后，无论是内转位或是外转位，眼球的上转运动都不能超过水平中线。
上面的曲线表示右眼垂直运动的时候，斜肌与垂直直肌的作用力大小示意图。当眼球处于外转位的时候，眼球上转的力量主要来自上直肌。而眼球处于内转位的时候，上斜肌和下直肌一起发挥作用，例如，在外转位的时候，上直肌仅有上转作用，而下斜肌仅有外旋作用。应该记住以下三点：其一是肌肉作用平面，其二是注视方向，在不同的注视方向上，支配肌肉的神经冲动是不同的。其三是在各个注视眼位上，眼外肌力量的矢状分布(垂直方向、水平方向和旋转方向的分力)是不同的。参见图1-16.
观察各个诊断眼尾上斜视度的变化具有重要意义。也就是说，检查9个诊断眼位上斜视角的大小，分析眼外肌力量状态，对麻痹性斜视的诊断非常重要。在某一个诊断眼位上斜视角变大，可能是一对配偶肌力量失去平衡。使眼位落后的肌肉可能是麻痹肌。例如向右上方注视的时候，作用也在右上方的一对配偶肌是右眼上直肌和左眼的下斜肌。如果左眼高，右眼低，说明上直肌力量减弱，可能是麻痹肌。
在各个诊断眼位上肌肉的作用力不同，虽然水平直肌使眼球做水平运动，垂直直肌使眼球垂直运动，但是，在不同的诊断眼位上，肌肉的力量大小是不同的。当眼球内转动23°的时候，垂直直肌的肌肉平面与视轴平行，这时候，垂直直肌的主要作用是使眼球做垂直运动。使得眼球内转或和旋转作用的分力为零，不能使眼球内转和旋转运动。所以，垂直直肌麻痹的时候，眼球外上转，外下转的位置上，垂直斜视度较大。而斜视麻痹的时候，眼球处于外上转和外下转的位置，旋转斜视的度数较大。比如，急性上斜肌麻痹的患者下楼梯的时候，从楼上向下方注视的时候，比较小，向下方注视的时候，这个分力比较大，只有是上斜肌的外展分力。
在眼球运动到各个诊断眼位上，垂直直肌和斜肌各个方向的分力变化很大，垂直直肌和斜肌的水平分力，向上方注视的时候，这个分力比较大，只是有上斜肌的外展分力。
在眼球运动到各个诊断眼位上，一对直接拮抗肌的力量似乎是势均力敌的，非常平衡的。实际并非如此。应该说在各个诊断眼位上，一组主动肌群和一组直接拮抗肌群的力量是平衡的。这种力量的平衡保持两只眼视轴的平行。保持眼球运动的共同性。当然知觉性融合功能似乎不可缺少的，极为重要的因素。
虽然个体之间眼外肌的附着点有很大的差异，两只眼的瞳孔距离也不尽相同，面部形态以及眼球突出度也可能相差悬殊。但是，眼球向各个方向运动的共同性依然存在。
临床上看到的一对配偶肌或一对直接拮抗肌的力量是不相等的，在某些诊断眼位上，这种差别表现地相当明显。如果在局部结膜表面麻醉之后，靠近附着点切断一条下斜肌，原在位上引起很小的垂直偏斜，向上方注视的时候，引起轻微的眼球内斜。若切断上斜肌，则会引起原在位明显的垂直斜视，向下方注视的时候，引起明显的内斜视。
内直肌和外直肌是一对直接拮抗肌，一只眼的内直肌与另一只眼的内直肌是一对配偶肌，两者也不相同。内直肌往往肥厚有力，外直肌比较纤细力弱，等量的加强或减弱内、外直肌可以产生不同的手术效果。例如，内直肌厚徒5mm，可以矫正20△的内斜视，而后外直肌厚徒5mm，一般只能矫正10△的外斜视。
上直肌和下斜肌的上转作用也相差悬殊，在接近附着点处切断下斜肌，眼球的垂直上转作用没有多的影响。眼球上转不能超过中线(即原在位的水平)。所以，有人提出眼球从下转位上转到原在位，其动力来自上直肌和下斜肌;从原在位继续上传转，仅有上直肌发挥作用。从这个角度考虑，两只眼的上直肌是一对配偶肌。