劉新宇,張 鵬
游泳肩的研究進展
劉新宇,張 鵬
游泳肩是游泳項目中發(fā)生率最高的損傷。主要表現(xiàn)為肩關(guān)節(jié)活動度降低、肩關(guān)節(jié)前側(cè)或前外側(cè)壓痛、肩關(guān)節(jié)不穩(wěn)等。游泳技術(shù)動作異常、訓練量大、訓練工具的不當使用、肩關(guān)節(jié)松弛、頭前伸姿勢等都是引發(fā)游泳肩的重要因素。目前研究發(fā)現(xiàn)游泳肩會表現(xiàn)出生物力學的改變,包括肩關(guān)節(jié)內(nèi)外旋肌肉力量比值異常和肩關(guān)節(jié)肌肉活動模式異常等。開展功能性訓練目前被普遍認為是游泳肩康復的關(guān)鍵部分。本文從游泳肩的定義、病因、癥狀和診斷以及康復等方面對游泳肩的研究現(xiàn)狀進行綜述,為游泳肩的預防和治療提供理論基礎(chǔ)。
游泳肩;盂肱關(guān)節(jié);損傷
游泳是使用肩關(guān)節(jié)頻率最高的一項運動,由于上肢大量重復發(fā)力動作,游泳運動員肩關(guān)節(jié)很容易受傷。專項訓練年限、游泳技術(shù)動作、訓練量、力量訓練方式、劃水掌及打腿板的使用、肩關(guān)節(jié)位置、肩關(guān)節(jié)松弛度、肩袖肌群及肩胛骨穩(wěn)定肌群的肌力和耐力等都是與肩關(guān)節(jié)損傷有關(guān)的重要因素。肩關(guān)節(jié)損傷不僅影響運動員的訓練計劃的連貫性和比賽任務(wù)的完成,而且會繼發(fā)其他身體部位的問題(如腰痛、胸前痛等)。因此預防肩關(guān)節(jié)損傷的發(fā)生,對于保證正常訓練,提高運動成績都有重要意義。
1.1 定義
游泳肩指游泳運動員因游泳動作所引起的肩峰下撞擊綜合癥和肩袖腱炎,以及與此相關(guān)的肩關(guān)節(jié)功能紊亂。傳統(tǒng)上認為游泳肩是肩關(guān)節(jié)周圍軟組織和喙肩弓之間的機械撞擊產(chǎn)生的炎癥反應,是一種微創(chuàng)過度發(fā)生所造成的運動損傷。目前把游泳運動員的肩痛等同于喙肩韌帶肩峰下撞擊癥,即肩前部疼痛是由于肩袖或肱二頭肌長頭肌腱病導致。
1.2 發(fā)病率
游泳運動員的肩關(guān)節(jié)損傷發(fā)生率很高。McMaster和Troup報道美國游泳隊員中肩痛發(fā)病率在不同年齡分別為:13~14歲為10%,15~16歲為13%,大學精英運動員為26%。而有過肩關(guān)節(jié)疼痛史的發(fā)生率在不同年齡分別為13~14歲為 47%,15~16歲為 66%,大學精英運動員為73%[1]。我國調(diào)查發(fā)現(xiàn)國內(nèi)高水平游泳運動員肩關(guān)節(jié)損傷占全部運動損傷的 47.4%[2]。
2.1 大量重復性動作和技術(shù)動作異常
統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示,若每周游泳訓練 5~7 d,每天兩堂課,每天游泳距離為8 000~10 000 m,則每年有約 100萬次劃手[2]。這樣的重復性動作對肩帶肌肉和盂肱關(guān)節(jié)造成巨大壓力,容易導致肌腱炎,也會增加肌腱厚度。當增厚的肌腱和關(guān)節(jié)囊由于游泳的技術(shù)動作反復被喙肩弓擠壓,在撞擊癥測試中就會出現(xiàn)陽性表現(xiàn)。
游泳動作有兩個階段容易導致肩關(guān)節(jié)的撞擊:一是在劃水階段,該階段從手入水開始,手臂完成劃水后出水截止。劃水開始階段,如果手越過了身體的中線,肩關(guān)節(jié)就處于水平內(nèi)收位,肱二頭肌長頭會撞到喙肩弓的前部。二是發(fā)生在擺臂階段,從手臂出水開始,到整個手再次入水為止。隨著疲勞產(chǎn)生,手臂出水會變得更加困難。肩袖肌群疲勞,使肱骨頭外旋并將其壓迫向肩盂,效率降低。當這些肌肉不能正常做工時,岡上肌肌腱會在肱骨大結(jié)節(jié)和喙肩弓的中部和后部被撞擊。
Bonnie Virag對31名大學優(yōu)秀游泳運動員使用水上和水下攝影進行泳姿拍攝,計算動作錯誤率,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在劃水階段肘下沉動作發(fā)生率為61.3%,動作回位階段肘下沉發(fā)生率為 53.2%,是發(fā)生率最高的兩個錯誤動作[3]。動作回位階段肘下沉和手入水的角度與拇指先入水或不正確的手入水位置之間有顯著性相關(guān)。眼朝前仰頭的動作和不正確的劃水模式有關(guān),這些錯誤動作容易造成肩關(guān)節(jié)損傷。而且許多錯誤動作之間相互關(guān)聯(lián),一個錯誤動作可能導致另外一個錯誤動作。
通過上述研究看出,大量重復性動作以及游泳技術(shù)的力學異常和錯誤動作是引發(fā)游泳肩的主要原因之一。
2.2 盂肱關(guān)節(jié)松弛
盂肱關(guān)節(jié)松弛和肩關(guān)節(jié)疼痛之間有明顯關(guān)系,William C發(fā)現(xiàn)高級國家運動員和精英運動員的盂肱關(guān)節(jié)松弛度的臨床分數(shù)和肩痛之間有統(tǒng)計學上的顯著性相關(guān)[4]。Weldon和 Richardson的研究結(jié)果也表明由于游泳時對肩關(guān)節(jié)的專項需求高,容易產(chǎn)生肩關(guān)節(jié)不穩(wěn),從而引起疼痛[5]。因此有學者提出,長時間大運動量的游泳引起盂肱關(guān)節(jié)松弛的假設(shè),關(guān)于該假設(shè)是否成立,有以下不同的研究結(jié)果。Zemek等人的研究表明優(yōu)秀游泳運動員與非游泳運動員的盂肱關(guān)節(jié)的松弛度有統(tǒng)計學上的顯著性差異[6]。Allegrucci和McMaster的研究表明游泳的這種重復性動作會使肩關(guān)節(jié)更傾向于產(chǎn)生生物力學的撞擊癥和微小損傷,從而導致關(guān)節(jié)松弛、肩袖疲勞和后續(xù)的第二次撞擊癥[7,8]。表明盂肱關(guān)節(jié)前向松弛度增加會產(chǎn)生過度的外旋,導致肩袖和肱二頭肌長頭需要做更多的功來減少肱骨頭上抬和前旋。但Borsa使用超聲成像來評估壓力下和無壓力下的關(guān)節(jié)松弛度,發(fā)現(xiàn)優(yōu)秀游泳運動員沒有出現(xiàn)比同年齡的普通人更大的松弛度[9]。對于這種長期參與重復性過頂運動的運動員來說,他們也不需要更大的松弛度。George J.Davies等人的研究結(jié)果也證實,游泳并沒有使優(yōu)秀運動員的肩關(guān)節(jié)松弛度增加[10]。這兩位作者的研究結(jié)果并不支持這樣的假設(shè),因此,對于持續(xù)的游泳時間(每周英里數(shù)×48周×游泳年數(shù))導致盂肱關(guān)節(jié)松弛的說法,目前尚無定論。
2.3 頭前伸姿勢對肩痛的影響
頭前伸姿勢(Forward Head Posture,F(xiàn)HP),指頸椎相對于正常脊柱曲線的位移,表現(xiàn)為頸椎前凸增加,頭相對于身體重心向前移。Haughiee等人于1995年研究發(fā)現(xiàn)頭前伸姿勢與頸肩痛有關(guān)[11]。這是因為脊柱的對線會影響肩胛骨的位置和肩胛帶功能。頭前伸導致頸椎對線錯誤,頸后伸肌短,肩周圍肌肉和頸前肌緊張,影響肩胛骨位置和動力學。Ludewig and Cook的研究報道,當頭前屈20°姿勢下,肱骨無負荷上抬時肩胛骨的上回旋和后傾顯著減少[12]。斜方肌上部是肩胛上回旋的主動肌,肩胛提肌是肩胛上回旋的拮抗肌。FHP改變了在肩胛骨上回旋過程中肩胛提肌的長度和張力。有研究表明FHP比無頭前伸姿勢(NHP)的肩胛提肌活動顯著性增加[13],因此,肩胛提肌張力增加會阻止肩胛骨上回旋。在手臂上抬時肩胛上回旋肌群激活是很重要的,因為肩胛上回旋減少被認為是發(fā)展肩峰下撞擊癥的力學風險因素,因為減少了肩峰下間隙,增加了肩峰下壓力[14]。Jong-Hyuck Weon等人研究發(fā)現(xiàn)FHP的人在肩等長屈曲負荷時前鋸肌活動明顯減少,這種變化會導致肩胛骨和盂肱關(guān)節(jié)動力學改變[15]。前鋸肌是在手臂動作中重要的肩胛穩(wěn)定肌,是肩胛骨外展肌,對抗斜方肌上部和下部 (肩胛內(nèi)收?。現(xiàn)HP的人手臂上抬時前鋸肌活動減少,導致手臂上抬時肩胛內(nèi)收減少,會產(chǎn)生肩胛骨翼狀。導致肩胛骨動態(tài)或靜態(tài)動作的控制或穩(wěn)定性減少。在這種情況下長期進行過頂運動會產(chǎn)生肩撞擊癥。這一結(jié)論與Ludewig[16]等人的研究結(jié)果一致。
2.4 其他因素
過度訓練會導致肩痛。訓練量過大引發(fā)身體疲勞,當身體疲勞時,動作容易變形,肌肉工作效率降低,完成給定的距離需要更多的劃次,增加的劃次造成肩關(guān)節(jié)負荷增加以及出現(xiàn)異常生物力學,從而導致?lián)p傷[17]。
單側(cè)呼吸也會導致肩痛。經(jīng)常在同側(cè)換氣的運動員發(fā)生對側(cè)肩痛的風險增加。因為當頭部始終轉(zhuǎn)向一側(cè)時,為了保持向前的運動,對側(cè)肩部肌肉必須做更大的功,導致肌肉過度使用。但是這種理論還存在爭議。
訓練工具的過度使用會導致肩痛。有兩種工具容易造成肩部損傷,一是劃手掌,由于劃水掌比手大,甚至有的劃手掌沒有排水孔,會在劃水階段給肩關(guān)節(jié)肌肉造成很大壓力。二是浮板,在手臂完全伸直時雙手持浮板打腿練習會使肩關(guān)節(jié)處于撞擊的位置。所以使用這些器械的時間過長或使用不合理,肩痛的風險就越高。
肩痛發(fā)生的征兆包括:活動度的弧度改變、活動度降低、岡上肌和岡下肌乏力、肩胸穩(wěn)定肌乏力、肩胸關(guān)節(jié)神經(jīng)肌肉控制差、關(guān)節(jié)松弛、多方向的不穩(wěn)定、軀干和腹肌核心穩(wěn)定性缺乏。肩痛影響到運動表現(xiàn),限制了肩關(guān)節(jié)的活動,休息或夜間時有疼痛、不穩(wěn)定感覺。
體檢可以發(fā)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)前側(cè)或前外側(cè)的壓痛和痛弧的存在,肩關(guān)節(jié)抗阻外展試驗陽性,肩關(guān)節(jié)撞擊試驗陽性。Klaus Bak研究36名肩痛運動員,其中23名是單側(cè),16名是雙側(cè)。臨床發(fā)現(xiàn)雙側(cè)痛時間(平均104周)明顯比單側(cè)痛(平均 33周)時間長,12個肩表現(xiàn)出撞擊癥,沒有肱骨頭的過度移位。25個肩撞擊癥伴隨著盂肱移位增加和肩關(guān)節(jié)前脫位恐懼試驗陽性。4名運動員肩關(guān)節(jié)活動過度,表現(xiàn)出雙側(cè)撞擊癥和肱骨頭過度位移,尤其是前下方最常見。4名運動員肩有肱骨頭過度位移和前脫位恐懼癥,沒有撞擊癥。有癥狀的肩關(guān)節(jié)比無癥狀的肩關(guān)節(jié)更缺乏協(xié)調(diào)性[18]。撞擊癥的Hawkins'試驗比Neer's試驗更敏感。游泳運動員肩痛的臨床表現(xiàn)不同,大多數(shù)表現(xiàn)撞擊癥和肱骨頭前下方位移增加,前脫位恐懼試驗陽性。這種非創(chuàng)傷性不穩(wěn)定可能由于前下方囊韌帶復合體的磨損。不同的臨床表現(xiàn)可能代表相同情況的不同階段。
Dunn提出以下幾項判斷游泳肩時需要重點考慮的因素:在劃水階段哪個階段感覺到痛,哪里痛,有沒有不穩(wěn)定感,隨著疼痛開始動作技術(shù)有沒有改變,訓練中什么時候疼痛增加,此外,可以進行一些相關(guān)的定量測試對肩關(guān)節(jié)的損傷進行評估[19]。
通常很難辨別骨骼肌系統(tǒng)對于重復性訓練產(chǎn)生的適應性和力學動作模式的病理改變。如關(guān)節(jié)囊韌帶的松弛度增加很可能是一種為了增加關(guān)節(jié)活動范圍和所需承受壓力而產(chǎn)生的適應性。所以可以通過一些測試進行定量評估分析。
4.1 內(nèi)外旋等速肌力
Fowler對119名游泳運動員和51名非游泳運動員進行了等速測試,發(fā)現(xiàn)游泳隊員肩關(guān)節(jié)內(nèi)旋肌力很強,外旋肌力正常,內(nèi)外旋肌力比值異常[20]。Falkel的研究發(fā)現(xiàn)患有游泳肩的運動員外旋肌肉耐力和內(nèi)旋肌肉耐力比值(42%)比無肩痛游泳運動員(56%)和非游泳運動員(68%)更低[21]。一旦比值低于 50%,外旋肌肉耐力就不足以保持擺臂階段正確的技術(shù)動作,更容易出現(xiàn)撞擊癥狀。Klaus Bak研究發(fā)現(xiàn)痛肩比不痛肩的向心內(nèi)旋和離心內(nèi)旋的比值降低,功能比(離心外旋:向心內(nèi)旋)痛肩比不痛肩顯著性增高[22]。痛肩表現(xiàn)出外旋活動度增加和內(nèi)旋活動度減少,這一結(jié)果表明游泳肩的預防或康復不能僅限于加強肩關(guān)節(jié)外旋肌肉的力量。還應該注意改正內(nèi)旋力量可能存在的不足。研究還發(fā)現(xiàn)肩關(guān)節(jié)活動度的變化和肩痛沒有相關(guān)性。從以上的研究結(jié)果均可以看出游泳肩患者的內(nèi)外旋等速肌力比值比正常值高。
4.2 肩周肌群的肌肉活動
4.2.1 正常的肩關(guān)節(jié)肌肉活動模式
Pink通過研究正常運動員肩關(guān)節(jié)12塊肌肉表面肌電活動。發(fā)現(xiàn)肩袖的每塊肌肉在整個游泳動作周期的肌電活動水平不同[23,24]。肩胛下肌是唯一在整個動作過程中都參與活動的肌肉。而且,整個動作周期中肩胛下肌的最低收縮水平是其最大等長收縮值的 26%。前鋸肌也在不斷活動,其活動水平高于 20%最大等長收縮(MVIC)。Monad的研究發(fā)現(xiàn)肌肉可以在一定的肌電水平持續(xù)活動而不產(chǎn)生疲勞,這個肌電水平的上限就是15%~20%MVIC[25]。當整個動作過程中肩胛下肌和前鋸肌都高于20%MVIC時,很容易發(fā)生疲勞。
4.2.2 游泳肩的肌肉活動模式
游泳肩患者的肩關(guān)節(jié)肌肉活動模式會發(fā)生改變。
Scovazzo的實驗研究了游泳肩的肩部肌肉肌電圖(EMG),發(fā)現(xiàn)三角肌在整個游泳技術(shù)動作過程中保持著相似的肌電圖模式,且肌電活動減少。岡下肌肌電活動明顯增加,而肩胛下肌活動明顯減少[26]。這很可能是一種保護機制,外旋肌群的肌電活動增加是為了保護肩峰下區(qū)域,同時拮抗較強的內(nèi)旋動作。菱形肌和斜方肌上部在手入水時肌電活動減少。菱形肌在劃水中期活動明顯增加,前鋸肌活動明顯減少,破壞了正常的肩肱節(jié)律,引起肩胛骨的下旋而不是上旋。從而導致肩峰下組織被撞擊,引起疼痛。
Wadsworth和 Bullock-Saxon發(fā)現(xiàn)肌肉活動的時機也非常重要。傷側(cè)肩斜方肌上部、下部和前鋸肌的活動時機明顯不同[27]。傷側(cè)的前鋸肌使肩胛骨上旋,機體為了減少疼痛,菱形肌會盡力穩(wěn)定肩胛骨。因此,這種功能障礙模式促成了撞擊癥。盂肱關(guān)節(jié)兩塊最大、最有力的內(nèi)旋肌也是水下劃水階段主要用力肌,沒有明顯差異。因此,胸大肌和背闊肌的肌電活動與正常肩關(guān)節(jié)相似。胸大肌、背闊肌、小圓肌、三角肌后部或?qū)霞〉募‰娀顒記]有顯著的不同。雖然岡上肌是撞擊癥中最常涉及的肌肉,可能會有不同的肌電反應,但是該研究并沒有發(fā)現(xiàn)不同。三角肌前部、中部、岡下肌、肩胛下肌、斜方肌上部、菱形肌和前鋸肌有顯著的變化。肩胛骨的3個穩(wěn)定肌肌電活動明顯減弱。由此可見,游泳肩患者的肩關(guān)節(jié)周圍肌肉活動與正常肩關(guān)節(jié)相比有活動模式和活動時機上的改變。
大量研究證實,開展功能性專項訓練是游泳肩康復中很重要的部分。康復訓練重點應放在肩胛骨穩(wěn)定肌,牽拉關(guān)節(jié)囊后部,增強肩袖肌力,恢復正確的技術(shù)動作。通過增加岡下肌、小圓肌和肩胛下肌的力量來控制肱骨頭向前位移。Falkel’s通過視頻分析發(fā)現(xiàn)影響撞擊過程的因素不僅包括外旋角度也包括時機[28]。盂肱關(guān)節(jié)在活動范圍末端的動態(tài)運動和力偶關(guān)系對正常的肩關(guān)節(jié)功能至關(guān)重要。
Davies建議肩袖訓練的體位為30/30/30,即30°外展,30°肩胛位和30°對角線傾斜[29]。30°外展保護肩袖,如果手臂處于內(nèi)收位置,肱骨頭將在岡上肌腱的關(guān)節(jié)側(cè),對肌腱產(chǎn)生向外擠壓效果。當手臂 90°外展,90°內(nèi)旋時,如果運動員有盂肱關(guān)節(jié)力偶的疼痛抑制或弱鏈,就會出現(xiàn)肩袖肌群的反射性抑制或由三角肌引起的異常切力。手臂處于肩胛位是因為它是手臂的功能位置,保護關(guān)節(jié)囊前下方,預拉伸肩袖后側(cè)肌群。根據(jù)長度—張力曲線原理此體位可以幫助產(chǎn)生爆發(fā)力。外旋肌群是盂肱關(guān)節(jié) 6個方向中最弱的。30°對角線傾斜預防產(chǎn)生后內(nèi)部的撞擊,在進行盂肱關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)練習時比橫向平面位置更舒適。
Ebaugh使用外旋肌群疲勞訓練測試20名受試者,在外旋疲勞之前和之后比較肩胛動力學改變,發(fā)現(xiàn)在疲勞情況下肩胛骨后傾和上抬顯著減少[30,31]。 因此,游泳肩需要進行外旋肌耐力訓練。一旦外旋肌與內(nèi)旋肌的耐力比值超過 50%,疼痛將顯著減輕,甚至消失。所以康復中需要注重耐力訓練,以恢復正常的比值。Graichen測試了肌肉收縮時肩峰下間隙的潛在變化,12名健康受試者在手臂上抬30°、60°、90°、120°、150°時分別拍攝MRI,同時使用15 N的力引起盂肱關(guān)節(jié)內(nèi)收肌群或外展肌的等長收縮。結(jié)果發(fā)現(xiàn)內(nèi)收肌的活動導致手臂在所有的位置肩胛下間隙顯著增加[32,33]。該結(jié)果表明可以通過內(nèi)收肌練習改變肱骨頭對關(guān)節(jié)盂的位置,能夠有效增加肩胛下間隙。
游泳肩是游泳項目中最常見的一種損傷,游泳肩的發(fā)生與不正確的技術(shù)動作、盂肱關(guān)節(jié)松弛、過度訓練、頭前伸姿勢等有關(guān),游泳肩的出現(xiàn)會伴隨著肩周圍肌肉活動模式異常以及肩關(guān)節(jié)內(nèi)外旋肌力比值的改變,所以游泳肩的康復訓練應該針對異常的肌肉活動模式進行糾正性訓練,同時加強肩關(guān)節(jié)外旋肌肉耐力性訓練。
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(責任編輯:何聰)
Research Progress of Swimming Shoulder
LIU Xinyu,ZHANG Peng
(Shanghai Research Institute of Sports Science,Shanghai 200030,China)
Swimming shoulder is the most common injury of swimmers.The main symptoms are the reduced activity of shoulder joints,tenderness of the anterior part or anterolateral part of shoulder joints,instability of shoulder joints,etc.The major causes of swimming shoulder are due to abnormal technical movements,heavy training load,incorrect use of training means,laxity of shoulder joint and head sticking pose.The research reveals that swimming shoulder may cause biomechanical changes,which includes the abnormal strength ratio of the inside and outside spiral muscles and the abnormal pattern of the muscle activity of shoulder joints.Functional training is commonly regarded as the key for the rehabilitation of swimming shoulder.The paper elaborates on the research status of the definition,cause,symptom and diagnosis of swimming shoulder as well as the rehabilitation of the injury so as to provide theoretical basis for the prevention and treatment of swimming shoulder.
swimming shoulder;glenohumeral joint;injury
G804.5
A
1006-1207(2017)01-0085-04
2015-10-19
上海市體育局課題(14JT011)。
劉新宇,女,助理研究員。主要研究方向:運動康復。E-mail:janeliucj7@yahoo.com。
上海體育科學研究所,上海 200030。