網球運動中肱骨外上髁炎產生的生物力學分析

張?zhí)m 河南經貿職業(yè)學院體育教學部

肱骨外上髁炎俗稱網球肘，是指肱骨外上踝處呈現(xiàn)的急慢性損傷而形成的一種無菌性炎癥，常常是由于持拍類運動在擊球時的力量和旋轉的角度超出了手臂關節(jié)、韌帶和肌肉的承受能力，出現(xiàn)前臂肌群的勞損造成的。網球肘是網球運動員的發(fā)生率最高運動損傷類型之一。癥狀主要表現(xiàn)為前臂旋轉受限，局部疼痛、壓痛以及伸腕抗阻陽性，是臨床運動醫(yī)學中常見的病癥之一[1]。網球中的擊球動作對肘關節(jié)產生很大的沖力，迫使肘關節(jié)完成極限下的關節(jié)活動角度，進而產生肘關節(jié)的各種損傷，以網球肘為典型。

一、肘關節(jié)的運動解剖學構成以及在網球動作中的作用位置

在運動解剖學上，肘關節(jié)是連接上臂和前臂的關節(jié)，它包括肱尺關節(jié)、肱橈關節(jié)、橈側近側關節(jié)三個關節(jié)，共同包括在一個關節(jié)囊內，其復雜性僅次于膝關節(jié)[2]。肘關節(jié)具有屈伸、旋內旋外的功能，這些功能在網球的發(fā)球和正反手擊球中得以體現(xiàn)。肘關節(jié)在解剖正常位置下可以做伸的動作范圍為140度-160度；前臂可以做旋前的動作范圍70度-80度，旋后動作范圍為80度-85度。前臂完全伸直時，肘部能向外翻轉10度-15度，而在完全屈肘時內翻8度左右，充分伸展時內旋轉角度約為5度[2]。橈尺近側關節(jié)的旋前和旋后功能為肘關節(jié)提供了更大的靈活性，與此同時，也讓肘關節(jié)處于受到沖擊影響的主要位置[3]。肱骨外上髁是前臂肌肉的重要附著點，附著和跨過肱骨外上髁的相關肌肉為前臂和肘關節(jié)的運動提供了動力支持（表1）。

表1 肱骨外上髁附著肌肉及其動作形式和功能（引自廖蘇[4]）

二、肱骨外上髁炎的診斷標準和其病理學研究現(xiàn)狀

肱骨外上髁炎又叫“網球肘”，因早年發(fā)現(xiàn)網球運動員易發(fā)生此種損傷，故俗稱網球肘。如果運動中或生活中出現(xiàn)前臂過度旋前或旋后位時，被動牽拉伸肌和主動收縮伸肌將對肱骨外上髁處的伸肌肌腱起點產生較大張力，如果長期重復這種動作即可引起該處的慢性炎癥。

有研究認為網球肘是肘關節(jié)用力伸展的前臂過分旋前以及過度肘外翻導致內部或外部過度負荷的結果?？v貫肘關節(jié)和腕關節(jié)的屈肌和伸肌易受外部沖擊力和肌肉內部的收縮力，還與過度的負荷強度和持續(xù)時間相關，錯誤的訓練方式和技術動作會影響肘關節(jié)的穩(wěn)定性。如擊球時身體姿勢不正確、球拍拍柄及手膠與手的大小不匹配，多余的壓力就會在伸肌上集聚增加手肘的負擔，最后被肘吸收而導致?lián)p傷。前臂旋前角度過大、擊球時網球沒有處于球拍的甜區(qū)等，都會增加患網球肘的風險。

三、網球發(fā)球過程中肘關節(jié)的生物力學特征

發(fā)球是網球中最重要的擊球動作，網球發(fā)球類似鞭打動作，該動作的特點就是在身體由近側端獲得一定的速度后肢體各關節(jié)依次制動，通過制動實現(xiàn)動量向肢體末端傳遞以獲得球拍擊球的較快的線速度，是所有擊球動作旋轉角度最大、產生力量和扭矩最大的動作。上肢各關節(jié)達到最大速度時就是制動的開始，該制動的時機擊球效果和遠端關節(jié)的伸展情況。研究表明：損傷組的運動員從肩部制動到揮拍擊球之間的緩沖實踐為0.04s，而正常對照組的時間為0.06s，由此可見，損傷組的擊球階段肩部制動過晚，影響了擊球時肘關節(jié)的伸展速度，但是為了擊球時機，被迫過早伸展肘關節(jié)，使肩關節(jié)在制動前肘部已經伸展了一定的角度，肩關節(jié)制動時，產生的動量施加到肘關節(jié)上繼續(xù)伸展，進而造成肘關節(jié)的過大伸展，甚至會出現(xiàn)超伸現(xiàn)象，造成網球肘的發(fā)生[5]。

四、網球發(fā)球的運動學特征及網球肘的力學機制

早期對網球發(fā)球的運動學研究認為：發(fā)球時手臂的動作與過肩的投擲動作相類似，僅僅是上臂相對于軀干的位置有所不同。發(fā)球時的揮拍擊球階段，上肢做類似“鞭打”的動作，上臂帶動前臂迅速揮拍，肘關節(jié)順勢伸展，技術動作正確的情況下，前臂和上臂近乎伸直時擊中網球，但在拋球高度不合適的情況下，肘關節(jié)過伸會造成尺骨鷹嘴對肱骨的擠壓，形成炎癥。在隨后的隨揮階段腕關節(jié)動作僵硬肩關節(jié)過度緊張的情況下，會對肘部形成較大扭矩和沖擊，造成肘部過伸。結果會對內外側髁造成拉力損傷，最終形成網球肘[3]。

五、網球反手擊球的生物力學特征

網球單手反拍擊球技術被認為是肱骨外上髁炎的重要原因之一。在單手反拍擊球的預擺階段，肘關節(jié)的稍微屈曲大約在120-142度，上肢靠近軀干。向前揮拍時，肘關節(jié)在擊球之前伸展至152-165度。在不考慮上旋、下旋和側旋的情況下，擊球的剎那肘關節(jié)幾乎完全伸直[2]。Knudson分析了不同水平運動員的肘關節(jié)角度的運動學和網球肘的歷史，發(fā)現(xiàn)肘關節(jié)的運動學特征與之沒有顯著的差異[6]。研究認為，單手反拍擊球涉及身體的五個部分或階段（髖，軀干，上臂，前臂和手），對比而言，雙手反拍僅僅涉及（軀干/髖和手臂）。

國內外對單手反拍研究較多，這主要是因為反拍引起的網球肘相關損傷較多[3]。大多數(shù)對反拍運動學研究集中在運動員使用拍子中產生的扭轉力和沖擊力，而不是針對肘關節(jié)的復雜性。僅有Mclaughlin研究了專業(yè)網球選手單手反拍擊球時對肘關節(jié)的機械載荷。在單手反拍中，肘部領先的反拍動作被認為是與網球肘密切相關的，肘伸肌群產生的扭矩在擊球前達到最大值。幾項肌電研究測定了反拍擊球時的肌肉激活狀態(tài)[7]。Giangarra等人認為，橈尺近側關節(jié)的旋前可能通過緊密圍繞的肘關節(jié)的韌帶提供更多的穩(wěn)定性和力量，從而幫助受力負荷的傳遞，避免外側韌帶的損傷[8]。

六、網球反拍擊球中的損傷機制

單手反拍擊球動作是最容易造成網球肘的反拍擊球方式。這與腕關節(jié)伸展動作長期重復的機械負荷施加在肱骨外上髁處密切相關，其中，主要是橈側腕短伸肌。這情況常見于年齡在35-50歲之間的運動員，他們活動積極但是前臂伸肌薄弱。錯誤的技術動作（肘部領先，擊球時球拍觸碰到身體后部，過度抖動手腕或者前臂旋前過多，偏離中心擊球）網球肘的誘因。有研究表明，在肘部領先的擊球姿勢中，肘關節(jié)周圍的組織結構相對松弛，只能承受住較小的應力沖擊，使受傷的概率增加[9]。在單手反拍擊球時，肘關節(jié)在擊球前未能完全伸展是造成“網球肘”損傷的原因之一在擊球時，此外，肘關節(jié)伸的同時進行旋后動作被認為是造成“網球肘”損傷的危險因素。而初學者由于肘關節(jié)伸展不如專業(yè)組充分，增加了催患“網球肘”的風險[4]。肘關節(jié)旋前旋后的具體實驗數(shù)據(jù)較少，但是普遍認為肘復合體的伸展和旋前動作使肘關節(jié)更穩(wěn)定，從而避免損傷[7]。

采用雙手反拍的選手很少受到網球肘的困擾，原因可能是雙手握拍能夠吸收擊球時更多的沖擊和震動，身體旋轉一致，并且非優(yōu)勢手臂保護手腕過度彎曲，從而有助于震動的吸收。通過對兩種反拍類型的肌電分析發(fā)現(xiàn)，前臂伸展肌肉的活性沒有顯著性差異，旋前圓肌和橈側腕屈肌活動度更大，雙手反拍的運動員患網球肘的概率較低不是因為前臂伸肌的活性降低，而是擊球技術較差[10]。

七、球拍科技與網球肘的損傷

球拍的重量和手柄的型號也會形成網球肘。隨著科學技術的進步，球拍本身的技術也不斷的革新。無論從材料還是從性能方面都得到很大的提高，球拍制造技術的進步對于運動員的技術動作和預防受傷方面都是密切相關的?，F(xiàn)在的網球拍相比傳統(tǒng)的木質球拍呈現(xiàn)出更輕便更堅硬的特征?，F(xiàn)在的新式球拍更容易揮動并且不易彎曲，但是震動的頻率較高。堅硬的球拍可能是不利的，堅硬的球拍再拉上過緊的拍線降低了降低了沖擊的緩沖時間。大多數(shù)研究網球肘原因的實驗聚焦在球拍震動產生的沖擊波上[10]，認為網球肘的主要原因是擊球時產生的沖擊波對前臂肌肉組織產生的被動牽拉，這種快速的被動牽拉不斷的重復容易造成肌肉和軟組織的破壞，最終引起網球肘。

八、網球運動中預防肱骨外上髁炎的建議

在網球力量訓練時，加強和改善網球運動員擊球時弱鏈環(huán)節(jié)相關的核心區(qū)力量和關節(jié)周圍小肌肉群的力量訓練，提高從腿部、軀干、上肢和網球拍的傳遞效率，提高動作質量的高效性、減少損傷發(fā)生的概率。要同時注意訓練相關肌肉的向心收縮和離心收縮類型，使身體各關節(jié)尤其是肘關節(jié)的肌肉力量達到平衡，網球運動員可以通過核心穩(wěn)定性訓練、自由力量訓練及核心專項性力量訓練等三個方面按順序進行，增強核心肌群在擊球過程中穩(wěn)定重心、身體姿態(tài)、傳遞力量的能力，同時要注意核心力量訓練和傳統(tǒng)的力量訓練相結合。

在網球技術學習和訓練過程中，注重身體自由端（如下肢、上肢、軀干）的鞭打動作的實現(xiàn)，從生物力學的角度形成固定科學的發(fā)力順序，并掌握合適的肩部制動時機防止肘部損傷的發(fā)生。