肩袖運(yùn)動(dòng)損傷的運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)分析

馬 雙 劉志二

（吉林體育學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春，130000）

運(yùn)動(dòng)損傷不僅損害運(yùn)動(dòng)員和體育愛(ài)好者參與運(yùn)動(dòng)的積極性，影響其比賽成績(jī)，甚至縮短其運(yùn)動(dòng)壽命，嚴(yán)重者還可終止其運(yùn)動(dòng)生涯[1-2]。因此，無(wú)論對(duì)于專業(yè)運(yùn)動(dòng)員還是體育愛(ài)好者，減少運(yùn)動(dòng)損傷的發(fā)生都是十分必要的。在肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)損傷中，肩袖的損傷最常見[3-4]。

本文從肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)解剖、運(yùn)動(dòng)學(xué)原理及生物力學(xué)角度出發(fā)，總結(jié)分析肩袖在運(yùn)動(dòng)中損傷的原因，并提出預(yù)防肩袖損傷的建議，旨在減少運(yùn)動(dòng)參與者肩袖運(yùn)動(dòng)損傷的概率，同時(shí)也為教練員及運(yùn)動(dòng)參與者科學(xué)地制訂訓(xùn)練計(jì)劃提供理論依據(jù)。

1 肩關(guān)節(jié)復(fù)合體及其運(yùn)動(dòng)

肩關(guān)節(jié)是盂肱關(guān)節(jié)、肩鎖關(guān)節(jié)、胸鎖關(guān)節(jié)、肩胛胸壁關(guān)節(jié)、第二肩關(guān)節(jié)等多關(guān)節(jié)組成的復(fù)合關(guān)節(jié)。人體上肢能摸到全身各個(gè)部位，這不僅取決于盂肱關(guān)節(jié)的靈活性，還是肩關(guān)節(jié)復(fù)合體共同作用的結(jié)果。盂肱關(guān)節(jié)是人體最靈活的關(guān)節(jié)，由于肩胛骨的關(guān)節(jié)盂比較淺，肱骨頭相對(duì)較大，且關(guān)節(jié)囊面積大、松弛，這使得它能在矢狀面、冠狀面、水平面三個(gè)平面內(nèi)做前屈、后伸、內(nèi)收、外展、內(nèi)旋、外旋六個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)。盂肱關(guān)節(jié)靈活性大，相對(duì)穩(wěn)定性較小，其穩(wěn)定性主要是由骨性結(jié)構(gòu)、韌帶、關(guān)節(jié)囊及肌肉組織共同維護(hù)，盂肱關(guān)節(jié)的前下部穩(wěn)定性比較薄弱，通常盂肱關(guān)節(jié)在失神經(jīng)支配或暴力情況下易出現(xiàn)前下脫位或半脫位。第二肩關(guān)節(jié)又稱肩峰下關(guān)節(jié)，上方由肩峰、喙突以及之間的喙肩韌帶（喙肩弓）組成，下方為肱骨大結(jié)節(jié)，中間走行肩袖、肱二頭肌長(zhǎng)頭腱、肩峰下滑囊等組織[5-7]。在上肢運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，肩鎖關(guān)節(jié)、胸鎖關(guān)節(jié)、肩胛胸關(guān)節(jié)均隨之運(yùn)動(dòng)，這意味著上肢的活動(dòng)，不存在某一塊肌肉單獨(dú)收縮，而是一組或幾組肌肉群同時(shí)收縮的結(jié)果，這種收縮方式?jīng)Q定了肩關(guān)節(jié)復(fù)合體活動(dòng)范圍之大，活動(dòng)形式之多。在肩關(guān)節(jié)復(fù)合體周圍的肌肉群中，任何一塊肌肉的麻痹或損傷都會(huì)影響肩關(guān)節(jié)的功能[8]。

2 肩袖的運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)

肩袖肌群是肩復(fù)合體重要的運(yùn)動(dòng)與穩(wěn)定肌群，由包括岡上肌、小圓肌、岡下肌和肩胛下肌在內(nèi)的四塊肌肉的肌腱組成，它們分別起自肩胛骨骨體的背面和前面，肌腱穿過(guò)盂肱關(guān)節(jié)囊，止于肱骨的大小結(jié)節(jié)，能夠使肱骨做內(nèi)收、外展、旋轉(zhuǎn)等動(dòng)作，又稱之為旋轉(zhuǎn)袖。

在肱骨和肩胛骨運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，肩袖肌群并非單獨(dú)發(fā)生作用，而是與其他肌肉共同收縮完成動(dòng)作[9]。例如，在肩外展的過(guò)程中，需要岡上肌和三角肌中部共同收縮完成。岡上肌水平走行在肩胛骨岡上窩內(nèi)，穿過(guò)肩峰止于肱骨大結(jié)節(jié)。岡上肌走行方向決定了在肩外展的過(guò)程中，它的向心收縮力一方面把肱骨頭拉向關(guān)節(jié)盂，另一方面還可以使肱骨頭滾動(dòng)，與三角肌共同作用使肱骨抬至外展位。在此過(guò)程中，岡下肌、小圓肌、肩胛下肌與肱二頭肌長(zhǎng)頭腱向下的分力合起來(lái)為肱骨頭提供下壓的力，對(duì)抗三角肌與岡上肌提供肱骨頭向上的力，形成一對(duì)平衡力偶，從而使肩峰下存在一定的間隙，避免肩峰撞擊[7，10]。另外，主肱骨外旋的岡下肌和小圓肌與主肱骨內(nèi)旋的肩胛下肌是一對(duì)相對(duì)平衡的力偶，在運(yùn)動(dòng)中維持肩關(guān)節(jié)穩(wěn)定。當(dāng)肱骨外展150°以上，岡下肌和小圓肌還可提供肱骨外旋的力，避免肩峰撞擊的發(fā)生。

3 肩袖損傷的運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)分析

肩袖損傷多數(shù)由于外傷引起，即使是比較輕的肩袖損傷，經(jīng)反復(fù)摩擦，也會(huì)對(duì)肩關(guān)節(jié)功能造成影響。因?yàn)椴糠诌\(yùn)動(dòng)參與者早期肩袖損傷癥狀較隱匿，肩關(guān)節(jié)功能也可不受限，所以不易被發(fā)現(xiàn)，經(jīng)長(zhǎng)期磨損，最終導(dǎo)致疼痛并伴有肩關(guān)節(jié)功能障礙[11-14]。肩袖損傷最易發(fā)生損傷的部位在肩袖肌腱與骨的結(jié)合處，此處血供最差，即使發(fā)生小的損傷也不易修復(fù)[15-17]。尤其對(duì)于經(jīng)常使用上肢的專業(yè)運(yùn)動(dòng)員和運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者，特別在上肢過(guò)頂類運(yùn)動(dòng)中，肩袖損傷發(fā)生率極高，如球類運(yùn)動(dòng)中的網(wǎng)球、排球、羽毛球、棒球；投擲類運(yùn)動(dòng)中的鐵餅、標(biāo)槍、鉛球、游泳等。專業(yè)運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中對(duì)肩關(guān)節(jié)的功能要求更高，肩袖損傷對(duì)其所帶來(lái)的影響也更大，早期診斷對(duì)預(yù)防進(jìn)一步損傷和及時(shí)恢復(fù)肩關(guān)節(jié)功能至關(guān)重要[1]。引起肩袖損傷的原因主要有肩峰撞擊或者肌肉超出生理負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)[18]。

3.1 肩峰撞擊

早在二十世紀(jì)七八十年代，便有學(xué)者提出肩峰撞擊是導(dǎo)致肩袖損傷的主要原因，肩峰撞擊能夠使肩袖受到長(zhǎng)期的磨損，這種慢性磨損導(dǎo)致肩袖損傷的比例高達(dá)95%，因此避免肩峰撞擊能有效預(yù)防肩袖損傷[19-20]。

導(dǎo)致肩峰撞擊的原因有：①盂肱節(jié)律的改變。在肩關(guān)節(jié)前屈0°～60°和外展0°～30°以內(nèi)，盂肱關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)，肩胛胸關(guān)節(jié)不產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，在前屈超過(guò)60°或外展超過(guò)30°時(shí)，盂肱關(guān)節(jié)與肩胛胸關(guān)節(jié)成比例運(yùn)動(dòng)，這種運(yùn)動(dòng)節(jié)律稱為肩肱節(jié)律[21]。肩肱節(jié)律說(shuō)明肩復(fù)合體的全范圍運(yùn)動(dòng)，必然伴隨著肩胛骨的運(yùn)動(dòng)，否則上肢的活動(dòng)就會(huì)受限。反之，如果在肩胛骨運(yùn)動(dòng)受限的情況下，強(qiáng)行運(yùn)動(dòng)上肢便會(huì)使肱骨頭與肩峰相撞，造成肩峰撞擊，從而導(dǎo)致肩峰下滑囊、肱二頭肌肌腱、肩袖等組織損傷。②肩胛骨周圍肌肉的伸展性和肌張力不均衡，導(dǎo)致肩胛骨的位置異常。如胸小肌緊張，將肩胛骨拉向前傾位。③在肩關(guān)節(jié)外展角度過(guò)大時(shí)，肱骨的外旋不充分。在肩關(guān)節(jié)外展150°～180°時(shí)，伴隨著肱骨頭的外旋，若無(wú)肱骨頭的外旋或者外旋不充分，則會(huì)造成肩袖的損傷。④盂肱關(guān)節(jié)周圍軟組織薄弱、關(guān)節(jié)不穩(wěn)。⑤過(guò)量運(yùn)動(dòng)導(dǎo)致肌肉的疲勞不能及時(shí)恢復(fù)。由于人體對(duì)微小損傷的自我修復(fù)能力，反復(fù)的疲勞損傷引起骨組織或纖維組織的增生，導(dǎo)致肩峰下間隙變窄[22-23]。⑥生理解剖的差異以及肩關(guān)節(jié)的病理改變。如肩峰先天形狀的差異[24]、關(guān)節(jié)囊及周圍軟組織的改變、骨贅或肩峰下組織的炎性反應(yīng)或囊腫都可導(dǎo)致肩峰撞擊，進(jìn)而導(dǎo)致肩袖的損傷。上肢投擲類運(yùn)動(dòng)員由于肩反復(fù)的大負(fù)荷用力，使肩峰骨膠原纖維受到破壞，造成肩峰的骨質(zhì)增生，縮小了肩峰下的空間，在肩關(guān)節(jié)外展角度增大時(shí)，易發(fā)生肩峰撞擊[25-27]。此時(shí)，肱二頭肌肌腱、岡上肌肌腱及岡下肌肌腱被擠壓，形成損傷，這種無(wú)菌性炎性反應(yīng)可造成肩峰下滑囊的病理改變，甚至形成滑囊炎或纖維化，減小了肩峰下空間，增加撞擊概率[28-30]。

3.2 超過(guò)生理負(fù)荷的運(yùn)動(dòng)

除肩峰下撞擊以外，運(yùn)動(dòng)中對(duì)肌腱超負(fù)荷的拉伸力、肌肉超負(fù)荷用力都是造成肩袖運(yùn)動(dòng)損傷的原因[31]。

在上肢參與的過(guò)頂球類運(yùn)動(dòng)中，肩關(guān)節(jié)從外展外旋同時(shí)伴有水平伸展到內(nèi)收內(nèi)旋的動(dòng)作中，容易對(duì)肩袖肌群產(chǎn)生過(guò)大的拉力，而且肌肉發(fā)力時(shí)的載荷也極易超出正常生理范圍，這是肩袖損傷的直接原因[32]。一旦岡下肌和肩胛下肌損傷，肩峰下間隙就會(huì)變窄，增加肩峰撞擊的概率，原因是岡下肌和肩胛下肌有下壓肱骨的作用，運(yùn)動(dòng)中岡下肌和肩胛下肌的損傷能夠使肱骨頭上移[5]。此外，上肢球類運(yùn)動(dòng)在一場(chǎng)比賽中肩關(guān)節(jié)反復(fù)運(yùn)動(dòng)幾百次，揮拍擊球的過(guò)程中肩關(guān)節(jié)頻繁外展且速度較快，易產(chǎn)生岡上肌的磨損。同時(shí)小圓肌與岡下肌需要較大的力使上肢減速和限制其內(nèi)旋，這也容易造成肌肉的拉傷。

同上肢的球類運(yùn)動(dòng)相似，投擲類項(xiàng)目中肌肉負(fù)荷重，對(duì)肌肉的離心收縮和運(yùn)動(dòng)控制要求高。尤其投擲類運(yùn)動(dòng)的最后用力階段，上肢需要做超器械的揮鞭運(yùn)動(dòng)，此時(shí)運(yùn)動(dòng)員也極易發(fā)生肩關(guān)節(jié)的損傷[33-34]。在基于國(guó)家健將級(jí)女子鐵餅運(yùn)動(dòng)員運(yùn)動(dòng)損傷的研究和國(guó)家組男子鐵餅運(yùn)動(dòng)員最后用力階段肩部損傷的研究中，肩袖損傷的發(fā)病率僅次于肱二頭肌長(zhǎng)頭腱[35-36]。肩袖的損傷與投擲中右肩速上升快、身體轉(zhuǎn)動(dòng)與肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)存在時(shí)序性有關(guān)。運(yùn)動(dòng)速度過(guò)大及運(yùn)動(dòng)時(shí)序的紊亂（肩髖角度過(guò)大或過(guò)?。?，使肌肉的拉伸及爆發(fā)力超出其生理范圍，導(dǎo)致肩袖損傷[37-39]。

4 肩袖損傷的預(yù)防

基于上述對(duì)肩袖運(yùn)動(dòng)損傷的運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)分析，對(duì)肩袖損傷的預(yù)防提供以下幾點(diǎn)建議：①賽前做好充分準(zhǔn)備活動(dòng)，提高體溫，降低肌肉粘滯性，提高軟組織伸展性[40]。②主動(dòng)肌與協(xié)同肌、拮抗肌力量同時(shí)訓(xùn)練，避免肌力不均衡。在發(fā)力的過(guò)程中不僅需要主動(dòng)肌的收縮，同時(shí)需要協(xié)同肌和拮抗肌的共同收縮實(shí)現(xiàn)有控制的運(yùn)動(dòng)[37]，因此在發(fā)展主動(dòng)肌的同時(shí)，不應(yīng)忽略協(xié)同肌與拮抗肌的訓(xùn)練。③在發(fā)展肌肉力量的同時(shí)發(fā)展其柔韌性，使其能夠被拉長(zhǎng)的生理范圍擴(kuò)大[41-42]，這樣肌肉在運(yùn)動(dòng)中便不易被拉傷。④重視肌肉離心收縮的訓(xùn)練，提高肌肉在運(yùn)動(dòng)中的控制能力。⑤注重整體上肢運(yùn)動(dòng)鏈的訓(xùn)練。在上肢揮鞭鞭打動(dòng)作中，整個(gè)上肢是不可分割的整體，肩、肘、腕是一條運(yùn)動(dòng)鏈，要注重發(fā)展運(yùn)動(dòng)鏈中比較弱的環(huán)節(jié)。⑥尊重運(yùn)動(dòng)的時(shí)序性。注重運(yùn)動(dòng)中軀干的扭轉(zhuǎn)與肩關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)方向的協(xié)調(diào)，運(yùn)動(dòng)中肩髖角要適度。

5 小結(jié)

肩袖運(yùn)動(dòng)損傷主要有肩峰撞擊及超負(fù)荷運(yùn)動(dòng)等原因，本文從運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)角度總結(jié)分析其損傷機(jī)制，通過(guò)了解損傷的機(jī)制，為教練員、運(yùn)動(dòng)員及體育愛(ài)好者提供科學(xué)預(yù)防肩袖運(yùn)動(dòng)損傷的建議。如果從肩袖損傷運(yùn)動(dòng)及非運(yùn)動(dòng)的整體角度出發(fā)，肩袖損傷的原因不僅于此，肩袖的血供及年齡等也是影響其損傷的因素，部分不愛(ài)運(yùn)動(dòng)的人群中依然存在肩袖損傷也說(shuō)明了這個(gè)問(wèn)題。因?yàn)楸疚膫?cè)重點(diǎn)在于分析運(yùn)動(dòng)損傷中運(yùn)動(dòng)學(xué)及生物力學(xué)因素，故肩袖損傷的其他原因沒(méi)有過(guò)多提及，愿與各位同道在日后研究中共同總結(jié)。