从运动生物力学原理谈运动损伤的发生原因及防治

运动医学从运动生物力学原理谈运动损伤 的发生原因及防治戈定(同济医科大学式汉30030)摘要:运动损伤的发生原因多种多样，但从根本_卜讲.上要是由于运动训练及技术动作违背r运动解剖学、生理学及生物力学的科学原理所致。本文欲探讨此力一面生物力学的原因及防治方法。关键词:运动生物力学，运动损伤，原因，防治 On the Causes of Exercises Injury and Prevention，Treatment from the Perspective of Sports E3iomechanics (*e Dcn (Tuug.lt Me准备活动的不够充分;场地、器材的小合理或突然变异的情况;机体机能状态低卜时的超负荷运动3. 综卜所述，运动损伤以运动系统的创伤为主，多发生于从事运动训练及体育锻炼的人群之中，尤以刚开始从事卜述活动的人为多数，发生的原因主要以技术动作的不合.理，场地器材的不规范，以及超负荷大强度的运动训练所致。所谓技术动作不合理，实际_卜就是运动时的技术动作不符合本人人体解剖结构及生理机能的客观条件要求，不符合运动生物力学的规律，这类技术动作有些是竞技体育的客观要求，但大多数则是对卜述知识、概念的掌握不够，认识不足所造成的，所以从人体解剖、生理学及运动生物力学的观点来看一，错误的动作技术既不利于人体竟技水平、运动能力的提高，义是造成运动损伤的必然因素。本文研究的目的就在于提高人们对此问题的认识，努力消灭造成运动损伤的必然因素，增加知识，提高预见度，尽_L避免运动寸员伤的偶然因素。1研究方法1. 1研究对象 本文选用对象为体育院系，国家集训队，省、市及高校运动员，共计1150名，其中男性786名，女性364名，年龄分组如下:13-r l7岁28名，1822岁678名，23-v 30岁244名。资料来源:北京体育学院体科所及生物科学系;北京医科大学运动医学研究所;国家体委训练局;同济医科大学体研室们。1. 2分类方法 按照损伤原因分类(见表1);按照损伤性质分类(见表2);按照损伤部位分类(见表3)。1. 3数据处理 采用AST-386微机(美产)，使用软件为SAS(社会分析系统)。1. 4分析方法 根据运动生物力学、解剖学及生理学原理，针对性地分析损伤形成的技术原因，并提供科学合理的技术参考。1. 5临床防治 在训练中加强运动生物力学及解剖生理学知识的指导，力求防范于未然;对损伤者采用手法治疗、药物治疗及康复工程进行临床功能康复。2研究结果 +通过对100名典型病例运动员的运动损伤成因分析和运动生物力学等方面技术诊断，分别提出诊断意见，并进行针对性技术指导，改进其技术动作，使其中56例损伤病状减轻，37例病情稳定，7例继续恶化。 2)对_仁述L00例损伤的运动员进行临床治疗，经过1一4个疗程(一周为一疗程)，临床治愈22例;显效51例;好转24例;无效3例。总有效率97000表t损伤原因分类统计表N=100)例数比率(%)7 1825技术动作不规范合理及动作失常超负荷大强度训练及比赛场地及器材的不规范合理或突然的变异准备活动安排不适当其它因素45 5518155 5 表2损伤的性质分类统计表(N =100) 组织结构例数比率(%)软组织损伤42 42关节囊、韧带损伤35 35骨骼损伤10 10内脏损伤9 9其它44表3损伤发生部位分类统计表(N=100) 发生部位例数比率(%)头(面)A 9颈9 9肩(脊臂)17 17腰(腹)28 28胸(背)A 4肘(前臂)7 7腕(手掌)d4髓(大腿)4 4髓(小腿)7 7躁(足)7 7臀(尾推骨)I1 11 3)上述两结果经RIGID检验，有效与无效间均呈显著的差异性。3分析 由表1可见，运动损伤的主要原因是技术动作的不合理，准备活动不适当及场地、器材的不规范等。其中以技术动作不合理所造成的运动损伤发生率最高。这类情况非常明显，如体操运动中空中动作失常造成膝关节、脊柱及辅助装置损伤;田径运动旋转投掷项目中屈膝旋转接急停动作所造成的膝关节及半月板损伤;标枪出手时的肩下出枪动作所造成的肘关节鹰咀部骨折;网球、羽毛球、乒乓球运动中反手抽杀所造成的脓骨外上裸炎;举重运动员中挺举项目错误的提铃至肩动作所造成的腕舟骨劳损和骨折等。由于篇幅所限，本文不便一一分析，仅对以下几例病症进行解析。 (1)标枪运动员廖X，在进行全程助跑掷枪时，常反映右脚内躁外痛疼，以至发展至交叉步时右脚不敢落地，极大地影响了训练和比赛。对其进行技术诊断，发现廖X投掷步至交叉步落地时，右脚几乎与投掷方向垂直，经“x”光片检查，发现其右脚附骨区骨质增生影线模糊，骨骼受到一定程度的破坏。 从生物力学的角度分析，标枪投掷中的五步速度逐渐加快，人体重心逐渐降低，形成下肢逐渐超越上肢，卜肢超越器械，以达到最佳出手前姿式、出手前身体及标枪仰角，以及最适宜的肌肉收缩初长度，为创造成绩提供最佳准备。而整个投掷步中又以第三步交叉步速度最大，此时身体重心向右卜降最多，步幅最长，因而给右脚落地支撑时造成的负荷也最大，此时右脚能否有效地支撑卜述“三最”是投掷步技术的关键，也是投掷是否成功的决定因素之一。 从运动解剖及生理学角度分析，人体承受负荷能力的姿式状态是骨骼、关节、肌肉排列方向与运动方向相一致，诸肌肉收缩同步，且与运动方向的夹角中最小、s。然而实际运动中的技术动作往往与_卜述原理有矛盾之处，其中有一个现代竟技运动客观要求的原因，关键在于如何做到两者尽可能地统一，既能有效地完成竞技动作，又能确保最佳用力姿式及减少运动损伤。 而廖X的动作却是使上述两方面皆处不利的状态。运动生物力学方面;交叉步右脚落地和纵轴过度偏离运动方向，而造成下肢超越动作的不够完全，不仅影响了足的前伸，而且限制了右小腿及整个右下肢的积极前伸，造成支撑反作用力的大量“漏泄”，以致造成下肢突停动作不明显，匕体及匕肢的加速反超越动作速率下降，反映在出手速度下降，投掷成绩不理想(97m)o运动解剖、生理学方面:交叉步时右脚落地与运动方向近乎直角，造成了上、下躁关节间的扭错;距上、卜关节间的扭错;小腿骨与膝关节及骸关节与髓腰关节的扭错，此状态既不利于骨、关节间的稳定支撑，又极易形成骨与骨、骨与关节及关节辅助装置之间的损伤。同时由于肌肉附着于骨面上，肌键与关节囊、韧带相连结，而由于上述种种扭错状态，形成右下肢的大多肌肉沿顺时针方向扭转，这样的肌肉收缩状态既无利于稳固骨、关节，又不易产生效率，且由于肌肉的强烈收缩还易形成肌肉由骨面撕脱，肌肉与肌键间拉伤、肌腿与韧带、关节囊间的拉伤等z,。廖X的“x”光片及临床诊断结果证实，其距上关节与距下关节因身体侧倒而夹角长期锐点冲击所至骨性病变，并因多次错位冲击造成辅助装置的过度牵拉形成炎性渗出。 经运动生物力学及解剖、生理学的技术诊断，找出了症结。我们首先建议暂停专项技术训练，尤其是投掷步训练，同时进行局部临床治疗。治疗上采用物理疗法和药物点注，消除局部炎症，调整血运及神经功能，待急性症状缓解后施以手法治疗结合功能康复，修正关节及辅助装置的病理状况。与此同时注重对其进行正确技术动作指导，帮助调整落地支撑时右脚方向，使其交叉步右脚落地时与运动方向的夹角由伤前的85。渐至300950。经原地模仿、上步接交叉步、5步投掷步至全程助跑接投掷步的逐渐适应和过渡，使其改进了交叉步右脚落地支撑技术，投入正常训练后一个月，本人无不适感觉。经临床康复和技术重建后，廖X在一年内标枪成绩由7m增至56m，且无损伤报道。 (2)胫骨疲劳性骨膜炎是长跑、竞走及跳跃运动员的最常见疾病，更有甚者，由于长期的疲劳性骨膜炎发展至胫骨应力性骨折。从运动特点来看，长跑和竟走等运动项目由于运动时间和距离长，身体所承担的运动量较大，特别是小腿及足部承受的负荷总量大大超过其它项目。而且跳跃运动时下肢所承受的瞬间负荷强度可高达人体自体重的十倍左右，客观情况决定了这类项目的一F肢伤病率较高。然而调查表明，训练水平较高的运动员(一级运动员)中这两类项目与其它项目的损伤并无显著性差异，而二级或以下的运动员及普通人则呈非常显著的差异，而且明显低于后者，此系两方面原因造成:其一，机体机能状态的差异，负荷承受力的不同;其二，技术质量的差异，即后者显然有着技术动作上的不合理之处。 本文通过对32名有胫骨疼痛史的运动员的调查和技术诊断，发现如下共同特点:跑者多有“扒地”动作不明显，全脚掌着地动作。竞走者，多有屈膝、髓关节摆动不协调，前送不够等。跳者，多有前脚掌着地，大腿仁摆及小腿和足的扒地动作不充分积极等问题。从运动生物力学的观点来分析，匕述三类皆属于一个实质，即着地脚超过身体总重心过多:形成支撑反作用力中向后的分量过大，从生理学、解剖学来分析，过大的支撑反作用力向后分量必然造成机体，特别是下肢(小腿)的负担增加，而临床上反映出长跑和竞走一者因长期的过量负荷慢性炎症疼痛的恶性循环;跳跃运动员因大强度暴力冲击炎症、疼痛炎症(进一步)、骨折的结果。依据运动生物力学及解剖、生理学的原理，正确的技术动作应该是:落地腿在摆动后期即应积极前摆举膝，以膝关节为先导摆腿带动髓关节积极前送;在h述基础上以髓关节为支点作膝关节的积极卜压，同时伴以小腿自然前伸作积极的“扒地”动作;落地支撑的瞬间应尽量使髓、膝、踩三关节在同一直线上，同时落地支撑点应尽量靠近身体重心投影;支撑足的落地顺序应以足跟足掌足尖的圆滑滚动，_仁述四个动作环节一气呵成，各关节中心线在整个落地支撑过程中形如一条向后抖动的带子，即所谓“鞍打”动作，这样从力学角度卜讲，既可使向后的支撑反作用力分量减至最小，同时给予最大的向_上垂直分量，为落地脚的蹬伸创造了最佳的生理、解剖学有利条件，以利于肌肉发挥出一最大的向前h方的收缩力量，共同作用的结果必然是造成动作的轻松自如，运动成绩的提高u5。临床_上通过对12名典型的胫骨损伤者采用如卜治疗:物理疗法:红外线，超短波等。手法治疗。胫骨前肌的专门功能训练，如负重摆腿等。10人经过临床治疗、新技术指导、纠正错误动作，使其中8人成绩大幅度提高。在半年多的随访中，J2名中仅有2人有间断胫骨疼痛，效果甚佳。3.1讨论 本文仅对几个典型病例进行了深入分析，然而众所周知，现代竟技体育中的许多技术及方法皆与人体运动生物力学及解剖、生理学原理相矛盾和冲突，甚至可以说不合理的，诸如:网球的反手抽杀技术;排球扣快球时的前臂折转动作等等，这类技术也许确有临场上的实用价值，但却明显违背上述原理，所以造成的结果