青少年棒球投手肩關節運動的檢測分析

摘要：通過應用超聲波動力學測量儀和等速儀器分別對5名青少年棒球投手和5名普通中學生肩關節內、外旋活動范圍、內外旋肌力進行測量，探討青少年棒球投手肩關節旋轉運動特征。

關鍵詞：青少年；棒球投手；肩關節，旋轉；活動范圍

棒球投手是全隊的核心，投球的技術水平的高低，體現一個隊的實力；亦是衡量一支棒球隊強弱的標志，在比賽中他的發揮決定比賽的勝負。肩部力量素質和活動范圍是投手有效投球的基礎，肩關節周圍肌肉均衡發展，肩袖旋轉活動協調，三肱關節保持動態的平衡才能防止肩袖損傷；肩部的穩定性是有賴于肩關節周圍肌肉特別是旋轉肩袖力協調運動來達到盂肱關節的動態的穩定，對于棒球運動員而言，肩關節內、外旋肌群在為盂肱關節提供良好的穩定性和活動中起到了關鍵的作用，是投球技術的保障。

一、研究對象與方法

1.實驗對象

實驗對象是中國青少年棒球訓練基地(無錫市錫山體育運動競技學校)5名優秀棒球投手，年齡13～17歲，平均年齡154歲，平均訓練4年；另外，對照組是無錫一中男同學，13～17歲，平均年齡14.5歲。他們沒有從事過投擲類運動項目，并且他們經醫生詳細檢查，排除肩關節損傷和疾病(表1)。

2.實驗儀器(無錫市體科所實驗室)應用美國產的超聲波動力學測量儀進行肩關節活動范圍測量，這種儀器由“T”形傳感器、數據采集系統、角度顯示器、套裝系統、分析軟件五部分組成。肩關節內外旋肌力測試采用測試設備采用美國出產的Biodex Multi－Joint Sys－tem Ⅱ AP型等速裝置(Biodex Medical Systemsinc，USA)，測試前對該裝置進行常規校正。此力矩的變化由儀器記錄，并同步記錄關節角度的改變，繪成雙導曲線，并自動作數據記錄。這種等速測試法精確合理，能提供多方面的數據，已成為肌肉功能檢查及其力學特性研究的良好手段。

3.測試方法

(1) 肩關節活動范圍測量。受試者上臂外展90°位，前臂屈曲90°位，使整個被測上肢位于同一水平內，將“T”形超聲波傳感器置于肘關節處，測試人員一手穩定其肩胛骨，同時另外一手握住受試者被測肢體的前臂，旋轉其肩關節，記錄自該體位向內、外旋轉的活動范圍和整個旋轉活動范圍。

(2) 肩關節內、外旋肌力測試。測試前，先對該系統進行常規標定，受試者按要求作好準備活動。測試時，被測關節的固定方法及關節對位等嚴格按照Biodex Multi-Joint System ⅡAP型等速裝置使用手冊的要求，進行操作。測試角速度設定為210°／s、360°／s，重復測試3次，中間休息50s。

二、實驗結果

1.肩關節內旋肌力測試結果。峰力矩即力矩曲線上最高一點的力矩值，是指在整個關節活動中肌肉收縮產生的最大力矩輸出，代表肌肉或肌群的最大負荷情況。峰力矩值具有較高的準確性和可重復性，被認為是等速肌力測試中最有臨床意義，是穩定性和可信度最高的參數。

相對峰力矩等于峰力矩與體重的比值。從表2可知：實驗組優勢臂內旋IR(210°／s)、IR(360°／s)相對峰力矩明顯大干非優勢臂(P＜0.001)，對照組肩關節內旋Ⅲ(210°／s)、IR(360°／s)相對峰力矩大于非優勢臂，但差別不顯著(P＞0.05)。

2.肩關節外旋肌力測試結果。表3顯示：實驗組和對照組的肩關節優勢臂ER(210°／s)ER(360°／s)外旋相對峰力矩與非優勢臂相比，無明顯差異(P＞0.05)。

3.肩關節外旋／內旋峰力矩比值。肩關節的穩定性主要依賴于盂肱關節的動態穩定機制，因此，對于增強肩關節穩定性來說，維持最佳的肩關節內旋／，外旋(IR／ER)肌力比值比發展肩關節內外旋肌力絕對值更為重要。從表4可知：實驗組優勢臂外旋／內旋峰力矩比值明顯小于非優勢臂(p＜0.001)，而對照組優勢臂外旋／內旋峰力矩比值大于非優勢臂，但差別不顯著(P＞0.05)。

4，肩關節內、外旋ROM值測量值結果。表5結果顯示，實驗組和對照組優勢臂外旋ROM值都明顯大干相應的內旋ROM值(p＜0.05)；實驗組優勢臂的內旋ROM值小于非優勢臂內旋，差別顯著(p＜0.01)，而對照組優勢臂內旋ROM值與非優勢臂無明顯差異(P＞0.05)；實驗組優勢臂的外旋ROM值大于非優勢臂外旋，差別顯著(p＜0.01)，而對照組優勢臂外旋ROM值與非優勢臂差異無顯著性差異。

5.肩關節旋轉ROM測試量值結果。從表6可知：雖然實驗組優勢臂的外旋ROM值大于非優勢臂的外旋，但實驗組優勢臂肩關節整個旋轉ROM值顯著小于非優勢臂(P＜0.01)，而對照組優勢臂與非優勢臂肩關節旋轉ROM值差異無顯著差步早(P＞0.05)。

三、分析與討論

青少年肩關節在運動機能方面只有肩關節周圍肌肉均衡發展，肩袖旋轉活動協調，表現為良好的活動幅度和較差的穩定性。盂肱關節保持動態的平衡才能防止肩關節損傷并取得更好的成績。與其他關節相比，在運動機能方面表現為良好的活動度和較差的穩定性，肩部的穩定性是有賴于肩關節周圍肌肉特別是旋轉肩袖的協調運動來達到盂肱關節的動態的穩定。對于青少年棒球投手而言，肩關節內、外旋肌群在為盂肱關節提供良好的穩定性和活動度中起到了關鍵的作用。

由實驗中測試結果可知：青少年棒球投手進行長期的運動訓練和比賽能使其優勢臂外旋ROM值明顯增加，但其內旋ROM值可能會減小，并且優勢臂整個旋轉ROM值會減小。分析認為：這可能是肩關節囊后部緊張所致，而這種肩關節囊后部緊張是因為棒球運動中投球動作，使肩袖肌腱與骨、韌帶不斷摩擦或肌肉的反復牽拉使肌腱、滑囊發生微細損傷，勞損肌肉重復收縮使得不斷有應力作用于肩關節囊后部，青少年的肌肉纖維正處于成長時期，關節和關節囊還沒有完全固定，肩關節和肩部肌群過度的運動，容易發生損傷。棒球投手優勢臂外旋ROM值的增加，使其能過度外旋，使原動肌充分拉長，以提高收縮力，同時延長景后用力的作用距離，從而延長作用時間，達到增大沖量的巨大，增加投球的速度與力量，這是其高水平技術動作的需要：另一方面，過度的外旋會產生過度力作用于肩袖而易發損傷。肩關節的穩定性主要依賴于盂肱關節的動態平衡即肩部包括骨骼肌肉等作為一個整體，這一整體中的各部分都處于相互聯系，各方面平衡發展的狀態。因此，對于增強肩關節穩定性來說，維持最佳的肩關節內旋／外旋(IR／ER)肌力比值比發展肩關節內外旋肌力絕對值尤為重要。Novotny等在研究上臂外旋，肱骨頭與肩關節囊之間接觸力變化時，指出：在整個上臂旋外的過程中，肱骨頭與肩關節囊之間的接觸力從88.95N增加到218.79N，平均接觸應力從0.28增加到0.49N／mm，接觸面積也從422.5加大到543.92m，關節囊下部的前韌帶(AB－IGI－L)在上臂旋外時受力最大。由于肩關節的整體解剖結構，肩關節下部本比較薄弱，此時關節囊下部的前韌帶(AB－IGHL)承受較大的應力就更容易發生損傷。等速運動是由Hislop和Perine等在20世紀60年代提出的一種新的運動模式，克服傳統的等長、等張收縮的局限性。Calme等認為，等速肌力測試法對評定肌肉骨骼系統功能恢復的程度是一個客觀的定量指標。同時通過力矩曲線的分析，有助于判斷肌肉關節的功能狀態和病變的可能部位，可較正確地評價關節功能和進一步進行有針對性的訓練。峰力矩即力矩曲線上最高一點的力矩值，是指在整個關節活動中肌肉收縮產生的最大力矩輸出，代表肌肉或肌群的最大負荷情況。因此，根據棒球投手專項用力特點，應用Biodex Multi－Joint System力系統對青少年棒球投手肩部肌肉旋轉肌力情況進行精確的診斷和測試，為制定科學、合理的力量訓練方案提供依據，并用于教練員科學的訓練指導，從而提高肩關節肌群的力量、提高投球的技術水平。

研究中發現，棒球投手肩關節存在內、外旋肌力發展不平衡的現象，實驗組優勢臂內旋IR(210°ls)、IR(360°／s)相對峰力矩明顯大于非優勢臂(P＜0.001)，優勢臂外旋ER(210°／s)、ER(360°／s)峰力矩與非優勢臂相比，無明顯差異(P＞0.05)，實驗組優勢臂外旋／內旋峰力矩比值(ER／IR)明顯小于非優勢臂。肩關節內、外旋肌力不平衡也是導致棒球投手肩關節損傷的常見原因，己有研究表明：這種肩關節內、外旋三1力不平衡，將會導致肩關節失穩，反復超常開展運動使肩袖腱與骨、韌帶不斷摩擦，或肌肉的反復牽拉使肌腱、滑囊發三微細損傷，勞損。投手的轉肩、突然過度后伸，都是引起這種損傷的典型機制。進而會引起肩關節慢性病理變化，諸丁肌腱炎的發生。由此可見，通過等速技術對棒球投手肩關i進行等速肌力測試，有助于客觀的，精確的評價其肩關節穩，以及對于評定棒球投手肩關節損傷康復療效都能起到重要的作用。

研究中所發現青少年棒球投手在從事棒球運動后，會出現肩關節旋轉活動范圍的變化，這一現象究竟是一種肩關節創傷引起的病理變化，還是棒球投手訓練中出現的對運動技術的適應性變化，還有待進一步研究。David等報道關節ROM值的減小是運動創傷發生、發展的危險因素，可以通過拉伸練習來增加棒球投手肩關節旋轉活動的范圍，采用等速力量訓練以改善肩關節肌力不平衡。

四、結論

從運動力學和生理解剖學的角度，應用超聲波動力學測量儀和等速儀器分別對青少年棒球投手和同年的普通學生的肩關節旋轉活動幅度、旋轉肌力進行測試。由試驗結果得出：青少年棒球投手優勢臂的外旋活動范圍明顯大于非優勢臂，而其優勢臂的內旋活動范圍則顯著小于非優勢臂，優勢臂的整個旋轉活動范圍也明顯比非優勢臂小，對照組的優勢臂和非優勢臂旋轉活動范圍無顯著差異；實驗組優勢臂內旋，相對峰力矩明顯大于非優勢臂，優勢臂外旋、峰力矩與非優勢臂相比，無明顯差異，實驗組優勢臂外旋／內旋峰力矩比值明顯小于非優勢臂。分析棒球投手優勢臂肩關節旋轉肌力和活動范圍特征，發現棒球投手肩關節存在內、外旋肌力不平衡，以此研究為指導青少年棒球投手訓練提供理論參考。