淺議體育教學中踝關節損傷原因的生物力學分析與預防

李永平

[摘要] 跑跳是體育教學中不可缺少的動作,踝關節的負荷量最大且又比較薄弱,很容易受傷。本文從踝關節運動損傷的生物力學角度分析踝關節運動損傷的原因及其預防措施,以便更好地為體育教學、運動訓練、運動保健提供科學依據。

[關鍵詞] 體育教學 生物力學 踝關節

一、引言

節韌帶損傷在體育教學運動中最為常見,踝關節韌帶損傷雖然不是非常嚴重的運動創傷,但若早期處理不當也會嚴重影響運動員的訓練,并可能造成嚴重的后遺癥。踝關節韌帶損傷的突發性,難以預防,使人在極短時間以內突然降低或失去運動能力,在體育教學、運動訓練時尤為多見。本文從生物力學角度對踝關節損傷進行分析,并提出防治方法,以減少運動損傷的發生。

二、踝關節的解剖學特點

踝關節是由脛、腓骨下端的關節面與距骨上部的關節面構成。關節囊前后軟且薄弱,兩側有下列韌帶加強,關節內側韌帶為一強韌的三角韌帶,起于內踝,呈扇形向下分別止于足舟、距骨、跟骨;關節外側韌帶有距腓前韌帶、距腓后韌帶和跟腓韌帶,起于外踝,止于距骨和跟骨,較薄弱。由于外踝低于內踝,內側韌帶又較堅韌,故踝部多因過度內翻使外側的韌帶損傷。

內翻、外翻為足的特殊運動形式,足的內側緣提起,外側緣下降,足底轉向內側時,稱為是內翻;反之,我們稱之為外翻,足的運動通常是踝關節與距下關節的協同活動的結果,可繞額狀軸使足在踝關節處作背屈與跖屈的運動。足與小腿之間在正常位置時成直角,足背向上方運動,小腿前部與足背之間的角度減少時,稱為背屈;跖屈則相反。在跑跳練習中,運動員離開地面的騰空階段,足就處于距屈內翻位。如果落地時身體重心不穩,向一側傾斜,或踩在他人的足上、球上或高低不平的地面上,就會以足的前外側著地,使足內翻,導致外側副韌帶損傷,輕者距腓前韌帶損傷,重者跟腓韌帶相繼損傷。如果落地姿勢不正確,身體重心向內側偏移,使踝關節突然外翻,就會導致內踝三角韌帶損傷。踝關節扭傷,嚴重者可發生韌帶斷裂或傘腓腓下聯合韌帶損傷和撕脫骨折,以致脛腓下關節分享,距骨向外移位。

三、踝關節損傷的生物力學分析

1.踝關節的運動形式

踝關節中,足與小腿正常位置時成直角,運動時小腿與足背之間的角度增大稱為趾屈,反之則為背屈。在正常位置中,踝關節通過周圍韌帶的加強是不易于側向運動而易于屈伸運動的。在運動中,足的內側緣被提起,足底轉向內側稱為內翻。反之,當足的外側緣提起,足底轉向外側的時候則稱為外翻。

2.踝關節的基本力學特性

踝關節作為人體下肢三大關節的一個末端關節,在跑跳運動中起到了重要作用。踝關節力量的強弱直接關系到完成動作時支撐整個身體的穩定性,包括決定上肢環節作用的效率以及它參與工作的早晚,如果踝關節具有足夠的力量,便可提前參與運動,從而縮短整個動作完成的時間,提高動作的速率,因此,在起跳蹬伸與緩沖階段時,踝關節的運動是由小腿三頭肌肌鍵的彈性形變與復原進行的。

四、踝關節損傷的生物力學探討

1.踝關節穩定性的力學分析

提起踝關節損傷就不得不涉及到踝關節的穩定性。所謂踝關節的穩定性,指的是距骨滑車在關節窩內的穩定性,當較寬的滑車前部嵌人關節窩時,踝關節較穩定,反之,當較窄的滑車后部進入關節窩內,則足只能作輕微的側向運動,關節不夠穩定。與此同時,距下關節在保持踝關節穩定性方面也起到了重要的作用。作為一個斜接的樞紐,距下關節可以使小腿在足負重的情況下進行旋轉。運動員不間斷地作跑跳等動作,人體重心不斷變化,只有下肢位置的固定才能更有效地支持上肢完成各種技術動作。同時從生物力學的角度來說,地面反作用力作用在足部的同時還可以產生一個瞬時的力作用在距下關節,由于足部在重心以下,用以支撐整個軀干,所以其位置可以直接影響地面反作用力通過壓力中心的各種表現。踝關節姿態的正確與否主要表現在距下關節所在的位置,而體位的旋轉則主要發生在壓力中心周圍。同時,踝關節的協同運動,也就是所謂踝關節姿態的正確性主要表現在通過反方向的用力和外翻來保持重心以下足的穩定。踝關節的銜接還借助前、后距排韌帶和踝關節囊來維持。

2.踝關節損傷的運動學分析

踝關節和其它下肢關節一樣,是人體重要的負重關節。從運動學角度分析,踝關節是由脛距、腓距、脛腓三關節組合而成,且為單軸旋轉關節,可以沿著橫軸向前、向后作彎曲伸展。當運動員全力蹬伸使足尖站起時,踝關節的下彎角度增加,其關節面作用力也隨之增大。

此外,踝關節外側副韌帶損傷也是不容忽視的問題。從力學方面考慮,韌帶具有潛變行為,即當韌帶受到一定持續負荷后,會逐漸開始變形并產生應力松弛的現象。

五、踝關節損傷的預防

1.在思想上要引起足夠的重視,無論是運動員還是教練員要有安全意識,思想上不能麻痹,時刻要有安全保護意識,應該建立嚴格的踝關節損傷事故登記制度,便于及時總結經驗,防止類似事故的發生。

2.加強理論學習和基本技術訓練,要有正確的跑、跳、擲的姿勢,熟練地掌握技術動作,針對專項特點充分做好準備活動,消除引起扭傷的各種因素。同時也應該懂得一些生物力學、運動保健的知識,懂得和掌握運動損傷的預防和傷后處理。

3.針對易傷部位踝關節進行專門訓練,加強踝關節柔韌性和力量性的練習,防止踝關節的損傷。力量訓練不僅要重視抗阻力力量的訓練,而且要重視減阻力量訓練,還要重視抗阻與減阻轉換訓練發展踝部肌肉的力量。抗阻力量訓練在力量訓練中,在保證動作技術正確的前提下盡可能快的完成動作以發展踝部力量;在借助外力的減阻力量練習時,負重或不負重的水平應該因人而異。伸展性練習,在重視踝關節力量訓練的同時,也應重視踝關節的伸展性訓練,如無負重的跖屈、負重跖屈、提踵練習等,也可利用彈性膠帶擺腿,給踝關節固定膠帶,發展它的伸展性,增加其彈性。

六、結語

綜上所述,踝關節損傷是體育運動中最為常見的損傷之一,國內外的研究很多,其重視程度也越來越高,不正確地使用踝關節,都能造成不同程度的損傷。同時,在了解人體的結構、關節的運動范圍及基本的力學原理之后,應增加踝關節活動度的練習,如仰臥位作屈伸活動,可以使踝關節在激烈運動時應付大量負荷,且避免受到損傷,踝關節的靜力牽拉練習可以增加踝后關節囊的長度,有利于踝關節的穩定,以及足背負重練習用以增強踝關節的背伸能力防止踝關節外側副韌帶的損傷等。

參考文獻:

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