跆拳道運動員膝關節損傷的運動生物力學分析

許秋萍

摘? 要：本文主要是為了分析跆拳道運動員在日常訓練中或比賽中對膝關節的損傷給運動員帶來的影響。結論表明，跆拳道運動是高度損傷膝關節的運動項目，所以需對運動員的膝關節進行全面保護。在保護之前需要對膝關節進行全面的生物力學分析，根據分析出的結論，對膝關節進行有針對性的保護。具體的保護措施如下：（1）運動員要形成自我保護意識。（2）科學合理地進行訓練。（3）提升膝關節周圍的肌肉，從而增強保護程度。（4）牢記動作要領。（5）提高醫療能力。這些都是避免損傷的有效手段。運動員得到很好的保護之后，心理素質將會大大提升。

關鍵詞：跆拳道? 膝關節? 運動損傷? 力學分析

中圖分類號：G8? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：2095-2813（2020）08（c）-0041-03

Abstract： The purpose of this paper is to analyze the influence of Taekwondo Athletes' knee injury in daily training or competition. The conclusion shows that taekwondo is a sport with high injury to the knee joint， so it is necessary to protect the knee joint of athletes. Before the protection， we need to carry out a comprehensive biomechanical analysis of the knee joint. According to the conclusions of the analysis， we need to carry out targeted protection of the knee joint. The specific protection measures are as follows： （1）athletes should form self-protection consciousness. （2）Scientific and reasonable training. （3）Improve the muscles around the knee joint to enhance protection. （4）Remember the action. （5）Improve medical capacity. These are all effective means to avoid damage. After the athletes get good protection， their psychological quality will be greatly improved.

Key Words： Aekwondo; Knee joint; Sports injury; Mechanical analysis

現如今，對膝關節損傷的探討與研究一直在受傷部位、受傷頻次、受傷性質和性別年齡方面等。而對膝關節損傷的生物力學分析是比較少的，但是膝關節是人體非常重要的一個部位，所以對其進行研究是非常重要的。

1? 膝關節的解剖學特點

根據人體構造，膝關節是人們運動的關鍵，無論是生活中的行走或是一些激烈的運動都需要膝關節提供支持，所以它承擔了大量負荷，也就面臨著損傷。膝關節是一個由脛股關節和髕股關節組成的雙關節結構，又處于腿部中間的連接位置，這就會受到大量的摩擦，毫無疑問，需要重點關注膝關節。

膝關節的主要結構和輔助結構。

膝關節主要是由2塊骨頭組成，即大腿的股骨和小腿脛骨。眾所周知，膝關節處是一個窩狀，這個窩狀結構則是由股骨的下端和脛骨的上端所組成，稱之為關節頭和關節窩，有了關節頭和關節窩的構成，這才有了人體的膝關節。不過關節頭和關節窩并不是膝關節的典型特征，尤其是關節窩，它的作用是提升膝關節的靈活能力，但不夠穩定。

膝關節的輔助結構則是側副韌帶、十字交叉韌帶、半月板、脂肪和髕骨。它們的作用就是彌補輔助結構的不足，也就是增強膝關節的穩定。

側副韌帶：它處在膝關節的兩側，并分為2個，一個是脛側副韌帶，另一個是腓側副韌帶。其作用就是保證膝蓋在運動中不會逆方向伸屈，導致嚴重損壞。

十字交叉韌帶：十字交叉韌帶分為前交叉韌帶和后交叉韌帶，且位于膝關節內部，它是為了大腿和小腿運動不協調時加強固定，防止大腿或小腿發生錯位，保持穩定。

半月板：經?？催\動比賽的人知道，時不時就會聽說運動員半月板損傷，但人們對半月板的了解不夠多。半月板就是在膝關節脛骨上的2塊呈半月形的、里薄外厚的纖維軟骨。它的作用就像是氣墊，減少運動時對膝關節的沖力，使其受到的損傷降到最小。

脂肪墊：脂肪墊是人們常常在膝關節中最容易忽視的一部分，它指的是在膝關節中顏色為淡黃色且長在空隙中的滑膜，并帶有一定的脂肪，所以把它叫脂肪墊。其作用是減少膝關節在運動中的震動幅度，這得益于脂肪墊促進了滑液的分泌，而分泌的滑液為膝關節提供了很好的防護作用。

髕骨：人體內膝關節中有一塊最大的籽骨，它對膝關節起到的是增強膝關節肌肉的力矩的作用。人們對髕骨的了解少之又少，但其起的作用是很關鍵的。

2? 膝關節的運動力學分析

根據力學的研究，雖然膝關節在運動時受到2個平面影響，但由于其中一個平面幾乎涵蓋了所有的力，所以較小的力可以忽略不計，這也就說明可以把這些力全都看成是膝蓋一個部位發出的，或者，人體膝蓋上肌肉的力量是由多力產生，每當單個肌肉群產生的力量很大時，根據研究就可以認定為這是作用在膝關節上幾乎全部的力。在這基礎上，就更加了解膝關節在一個平面上運動與單個肌肉群所產生的力，就可以知道膝關節的運動是如何進行的。

脛股關節的運動力學分析如下。

2.1 脛股關節的運動學分析

（1）脛股關節運動范圍。

在力學領域中，運動是有范圍的，舉個例子，脛股關節的運動范圍在矢面中是最大的，而膝關節可以彎曲的范圍是0°～140°;在橫面內的活動范圍隨著膝彎曲的程度增加而增加。根據數據顯示，脛股的活動范圍與膝關節的彎曲程度息息相關，這主要是由于軟組織限制功能所導致的。

（2）脛股關節面運動。

在膝關節中一共有3個平面，橫面、矢面和額面，膝部運動會固定在這3個平面里，面與面間有運動，骨與骨間有相互運動，骨與面間相互運動，究其原因就是面與骨的運動關系是不固定的。

2.2 脛股關節的動力學分析

動力學概念共分為2個，即靜力和動力，動力是指使物體從靜止狀態變為運動狀態或者是使物體改變方向的力，靜力則與動力相反。而目前要分析的是動力，動力與膝關節有著密不可分的聯系，運動所帶來的動力反映到膝關節處，再從膝關節處反映到脛股關節。在分析的時候主要考慮的是層層結構下的或額外負荷所產生的力。有一個公式可以很好地證明膝關節與力的關系，即T=Ia，這里的T指的是力矩，I是質量慣性矩，a是角加速度。根據這個公式我們清晰可見，膝關節所受到的力與身體部分的加速度和它的質量慣性矩相關，如果身體部分的角速度增加，也就是膝關節彎曲的程度增加，就會使關節力矩相應增加。

3? 膝關節對運動員的重要性

一個健康強壯的身體對運動員的重要性不必多說，相信每個人都是清楚的，尤其是運動員的一對膝蓋，絕大部分運動都離不開膝關節的運作，它支撐著運動員的每個動作，只有擁有健康的膝關節，運動員才能有更出色的發揮。然而每天高強度的訓練，還有殘酷的比賽，這都給運動員的膝關節造成了不同程度的損傷，甚至嚴重的已經不得不選擇退役保護身體。所以，要對運動員的膝關節重點關注，有問題及時治療，不留下隱患。

4? 結語

根據上述分析，跆拳道運動員的膝關節是很容易受到損傷的，而且跆拳道這項運動項目是非常注重膝蓋的，根據力學分析顯示，運動中膝關節所受的力與角加速度和質量慣性矩成正比。這也就為研究提供了從力學角度對運動員膝關節進行保護的依據，而研究者也進一步地了解到膝關節的構成、受損來源和保護方式，這樣就能更好地保護運動員。

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