腘繩肌損傷因素及評估指標體系的構建

徐豐 霍洪峰

【摘? ?要】? ?在跑、跳、踢等高速運動中腘繩肌存在較高的損傷率。評估腘繩肌損傷因素風險大小對預防腘繩肌損傷具有重要意義。運用層次分析法，建立綜合評估腘繩肌損傷風險的評估指標體系，在文獻資料的基礎上，選定一級指標1個、二級指標4個、三級指標14個，根據專家訪談所獲取的權重數據，運用層次分析法計算各級指標合成權重，將各因素導致腘繩肌損傷的風險大小進行排序。通過分析評估指標體系中的各級指標，為腘繩肌損傷制定預防和康復策略提供理論參考。

【關鍵詞】? ?腘繩肌損傷;層次分析;指標體系

Establishment of Hamstring Injury Factors and Evaluation Index System

Xu Feng1， Huo Hongfeng2

（1. Hebei Normal University， Shijiazhuang 050024， China;

2. Hebei Provincial Key Laboratory of Human Sports Bioinformatics Evaluation， Shijiazhuang 050024，China）

【Abstract】? ? The hamstring injury rate is still high in high-speed sports involving running， jumping and kicking. Assessing the risk factors for hamstring injury is important for preventing hamstring injury. Using the principle of analytic hierarchy process （AHP） to establish a comprehensive assessment hamstring injury risk evaluation index system， on the basis of the literature， level 1， level 2 indicators selected 4， level 3 of 14， according to the weight data obtained expert interview， various synthetic weights are calculated by using analytic hierarchy process （AHP）， the various factors cause the hamstring injury risk. Through the analysis of all levels of indicators in the evaluation index system， it provides theoretical reference for the formulation of hamstring injury prevention and rehabilitation strategies.

【Key words】? ? ?hamstring injury; analytic hierarchy process; the indicator system

〔中圖分類號〕? G804.2 ? ?〔文獻標識碼〕? A ? ? ? ? ? ? ?〔文章編號〕 1674 - 3229（2021）01- 0094 - 07

0? ? ?引言

腘繩肌損傷是澳大利亞足球、美式足球、橄欖球和短跑中最常見的非接觸性損傷[1]。腘繩肌損傷的嚴重程度從輕微的微觀撕裂和一些功能喪失（一級）到肌肉完全斷裂并完全喪失功能（三級）[2]。股二頭肌長頭是最常見的腘繩肌損傷，肌肉-肌腱連接處和鄰近的肌肉纖維是最常見的斷裂部位[1]。

30%的澳大利亞足球運動員，在每個賽季出現大腿后側疼痛，腘繩肌損傷率約為16%[3]。在英國橄欖球比賽中，1000名球員中有27%的運動員腘繩肌會拉傷[4]。腘繩肌拉傷后，會導致訓練和比賽時間的損失。研究表明，腘繩肌損傷是英國橄欖球運動中第二常見的損傷[3]。在季前賽訓練中，腘繩肌損傷占總損傷的11%[4]。除此之外，許多研究也報道，腘繩肌拉傷經常發生在許多流行的個人運動中，如田徑、滑水、越野滑雪、下坡滑雪[1]。腘繩肌損傷有很高的復發率。在12%-48%的足球運動員中，腘繩肌出現復發性損傷[1]。34%的球員在最初的腘繩肌損傷后一年內得到了恢復。在恢復比賽的第一周，腘繩肌拉傷復發的風險高達13%[4]。

在許多情況下，腘繩肌損傷造成大量的訓練和比賽時間損失，這導致嚴重的經濟損失和運動表現下降[7]。優秀運動員在腘繩肌損傷康復后，回歸賽場上的運動表現也明顯下降。近幾十年來，腘繩肌損傷發病率沒有下降。這就表明目前在防止腘繩肌損傷的做法上需要進一步的科學研究。本研究通過文獻資料分析和與專家訪談，選定腘繩肌損傷風險因素，運用層次分析法評估各因素損傷風險程度大小，為預防腘繩肌損傷制定有針對性的科學訓練方案和康復策略提供參考。

1? ? ?腘繩肌損傷評估指標的選定

1.1? ?可改變因素

1.1.1? ?肌力失衡

肌肉力量失衡被認為是導致腘繩肌損傷的因素之一。骨骼肌肌群間的相互作用顯著增加了腘繩肌損傷的風險，腘繩肌快速離心收縮力量不足與增加腘繩肌損傷有關[2]。在足觸地早期階段，由于地面對足產生力的作用，腘繩肌不僅要對抗股四頭肌收縮時產生的力量，還要離心收縮以產生髖部伸展的強度，腘繩肌離心收縮力量缺乏會導致損傷。腘繩肌對抗的力量超過自身離心收縮的最大力量，會造成腘繩肌肌纖維斷裂引發損傷。在膝關節擺動階段，由腘繩肌離心收縮產生的力量不僅要緩沖股四頭肌向心收縮產生的力量，還要緩沖小腿前擺的慣性力量，以防止膝關節過度超伸[2]。運動中，不僅股四頭肌的肌肉力量明顯大于腘繩肌的肌肉力量，而且腘繩肌和股四頭肌的肌肉力量比率也不固定，它隨著運動速度的不同而不斷變化[3]。在運動期間，腘繩肌離心收縮力量與股四頭肌向心收縮力量不構成合理比例，腘繩肌缺乏離心收縮力量，無法對抗股四頭肌向心收縮的力量以及緩沖小腿前擺的慣性力量，則容易造成腘繩肌運動傷害[4]。

在進行伸髖動作中，臀大肌和大腿內收肌發揮拮抗作用維持股骨的正常運動，當二者力量不平衡時會影響股骨的穩定性，在快速的伸髖屈髖的運動中，使腘繩肌承擔了額外的工作。臀大肌和腘繩肌向心收縮時，都具有拉伸髖關節的效果，當臀大肌損傷或者腘繩肌激活時序先于臀大肌激活時，髖部伸展將由腘繩肌代償。臀大肌長期得不到有效恢復以及不被正常激活，也會增肌腘繩肌額外的負擔[4]。

1.1.2? ?腘繩肌柔韌性

柔韌性差被認為是腘繩肌損傷的危險因素之一 [4]，是田徑運動中最常見的損傷，在短跑的末端擺動階段它們處于最大伸長位置。在擺動末期出現長度峰值，此時需要較高的靈活性，這表明柔韌性較差的運動員容易發生損傷[5]。良好的柔韌性在降低損傷率、增加運動范圍和促進運動協調方面起著重要作用。腘繩肌柔韌性差導致膝關節伸展的峰值較大，最大膝關節屈曲時的膝關節屈曲角度可以反映腘繩肌損傷的風險，腘繩肌柔韌性越好，其最大屈膝力矩時的屈膝角度越小[5]。因此腘繩肌柔韌性問題可能是其損傷危險因素。

1.1.3? ?熱身不足

熱身準備活動，最大限度地減少了運動損傷的風險[6]。在運動過程中，肌肉需吸收能量來抵抗外力和拉伸，準備活動不充分肌肉吸收能量的能力降低，肌肉僵硬會產生較大的阻力，更容易產生疲勞。在此狀態下，腘繩肌進行快速收縮，很容易發生損傷。骨骼肌溫度升高會使骨骼肌黏度降低和彈性增加，從而吸收更多的能量。溫度低時，骨骼肌會變硬并且抗伸展性增加。充分的準備活動，可使肌肉保持吸收能量的較好狀態，從而減小損傷的風險[7]。研究支持準備活動不足是腘繩肌損傷危險因素之一，認為運動前不做準備活動或準備活動不充分容易導致腘繩肌損傷[8]。

1.1.4? ?肌肉疲勞

用等速測試研究足球比賽疲勞后峰值關節扭矩角的變化發現，腘繩肌損傷風險可能取決于改變的峰值扭矩[6]。疲勞后引起的腘繩肌最大扭矩關節角的變化，腘繩肌與股四頭肌扭矩比值的同時降低可能導致腘繩肌離心收縮時產生的阻力降低，腘繩肌損傷的風險增高。研究人員運用肌電圖和機械肌電圖測量了肌肉在最大疲勞運動后的狀態，認為反復運動后的肌肉疲勞對人體肌肉的收縮特性產生重要影響[7]，這種影響包括肌肉肌腹位移和肌肉收縮速度。肌肉疲勞影響了腘繩肌正常工作能力，容易發生運動損傷。

1.2? ?不可改變因素

1.2.1? ?肌纖維型分布

快肌纖維的結構特征是容易損傷的原因之一。與其他位置的肌肉相比較，腘繩肌快肌纖維較高，容易導致腘繩肌損傷。同時當肌肉力量不平衡時慢肌纖維會參與協助，當慢肌纖維進行高速收縮時會造成損傷 。

1.2.2? ?腘繩肌解剖結構

腘繩肌同時跨過膝、髖兩個關節，屬于雙關節肌群。腘繩肌協同收縮或快速交替收縮完成膝關節屈和髖關節伸，并保持膝關節的穩定性。當其完成上述功能時，會使腘繩肌在伸長狀態承受較強的負荷。股二頭肌有兩個頭，受兩個獨立的神經支配，快速收縮不同步會導致產生對抗外界負荷有效張力的能力下降[5]。可見股二頭肌長頭的損傷與其結構位置有關，也是其容易發生損傷的風險因素之一。

1.2.3? ?腘繩肌離心收縮工作

進入高跑速的80%-90%步幅周期階段是腘繩肌發生損傷的高發階段。此時腘繩肌由離心收縮轉為向心收縮以降低急速伸膝的速度，在此工作階段腘繩肌損傷機率最大。在足蹬地動作中，在髖關節處腘繩肌已經被拉長，此時過度要求增加步幅，在膝關節處腘繩肌會繼續被拉長造成腘繩肌主動不足[9]。由于離心收縮和向心收縮的快速轉換作用于髖和膝的合肌力矩達到峰值，若承受更大的負荷刺激會導致與相關肌群協調共濟關系破壞，誘發損傷。

1.3? ?損傷史因素

1.3.1? ?神經肌肉抑制作用

在評估股二頭肌在運動中對有腘繩肌損傷的運動員激活作用時發現，在損傷恢復過程中，出現了神經肌肉抑制作用，這種作用對損傷的肌肉起到了保護作用[10]。損傷后腘繩肌相對貢獻低和其他肌肉協同作用增強反映了損傷后的肌肉激活模式，這可能存在著一種潛在的代償神經機制。這種神經肌肉抑制發生在損傷后會限制腘繩肌離心收縮，對腘繩肌損傷康復產生不利影響。在保護機制作用下會導致腘繩肌離心收縮無力，再次回到比賽時被長時間激活會再次發生損傷。由于腘繩肌起始點和停止點的位置關系，使腘繩肌受雙神經支配，這種雙神經支配的不同步導致肌肉收縮不同步進而引發損傷的風險。

1.3.2? ?腰椎姿勢不良

脊柱和下肢的關節活動度以及其他因素的共同作用對控制功能的影響是預防損傷和康復的關鍵[9]。腰部脊柱前屈程度會影響到骨盆的位置，而骨盆位置的變化會影響臀部肌肉、髂腰肌和腘繩肌的力學狀態。腰部損傷患者會出現延遲臀大肌收縮，而腘繩肌提前活躍，這些肌肉的激活時間發生變化會影響骨骼肌正常運動模式，臀大肌肌肉力量下降會引發腘繩肌代償機制，造成腘繩肌損傷。

1.3.3? ?骨盆過度前傾

損傷的發生與骨盆和軀干運動程度較高有關，核心穩定不足增加了腘繩肌原發性損傷的風險，在運動中發揮協調作用是預防損傷的關鍵。運用足球運動中短跑時的三維運動數據進行分析，結果表明在擺動時如果骨盆和軀干過度運動，會導致穩定骨盆和軀干的肌肉超負荷工作，增加腘繩肌損傷的風險[11]。提高跑步運動的協調性有利于避免運動過程中損傷的發生。當骨盆和核心動作控制有問題、穩定性差，以及髖伸展靈活性不足時會致使腘繩肌損傷。

1.3.4? ?復發性腘繩肌損傷

澳大利亞精英足球運動第一次傷病監測的研究結果顯示，腘繩肌損傷率最高，占13%，復發性損傷占全部損傷的20%，且復發更為嚴重。腘繩肌損傷主要發生在高速跑運動中，第二次受傷的發生率為12%-41%，復發傷更為嚴重，損傷影響訓練時間是運動時間的2倍[11]。有損傷史的運動員會表現出肌肉激活模式的缺陷增加了損傷的風險， 損傷側的膝關節最大屈伸角度會受到影響，腘繩肌最佳收縮長度與膝關節最大屈伸角度有關。肌肉損傷修復后會留下疤痕組織，因疤痕組織硬度比較大、伸展性弱、粘度差，損傷后容易再次復發。

1.4? ?個體特征因素

1.4.1? ?性別

在同一俱樂部男女運動員損傷情況比較中發現，男性損傷率比女性高，腘繩肌損傷男性居多。而在柔韌性相同的條件下，女性的靜息長度更短，腘繩肌更容易發生損傷。腘繩肌損傷與性別之間存在較弱的相關性。性別在疾跑時對腘繩肌最大應變沒有顯著性差異（p>0.05），表明腘繩肌損傷沒有性別差異。

1.4.2? ?年齡

英國精英足球運動中，13-16歲之間的運動員具有最大的腘繩肌損傷風險。肌肉力量的增長與年齡有關。肌肉力量與年齡的增長成正比，而腘繩肌與股四頭肌的肌肉力量比值卻隨著年齡的增長而降低，當到一定階段以后，肌肉力量不再隨年齡增長而增長，反而會逐漸減小。整體肌肉質量隨年齡的增加而逐漸減退，老年人肌肉比年輕人的肌肉僵硬，老年人容易發生肌肉損傷。肌肉力量降低會使腘繩肌存在損傷的風險，年齡的增加會使下部腰椎退化，進而形成肌肉力量的衰減。

1.4.3? ?人種

不同種族運動員損傷率有差異。腘繩肌損傷在黑色種族中有較高的發生率，從事足球運動的黑色人種比白色人種有更大的損傷風險[11]。不同種族的個體可能有不同的肌肉纖維組成。具有較快纖維的運動員可能容易出現肌肉緊張損傷。同時，與其他種族相比，黑色人種的骨盆較向前傾斜，更容易拉動腘繩肌，從而增加腘繩肌損傷風險。

2? ? ?腘繩肌損傷評估層次結構模型

在文獻資料的基礎上，從腘繩肌損傷機制出發，對腘繩肌損傷因素進行梳理，制成專家調查問卷。

對12名專家進行3輪問卷征詢，將各專家意見進行一致性檢驗，做出匯總結果。

腘繩肌損傷評估層次結構如圖1所示。確定目標層1項指標，腘繩肌損傷評估體系（A）;準則層4項指標，個體特征因素（B1）、損傷史因素（B2）、可改變因素（B3）、不可改變因素（B4）;指標層14項指標，年齡（C11）-肌纖維類型（C43）。

3? ? ?評定因素權重的確定

運籌學教授T. L. Satty對不同情況的比較結果給予數量標度（表1），用數字1～9及其倒數作為標度確定Bi，Bj的取值，得到下一層對上一層的判斷矩陣的形式，矩陣數據由專家調查整理所得（表2）。

3.1? ?計算判斷矩陣的最大特征根[γmax]

[Wi][=11/33/73/5319/73/57/37/917/55/35/95/710.1250.3750.2920.208=0.5001.5001.1670.833]

[γmaxn=1nBWinWi=W14×W1+W24×W2+W34×W3+W44×W4]

[=0.5004×0.125+1.5004×0.375+1.1674×0.292+0.8334×0.208=4.001]

3.2? ?對判斷矩陣進行一致性校驗

[CI=γmax-nn-1=4.0001-44-1=0.0003]

為滿足對高維判斷矩陣一致性的要求，引入修正值（見表3）。

[CR=CIRI=0.00030.90=0.00033<0.10]，所以一致性檢驗通過。

3.3? ?構造第3層相對于第2層的判斷矩陣

構造第3層的各指標元素相對于第2層各準則的指標元素判斷矩陣，同時計算相應的一致性檢驗矩陣的最大特征根[γmax]，如表4-7所示。其中：

[B1：γmax=3，CI=0，CR=0.00<0.10]

[B2：γmax=3.999，CI=0.0003，]

[CR=0.0004<0.10]

[B3：γmax=4.001，CI=0.0003，]

[CR=0.0004<0.10]

[B4：γmax=3.006，CI=0.0003，]

[CR=0.0005<0.10]

3.4? ?總排序檢驗

[CI=Wi×CIi=W1×CI1+W2×CI2+W3×CI3+W4×CI4]

[=0.125×0.0003+0.375×0.0003+0.282×0.0003+0.208×0=0.0023]

[RI=Wi×RIi=W1×RI1+W2×RI2+W3×RI3+W4×RI4]

[=0.125×0.90+0.375×0.90+0.282×0.90+0.208×0.90=0.90]

[CR=CIRI=0.00230.90=0.0026<0.10]

故最后一致檢驗通過。

3.5? ?層次單排序和層次總排序

4? ? ?分析與討論

腘繩肌損傷是最常見的非接觸性運動損傷之一，嚴重影響運動員生活和運動生涯[4]。通過文獻研究分析，以腘繩肌損傷風險因素為指標依據，初步構建出腘繩肌損傷風險評估指標體系，并經過3輪專家問卷征詢工作，進一步確定評估指標體系。經3輪專家對各級指標兩兩給出相對權重，在此過程中，各級指標權重一致性高，各個指標一致性比率CR<0.1。最終腘繩肌損傷評估指標體系及指標合成權重見表8。

根據腘繩肌損傷評估指標體系構成判斷矩陣，準則層由可改變因素、損傷史因素、不可改變因素和個體特征因素構成（表2），可改變因素所占權重（0.375）明顯高于其他3項指標，其次為損傷史因素（0.292）、不可改變因素（0.208）、個體特征因素（0.125）。個體特征因素中年齡、性別、人種3項指標合成權重依次為0.0625、0.0250、0.0375。損傷史因素中腘繩肌損傷史、腰椎姿勢不良、骨盆過度前傾、肌肉神經抑制保護作用4項指標合成權重依次為0.1115、0.0694、0.0560、0.0560。可改變因素中肌力失衡、肌肉疲勞、熱身不足和腘繩肌柔韌性4項指標合成權重依次為0.1365、0.1020、0.0682、0.0682。不可改變因素中腘繩肌離心收縮工作、腘繩肌解剖結構、肌纖維類型3項指標權重依次為0.0757、0.0944、0.0378。從表8中可以看出，肌力失衡、腘繩肌損傷史和肌肉疲勞，指標合成權重均大于0.1，是對腘繩肌損傷影響最大的危險因素，在進行損傷評估時，應以肌力失衡、肌肉疲勞、損傷史為損傷預防的重點。

基于腘繩肌損傷具有多風險因素的特點，通過文獻資料研究，以腘繩肌損傷風險因素指標和獲取的專家數據權重為依據，構建腘繩肌損傷風險評估指標體系。構建的腘繩肌損傷評估指標體系基于綜合評估導致腘繩肌損傷的風險因素，明確不同因素導致腘繩肌損傷風險程度的大小，積極制定預防和康復策略。以構建的評估指標體系為指導，可以為從事涉及跑、跳、踢等高速運動的運動員制定針對性損傷預防方案。由于運動員在訓練或比賽過程中處于動態變化狀態，在進行比賽和訓練前進行損傷風險評估可以避免在此過程中發生損傷風險，從而避免由損傷導致的訓練時間流失以及比賽表現下降。腘繩肌損傷評估工作依托于教練員、相關領域專家以及運動員，評估對象為競技運動員。以腘繩肌損傷評估指標體系為依據，對競技運動員比賽和訓練的全過程進行損傷風險評估，有助于降低腘繩肌損傷率以及提高運動表現。

5? ? ?結論與建議

本文構建了腘繩肌損傷評估指標體系，準則層包含4項指標，指標層包含14項指標。

在指標權重的確定上，采用層次分析法，確保所建立的評估指標體系的科學性。可改變因素所占權重明顯高于其他因素;肌力失衡、腘繩肌損傷史和肌肉疲勞，指標合成權重均大于0.1，是對腘繩肌損傷影響最大的危險因素。建議依據本評估指標體系進行損傷預防時，應以肌力失衡，肌肉疲勞，損傷史為損傷預防的重點。

[參考文獻]

[1] Hui Liu， William E. Garrett， Claude T. Moorman， et al. Injury rate， mechanism， and risk factors of hamstring strain injuries in sports： A review of the literature [J].Journal of Sport and Health Science，2012（2）：92-101.

[2] 魏書濤.短跑過程中下肢動作控制和股后肌群損傷機制的生物力學研究[D].上海：上海體育學院，2011.

[3] 李國平，陳曉鳴，張維娜.用等速測力法評定優秀運動員股四頭肌和腘繩肌力量和耐力[J].中國運動醫學雜志，1988（3）：143-148.

[4] Wan Xiang lin， Qu Feng， Garrett William E， et al. The effect of hamstring flexibility on peak hamstring muscle strain in sprinting[J]. Journal of sport and health science，2017， 6（3）： 283-289.

[5] 王愛文.腘繩肌柔韌性、大腿力量與腘繩肌靜息長度的關系[D].北京：北京體育大學，2011.

[6] 萬祥林.柔韌和力量素質對疾跑中股后肌群生物力學特征的影響[D].北京：北京體育大學，2017.

[7] B. J. Gabbe， K. L. Bennell， C. F. Finch， et al. Predictors of hamstring injury at the elite level of Australian football [J]. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports， 2006，16（1）： 7-13.

[8] Karen A. Keenan， Meleesa F. Wohleber， Katherine A. Perlsweig， et al. Association of prospective lower extremity musculoskeletal injury and musculoskeletal， balance， and physiological characteristics in Special Operations Forces [J]. Journal of Science and Medicine in Sport，2017，20（4）： 34-39 .

[9] Van Doormaal Mitchell C M， van der Horst Nick， Backx Frank J G， et al. No Relationship Between Hamstring Flexibility and Hamstring Injuries in Male Amateur Soccer Players： A Prospective Study[J]. The American journal of sports medicine， 2017， 45（1）： 121-126.

[10] Gavin Stuart， Marino JS， Hubbard-Turner T， et al. Dynamic Warm-up Duration Does Not Influence Vertical Jump Performance [J]. Journal of Athletic Enhancement.2017， 6（6） ： 2324-9080.

[11] Joke Schuermans， Damien Van Tiggelen， Tanneke Palmans， et al. Deviating running kinematics and hamstring injury susceptibility in male soccer players： Cause or consequence？ [J]. Gait & Posture， 2017 （57）： 270-277.

[12] 鐘運健. 快速跑時下肢肌肉工作特性及腘繩肌拉傷風險的生物力學研究[D].上海：上海體育學院，2010.

[13] Jackson J， David A， Morgan D， et al. The role of neuromuscular inhibition in hamstring strain injury recurrence[J].Journal of Electromyography and Kinesiology. 2013，23（3）： 523-530? .

[14] Sallay P I， Friedman R L， Coogan P G. Hamstring muscle injuries among water skiers. Functional outcome and prevention[J]. The American journal of sports medicine， 1996， 24（2）： 130-136.

[15] Abdulrahman M. Alfuraih， Ai Lyn Tan， Philip O’Connor. The effect of ageing on shear wave elastography muscle stiffness in adults [J]. Aging Clinical and Experimental Research，2019，31（12） ： 1755-1763.