肩袖運動損傷的運動學及生物力學分析

馬 雙 劉志二

（吉林體育學院，吉林 長春，130000）

運動損傷不僅損害運動員和體育愛好者參與運動的積極性，影響其比賽成績，甚至縮短其運動壽命，嚴重者還可終止其運動生涯[1-2]。因此，無論對于專業運動員還是體育愛好者，減少運動損傷的發生都是十分必要的。在肩關節運動損傷中，肩袖的損傷最常見[3-4]。

本文從肩關節運動解剖、運動學原理及生物力學角度出發，總結分析肩袖在運動中損傷的原因，并提出預防肩袖損傷的建議，旨在減少運動參與者肩袖運動損傷的概率，同時也為教練員及運動參與者科學地制訂訓練計劃提供理論依據。

1 肩關節復合體及其運動

肩關節是盂肱關節、肩鎖關節、胸鎖關節、肩胛胸壁關節、第二肩關節等多關節組成的復合關節。人體上肢能摸到全身各個部位，這不僅取決于盂肱關節的靈活性，還是肩關節復合體共同作用的結果。盂肱關節是人體最靈活的關節，由于肩胛骨的關節盂比較淺，肱骨頭相對較大，且關節囊面積大、松弛，這使得它能在矢狀面、冠狀面、水平面三個平面內做前屈、后伸、內收、外展、內旋、外旋六個方向的運動。盂肱關節靈活性大，相對穩定性較小，其穩定性主要是由骨性結構、韌帶、關節囊及肌肉組織共同維護，盂肱關節的前下部穩定性比較薄弱，通常盂肱關節在失神經支配或暴力情況下易出現前下脫位或半脫位。第二肩關節又稱肩峰下關節，上方由肩峰、喙突以及之間的喙肩韌帶（喙肩弓）組成，下方為肱骨大結節，中間走行肩袖、肱二頭肌長頭腱、肩峰下滑囊等組織[5-7]。在上肢運動的過程中，肩鎖關節、胸鎖關節、肩胛胸關節均隨之運動，這意味著上肢的活動，不存在某一塊肌肉單獨收縮，而是一組或幾組肌肉群同時收縮的結果，這種收縮方式決定了肩關節復合體活動范圍之大，活動形式之多。在肩關節復合體周圍的肌肉群中，任何一塊肌肉的麻痹或損傷都會影響肩關節的功能[8]。

2 肩袖的運動學及生物力學

肩袖肌群是肩復合體重要的運動與穩定肌群，由包括岡上肌、小圓肌、岡下肌和肩胛下肌在內的四塊肌肉的肌腱組成，它們分別起自肩胛骨骨體的背面和前面，肌腱穿過盂肱關節囊，止于肱骨的大小結節，能夠使肱骨做內收、外展、旋轉等動作，又稱之為旋轉袖。

在肱骨和肩胛骨運動的過程中，肩袖肌群并非單獨發生作用，而是與其他肌肉共同收縮完成動作[9]。例如，在肩外展的過程中，需要岡上肌和三角肌中部共同收縮完成。岡上肌水平走行在肩胛骨岡上窩內，穿過肩峰止于肱骨大結節。岡上肌走行方向決定了在肩外展的過程中，它的向心收縮力一方面把肱骨頭拉向關節盂，另一方面還可以使肱骨頭滾動，與三角肌共同作用使肱骨抬至外展位。在此過程中，岡下肌、小圓肌、肩胛下肌與肱二頭肌長頭腱向下的分力合起來為肱骨頭提供下壓的力，對抗三角肌與岡上肌提供肱骨頭向上的力，形成一對平衡力偶，從而使肩峰下存在一定的間隙，避免肩峰撞擊[7，10]。另外，主肱骨外旋的岡下肌和小圓肌與主肱骨內旋的肩胛下肌是一對相對平衡的力偶，在運動中維持肩關節穩定。當肱骨外展150°以上，岡下肌和小圓肌還可提供肱骨外旋的力，避免肩峰撞擊的發生。

3 肩袖損傷的運動學及生物力學分析

肩袖損傷多數由于外傷引起，即使是比較輕的肩袖損傷，經反復摩擦，也會對肩關節功能造成影響。因為部分運動參與者早期肩袖損傷癥狀較隱匿，肩關節功能也可不受限，所以不易被發現，經長期磨損，最終導致疼痛并伴有肩關節功能障礙[11-14]。肩袖損傷最易發生損傷的部位在肩袖肌腱與骨的結合處，此處血供最差，即使發生小的損傷也不易修復[15-17]。尤其對于經常使用上肢的專業運動員和運動愛好者，特別在上肢過頂類運動中，肩袖損傷發生率極高，如球類運動中的網球、排球、羽毛球、棒球；投擲類運動中的鐵餅、標槍、鉛球、游泳等。專業運動員在訓練和比賽中對肩關節的功能要求更高，肩袖損傷對其所帶來的影響也更大，早期診斷對預防進一步損傷和及時恢復肩關節功能至關重要[1]。引起肩袖損傷的原因主要有肩峰撞擊或者肌肉超出生理負荷的運動[18]。

3.1 肩峰撞擊

早在二十世紀七八十年代，便有學者提出肩峰撞擊是導致肩袖損傷的主要原因，肩峰撞擊能夠使肩袖受到長期的磨損，這種慢性磨損導致肩袖損傷的比例高達95%，因此避免肩峰撞擊能有效預防肩袖損傷[19-20]。

導致肩峰撞擊的原因有：①盂肱節律的改變。在肩關節前屈0°～60°和外展0°～30°以內，盂肱關節運動，肩胛胸關節不產生運動，在前屈超過60°或外展超過30°時，盂肱關節與肩胛胸關節成比例運動，這種運動節律稱為肩肱節律[21]。肩肱節律說明肩復合體的全范圍運動，必然伴隨著肩胛骨的運動，否則上肢的活動就會受限。反之，如果在肩胛骨運動受限的情況下，強行運動上肢便會使肱骨頭與肩峰相撞，造成肩峰撞擊，從而導致肩峰下滑囊、肱二頭肌肌腱、肩袖等組織損傷。②肩胛骨周圍肌肉的伸展性和肌張力不均衡，導致肩胛骨的位置異常。如胸小肌緊張，將肩胛骨拉向前傾位。③在肩關節外展角度過大時，肱骨的外旋不充分。在肩關節外展150°～180°時，伴隨著肱骨頭的外旋，若無肱骨頭的外旋或者外旋不充分，則會造成肩袖的損傷。④盂肱關節周圍軟組織薄弱、關節不穩。⑤過量運動導致肌肉的疲勞不能及時恢復。由于人體對微小損傷的自我修復能力，反復的疲勞損傷引起骨組織或纖維組織的增生，導致肩峰下間隙變窄[22-23]。⑥生理解剖的差異以及肩關節的病理改變。如肩峰先天形狀的差異[24]、關節囊及周圍軟組織的改變、骨贅或肩峰下組織的炎性反應或囊腫都可導致肩峰撞擊，進而導致肩袖的損傷。上肢投擲類運動員由于肩反復的大負荷用力，使肩峰骨膠原纖維受到破壞，造成肩峰的骨質增生，縮小了肩峰下的空間，在肩關節外展角度增大時，易發生肩峰撞擊[25-27]。此時，肱二頭肌肌腱、岡上肌肌腱及岡下肌肌腱被擠壓，形成損傷，這種無菌性炎性反應可造成肩峰下滑囊的病理改變，甚至形成滑囊炎或纖維化，減小了肩峰下空間，增加撞擊概率[28-30]。

3.2 超過生理負荷的運動

除肩峰下撞擊以外，運動中對肌腱超負荷的拉伸力、肌肉超負荷用力都是造成肩袖運動損傷的原因[31]。

在上肢參與的過頂球類運動中，肩關節從外展外旋同時伴有水平伸展到內收內旋的動作中，容易對肩袖肌群產生過大的拉力，而且肌肉發力時的載荷也極易超出正常生理范圍，這是肩袖損傷的直接原因[32]。一旦岡下肌和肩胛下肌損傷，肩峰下間隙就會變窄，增加肩峰撞擊的概率，原因是岡下肌和肩胛下肌有下壓肱骨的作用，運動中岡下肌和肩胛下肌的損傷能夠使肱骨頭上移[5]。此外，上肢球類運動在一場比賽中肩關節反復運動幾百次，揮拍擊球的過程中肩關節頻繁外展且速度較快，易產生岡上肌的磨損。同時小圓肌與岡下肌需要較大的力使上肢減速和限制其內旋，這也容易造成肌肉的拉傷。

同上肢的球類運動相似，投擲類項目中肌肉負荷重，對肌肉的離心收縮和運動控制要求高。尤其投擲類運動的最后用力階段，上肢需要做超器械的揮鞭運動，此時運動員也極易發生肩關節的損傷[33-34]。在基于國家健將級女子鐵餅運動員運動損傷的研究和國家組男子鐵餅運動員最后用力階段肩部損傷的研究中，肩袖損傷的發病率僅次于肱二頭肌長頭腱[35-36]。肩袖的損傷與投擲中右肩速上升快、身體轉動與肩關節運動存在時序性有關。運動速度過大及運動時序的紊亂（肩髖角度過大或過小），使肌肉的拉伸及爆發力超出其生理范圍，導致肩袖損傷[37-39]。

4 肩袖損傷的預防

基于上述對肩袖運動損傷的運動學及生物力學分析，對肩袖損傷的預防提供以下幾點建議：①賽前做好充分準備活動，提高體溫，降低肌肉粘滯性，提高軟組織伸展性[40]。②主動肌與協同肌、拮抗肌力量同時訓練，避免肌力不均衡。在發力的過程中不僅需要主動肌的收縮，同時需要協同肌和拮抗肌的共同收縮實現有控制的運動[37]，因此在發展主動肌的同時，不應忽略協同肌與拮抗肌的訓練。③在發展肌肉力量的同時發展其柔韌性，使其能夠被拉長的生理范圍擴大[41-42]，這樣肌肉在運動中便不易被拉傷。④重視肌肉離心收縮的訓練，提高肌肉在運動中的控制能力。⑤注重整體上肢運動鏈的訓練。在上肢揮鞭鞭打動作中，整個上肢是不可分割的整體，肩、肘、腕是一條運動鏈，要注重發展運動鏈中比較弱的環節。⑥尊重運動的時序性。注重運動中軀干的扭轉與肩關節運動方向的協調，運動中肩髖角要適度。

5 小結

肩袖運動損傷主要有肩峰撞擊及超負荷運動等原因，本文從運動學及生物力學角度總結分析其損傷機制，通過了解損傷的機制，為教練員、運動員及體育愛好者提供科學預防肩袖運動損傷的建議。如果從肩袖損傷運動及非運動的整體角度出發，肩袖損傷的原因不僅于此，肩袖的血供及年齡等也是影響其損傷的因素，部分不愛運動的人群中依然存在肩袖損傷也說明了這個問題。因為本文側重點在于分析運動損傷中運動學及生物力學因素，故肩袖損傷的其他原因沒有過多提及，愿與各位同道在日后研究中共同總結。