王卓然, 李春光

(1.曲阜師范大學(xué),山東 曲阜 273165; 2.德州學(xué)院,山東 德州 253000)

高山滑雪運(yùn)動由于較高的滑行速度、高外力的沖擊及不可控的外部環(huán)境因素被認(rèn)為是一種極限運(yùn)動。運(yùn)動員在高山滑雪比賽中受傷的問題首次出現(xiàn)在科學(xué)論述中可以追溯到20世紀(jì)七八十年代。在滑雪比賽中,膝關(guān)節(jié)是最容易受傷的部位,具體來說是前交叉韌帶(ACL)容易受傷。然而,關(guān)于優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員受傷發(fā)生率的數(shù)據(jù)仍然很少。年輕人的前交叉韌帶損傷會增加日后患癥狀性膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎的風(fēng)險[1]。鑒于高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的高發(fā)率,回顧高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的科學(xué)證據(jù)是很重要的。在中國知網(wǎng)、PubMed 2個學(xué)術(shù)數(shù)據(jù)庫搜索關(guān)于高山滑雪比賽中前交叉韌帶損傷或膝蓋損傷的相關(guān)研究,對高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶的損傷率、損傷機(jī)制、危險因素和預(yù)防方法等進(jìn)行綜述。

1 高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷率

前交叉韌帶損傷是高山滑雪比賽中最常見的損傷。一項對芬蘭所有年齡滑雪運(yùn)動員(9～36歲)受傷情況的回顧性研究[2]指出,受傷的男女運(yùn)動員的平均年齡都是14歲,且47%是前交叉韌帶損傷。在對2006—2011年瑞典431名精英高山滑雪運(yùn)動員(平均年齡16.7±1.1歲)進(jìn)行的一項研究[3]中,接近50%的運(yùn)動員發(fā)生過損傷,其中85%的傷害發(fā)生在滑雪和旱地訓(xùn)練期間。對2014—2016年奧地利一所高中的82名優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員(9～14歲)進(jìn)行的一項類似研究[4]中,58.5%的運(yùn)動員存在至少1次創(chuàng)傷或過度使用損傷,其中57.7%發(fā)生在訓(xùn)練期間,9.6%發(fā)生在比賽期間,其余發(fā)生在自由活動期間。這說明年輕高山滑雪運(yùn)動員的受傷率很高,并且訓(xùn)練期間發(fā)生的損傷較多。就青少年身體發(fā)育而言,早熟運(yùn)動員的損傷和過度使用損傷率相對較低[5]。

對高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷率的研究僅限于團(tuán)隊或組織的回顧性研究設(shè)計。在其他高風(fēng)險運(yùn)動中,與男運(yùn)動員相比,女運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的風(fēng)險更高。一項為期6年的研究[5]比較了男性和女性優(yōu)秀高山滑雪運(yùn)動員的受傷率,結(jié)果顯示前交叉韌帶的絕對受傷率沒有性別差異。一項為期10年的研究[6]評估了14～19歲年輕滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的風(fēng)險因素,與男性相比,女性前交叉韌帶損傷的危險性更高。研究急性雪地?fù)p傷事件[1]發(fā)現(xiàn),前交叉韌帶損傷事件占嚴(yán)重膝關(guān)節(jié)損傷事件的70.8%,占嚴(yán)重?fù)p傷事件的48.6%。女性世界杯賽高山滑雪選手發(fā)生嚴(yán)重前交叉韌帶損傷事件的風(fēng)險是男性選手的1.65倍。這說明在高山滑雪運(yùn)動中,年輕運(yùn)動員前交叉韌帶損傷存在性別差異。

綜上所述,年輕高山滑雪運(yùn)動員受傷率較高,且在訓(xùn)練期間損傷較多。高山滑雪年輕運(yùn)動員前交叉韌帶損傷存在性別差異,女性受傷率高于男性。

2 高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷機(jī)制

脛骨內(nèi)旋力與大多數(shù)特殊的膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷機(jī)制有關(guān)[7]。Hame等[8]研究,在37例尸體膝關(guān)節(jié)標(biāo)本中評估了膝關(guān)節(jié)4個屈曲角度下脛骨內(nèi)/外旋轉(zhuǎn)力矩對ACL應(yīng)變的影響,發(fā)現(xiàn)前交叉韌帶應(yīng)變在膝關(guān)節(jié)屈曲0°時最大,在強(qiáng)迫性過度屈合并脛骨內(nèi)旋力矩時最大。即在高山滑雪過程中,膝關(guān)節(jié)屈曲角度對前交叉韌帶應(yīng)變的量尤為重要。具體來講,在膝關(guān)節(jié)屈曲角度較深時,膝關(guān)節(jié)的幾何形狀和股四頭肌與腘繩肌的動作線有助于降低前剪切力和ACL應(yīng)變[9-10]。然而,不對稱的高山跳臺地同時伴有強(qiáng)烈的離心股四頭肌收縮,可能會產(chǎn)生足夠大的膝關(guān)節(jié)力矩和由此產(chǎn)生的較強(qiáng)的前方剪切力,從而導(dǎo)致ACL損傷。跳躍著陸時的軀干傾斜角度對于最小化前交叉韌帶應(yīng)變也很重要[11]。這突出了技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)在落地失敗和肌肉力量失衡中的重要性,這是高山滑雪非接觸前交叉韌帶撕裂的潛在原因[12-13]。事實上,軀干方向與踝關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的角度占ACL力峰值變異的88%[14]。此外,一些裝備因素被認(rèn)為在跳降過程中增加脛骨的前剪切力。

Bere等[15]通過視頻分析了20名精英高山滑雪運(yùn)動員比賽中ACL受傷的記錄,除1例外,其他ACL損傷均發(fā)生在滑雪過程中。于是 Bere等確定了3個主要的非接觸式前交叉韌帶損傷機(jī)制。簡單來講,防滑機(jī)制最常發(fā)生(50%的案例)在滑雪時(通常在轉(zhuǎn)彎時),滑雪板外測與雪面接觸，滑雪板卡住導(dǎo)致膝關(guān)節(jié)快速屈曲，造成脛骨內(nèi)旋和膝蓋外翻。第2種損傷機(jī)制是動態(tài)雪犁，在所有前交叉韌帶損傷中占15%?；┱呤テ胶猓w間的重量不對稱使其處于不平衡狀態(tài)，迫使膝蓋外翻和脛骨內(nèi)旋。最后的損傷機(jī)制是滑雪板尾部著地，占前交叉韌帶損傷的20%。滑雪者失去平衡，身體在落地過程中向后移動，滑雪板的尾翼先與雪接觸，傾斜角較大，造成損傷。

Bere等[15]為高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷機(jī)制提供了新的研究視角。在下坡滑雪期間,65%的病例由動態(tài)雪犁和防滑機(jī)制引起[15],并涉及在短時間(60 ms)內(nèi)快速膝關(guān)節(jié)屈曲、脛骨內(nèi)旋轉(zhuǎn)和膝關(guān)節(jié)外翻載荷[16]。脛骨內(nèi)旋似乎是非接觸式高山滑雪前交叉韌帶損傷的一個關(guān)鍵載荷因素[8],且脛骨旋轉(zhuǎn)力可能隨滑雪板的小轉(zhuǎn)彎半徑而增加。前交叉韌帶峰值力隨滑雪者跳躍高度和軀干后傾而增加。

綜上所述,脛骨內(nèi)旋是非接觸式高山滑雪前交叉韌帶損傷的一個關(guān)鍵載荷因素,因此,預(yù)防措施中應(yīng)加強(qiáng)技術(shù)和肌肉力量訓(xùn)練。同時,滑雪過程中以避免滑雪者軀干后傾,以正確的起跳準(zhǔn)備和技術(shù)為主,同時降低起跳高度。

3 高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的致因

高山滑雪比賽中的交叉韌帶損傷有多種原因,但科學(xué)證據(jù)是有限的。Sp?rri等[17]編制了一份關(guān)于滑雪損傷感知的內(nèi)在和外在危險因素清單,探討了對運(yùn)動員損傷風(fēng)險影響較大的因素。內(nèi)部危險因素主要包括心理、核心力量、疲勞程度、先天遺傳等自身條件,外部因素包括場地、器材、裝備等外部條件[18],以及可通過神經(jīng)肌肉訓(xùn)練計劃解決的可變風(fēng)險因素。

3.1 內(nèi)部因素

滑雪運(yùn)動員的技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)可能受心理因素的影響,因此心理因素被確定為滑雪比賽中運(yùn)動員受傷的潛在危險因素。分析20名高山滑雪運(yùn)動員的視頻錄像發(fā)現(xiàn),滑雪者經(jīng)常在比賽中失去平衡而摔倒,出現(xiàn)技戰(zhàn)術(shù)失誤,從而增加膝關(guān)節(jié)前交叉韌帶損傷的風(fēng)險。前交叉韌帶損傷主要是跳躍技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)失誤造成的,技術(shù)和戰(zhàn)術(shù)失誤可能是由心理因素造成的。ACL損傷和重建后重返高山滑雪的運(yùn)動員會產(chǎn)生負(fù)面情緒,如恐懼、沮喪以及對自己能力完全缺乏信心等[19]。同時,心理、社會和環(huán)境因素在運(yùn)動損傷的這段時間內(nèi)以及膝蓋損傷后的急性、康復(fù)和恢復(fù)階段發(fā)揮著作用。

核心力量是年輕滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的關(guān)鍵因素[20]。也有研究[3]間接表明肢體力量和軀干力量較弱是造成膝關(guān)節(jié)容易損傷的因素之一。更高的滑雪者季節(jié)排名(受傷時的FIS得分)與膝蓋損傷史有顯著相關(guān)性,即成績越高ACL損傷率較高。根據(jù)2項研究,男性和女性都易發(fā)生左腿膝蓋韌帶損傷,而不是右腿,但沒有討論優(yōu)勢腿。然而Lisa等[21]在研究競技高山滑雪運(yùn)動員的肢體對稱指數(shù)時發(fā)現(xiàn),單側(cè)腿部伸展力量的差異是青少年滑雪運(yùn)動員的一個重要傷害風(fēng)險要素。

最近的一項研究發(fā)現(xiàn),疲勞并沒有被確定為青少年滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的一個危險因素。在手術(shù)后的一長段期時間內(nèi),應(yīng)評估腘繩肌和股四頭肌的力量,以確定ACL-R滑雪運(yùn)動員的慢性力量缺陷。這提示,腘繩肌和股四頭肌力量訓(xùn)練可降低前交叉韌帶損傷的發(fā)生率[22]。與之相反,標(biāo)準(zhǔn)化體能測試(瑞士滑雪力量測試)中身體健康相關(guān)參數(shù)與ACL受傷風(fēng)險的降低沒有關(guān)聯(lián)。青年競技高山滑雪運(yùn)動員遭受相當(dāng)多的膝蓋過度使用的傷害。

綜上所述,高山滑雪運(yùn)動員的心理因素影響技戰(zhàn)術(shù)的發(fā)揮。無論是下肢力量的對稱性,還是腘繩肌和股四頭肌的力量,以及膝關(guān)節(jié)的過度使用等,與ACL的損傷都有聯(lián)系,可以把其歸類于神經(jīng)肌肉機(jī)制。因此,將心理訓(xùn)練、神經(jīng)肌肉訓(xùn)練列入滑雪運(yùn)動員的個性化訓(xùn)練方案,可以防止損傷的發(fā)生。

3.2 外部因素

設(shè)備裝置也被認(rèn)為是造成膝蓋前交叉韌帶損傷的危險因素[15]。靴子和滑雪板的攻擊性是導(dǎo)致ACL受傷的關(guān)鍵因素[14]。仿真結(jié)果顯示,在不考慮肌肉的情況下,增加滑雪靴后部的硬度(SBRS)會增加ACL損傷的風(fēng)險。前交叉韌帶的易受傷情況是通過肌肉骨骼仿真模型,利用非損傷情況下的運(yùn)動學(xué)測量和蒙特卡羅模擬方法生成的。在容易受傷的著陸中,最大ACL的張力會隨SBRS的增加而增加,最大的ACL張力是由靴子后部對脛骨較大的作用力和較高的股四頭肌肌力造成的。也就是說,SBRS不僅對脛骨產(chǎn)生作用力,也會讓股四頭肌產(chǎn)生較大的肌力。隨著滑雪板側(cè)面切割半徑的減小,滑雪板的自動轉(zhuǎn)向效果增加,使得它們在受傷情況下更難控制。將大回轉(zhuǎn)滑雪板的側(cè)切半徑增加33%,滑雪者的動能減少5%。更長的滑雪板在高速時提供更大的穩(wěn)定性,因為滑雪速度與受傷風(fēng)險正相關(guān)[17]?；┌骞潭ㄑb置可能會增加前交叉韌帶損傷的風(fēng)險。如果負(fù)載可能導(dǎo)致下肢損傷則釋放滑雪板,并在靴子和滑雪板之間保持剛性連接[15],滑雪板固定器區(qū)分滑雪比賽中遇到的潛在傷害力和正常力的能力被證明是滑雪板固定器設(shè)計的一個重大挑戰(zhàn)[15]。頭盔的使用已得到提倡,但根據(jù)風(fēng)險補(bǔ)償假說,使用滑雪頭盔可能提供一種錯誤的安全感,導(dǎo)致更快或更有攻擊性的滑雪,從而導(dǎo)致更危險的行為,這可能導(dǎo)致受傷風(fēng)險的增加[23]。有學(xué)者懷疑使用滑雪頭盔會增加ACL損傷的風(fēng)險,但出于保護(hù)作用建議佩戴滑雪頭盔。

環(huán)境也是造成運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的因素,包括高山的環(huán)境、賽道的路況、賽道的設(shè)計等。研究[24]發(fā)現(xiàn),較陡的坡度與轉(zhuǎn)彎開始時較慢的速度和較大的加速度有關(guān),較窄的轉(zhuǎn)彎,反作用力(GRFs)峰值集中在轉(zhuǎn)向中點,在轉(zhuǎn)向開始時膝蓋和臀部的橫向角度更明顯。這提示坡度影響了滑雪機(jī)械變量的關(guān)系。高山滑雪賽車教練員將雪和賽道條件列為導(dǎo)致前交叉韌帶受傷的主要因素,包括不一致和崎嶇不平的賽道、產(chǎn)生高速或有過度挑戰(zhàn)性的路段、能見度差或平坦的輕度和侵蝕性的雪況(即堅硬干燥的雪增加了被抓到邊緣的風(fēng)險)等[14]。

綜上所述,滑雪靴后部的硬度會增加運(yùn)動員的損傷,改進(jìn)滑雪板固定器-靴子系統(tǒng),以減少對運(yùn)動員前交叉韌帶的傷害。滑雪環(huán)境因素也會增加運(yùn)動員的損傷。通過改變路線設(shè)計(如減少門的距離)降低滑雪者的速度是可能的,但降低速度對運(yùn)動員前交叉韌帶產(chǎn)生的影響仍未知。

4 高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷預(yù)防

防止受傷首先要很好地理解外力的作用,其次要明確外部因素(如路線設(shè)置和設(shè)備)的變化對外力和受傷的影響[25],以及滑雪板幾何結(jié)構(gòu)的變化和地形等[26],因為這些在高山滑雪項目中都能改變速度?；┌宓睦墶⒀プ佑捕群娃D(zhuǎn)向能力(轉(zhuǎn)彎半徑)都會改變前交叉韌帶的負(fù)荷。

降低滑雪者的速度可能會降低其受傷風(fēng)險,尤其是在高沖擊事故中[25]。滑雪中的制動力,即空氣阻力和滑板-雪面摩擦力與膝關(guān)節(jié)的前交叉韌帶損傷有關(guān)[27]。了解空氣阻力和滑板-雪面摩擦力對能量耗散的相對貢獻(xiàn),使我們清楚滑雪項目中空氣阻力或滑板-雪面摩擦力的增加能更有效地降低速度和事故的沖擊力。運(yùn)用差分全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(dGNSS)數(shù)據(jù)、雪面數(shù)字地形模型和空氣阻力模型,計算地面反作用力的大小發(fā)現(xiàn),對于下坡來講,雪橇-雪摩擦力的增加與空氣阻力增加同樣有效[26],這樣能有效降低滑雪速度,從而降低膝關(guān)節(jié)損傷的風(fēng)險。另外,較長的持續(xù)負(fù)荷力與較大的轉(zhuǎn)彎周期可能會使運(yùn)動員產(chǎn)生疲勞,會增加失衡的風(fēng)險[28]。

在其他前交叉韌帶損傷風(fēng)險高的運(yùn)動中,通過改善與前交叉韌帶損傷相關(guān)的神經(jīng)肌肉,可有效減少前交叉韌帶損傷。研究[14]發(fā)現(xiàn),青少年的損傷大多發(fā)生于左膝。通過單腿跳躍距離、側(cè)跳和方形跳躍測試發(fā)現(xiàn),前交叉韌帶受傷的滑雪者左右腿功能表現(xiàn)存在差異。擁有多年高山滑雪經(jīng)驗(>13年)者可降低前交叉韌帶受傷的風(fēng)險。身體健康因素似乎與運(yùn)動員的前交叉韌帶損傷沒有太大的聯(lián)系。高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷預(yù)防訓(xùn)練計劃包括軀干控制、膝/髖關(guān)節(jié)控制(即脛骨內(nèi)旋、膝外翻和髖關(guān)節(jié)內(nèi)旋)、功能性下肢不對稱訓(xùn)練和腘繩肌/股四頭肌肌肉力量訓(xùn)練[29]等。

5 小 結(jié)

在高山滑雪運(yùn)動中,膝蓋前交叉韌帶損傷是比較常見的。年輕女性前交叉韌帶損傷率高于男性,且近幾年損傷率一直上升。我們經(jīng)常將這類損傷歸類為嚴(yán)重?fù)p傷,導(dǎo)致運(yùn)動員長期無法運(yùn)動,給其心理帶來各種壓力,不利于恢復(fù)。此外,目前對高山滑雪運(yùn)動員前交叉韌帶損傷的神經(jīng)肌肉機(jī)制、損傷恢復(fù)后再運(yùn)動的研究較少,長期高山滑雪對個人身體健康的作用尚不清楚。

在日常訓(xùn)練中,全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)允許實時對高山滑雪運(yùn)動員的運(yùn)動過程進(jìn)行精確的分析。教練員和訓(xùn)練者應(yīng)使用先進(jìn)的測量技術(shù)進(jìn)行測試,同時制訂個性化的訓(xùn)練方案。人工智能(機(jī)器學(xué)習(xí)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和深度學(xué)習(xí))的發(fā)展和自動化軟件的更新,結(jié)合可穿戴技術(shù),有望在不久的將來實現(xiàn)高山滑雪運(yùn)動的實時反饋。