優秀女子標槍運動員最後用力階段肘關節生物力學分析及運動損傷調查★
李元敬1，張朝珍2
1河北經貿大學體育部，河北省石家莊市050061；2河北省老年病醫院放射科，河北省石家莊市050011
李元敬★，女，1973年生，河北省石家莊市人，漢族，河北師範大學畢業，碩士，講師，主要從事體育教育訓練學研究。
liyuanjing05@
126.com
中圖分類號:R318.01
文獻標識碼:B
文章編號:1673-8225
(2007)22-04300-04
收稿日期：2007-03-13
修回日期：2007-04-16
(07-50-3-1458/N·Y）
Biomechanics analysis and sports injury of elbow joint in elite female javelin throwers at finally forcibly phase
Ａｂｓｔｒａｃｔ
ＡＩＭ: This article is aimed to investigate the elbow joint injury of elite female javelin athletes on the basis of a cross-sectional questionnaire, and to analyze the change of the instantaneous elbow joint movement and their related reasons in female javelin athletes at finally forcibly phase using the biomechanical analysis.
ＭＥＴＨＯＤＳ: A total of 36 questionnaires were distributed to the national elite female javelin athletes between May and December in 2004 to survey their elbow joint injury. In May 2005, the javelin athletes, during their competing or training, were monitored using two Sony video cameras with electronic shutter according to the close-range dynamic stereophotogrammetry in the 50 Hz frequency. Using the system of sports video quick feedback analysis, the data of sampling graphs were applied to calculate and detect the possible changes of biomechanics indices, including the angle and velocity of the right elbow in these javelin athletes at finally forcibly phase.
ＲＥＳＵＬＴＳ: All the 36 questionnaires were responded and efficient.①Among 36 elite female javelins athletes, the incidence rate of elbow joint injury was 89%, among them the improper techniques 11%, the unreasonable loading 31%, the weary condition 29%, the insufficient warming-up exercise 19%, and others 10%.②In the female javelin athletes with elbow joint injury, the injury of ulnar collateral ligament accounted for 41%, flexor attachment or flexor strain in medial epicondyle of humerus for 17%, the fracture of anconeal process of ulna for 13%, and humerus fracture, radial collateral ligament injury and other injuries respectively for 11%, 9%, 9%.③The biomechanics indices of right elbow joint at finally forcibly phase: In the stance of left foot support , the average elbow angle was (112±4)°, and the velocity was (6.64±0.86) m/s; At the moment of javelin throw, the average elbow angle was (149±3)°, and the velocity was ( 8.65±1.32) m/s.
ＣＯＮＣＬＵＳＩＯＮ: During the javelin throw, the elbow anti-joint movement should be completed accurately in high speed motion from flexion to extension. The exceeding force, accumulation of repeated tiny damage, or insufficient tenacity of shoulder joint and elbow strength, may lead to elbow joint injury, mainly including the injury of ulnar collateral ligament and flexor attachment or flexor strain in medial epicondyle of humerus in female javelin athletes.
Li YJ, Zhang CZ.Biomechanics analysis and sports injury of elbow joint in elite female javelin throwers at finally forcibly phase.Zhongguo Zuzhi Gongcheng Yanjiu yu Linchuang Kangfu 2007;11(22):4300-4303(China)
[www.zglckf.com/zglckf/ejournal/upfiles/07-22/22k-4300(ps).pdf]
摘要目的：採用橫斷面問卷調查優秀女子標槍運動員肘關節運動損傷情況，採用生物力學分析法分析其最後用力階段肘關節的數據變化及其相關原因。
方法：2004－05/12發放調查問卷36份，調查36名國家級、健將級女子標槍運動員肘關節損傷情況。 2005-05採用近景動態立體攝影的測量方法，用兩台有電子快門的進口松下攝像機，對運動員現場比賽、訓練進行定點拍攝，拍攝頻率為50 Hz。 再採用愛捷運動錄像快速反饋分析系統，進行圖像採樣和數據計算，獲取生物力學指標。 重點分析最後用力階段右肘角、右肘速度等指標。
結果：36份問捲全部收回，問卷填寫完整有效。 ①36名優秀女子標槍運動員肘關節損傷發生率為89%，其中因技術不正確佔11%，因負荷安排不當佔31%，因疲勞佔29%，因準備活動不足佔19%，其他佔10% 。 ②女子標槍運動員肘關節損傷構成比最高的是尺側副韌帶損傷，為41%，其次是肱骨上髁屈肌附著點或屈肌拉傷，為17%，再次是尺骨鷹嘴骨折為13% ，肱骨骨折、橈側副韌帶損傷和其他損傷分別為11%，9%，9%。 ③最後用力階段肘關節的生物力學指標：左腳著地瞬間，平均右肘角度為（112±4）°，右肘平均速度為（6.64±0.86）m/s；標槍出手瞬間，右肘角均值為（149±3）°，右肘平均速度為（8.65±1.32）m/s。
結論：①擲標槍運動要求肘關節在高速運動中精確完成由屈曲到伸展的反關節運動，而超過正常的力及重複性微細損傷的積累或由於運動員肩關節柔韌性以及肘部力量不足等原因，通常導致肘關節損傷。 ②女子標槍運動員肘關節較易出現尺側副韌帶損傷和肱骨上髁屈肌附著點或屈肌拉傷。
關鍵詞：標槍運動員；肘關節；右肘角；右肘速度；運動損傷；生物力學
李元敬，張朝珍.優秀女子標槍運動員最後用力階段肘關節生物力學分析及運動損傷調查[J].中國組織工程研究與臨床康復，2007，11(22):4300-4303 [www.zglckf.com/zglckf /ejournal/upfiles/07-22/22k-4300(ps).pdf]
0引言
擲標槍是一項多軸性轉動用力的投擲項目，技術、速度、力量的協調發展是其成績不斷提高的基礎。 在最後用力階段投擲臂不僅要完成轉肩翻肘動作，使投擲臂和標槍處於“鞭打”前的正確位置，增加最後用力的工作距離，而且要參與“鞭打”擲槍動作，為提高出手初速度創造條件，尤其是肘關節要完成由屈曲到伸展的反關節運動，這對肘關節在高速運動中精確完成自身動作提出很高要求。 由於肘關節解剖結構的特點，超過正常的力及重複性微細損傷的積累或由於運動員肩關節柔韌性以及肘部力量不足等原因，導致在訓練和比賽中肘關節損傷比較常見[1－11 ]。 在體育運動中，造成人體組織或器官在解剖上的破壞和生理上的紊亂，稱為運動損傷。 生物力學是研究人體運動以及運動力學原理幫助人們解釋由於過重負荷和意外事件導致身體組織結構損傷的一門學科。 本文從生物力學角度對中國女子標槍運動員最後用力階段肘關節的運動損傷進行分析，從技術角度揭示運動損傷產生的原因，旨在探討造成運動損傷的技術性因素，提高預見度，為女子標槍運動員減少運動損傷、延長運動壽命、提高運動成績服務。
1對象和方法
設計：橫斷面問卷調查和近景動態立體攝影的測量觀察。
單位：河北經貿大學體育部。
對象：2004－05/12對中國36名國家級、健將級女子標槍運動員的生物力學指標和肘關節運動損傷情況進行了調查測量分析。 36名運動員中，有1名曾經創造了全國青年田徑記錄和世界青年田徑記錄，1名獲得過亞洲田徑錦標賽女子標槍冠軍，2名獲得過亞運會女子標槍亞軍或季軍。 總的來說被選取的觀察對象基本上代表了中國女子標槍的最高水平。 選取對象均為右手投槍。
設計、實施、評估者：均為作者，未採用盲法評估。
方法：2004－05發放問卷36份，主要內容包括運動員肘關節損傷的原因、損傷的性質及損傷發生的部位等，通過分析獲得國家優秀女子標槍運動員肘關節損傷構成比。 2004－05採用近景動態立體攝影的測量方法，用兩台有電子快門的進口松下攝像機，對運動員現場比賽、訓練進行定點拍攝，拍攝頻率為50 Hz。 再採用愛捷運動錄像快速反饋分析系統，進行圖像採樣和數據計算，獲取生物力學指標，包括最後用力階段右肘角、右肘速度等指標。
主要觀察指標：通過圖像採樣和數據計算重點分析36名優秀女子標槍運動員最後用力階段肘關節運動損傷的構成比以及右肘角、右肘速度等指標。
統計學分析：將測量所得數據用Office2003中的Microsoft-Excel進行數據分析處理。 利用圖表中的製圖功能製出相關角度、速度的變化曲線圖。利用SPSS 11.0軟件對所得數據進行相關性的統計分析，得出相應的均數和標準差，並得出數據關鍵時相階段與投擲成績之間的相關係數，由第一作者進行統計分析。
2結果
2.1參與者數量分析36份問捲全部收回並全部參與實驗過程，問卷填寫完整，有效率100%。
2.2肘關節損傷因素36名優秀女子標槍運動員肘關節損傷發生率為89%，其中因技術不正確佔11%，因負荷安排不當佔31%，因疲勞佔29%，因準備活動不足佔19% ，其他佔10%。
2.3肘關節損傷部位女子標槍運動員肘關節損傷構成比最高的是尺側副韌帶損傷，為41%，其次是肱骨上髁屈肌附著點或屈肌拉傷，為17%，再次是尺骨鷹嘴骨折為13%，肱骨骨折、橈側副韌帶損傷和其他損傷分別為11%，9%，9%。 由統計結果得出，運動員尺側副韌帶和肱骨上髁屈肌附著點或屈肌損傷比例較大。
2.4最後用力階段肘關節的生物力學指標左腳著地瞬間，平均右肘角度為（112±4）°，右肘平均速度為（6.64±0.86） m/s；標槍出手瞬間，右肘角均值為（149±3）°，右肘平均速度為（8.65±1.32）m/s。
3討論
本文數據結果顯示優秀女子標槍運動員左腳著地瞬間右肘角度平均為112°，右肘速度平均為6.64 m/s，標槍出手瞬間右肘角均值為149°，右肘速度平均為8.65 m/s 。 在左腳著地瞬間到標槍出手瞬間國家優秀女子標槍運動員肘關節角度變化平均為37°，右肘速度平均增大2.01 m/s。 此階段優秀女子標槍運動員肘關節角度和速度變化都很大，充分體現出肘關節的快速鞭打用力，這一現象符合動量矩的傳遞規律，較好得向肢端末節傳遞了動量矩，有利於提高標槍的出手初速度。
肘關節由肱骨下端和尺、橈骨上端構成。 一個關節囊內包括肱橈、肱尺、橈尺近側三組關節，故稱為複關節。 其中肱骨滑車與尺骨半月切跡構成肱尺關節，屬於蝸狀關節，是肘關節的主體部分；肱骨小頭與橈骨頭凹構成肱橈關節，屬球窩關節；橈骨頭環狀關節面與尺骨的橈骨切跡構成橈尺近側關節，屬車軸關節。 關節囊附著於各關節面附近的骨面上，肱骨內、外上髁均位於囊外。 關節囊前後鬆弛薄弱，兩側緊張增厚形成側副韌帶。 關節韌帶分成關節內韌帶和關節外韌帶兩種，起加固關節的作用，並限制關節的超常範圍的運動幅度。 尺側副韌帶分前、後、斜三束呈三角形，起自肱骨內上髁，呈放射狀止於尺骨半月切蹟的邊緣，有防止肘關節側屈的作用。 橈側副韌帶也呈三角形，附於肱骨外上髁與橈骨環狀韌帶之間[12－15]。 此外，在橈骨頭周圍有橈骨環狀韌帶，附著於尺骨的橈骨切蹟的前後緣，此韌帶同切跡一起形成一個漏斗形的骨纖維環，包繞橈骨頭。 肘關節力量較弱，較少肌肉保護和參加工作，所有工作主要是靠側副韌帶來維持，局部負擔相對較重，而前臂突然被迫外展、旋後，或屈手肌群與旋前園肌突然進行強烈收縮，以軸旋轉的兩種相反力量，部分形成了抵消，根據解剖生理特點，這時力的作用力點集中在肱骨內上髁處。 由於槓桿作用被拉長的肌肉產生主動收縮過猛，肌肉韌帶受到一定的牽拉扭動，超越其負荷而受力太大，導致尺側副韌帶損傷和肱骨內上髁附著點或屈肌拉傷[16－18]。 另一方面，“鞭打”投槍過程中，軀幹肌肉及離軀幹較近的肩部、上臂肌收縮形成一定的線速度，根據生物力學原理，角速度不變時，半徑越大線速度越大，因而，在肘關節處形成了更大的線速度，使得肌肉主動收縮的力量更大，易使肘關節負擔過重而誘發損傷。
肱骨內、外上髁與尺骨鷹嘴三者在屈肘關節時呈三角形，伸肘關節時呈一條直線。 肘關節的解剖結構決定了肘關節的肱尺關節可沿略斜的額狀軸作屈伸運動(40°～180°)；橈尺近側關節與橈尺遠側關節是必須同時運動的聯合關節，可做前臂的旋轉運動；肱橈關節雖屬球窩關節，但只能配合上述兩關節的活動，即與肱尺關節一起，共同進行屈伸運動，配合橈尺近側關節進行垂直軸的旋轉運動，但不能沿矢狀軸做內收、外展運動。 由於不正確動作或用力過猛使肘關節超越其活動範圍就可能造成主動或被動損傷[19－26]。 如標槍運動員在投槍時肘屈曲90°，低於肩部並外旋位，使肘在強力外翻位出槍，常傷及尺側副韌帶後束。 前臂屈肌起始部位損傷分屈肌起點損傷和近起點處損傷。 其壓痛點在內上髁相應的肌肉起點上。 痛點的分佈有:肱骨內上髁上方(旋前圓肌起點)、下後方(尺側腕屈肌起點及尺側副韌帶的後束)、下方(指淺屈肌起點及尺側副韌帶斜束)以及前下方1～3 cm處(旋前圓肌，指淺屈肌及尺側副韌帶前束)，這與擲標槍技術動作的特殊要求和肘部解剖、生理特點有很大關係。
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