高山滑雪损伤特点、风险因素及预防策略的研究进展

李超凡，李俊平

（1.北京体育大学 体能训练学院，北京100084；2.北京体育大学 运动人体科学学院，北京100084）

众所周知，高山滑雪比赛是一项时间损失率和受伤风险率较高的运动［1］。严重性损伤可导致运动员长达28天相关训练和比赛的缺席［2］，与其他冬季项目相比，高山滑雪损伤发生率高达35.6%［3］；其中膝关节、小腿损伤是高山滑雪比赛中常见损伤部位。引发高山滑雪损伤的因素包括内部因素和外部因素，研究中按照损伤风险高低进行归纳，其中滑雪设备（滑雪板、雪鞋、固定器、雪仗和头盔）、运动员的身体状况、速度和赛道设置被认为是造成高山滑雪比赛损伤的最主要的风险因子［4-5］。因此有效预防和制定相关措施是保护运动员训练、比赛的重要行为。

目前，正值我国备战2022年北京冬奥会的关键时期，长时间高强度训练必然会引起机体的疲劳和损伤发生；了解高山滑雪损伤特点及诱发损伤的原因和高风险因素将有利于今后备战训练工作的有效进行，此外根据损伤的高风险因素制定相关预防措施和方案将有助于减少伤病的发生。

1 高山滑雪损伤特点

1.1 损伤率

速度是高山滑雪比赛最主要特征，损伤的发生很大程度上跟高速滑行相关，在一项基于专家利益的访谈研究中，Sporri［4］发现专家普遍认为高速是导致大冲击能量和高转向力的关键损伤风险因素。其中回转项目中，男子和女子每1 000次滑行为7.5次和1.5次受伤，大回转为12.8次和5.1次受伤，超级大回转中男子14.5次，女子7.7次受伤，速降中男子19.3次，女子13.9次受伤［6］。从回转（4.9次/千次）到大回转（9.2次/千次）到超级大回转（11.0次/千次）再到速降（17.2次/千次），损伤发生率不断增加［2］。与其他冬季奥运会项目相比，世界杯高山滑雪比赛的受伤风险相对较高，超过33%的运动员每个赛季都会受伤［1］。最近来自国际雪联（FIS）和其他相关机构的研究报告称，每100名世界杯运动员每赛季的绝对损伤率为36.7和36.2［2-3］。在赛季和非赛季损伤方面，一项研究发现，冬季发生创伤性损伤的风险更高，而在夏季发生过度使用性损伤的风险较高［7］。在赛季中45%的伤病发生在正式比赛或世界锦标赛期间，只有25.1%的伤病发生在常规的雪上队列训练中［8］。

1.2 损伤部位与损伤程度

高山滑雪比赛中，膝关节是最常受伤的部位，损伤率为35.6%、小腿损伤次之，损伤率为11.5%，其他经常受伤的身体部位是腰部、骨盆、骶骨损伤率为11.5%、手臂、手指和拇指损伤率为8.9%以及肩部为6.8%；头部和面部损伤占所有损伤的8.4%［9］，而每100名世界锦标赛运动员每赛季发生3.5次头部和面部损伤［10］。在膝关节损伤中，前交叉韧带（ACL）断裂是膝关节损伤中最常见的占所有损伤的13.6%［9］。关于损伤程度，Florenes等人通过2006～2008两个雪季的研究中发现，81.2%的高山滑雪比赛损伤是持续性损伤，近三分之一（约30.8%）的损伤报告是严重的导致长达28天的训练和相关赛事的缺席［2，9］。Bere等人在连续6个雪季（2006/2007～2011/2012）的分析研究中证实了上述研究的损伤率及损伤严重程度，其中无法正常训练和比赛缺席率高达80.9%，损伤严重率为35.6%［3］。而最常受伤的身体部位，研究发现膝盖的受伤风险率为54.4%，小腿的受伤严重程度为31.8%［2］，严重创伤性头部损伤占所有头部损伤的23.7%［10］。

1.3 损伤原因

在一份研究报告中显示，平均每3名世界杯高山滑雪运动员中就有1人在5个月的冬季赛季中出现急性损伤，比赛中的损伤发生率（每1 000次比赛中的损伤）在速降项目中最高为17.2次，其次是超级大回转为11.0次、大回转9.2次和回转4.9次［11］。导致高山滑雪比赛损伤的原因是复杂的且不确定性因素较多，包括滑雪者技术（转弯技术、飞行技术）、地形坡度、环境因素等。因此在能够制定有效的预防措施和降低损伤风险之前，需要充分了解损伤发生的原因［12］。在一项研究报告中研究人员发现80%的损伤发生在滑雪者转弯时，而19%的损伤发生在滑雪者不正确的跳跃落地技术中［11］。头部和上半身的大部分损伤（96%）是由冲撞引起，膝盖的大部分损伤（83%）是滑雪者仍在滑行时发生，而30%的损伤是滑雪者滑行中与旗门不正当接触导致，另外9%的损伤发生在与安全网的接触中引起。几乎一半的损伤（46%）发生在赛道最后四分之一部分［11］。不同项目损伤上，速降和超级大回转的损伤与速度和碰撞中消耗的机械能有关，而大回转的损伤主要与转弯力学有关［12］（即高转向速度、小转向半径、大地面反作用力和高冲量）。膝关节常见损伤常常发生在前交叉韧带中，关于ACL损伤方面，Bere的研究中主要确定了3种高山滑雪比赛的特异性损伤机制，即所谓的“滑倒-抓地”“动态犁式”和“落地失衡”［13-14］。其中"滑倒-抓地"机制约占整个ACL损伤的一半，一般发生在转弯过程中，主要是转出滚落线时，滑雪者在高速转弯中失去向后和向内方向上的平衡从而导致脱滑和对外侧滑雪板的压力；随后，外侧滑雪板的内侧边缘突然卡住雪面，导致膝关节过度压缩、引起膝关节外翻和内旋［13］。而动态雪犁机制则相反，是内侧板的内侧边缘突然卡住雪面导致损伤。在落地失衡机制上，由于在起跳时滑雪者获得更多向后的角动量，因而在向后的方向上失去平衡［13］，落地时滑雪板尾部产生较大的负荷引起雪板强烈的变形，从而增加前交叉韧带（ACL）的压力［15］。

2 高山滑雪损伤风险因素

2.1 个体因素

运动员个体是损伤中主要的风险因素，已有研究证实4项与运动员个体相关的风险因素与损伤有直接相关性，包括运 动 员 核 心 力 量 水 平［16］、性 别 差 异［15-17］、高 技 术 水 平［18］，以 及遗传因素［19］。Raschne［15］等人在其研究中发现核心力量不足和核心力量不平衡是导致年轻滑雪运动员前交叉韧带损伤的主要关键因素。而在性别差异的影响上，两项与世界杯高山滑雪比赛相关的研究显示，男性受伤的风险（尤其是时间损失率）一般比女性高［15-17］。但在关于膝关节和前交叉韧带损伤中，这些研究和其他研究没有发现显著的性别差异［18-20］；但是，一些研究报告说女性的风险较高［15-17］。因此，性别的影响可能取决于损伤的类型。在技术水平方面，在FIS世界排名榜上排名前30位的运动员比排名较低的运动员发生前交叉韧带损伤的风险更高［19-20］，而据报道，受伤时职业年龄较大的运动员恢复运动的成功率较低［21］。最后，最近的一项研究报道了竞技高山滑雪运动员的前交叉韧带损伤风险与其父母之间存在显著的相关性，并提供了遗传倾向可能在损伤预防中发挥重要作用的证据［22］。另外一些与运动员个体相关的风险因素被证实与损伤风险具有间接相关性，包括疲劳、战术策略、体能水平和技术失误［23-25］。其中在疲劳因素中，相关研究报告显示高山滑雪比赛大部分损伤发生在比赛的最后四分之一部分，且与疲劳相关的参数冲量与总暴露时间（每小时滑行时间）密切相关［22］，虽然目前研究还没有统计学依据，但这从侧面表明疲劳可能是导致损伤发生的一个重要因素。与技术失误相关的因素中，跳跃技术被认为是造成高损伤率的原因之一，主要是运动员在起飞时身体的不平衡会增加滑雪者空中飞行的角动量，而角动量只受空气阻力的影响，当滑雪者在空中时，落地前的时间至关重要，飞行时间越长，着陆时的旋转角越大，身体位置越关键。此外滑雪者落地前的身体姿态和着落方式也是诱发损伤的重要因素［24-25］。

2.2 设备因素

在基于专家及相关学者意见的定性研究中，滑雪系统（滑雪板、固定器、雪鞋）被认为是导致损伤的重要驱动因素。其中形状较大、长度较短、侧腰较宽的滑雪板的组合，被认为是增加高山滑雪比赛中膝关节损伤风险的主要原因［24-26］。另外固定器的非释放或无意释放经常被归因于ACL损伤机制［13］，因为它们的自由度有限，因此当危险信号发出时运动员在正常滑雪过程中及损伤情况下很难即时脱离。而雪鞋的硬度也是造成滑雪者损伤的重要风险因素，因为硬度较高的雪鞋，往往在力的传递上更加直接，滑行时过高的力也会造成膝关节更大的负荷［24-25］。另一个与滑雪设备相关的重要风险因素可能出现在旗杆和雪仗的结构特征中，因为已有研究报告称，旗杆和雪仗的直接接触造成的损伤约占所有损伤案例的30%［11］，而且阻力较大的旗杆往往会增加被雪仗和旗杆钩住的风险［24-25］。最后，身体部位保护不足，特别是头部保护不当，被认为是与设备相关的风险因素［24-25］。最近的研究表明，在高速滑行中，头盔保护不当往往会造成头部更大的创伤，其中包括脑震荡［11，27］。

2.3 环境因素

环境因素也是造成高山滑雪比赛损伤的重要风险因素，其中赛道状况、雪地条件、温度、能见度以及安全网的布置等都是引发高山滑雪损伤的诱因。关于赛道的风险因素上最近研究发现赛道设置几何形状（旗门垂直距离和旗门水平偏移）对转弯速度的损伤风险有调节作用。根据不同的地形，通过缩短旗门垂直间距4.9～6.9m（从-20%到-29%）或增加旗门水平横向偏移2.8～3.2m（从+33%到+55%），整个转弯速度可以降低0.5m/s。但是，增加旗门水平偏移量会使滑雪者转弯时最小转弯半径变小，增加最大地面反作用力，也会导致冲量的增加［26-27］。另外研究还表明，在大回转项目中，小转弯半径可能与受伤风险增加有关［28］，因为小转弯会促使滑雪者充分利用向后和向内倾斜的能力，一旦滑雪者失衡，受伤在所难免。Gilgien等人［6］最近的一项研究报告称，受伤最可能与转弯时的高负荷有关，而高速和较小转弯半径结合是导致转弯时高负荷的主要原因。速度的提高减少了滑雪者预判和适应技术要求高的路段的时间，因此可能会使失误的发生率增加，转弯半径减小，引起地面作用力就越明显，冲量增加，导致更多的疲劳。另一个与赛道相关的高风险因素是运动员飞行技术中，落地着落时的身体状态；不当的落地技术使运动员身体后倾增加，尤其是躯干位置后倾，研究发现这是造成前交叉韧带高负荷的关键因素［29］。此外温度的变化也是损伤的潜在危险因素，研究发现［30］滑雪者在低温环境下膝关节损伤的发生率更高，且女性在降雪期间滑雪时的损伤发生率是其他损伤女性的两倍。因此研究认为低温和降雪是女性滑雪者膝关节损伤的重要环境风险因素。与此同时，赛道周围安全网的材质、结构以及能见度降低被认为是导致伤害的重要因素，并被发现与实际损伤案例相关［11，23］。不同的雪地条件也被评估为损伤的重要风险因素，其中人工雪、粉雪、注水的冰质雪在雪板决定雪面施加载荷的响应上也存在不同，研究发现人工造雪在设备反应和负荷传送上与过激的雪情有关［25］。而在冰状雪上一些专家认为，在较低水平的女子高山滑雪比赛中，由于技术水平和能力接近极限，这种雪地条件会增加受伤风险［30］。

3 高山滑雪损伤预防策略

3.1 个体损伤预防策略

有效降低运动员个体损伤，预先的风险排查和评估，被认为可以识别出再次受伤的高风险运动员［31］。此外赛前风险指标测试也可以有效识别运动员个体机能的差异，从而降低损伤的发生。Hewett等人［30］引入了一种生物力学测试方法，通过评估滑雪者跳跃着陆时的神经肌肉控制和外翻负荷，来预测前交叉韧带的损伤的风险，通过预先指标筛选测试，研究发现发生前交叉韧带损伤的运动员比未受伤的运动员更高的膝关节外翻角。另一种在高山滑雪预防损伤方面被广泛使用的测试方法是腘绳肌与股四头肌（H/Q）的肌力平衡测试［31-32］，通过等速肌力测试等仪器来评估股四头肌与腘绳肌的肌力差异从而来预测膝关节损伤的发生率。另外通过反向纵跳（CMJ）以及下蹲跳测试可以更好的评估下肢左右侧腿的肌力平衡和特异性的动能差异并有助于监测前交叉韧带损伤康复的进展情况［33］。在与运动员因雪上训练导致的疲劳中，研究表明积极的低阻力的有氧训练已被证明可以优化血乳酸清除率并提高运动员的滑行效率［34］。而与体能相关的风险因素中，核心力量不足和失衡是导致膝关节损伤的重要风险因素，因此强化并提高核心区力量和稳定性是预防高山滑雪比赛中前交叉韧带损伤的关键措施［16］。另外相关研究表明，通过平衡和神经肌肉力量训练可能是有效预防个体损伤的重要措施［34］。

3.2 与设备相关的损伤预防策略

在高山滑雪比赛中，滑雪设备是造成损伤发生的重要危险因素之一，有研究表明，形状较小、长度较长、侧宽较窄的滑雪板可以保护运动员的健康，特别是当这些特征结合在一起时［35］。其次，降低滑雪板的扭转刚度被认为一旦滑雪板在执行刻滑时发生卡雪更容易脱离边缘［36］。因此，改变滑雪板的刚度可以提高运动员的安全性。另外研究发现，形状较小的滑雪板（即侧切半径较大的滑雪板）与降低自转向效应（即滑雪板在有边缘和负载的情况下会自行转弯）和减少滑雪板与雪面的交互作用有关，而这两个因素在高山滑雪比赛中对前十字韧带损伤起到了核心作用［35-36］。研究还认为长度较长的滑雪板相对更安全，因为它增加了舒适度，提高了高速时的可预测性［36-37］。而侧宽较窄的滑雪板不太可能导致膝关节在横断面和额平面的运动端位置范围内发生不良运动，这可能会降低膝关节退行性损伤的风险［37］。

关于雪鞋的相关风险策略上，研究认为降低雪鞋的硬度可能有助于保护运动员免受损伤，因为它们在力的传递上不那么直接，因此在滑雪板与雪的相互作用上攻击性较小，这是滑雪相关前十字韧带损伤的两个关键因素［38］。但是雪鞋硬度的较低会对运动员的表现产生不利影响，因此选择合理硬度的雪鞋对于运动员来说至关重要。另外关于固定器方面，固定器的非释放或无意释放是造成损伤的重要风险因素。因此减少损伤风险的一个很有潜力的策略是避免固定器的非释放或无意的释放，但是由于固定器固定在雪板上，其自由度有限，设计一种能够区分损伤情况下的内旋和外翻载荷，以及高山滑雪比赛中正常滑雪情况下的载荷模式的固定器系统将是未来一项具有挑战性的研究任务［39］。关于旗杆，世界杯专家建议开发阻力较小的可替代旗杆，防止滑行中钩住的风险［23，39］。为了保护运动员的身体不受伤害，近年来提出了不同的保护装置，即手/臂保护设备、背部保设备、膝关节和小腿保护设备、以及膝关节矫形器和气囊系统［40-41］。虽然这些设备在统计学中的益处还没有得到验证，但是在一定程度上可以减少过大损伤的伤害。关于头部损伤，戴上头盔可以大大降低头部受伤的风险，然而，在高山滑雪比赛中，佩戴头盔，仍经常发生头部损伤［40］。因此，研究认为，在未来有关头盔的研究和制作上，因制定更复杂的头盔标准，以覆盖全部潜在的损伤风险因素［41］。

3.3 与环境有关的损伤预防策略

据报道，"高滑雪速度"，特别是与地形转换或小转弯半径相结合时，与高损伤风险间接相关［24-25］。基于这些研究，降低地形转换时的速度、转弯时的速度或一般速度都是合理的预防损伤风险的措施。从力学的角度来看，当滑雪者转弯时更多地偏离滚落线的方向时，速度就会降低［40］，或者增加滑雪板与雪地的摩擦力以及增加空气阻力和能量的消耗量也会导致速度的下降［41-42］。然而摩檫力、空气阻力以及能量消耗的增加显然会对滑雪者滑行性能产生不利影响。因此对速度影响较大的预防措施可能是调整赛道设置［43］。研究发现［1］，通过增加旗门水平距离（即旗门的横向偏移）和缩短旗门垂直距离（即旗门到旗门之间的直接距离）可以控制速度。但是通过增加旗门水平偏移量来控制速度的这种策略可能有两个主要缺点。1）可能会增加疲劳的风险，2）可能会增加出现失衡情况的风险。因此研究认为，为了降低速度，建议减少旗门的垂直距离而不是增加旗门水平偏移。因为增加旗门的水平偏移量会延长滑雪者的转弯时间（减少转弯半径），增加了地面反作用力和冲量，从而增加了运动员的疲劳度。关于不合理的跳跃技术，有学者认为降低起飞速度、平坦的起飞角度和稳定的着陆姿态会增加运动员的安全性［25，43］。此外，作为预防措施，还建议对滑雪者的战术决策和身体能力进行系统训练，以改善跳跃着陆时的躯干控制［29，42］。关于低温严寒方面，国际奥委会（IOC）和国际体育联合会遵循的策略是，当有效风寒温度低于-27℃时，避免参加比赛［44］，同时专家建议强制使用更厚的滑雪服，增强保温性能。最后，有关安全网、能见度、雪质条件等因素上，研究认为在未来研究中，通过模拟损伤发生时的场景以及安全网的材质方面，将有利于减少损失的发生［43-44］。另外，关于能见度方面，滑行赛道和跳跃起飞区的平光和色差（蓝色）是与个别损伤案例相关的主要因素。因此，研究认为，在整个比赛过程中重复使用蓝色可以提高运动员的安全［25，44］。而在雪地条件上，由于滑雪板在注水或结冰的雪地之间直接传递的力较小，因而注水和结冰的雪地条件被认为是比较安全的。因此，一些专家建议增加水的准备以中和极端恶劣的雪地条件，但是，在低水平的女子高山滑雪比赛中，应该完全避免在注水的雪地进行比赛，以减少损伤的发生［25］。

4 小结

在高山滑雪比赛中，损伤风险率随着不同项目速度的增加不断上升，依次是速降、超级大回转、大回转和回转。损伤部位上，膝关节、小腿、上肢和头部是最常受伤部位。在损伤程度上，根据损伤严重率可分为低、中、高度损伤；关于损伤原因，速度类项目损伤的发生更多与高速滑行相关，而技术类项目更多是与滑雪技术的不当有关。损伤风险因素包括内部因素和外部因素，其中运动员个体因素是引发损伤的关键内部风险因素，而设备因素、环境因素则是诱发高山滑雪损伤的外部因素。预防策略的制定应从运动员个体内部因素和设备、环境等外部因素出发，遵循个体因素为主体，不断完善设备和各种不利环境因素的适应能力。

关于个体损伤预防方面，因制定有效的损伤预防机制，包括赛前的风险评估、测试以及日常训练过程中的监控和体能训练等。在设备因素上，根据运动员特点、身体条件选择合适的滑雪装备至关重要，另外雪上训练过程中的天气、温度、地形条件以及赛道的设置等也是不可忽视的重要因素，因为损伤的发生很大程度上跟外部环境息息相关。因此有效的损伤预防策略因充分考虑运动员个体因素、设备因素和外部环境因素，从而全面、立体的制定损伤预防策略才能降低高山滑雪比赛损伤的发生。