肩袖运动损伤的运动学及生物力学分析

马 双 刘志二

（吉林体育学院，吉林 长春，130000）

运动损伤不仅损害运动员和体育爱好者参与运动的积极性，影响其比赛成绩，甚至缩短其运动寿命，严重者还可终止其运动生涯[1-2]。因此，无论对于专业运动员还是体育爱好者，减少运动损伤的发生都是十分必要的。在肩关节运动损伤中，肩袖的损伤最常见[3-4]。

本文从肩关节运动解剖、运动学原理及生物力学角度出发，总结分析肩袖在运动中损伤的原因，并提出预防肩袖损伤的建议，旨在减少运动参与者肩袖运动损伤的概率，同时也为教练员及运动参与者科学地制订训练计划提供理论依据。

1 肩关节复合体及其运动

肩关节是盂肱关节、肩锁关节、胸锁关节、肩胛胸壁关节、第二肩关节等多关节组成的复合关节。人体上肢能摸到全身各个部位，这不仅取决于盂肱关节的灵活性，还是肩关节复合体共同作用的结果。盂肱关节是人体最灵活的关节，由于肩胛骨的关节盂比较浅，肱骨头相对较大，且关节囊面积大、松弛，这使得它能在矢状面、冠状面、水平面三个平面内做前屈、后伸、内收、外展、内旋、外旋六个方向的运动。盂肱关节灵活性大，相对稳定性较小，其稳定性主要是由骨性结构、韧带、关节囊及肌肉组织共同维护，盂肱关节的前下部稳定性比较薄弱，通常盂肱关节在失神经支配或暴力情况下易出现前下脱位或半脱位。第二肩关节又称肩峰下关节，上方由肩峰、喙突以及之间的喙肩韧带（喙肩弓）组成，下方为肱骨大结节，中间走行肩袖、肱二头肌长头腱、肩峰下滑囊等组织[5-7]。在上肢运动的过程中，肩锁关节、胸锁关节、肩胛胸关节均随之运动，这意味着上肢的活动，不存在某一块肌肉单独收缩，而是一组或几组肌肉群同时收缩的结果，这种收缩方式决定了肩关节复合体活动范围之大，活动形式之多。在肩关节复合体周围的肌肉群中，任何一块肌肉的麻痹或损伤都会影响肩关节的功能[8]。

2 肩袖的运动学及生物力学

肩袖肌群是肩复合体重要的运动与稳定肌群，由包括冈上肌、小圆肌、冈下肌和肩胛下肌在内的四块肌肉的肌腱组成，它们分别起自肩胛骨骨体的背面和前面，肌腱穿过盂肱关节囊，止于肱骨的大小结节，能够使肱骨做内收、外展、旋转等动作，又称之为旋转袖。

在肱骨和肩胛骨运动的过程中，肩袖肌群并非单独发生作用，而是与其他肌肉共同收缩完成动作[9]。例如，在肩外展的过程中，需要冈上肌和三角肌中部共同收缩完成。冈上肌水平走行在肩胛骨冈上窝内，穿过肩峰止于肱骨大结节。冈上肌走行方向决定了在肩外展的过程中，它的向心收缩力一方面把肱骨头拉向关节盂，另一方面还可以使肱骨头滚动，与三角肌共同作用使肱骨抬至外展位。在此过程中，冈下肌、小圆肌、肩胛下肌与肱二头肌长头腱向下的分力合起来为肱骨头提供下压的力，对抗三角肌与冈上肌提供肱骨头向上的力，形成一对平衡力偶，从而使肩峰下存在一定的间隙，避免肩峰撞击[7，10]。另外，主肱骨外旋的冈下肌和小圆肌与主肱骨内旋的肩胛下肌是一对相对平衡的力偶，在运动中维持肩关节稳定。当肱骨外展150°以上，冈下肌和小圆肌还可提供肱骨外旋的力，避免肩峰撞击的发生。

3 肩袖损伤的运动学及生物力学分析

肩袖损伤多数由于外伤引起，即使是比较轻的肩袖损伤，经反复摩擦，也会对肩关节功能造成影响。因为部分运动参与者早期肩袖损伤症状较隐匿，肩关节功能也可不受限，所以不易被发现，经长期磨损，最终导致疼痛并伴有肩关节功能障碍[11-14]。肩袖损伤最易发生损伤的部位在肩袖肌腱与骨的结合处，此处血供最差，即使发生小的损伤也不易修复[15-17]。尤其对于经常使用上肢的专业运动员和运动爱好者，特别在上肢过顶类运动中，肩袖损伤发生率极高，如球类运动中的网球、排球、羽毛球、棒球；投掷类运动中的铁饼、标枪、铅球、游泳等。专业运动员在训练和比赛中对肩关节的功能要求更高，肩袖损伤对其所带来的影响也更大，早期诊断对预防进一步损伤和及时恢复肩关节功能至关重要[1]。引起肩袖损伤的原因主要有肩峰撞击或者肌肉超出生理负荷的运动[18]。

3.1 肩峰撞击

早在二十世纪七八十年代，便有学者提出肩峰撞击是导致肩袖损伤的主要原因，肩峰撞击能够使肩袖受到长期的磨损，这种慢性磨损导致肩袖损伤的比例高达95%，因此避免肩峰撞击能有效预防肩袖损伤[19-20]。

导致肩峰撞击的原因有：①盂肱节律的改变。在肩关节前屈0°～60°和外展0°～30°以内，盂肱关节运动，肩胛胸关节不产生运动，在前屈超过60°或外展超过30°时，盂肱关节与肩胛胸关节成比例运动，这种运动节律称为肩肱节律[21]。肩肱节律说明肩复合体的全范围运动，必然伴随着肩胛骨的运动，否则上肢的活动就会受限。反之，如果在肩胛骨运动受限的情况下，强行运动上肢便会使肱骨头与肩峰相撞，造成肩峰撞击，从而导致肩峰下滑囊、肱二头肌肌腱、肩袖等组织损伤。②肩胛骨周围肌肉的伸展性和肌张力不均衡，导致肩胛骨的位置异常。如胸小肌紧张，将肩胛骨拉向前倾位。③在肩关节外展角度过大时，肱骨的外旋不充分。在肩关节外展150°～180°时，伴随着肱骨头的外旋，若无肱骨头的外旋或者外旋不充分，则会造成肩袖的损伤。④盂肱关节周围软组织薄弱、关节不稳。⑤过量运动导致肌肉的疲劳不能及时恢复。由于人体对微小损伤的自我修复能力，反复的疲劳损伤引起骨组织或纤维组织的增生，导致肩峰下间隙变窄[22-23]。⑥生理解剖的差异以及肩关节的病理改变。如肩峰先天形状的差异[24]、关节囊及周围软组织的改变、骨赘或肩峰下组织的炎性反应或囊肿都可导致肩峰撞击，进而导致肩袖的损伤。上肢投掷类运动员由于肩反复的大负荷用力，使肩峰骨胶原纤维受到破坏，造成肩峰的骨质增生，缩小了肩峰下的空间，在肩关节外展角度增大时，易发生肩峰撞击[25-27]。此时，肱二头肌肌腱、冈上肌肌腱及冈下肌肌腱被挤压，形成损伤，这种无菌性炎性反应可造成肩峰下滑囊的病理改变，甚至形成滑囊炎或纤维化，减小了肩峰下空间，增加撞击概率[28-30]。

3.2 超过生理负荷的运动

除肩峰下撞击以外，运动中对肌腱超负荷的拉伸力、肌肉超负荷用力都是造成肩袖运动损伤的原因[31]。

在上肢参与的过顶球类运动中，肩关节从外展外旋同时伴有水平伸展到内收内旋的动作中，容易对肩袖肌群产生过大的拉力，而且肌肉发力时的载荷也极易超出正常生理范围，这是肩袖损伤的直接原因[32]。一旦冈下肌和肩胛下肌损伤，肩峰下间隙就会变窄，增加肩峰撞击的概率，原因是冈下肌和肩胛下肌有下压肱骨的作用，运动中冈下肌和肩胛下肌的损伤能够使肱骨头上移[5]。此外，上肢球类运动在一场比赛中肩关节反复运动几百次，挥拍击球的过程中肩关节频繁外展且速度较快，易产生冈上肌的磨损。同时小圆肌与冈下肌需要较大的力使上肢减速和限制其内旋，这也容易造成肌肉的拉伤。

同上肢的球类运动相似，投掷类项目中肌肉负荷重，对肌肉的离心收缩和运动控制要求高。尤其投掷类运动的最后用力阶段，上肢需要做超器械的挥鞭运动，此时运动员也极易发生肩关节的损伤[33-34]。在基于国家健将级女子铁饼运动员运动损伤的研究和国家组男子铁饼运动员最后用力阶段肩部损伤的研究中，肩袖损伤的发病率仅次于肱二头肌长头腱[35-36]。肩袖的损伤与投掷中右肩速上升快、身体转动与肩关节运动存在时序性有关。运动速度过大及运动时序的紊乱（肩髋角度过大或过小），使肌肉的拉伸及爆发力超出其生理范围，导致肩袖损伤[37-39]。

4 肩袖损伤的预防

基于上述对肩袖运动损伤的运动学及生物力学分析，对肩袖损伤的预防提供以下几点建议：①赛前做好充分准备活动，提高体温，降低肌肉粘滞性，提高软组织伸展性[40]。②主动肌与协同肌、拮抗肌力量同时训练，避免肌力不均衡。在发力的过程中不仅需要主动肌的收缩，同时需要协同肌和拮抗肌的共同收缩实现有控制的运动[37]，因此在发展主动肌的同时，不应忽略协同肌与拮抗肌的训练。③在发展肌肉力量的同时发展其柔韧性，使其能够被拉长的生理范围扩大[41-42]，这样肌肉在运动中便不易被拉伤。④重视肌肉离心收缩的训练，提高肌肉在运动中的控制能力。⑤注重整体上肢运动链的训练。在上肢挥鞭鞭打动作中，整个上肢是不可分割的整体，肩、肘、腕是一条运动链，要注重发展运动链中比较弱的环节。⑥尊重运动的时序性。注重运动中躯干的扭转与肩关节运动方向的协调，运动中肩髋角要适度。

5 小结

肩袖运动损伤主要有肩峰撞击及超负荷运动等原因，本文从运动学及生物力学角度总结分析其损伤机制，通过了解损伤的机制，为教练员、运动员及体育爱好者提供科学预防肩袖运动损伤的建议。如果从肩袖损伤运动及非运动的整体角度出发，肩袖损伤的原因不仅于此，肩袖的血供及年龄等也是影响其损伤的因素，部分不爱运动的人群中依然存在肩袖损伤也说明了这个问题。因为本文侧重点在于分析运动损伤中运动学及生物力学因素，故肩袖损伤的其他原因没有过多提及，愿与各位同道在日后研究中共同总结。