第三節 側向跨步切入動作
運動員做頻繁的切入動作易造成膝關節傷害,切入是指在直線前進中 突然變換方向的動作,常見的有:(1)側向跨步切入:變換方向與支撐腳反 向;(2)交叉跨步切入 (cross-over cutting):變換方向與支撐腳同向(許孟霖,
2009)。
許多研究指出側向跨步切入動作有較高風險發生非接觸前十字韌帶傷 害 (Cochranea et al., 2007; Besier et al., 2003; Colby et al., 2000; Malinzak et al., 2001)。Malinzak等人 (2001) 比較男女休閒運動員的膝關節動作在直線 跑、側向跨步急切、交叉跨步急切等三種動作,發現女性比男性在三種動 作中皆傾向於較小膝關節彎曲角度、較大膝關節外翻角度、較大的股四頭 肌收縮和較小的腿後肌群收縮,這些都是與前十字韌帶傷害相關的危險因 子。
學者Besier等人比較運動員不同切入角度的膝關節動作,包含了60度和 30度側向跨步切入 (S30、S60) 、直線跑 (RUN) 和30度交叉跨步切入 (XOV) 四種動作。Besier等人 (2000a) 結果發現側向跨步切入的動作是膝 關節伸展、外翻和內旋,而交叉跨步切入的動作是膝關節伸展、內翻和外 旋力矩(圖2-5),Besier等人 (2001b) 更發現在無預期 (unanticipated) 相 較預期(preplanned)情況增加了膝關節額狀面和橫狀面上的力矩,Besier等人 (2003) 更增加了肌電圖分析,發現不同動作造成膝關節不同負荷而有不同 的肌肉收縮機制,特別是側向跨步切入在著地前期有較大的膝關節矢狀面 肌群的共同收縮率 (co-contraction ratios),所以著地前的肌肉收縮影響了可 能導致前十字韌帶傷害的著地動作。
圖2-5 Besier等人(2003)四種動作的膝關節三軸負荷比較
許多學者投入許多側向跨步切入動作與非接觸前十字韌帶傷害機制的 動作分析研究 (McLean, Neal, Myers, & Walters, 1999; McLean, Huang, Su,
& Bogert, 2004b; McLean, Huang, Antonie, & Bogert, 2005; Sigward & Powers, 2006a; 2006b; 2007; Pollard, Davis, & Hamill, 2004; Pollard, Sigward, &
Powers, 2007)。McLean等人 (1999) 比較男女運動員在側向跨步切入動作的 膝關節運動學,結果男性和女性在最大膝關節外翻角度有顯著差異,但在 女性的膝關節彎曲角度和男性沒有差異,研究者提出女性優秀選手能學習 如何控制膝關節動作去避免傷害的姿勢,Sigward等人 (2006b) 進一步比較 不同經驗等級的高中女性足球員15位有經驗組(平均約10年的運動經驗)
和15位新手組(平均約2年的運動經驗)兩組進行側向跨步切入動作,結果 發現新手組比有經驗組有較小的膝關節力矩負荷和較大股四頭肌和腿後肌 群的共同收縮,推論可能是新手可能採用了一種保護策略去執行動作,此 外更說明越有經驗的運動員承受較大的膝關節力矩,可能有較大的前十字
韌帶傷害風險。
McLean等人 (2004b) 利用數學模擬側向跨步切入的膝關節脛骨前移 剪力,並未大於Woo等人 (1991) 所提出的使前十字韌帶斷裂的2000N,且 女性有較大的膝外翻力矩,男性有較大的內旋力矩,認為膝關節外翻角度 和外翻力矩才是關鍵的預測因子。McLean等人 (2008) 進一步模擬側向跨 步切入的外翻力矩,發現達到Seering等人 (1980) 使前十字韌帶斷裂的 250Nm,提出重要的外翻負荷機制,且增加著地時髖關節和膝關節屈曲或 髖關節內旋速度能降低過度的前十字韌帶外翻負荷 (McLean, Huang, &
Bogert, 2008)。
但是Pollard等人 (2004) 研究足球員的側向跨步切入,結果僅發現女性 較男性有較明顯的髖內收,其他膝關節的運動學和動力學卻沒有性別差異 (Pollard, Davis, & Hamill, 2004),這與Sigward和Powers (2006) 同樣也是研究 足球員,結果性別間沒有顯著差異 (Sigward & Powers, 2006a),可能是矢狀 面上的股四頭肌和腿後肌群穩定了膝關節外翻/內翻和內旋/外旋的動作,使 得研究統計上的未趨顯著。
許多研究也陸續發現髖關節動作造成膝關節負荷。McLean等人 (2005) 探討側向跨步切入著地初期的髖、膝、踝關節角度和支撐期前20%產生的 最大膝關節外翻力矩的關係,結果發現最大膝外翻力矩和著地初期的髖關 節屈曲、內旋及膝關節外翻角度呈正相關,因此,女性較男性的最大膝外 翻容易受到著地時的姿勢變化,同時,髖關節的動作可能也影響了腿部肌 肉力量而使膝關節外翻出現 (McLean, Huang, Antonie, & Bogert, 2005)。
Pollard等人 (2007) 比較性別對側向跨步急切的髖關節運動學和動力學的 差異,結果發現女性較男性有顯著的較大髖關節內旋和較小髖關節屈曲,
和較大的髖關節內收力矩和較小髖關節伸展力矩,Sigward等人 (2007) 依 據61位女性足球員的側向跨步切入的減速初期(支撐期前20%)的最大外
翻力矩分為正常外翻和過度外翻兩組,結果兩組在最大外翻力矩差6倍,和 側向地面反作用力差4倍,提出著地時的側向地面反作用力和髖關節外展和 內旋等動作造成了最大膝關節外翻力矩產生 (Sigward, & Powers, 2007) 。 這些研究顯示側向跨步切入動作的膝關節負荷與著地時的髖關節和膝關節 的動作有關。在國內學者方面,詹明昇(2008)研究女性側向跨步切入,
發現運球組比不運球組有較大的膝關節彎曲和外翻的動作和負荷,及較大 的髖關節內旋動作,這些也是和前十字韌帶傷害相關的危險因子。最後,
實驗研究是為了更貼近實際運動場合的模擬,而過去研究皆未真實應用防 守者的設置,但是發生在運動場上的側向跨步切入動作經常是為了閃避防 守者或是面對防守者的進攻動作,所以應更深入探討防守者情境的影響。