過去研究統計 NCAA 傷害監測系統資料庫發現,1990~2002 年間各項女性運動員發 生 ACL 損傷的人數為男性的 2~5 倍 (Agel et al., 2007),而許多研究也發現女性不論是 在內在因素 (Q-angle 過大、較小的 ACL 連接範圍、較鬆動的膝關節及內分泌等因素) 或 是外在因素 (訓練的強度與肌肉力量大小等),都使得女性較易有 ACL 之損傷風險 (Loudon et al., 1996; Malinzak et al., 2001; Malone et al., 1993; Souryal et al., 1988),然而急 停跳是各種運動中常見的動作,籃球的急停跳投、排球與羽球的墊步扣殺及橄欖球的抄 截等,各式各樣的運動中,都會發現它的存在。急停跳這個動作,是一種突然改變運動 行徑軌跡的動作,這對於膝關節會造成脛骨突然迅速的向前移動,此時如果韌帶與肌群 沒有很好的協同作用,是十分容易會造成前十字韌帶的損傷,而這類型的傷害則被歸類 在非接觸性的傷害。主要影響在急停動作中,是否對膝關節會造成較大的負荷,不外乎 腿部肌群的協同作用、著地策略與肌肉關節反應速度。
在腿部肌群協同作用中,過去學者比較性別與三種不同方向急停跳動作(急停後向 前、垂直、向後跳)的研究中,發現在著地期脛骨近端向前剪力峰值,男女在三種不同 方向的急停跳動作中都達到顯著差異,女性明顯比男性大;另外在三種急停跳的方向也 呈現顯著差異(向後>垂直>向前),顯示在動作期間方向的轉換過程,會帶來很大的脛骨 近端向前剪力,而造成性別差異的原因則可能在於女性在著地時大腿前後肌力不均(股 四頭肌力過大、腿後肌肌力不足)及過小的膝關節屈曲角度 (Chappell et al., 2002)。爾後 更有研究發現膝關節疲勞介入後對於三種方向急停跳動作的影響,不論男女在經過疲勞 處理後跳躍高度約下降5公分、近端脛骨向前剪力約增加21%及在近端脛骨向前剪力峰 值時的膝關節屈曲角度約下降14%,其中女性的各項數據在疲勞處理後更為明顯 (Chappell et al., 2005)。證實在疲勞後的下肢段肌群,會增加前十字韌帶的負荷量,增加 受到傷害的機率。此外在肌電訊號的研究當中,發現急停垂直跳動作中女性在運動學上,
著地期有較小的膝關節及髖關節屈曲角度;在平均肌電振幅方面,女性則在著地期有較 高的股四頭肌的平均肌電振幅(約高出男性12%),腿後肌群則在著地前就有較高的平均
肌電振幅(約高出男性20%),但在著地之後平均肌電振幅卻跟男性相差不遠,上升的幅 度比男性較少,表示女性在墊步起跳至著地瞬間這個階段中,肌肉一直處在一個較為緊 繃的狀態,許多文獻也指出,腿後肌群的反應速度及股四頭肌與股二頭肌的協同作用,
會影響前十字韌帶的受傷機率,說明了女性在急停跳動作中是較容易有膝關節受傷之風 險的 (Chappell et al., 2005)。
此外,對於年齡與性別對於急停垂直跳動作的下肢段影響,有研究結果指出年齡與 性別對於著地接觸地面瞬間的膝關節角度與著地期最大的膝關節屈曲角度達顯著相關,
男性足球員會隨著年齡增加而在著地瞬間增加膝關節屈曲角度;女性則是相反,隨著年 齡增加減少昨地瞬間的膝關節角度,尤其在14歲之後更為明顯,在髖關節也看到同樣的 結果 (Yu et al., 2005)。這結果說明,隨著年齡所改變的生理狀況,男女在青春期骨骼與 肌肉發育上的差異,會影響急停垂直跳動作的下肢段生物力學參數。
至於膝關節與肌肉反應速度急著地策略方面,有研究發現男女性在接觸地面的瞬間,
髖關節角速度與膝關節角度、膝關節角速度及著地期膝關節對大變化角度男性都明顯大 於女性;在近端脛骨向前剪力峰值出現時,髖關節角速度、膝關節屈曲角度女性皆小於 男性,而女性在著地期會產生較大的垂直分力峰值、近端脛骨向前剪力峰值及膝關節伸 展的力矩 (Yu et al., 2006)。研究發現,除了性別上的差異,髖關節與膝關節在急停垂直 跳動作中的著地期是會影響到地面反作用力,在接觸地面的瞬間髖關節動作影響前後分 力,而膝關節的動作則影響垂直分力。由此也可以知道,髖關節動作與反應能力對於前 十字韌帶的負荷量在急停垂直跳動作中是很重要的。
穿戴護具是否對於保護關節有影響,是過去很多文獻在進行討論的,而有學者研究 膝關節護具介入急停垂直跳動作之生物力學參數的影響,結果發現在運動學上,穿戴約 束性膝關節護具會增加著地期膝關節的屈曲角度,同時在水平分力峰值的時候穿戴約束 性護具的膝關節屈曲角度也大於未穿戴與穿戴無約束性護具的這兩組;而在動力學上,
穿戴約束性護具著地的水平分力峰值也小於其他兩組 (Lin, Liu, Garrett, & Yu, 2008)。這 顯示穿戴約束性膝關節護具是可以有效的降低前十字韌帶受傷的機率。此外在疲勞後進
行急停跳動作相關研究,有學者指出在疲勞後進行單腳急停跳動作在接觸地面瞬間會有 較小的膝關節外翻與屈曲角度 (Benjaminse et al., 2008),Chappell等學者在2005年研究下 肢疲勞後對雙腳急停跳的影響,發現不管是男女性在膝關節剪力部分都會增加,同時增 加膝關節外翻力矩與減少屈曲角度,這都顯示疲勞是一項可能造成傷害的重要機轉。
綜合上述急停文獻,可以知道在急停跳動作中,性別是很大的影響因素,而女性相 對於男性確實有著更高的傷害風險,同時要降低前十字韌帶在急停跳動作中受傷的機率,
有幾個要點:降低水平方向的力量、增加膝關節著地期的緩衝角度、增進髖關節的反應 能力、股直肌反應速度與良好的腿部肌群協同作用,而在疲勞的影響當中,要如何維持 正確的著地姿勢與增加腿部肌群的協同作用速度就成為預防傷害的重要課題。