高山滑雪損傷特點、風險因素及預防策略的研究進展

李超凡，李俊平

（1.北京體育大學 體能訓練學院，北京100084；2.北京體育大學 運動人體科學學院，北京100084）

眾所周知，高山滑雪比賽是一項時間損失率和受傷風險率較高的運動［1］。嚴重性損傷可導致運動員長達28天相關訓練和比賽的缺席［2］，與其他冬季項目相比，高山滑雪損傷發生率高達35.6%［3］；其中膝關節、小腿損傷是高山滑雪比賽中常見損傷部位。引發高山滑雪損傷的因素包括內部因素和外部因素，研究中按照損傷風險高低進行歸納，其中滑雪設備（滑雪板、雪鞋、固定器、雪仗和頭盔）、運動員的身體狀況、速度和賽道設置被認為是造成高山滑雪比賽損傷的最主要的風險因子［4-5］。因此有效預防和制定相關措施是保護運動員訓練、比賽的重要行為。

目前，正值我國備戰2022年北京冬奧會的關鍵時期，長時間高強度訓練必然會引起機體的疲勞和損傷發生；了解高山滑雪損傷特點及誘發損傷的原因和高風險因素將有利于今后備戰訓練工作的有效進行，此外根據損傷的高風險因素制定相關預防措施和方案將有助于減少傷病的發生。

1 高山滑雪損傷特點

1.1 損傷率

速度是高山滑雪比賽最主要特征，損傷的發生很大程度上跟高速滑行相關，在一項基于專家利益的訪談研究中，Sporri［4］發現專家普遍認為高速是導致大沖擊能量和高轉向力的關鍵損傷風險因素。其中回轉項目中，男子和女子每1 000次滑行為7.5次和1.5次受傷，大回轉為12.8次和5.1次受傷，超級大回轉中男子14.5次，女子7.7次受傷，速降中男子19.3次，女子13.9次受傷［6］。從回轉（4.9次/千次）到大回轉（9.2次/千次）到超級大回轉（11.0次/千次）再到速降（17.2次/千次），損傷發生率不斷增加［2］。與其他冬季奧運會項目相比，世界杯高山滑雪比賽的受傷風險相對較高，超過33%的運動員每個賽季都會受傷［1］。最近來自國際雪聯（FIS）和其他相關機構的研究報告稱，每100名世界杯運動員每賽季的絕對損傷率為36.7和36.2［2-3］。在賽季和非賽季損傷方面，一項研究發現，冬季發生創傷性損傷的風險更高，而在夏季發生過度使用性損傷的風險較高［7］。在賽季中45%的傷病發生在正式比賽或世界錦標賽期間，只有25.1%的傷病發生在常規的雪上隊列訓練中［8］。

1.2 損傷部位與損傷程度

高山滑雪比賽中，膝關節是最常受傷的部位，損傷率為35.6%、小腿損傷次之，損傷率為11.5%，其他經常受傷的身體部位是腰部、骨盆、骶骨損傷率為11.5%、手臂、手指和拇指損傷率為8.9%以及肩部為6.8%；頭部和面部損傷占所有損傷的8.4%［9］，而每100名世界錦標賽運動員每賽季發生3.5次頭部和面部損傷［10］。在膝關節損傷中，前交叉韌帶（ACL）斷裂是膝關節損傷中最常見的占所有損傷的13.6%［9］。關于損傷程度，Florenes等人通過2006～2008兩個雪季的研究中發現，81.2%的高山滑雪比賽損傷是持續性損傷，近三分之一（約30.8%）的損傷報告是嚴重的導致長達28天的訓練和相關賽事的缺席［2，9］。Bere等人在連續6個雪季（2006/2007～2011/2012）的分析研究中證實了上述研究的損傷率及損傷嚴重程度，其中無法正常訓練和比賽缺席率高達80.9%，損傷嚴重率為35.6%［3］。而最常受傷的身體部位，研究發現膝蓋的受傷風險率為54.4%，小腿的受傷嚴重程度為31.8%［2］，嚴重創傷性頭部損傷占所有頭部損傷的23.7%［10］。

1.3 損傷原因

在一份研究報告中顯示，平均每3名世界杯高山滑雪運動員中就有1人在5個月的冬季賽季中出現急性損傷，比賽中的損傷發生率（每1 000次比賽中的損傷）在速降項目中最高為17.2次，其次是超級大回轉為11.0次、大回轉9.2次和回轉4.9次［11］。導致高山滑雪比賽損傷的原因是復雜的且不確定性因素較多，包括滑雪者技術（轉彎技術、飛行技術）、地形坡度、環境因素等。因此在能夠制定有效的預防措施和降低損傷風險之前，需要充分了解損傷發生的原因［12］。在一項研究報告中研究人員發現80%的損傷發生在滑雪者轉彎時，而19%的損傷發生在滑雪者不正確的跳躍落地技術中［11］。頭部和上半身的大部分損傷（96%）是由沖撞引起，膝蓋的大部分損傷（83%）是滑雪者仍在滑行時發生，而30%的損傷是滑雪者滑行中與旗門不正當接觸導致，另外9%的損傷發生在與安全網的接觸中引起。幾乎一半的損傷（46%）發生在賽道最后四分之一部分［11］。不同項目損傷上，速降和超級大回轉的損傷與速度和碰撞中消耗的機械能有關，而大回轉的損傷主要與轉彎力學有關［12］（即高轉向速度、小轉向半徑、大地面反作用力和高沖量）。膝關節常見損傷常常發生在前交叉韌帶中，關于ACL損傷方面，Bere的研究中主要確定了3種高山滑雪比賽的特異性損傷機制，即所謂的“滑倒-抓地”“動態犁式”和“落地失衡”［13-14］。其中"滑倒-抓地"機制約占整個ACL損傷的一半，一般發生在轉彎過程中，主要是轉出滾落線時，滑雪者在高速轉彎中失去向后和向內方向上的平衡從而導致脫滑和對外側滑雪板的壓力；隨后，外側滑雪板的內側邊緣突然卡住雪面，導致膝關節過度壓縮、引起膝關節外翻和內旋［13］。而動態雪犁機制則相反，是內側板的內側邊緣突然卡住雪面導致損傷。在落地失衡機制上，由于在起跳時滑雪者獲得更多向后的角動量，因而在向后的方向上失去平衡［13］，落地時滑雪板尾部產生較大的負荷引起雪板強烈的變形，從而增加前交叉韌帶（ACL）的壓力［15］。

2 高山滑雪損傷風險因素

2.1 個體因素

運動員個體是損傷中主要的風險因素，已有研究證實4項與運動員個體相關的風險因素與損傷有直接相關性，包括運 動 員 核 心 力 量 水 平［16］、性 別 差 異［15-17］、高 技 術 水 平［18］，以 及遺傳因素［19］。Raschne［15］等人在其研究中發現核心力量不足和核心力量不平衡是導致年輕滑雪運動員前交叉韌帶損傷的主要關鍵因素。而在性別差異的影響上，兩項與世界杯高山滑雪比賽相關的研究顯示，男性受傷的風險（尤其是時間損失率）一般比女性高［15-17］。但在關于膝關節和前交叉韌帶損傷中，這些研究和其他研究沒有發現顯著的性別差異［18-20］；但是，一些研究報告說女性的風險較高［15-17］。因此，性別的影響可能取決于損傷的類型。在技術水平方面，在FIS世界排名榜上排名前30位的運動員比排名較低的運動員發生前交叉韌帶損傷的風險更高［19-20］，而據報道，受傷時職業年齡較大的運動員恢復運動的成功率較低［21］。最后，最近的一項研究報道了競技高山滑雪運動員的前交叉韌帶損傷風險與其父母之間存在顯著的相關性，并提供了遺傳傾向可能在損傷預防中發揮重要作用的證據［22］。另外一些與運動員個體相關的風險因素被證實與損傷風險具有間接相關性，包括疲勞、戰術策略、體能水平和技術失誤［23-25］。其中在疲勞因素中，相關研究報告顯示高山滑雪比賽大部分損傷發生在比賽的最后四分之一部分，且與疲勞相關的參數沖量與總暴露時間（每小時滑行時間）密切相關［22］，雖然目前研究還沒有統計學依據，但這從側面表明疲勞可能是導致損傷發生的一個重要因素。與技術失誤相關的因素中，跳躍技術被認為是造成高損傷率的原因之一，主要是運動員在起飛時身體的不平衡會增加滑雪者空中飛行的角動量，而角動量只受空氣阻力的影響，當滑雪者在空中時，落地前的時間至關重要，飛行時間越長，著陸時的旋轉角越大，身體位置越關鍵。此外滑雪者落地前的身體姿態和著落方式也是誘發損傷的重要因素［24-25］。

2.2 設備因素

在基于專家及相關學者意見的定性研究中，滑雪系統（滑雪板、固定器、雪鞋）被認為是導致損傷的重要驅動因素。其中形狀較大、長度較短、側腰較寬的滑雪板的組合，被認為是增加高山滑雪比賽中膝關節損傷風險的主要原因［24-26］。另外固定器的非釋放或無意釋放經常被歸因于ACL損傷機制［13］，因為它們的自由度有限，因此當危險信號發出時運動員在正常滑雪過程中及損傷情況下很難即時脫離。而雪鞋的硬度也是造成滑雪者損傷的重要風險因素，因為硬度較高的雪鞋，往往在力的傳遞上更加直接，滑行時過高的力也會造成膝關節更大的負荷［24-25］。另一個與滑雪設備相關的重要風險因素可能出現在旗桿和雪仗的結構特征中，因為已有研究報告稱，旗桿和雪仗的直接接觸造成的損傷約占所有損傷案例的30%［11］，而且阻力較大的旗桿往往會增加被雪仗和旗桿鉤住的風險［24-25］。最后，身體部位保護不足，特別是頭部保護不當，被認為是與設備相關的風險因素［24-25］。最近的研究表明，在高速滑行中，頭盔保護不當往往會造成頭部更大的創傷，其中包括腦震蕩［11，27］。

2.3 環境因素

環境因素也是造成高山滑雪比賽損傷的重要風險因素，其中賽道狀況、雪地條件、溫度、能見度以及安全網的布置等都是引發高山滑雪損傷的誘因。關于賽道的風險因素上最近研究發現賽道設置幾何形狀（旗門垂直距離和旗門水平偏移）對轉彎速度的損傷風險有調節作用。根據不同的地形，通過縮短旗門垂直間距4.9～6.9m（從-20%到-29%）或增加旗門水平橫向偏移2.8～3.2m（從+33%到+55%），整個轉彎速度可以降低0.5m/s。但是，增加旗門水平偏移量會使滑雪者轉彎時最小轉彎半徑變小，增加最大地面反作用力，也會導致沖量的增加［26-27］。另外研究還表明，在大回轉項目中，小轉彎半徑可能與受傷風險增加有關［28］，因為小轉彎會促使滑雪者充分利用向后和向內傾斜的能力，一旦滑雪者失衡，受傷在所難免。Gilgien等人［6］最近的一項研究報告稱，受傷最可能與轉彎時的高負荷有關，而高速和較小轉彎半徑結合是導致轉彎時高負荷的主要原因。速度的提高減少了滑雪者預判和適應技術要求高的路段的時間，因此可能會使失誤的發生率增加，轉彎半徑減小，引起地面作用力就越明顯，沖量增加，導致更多的疲勞。另一個與賽道相關的高風險因素是運動員飛行技術中，落地著落時的身體狀態；不當的落地技術使運動員身體后傾增加，尤其是軀干位置后傾，研究發現這是造成前交叉韌帶高負荷的關鍵因素［29］。此外溫度的變化也是損傷的潛在危險因素，研究發現［30］滑雪者在低溫環境下膝關節損傷的發生率更高，且女性在降雪期間滑雪時的損傷發生率是其他損傷女性的兩倍。因此研究認為低溫和降雪是女性滑雪者膝關節損傷的重要環境風險因素。與此同時，賽道周圍安全網的材質、結構以及能見度降低被認為是導致傷害的重要因素，并被發現與實際損傷案例相關［11，23］。不同的雪地條件也被評估為損傷的重要風險因素，其中人工雪、粉雪、注水的冰質雪在雪板決定雪面施加載荷的響應上也存在不同，研究發現人工造雪在設備反應和負荷傳送上與過激的雪情有關［25］。而在冰狀雪上一些專家認為，在較低水平的女子高山滑雪比賽中，由于技術水平和能力接近極限，這種雪地條件會增加受傷風險［30］。

3 高山滑雪損傷預防策略

3.1 個體損傷預防策略

有效降低運動員個體損傷，預先的風險排查和評估，被認為可以識別出再次受傷的高風險運動員［31］。此外賽前風險指標測試也可以有效識別運動員個體機能的差異，從而降低損傷的發生。Hewett等人［30］引入了一種生物力學測試方法，通過評估滑雪者跳躍著陸時的神經肌肉控制和外翻負荷，來預測前交叉韌帶的損傷的風險，通過預先指標篩選測試，研究發現發生前交叉韌帶損傷的運動員比未受傷的運動員更高的膝關節外翻角。另一種在高山滑雪預防損傷方面被廣泛使用的測試方法是腘繩肌與股四頭肌（H/Q）的肌力平衡測試［31-32］，通過等速肌力測試等儀器來評估股四頭肌與腘繩肌的肌力差異從而來預測膝關節損傷的發生率。另外通過反向縱跳（CMJ）以及下蹲跳測試可以更好的評估下肢左右側腿的肌力平衡和特異性的動能差異并有助于監測前交叉韌帶損傷康復的進展情況［33］。在與運動員因雪上訓練導致的疲勞中，研究表明積極的低阻力的有氧訓練已被證明可以優化血乳酸清除率并提高運動員的滑行效率［34］。而與體能相關的風險因素中，核心力量不足和失衡是導致膝關節損傷的重要風險因素，因此強化并提高核心區力量和穩定性是預防高山滑雪比賽中前交叉韌帶損傷的關鍵措施［16］。另外相關研究表明，通過平衡和神經肌肉力量訓練可能是有效預防個體損傷的重要措施［34］。

3.2 與設備相關的損傷預防策略

在高山滑雪比賽中，滑雪設備是造成損傷發生的重要危險因素之一，有研究表明，形狀較小、長度較長、側寬較窄的滑雪板可以保護運動員的健康，特別是當這些特征結合在一起時［35］。其次，降低滑雪板的扭轉剛度被認為一旦滑雪板在執行刻滑時發生卡雪更容易脫離邊緣［36］。因此，改變滑雪板的剛度可以提高運動員的安全性。另外研究發現，形狀較小的滑雪板（即側切半徑較大的滑雪板）與降低自轉向效應（即滑雪板在有邊緣和負載的情況下會自行轉彎）和減少滑雪板與雪面的交互作用有關，而這兩個因素在高山滑雪比賽中對前十字韌帶損傷起到了核心作用［35-36］。研究還認為長度較長的滑雪板相對更安全，因為它增加了舒適度，提高了高速時的可預測性［36-37］。而側寬較窄的滑雪板不太可能導致膝關節在橫斷面和額平面的運動端位置范圍內發生不良運動，這可能會降低膝關節退行性損傷的風險［37］。

關于雪鞋的相關風險策略上，研究認為降低雪鞋的硬度可能有助于保護運動員免受損傷，因為它們在力的傳遞上不那么直接，因此在滑雪板與雪的相互作用上攻擊性較小，這是滑雪相關前十字韌帶損傷的兩個關鍵因素［38］。但是雪鞋硬度的較低會對運動員的表現產生不利影響，因此選擇合理硬度的雪鞋對于運動員來說至關重要。另外關于固定器方面，固定器的非釋放或無意釋放是造成損傷的重要風險因素。因此減少損傷風險的一個很有潛力的策略是避免固定器的非釋放或無意的釋放，但是由于固定器固定在雪板上，其自由度有限，設計一種能夠區分損傷情況下的內旋和外翻載荷，以及高山滑雪比賽中正常滑雪情況下的載荷模式的固定器系統將是未來一項具有挑戰性的研究任務［39］。關于旗桿，世界杯專家建議開發阻力較小的可替代旗桿，防止滑行中鉤住的風險［23，39］。為了保護運動員的身體不受傷害，近年來提出了不同的保護裝置，即手/臂保護設備、背部保設備、膝關節和小腿保護設備、以及膝關節矯形器和氣囊系統［40-41］。雖然這些設備在統計學中的益處還沒有得到驗證，但是在一定程度上可以減少過大損傷的傷害。關于頭部損傷，戴上頭盔可以大大降低頭部受傷的風險，然而，在高山滑雪比賽中，佩戴頭盔，仍經常發生頭部損傷［40］。因此，研究認為，在未來有關頭盔的研究和制作上，因制定更復雜的頭盔標準，以覆蓋全部潛在的損傷風險因素［41］。

3.3 與環境有關的損傷預防策略

據報道，"高滑雪速度"，特別是與地形轉換或小轉彎半徑相結合時，與高損傷風險間接相關［24-25］。基于這些研究，降低地形轉換時的速度、轉彎時的速度或一般速度都是合理的預防損傷風險的措施。從力學的角度來看，當滑雪者轉彎時更多地偏離滾落線的方向時，速度就會降低［40］，或者增加滑雪板與雪地的摩擦力以及增加空氣阻力和能量的消耗量也會導致速度的下降［41-42］。然而摩檫力、空氣阻力以及能量消耗的增加顯然會對滑雪者滑行性能產生不利影響。因此對速度影響較大的預防措施可能是調整賽道設置［43］。研究發現［1］，通過增加旗門水平距離（即旗門的橫向偏移）和縮短旗門垂直距離（即旗門到旗門之間的直接距離）可以控制速度。但是通過增加旗門水平偏移量來控制速度的這種策略可能有兩個主要缺點。1）可能會增加疲勞的風險，2）可能會增加出現失衡情況的風險。因此研究認為，為了降低速度，建議減少旗門的垂直距離而不是增加旗門水平偏移。因為增加旗門的水平偏移量會延長滑雪者的轉彎時間（減少轉彎半徑），增加了地面反作用力和沖量，從而增加了運動員的疲勞度。關于不合理的跳躍技術，有學者認為降低起飛速度、平坦的起飛角度和穩定的著陸姿態會增加運動員的安全性［25，43］。此外，作為預防措施，還建議對滑雪者的戰術決策和身體能力進行系統訓練，以改善跳躍著陸時的軀干控制［29，42］。關于低溫嚴寒方面，國際奧委會（IOC）和國際體育聯合會遵循的策略是，當有效風寒溫度低于-27℃時，避免參加比賽［44］，同時專家建議強制使用更厚的滑雪服，增強保溫性能。最后，有關安全網、能見度、雪質條件等因素上，研究認為在未來研究中，通過模擬損傷發生時的場景以及安全網的材質方面，將有利于減少損失的發生［43-44］。另外，關于能見度方面，滑行賽道和跳躍起飛區的平光和色差（藍色）是與個別損傷案例相關的主要因素。因此，研究認為，在整個比賽過程中重復使用藍色可以提高運動員的安全［25，44］。而在雪地條件上，由于滑雪板在注水或結冰的雪地之間直接傳遞的力較小，因而注水和結冰的雪地條件被認為是比較安全的。因此，一些專家建議增加水的準備以中和極端惡劣的雪地條件，但是，在低水平的女子高山滑雪比賽中，應該完全避免在注水的雪地進行比賽，以減少損傷的發生［25］。

4 小結

在高山滑雪比賽中，損傷風險率隨著不同項目速度的增加不斷上升，依次是速降、超級大回轉、大回轉和回轉。損傷部位上，膝關節、小腿、上肢和頭部是最常受傷部位。在損傷程度上，根據損傷嚴重率可分為低、中、高度損傷；關于損傷原因，速度類項目損傷的發生更多與高速滑行相關，而技術類項目更多是與滑雪技術的不當有關。損傷風險因素包括內部因素和外部因素，其中運動員個體因素是引發損傷的關鍵內部風險因素，而設備因素、環境因素則是誘發高山滑雪損傷的外部因素。預防策略的制定應從運動員個體內部因素和設備、環境等外部因素出發，遵循個體因素為主體，不斷完善設備和各種不利環境因素的適應能力。

關于個體損傷預防方面，因制定有效的損傷預防機制，包括賽前的風險評估、測試以及日常訓練過程中的監控和體能訓練等。在設備因素上，根據運動員特點、身體條件選擇合適的滑雪裝備至關重要，另外雪上訓練過程中的天氣、溫度、地形條件以及賽道的設置等也是不可忽視的重要因素，因為損傷的發生很大程度上跟外部環境息息相關。因此有效的損傷預防策略因充分考慮運動員個體因素、設備因素和外部環境因素，從而全面、立體的制定損傷預防策略才能降低高山滑雪比賽損傷的發生。