網球肘損傷機制的生物力學分析

朱家駒

(吉林體育學院研究生院 吉林長春 130022)

網球肘，臨床表現為肘關節外側疼痛，是前臂部分肌肉與肱骨外上髁連接處的疾病［1］。醫學上對網球肘有兩種定義，分別為肱骨外上髁處伸肌總腱起點附近的損傷和前臂伸肌總腱起點的損傷［2］，如橈側腕短伸肌、指總伸肌等［3］。網球肘的形成分為急性損傷和慢性勞損兩種方式［4］。據統計，該病在人群中的患病率為1%～3%，在以手部工作為主的人中高達7%，如網球運動員、家庭主婦、木工等長期反復肘部用力的活動者［5，6］。目前，關于網球肘的病因有許多討論，也有諸多爭議，該文結合相關文獻，從生物力學角度出發，對網球肘的損傷機制進行研究分析。

1 肘關節的解剖結構

想要了解網球肘的損傷機制，需要先了解肘關節的解剖結構和周圍相關肌肉與韌帶的位置關系。肘關節由肱骨遠側端和橈尺骨近側端組成，是一個典型的復關節，周圍有3 條韌帶加固，分別為橈側副韌帶、尺側副韌帶和橈骨環狀韌帶。董騏源等人［7］指出，肘關節環狀韌帶與關節囊、外側副韌帶復合體RCL、外側尺骨副韌帶LUCL、副韌帶ACL 都有廣泛的纖維連接，因此軸線方向上的應力很有可能導致環狀韌帶和相關結構損傷。網球肘的形成大多是因為伸肌總腱發生損傷，其中包括橈側腕短伸肌、橈側腕長伸肌、尺側腕伸肌、肘肌、指伸肌、小指伸肌等。據研究統計，在網球肘諸多病例中，多數為橈側腕短伸肌肉損傷。橈側腕短伸肌從解剖學上看為梭形肌，起點為肱骨外上髁，止于第3掌骨底。Cohen等人［8］研究發現，橈側腕短伸肌，即ECRB 與指總伸肌在離肱橈關節57～79mm，離外上髁74～96mm 處匯集。董騏源等人［7］指出，ECRB 附著點小，承擔著前臂肌群中最大的拉力，因此橈側腕短伸肌是肱骨外上髁中最容易發生疲勞受損的肌腱，也是網球肘病例中最常見的損傷類型。

2 肘關節的生物力學受力分析

肘關節橈側腕短伸肌的特殊解剖結構，使伸肌的過度使用或者所承受負荷過大，成為肘關節的損傷原因。從生物力學角度對肘關節進行受力分析來看，肘關節主要進行屈伸運動，幅度可達140°，過伸可以增加10°～20°，還可以做旋前旋后運動，幅度為10°～15°，女性可達25°左右。由于肱骨關節是典型的滑車關節，其關節軸傾斜向內下，當人屈前臂時，前臂與上臂中軸之間會發生大約5°～15°的轉動，為提攜角。因此，大于15°稱肘外翻，小于0°稱肘內翻［9］。

當前臂屈曲某一角度時，作用在肱二頭肌和肱肌上的肌肉力Fm可以分解為兩個分力S和R。其中，S為穩定力，壓緊肘關節起穩定作用；R為旋轉力使前臂屈伸和旋轉。如圖1 所示，設肌力的作用點與肘關節的轉動中心距離為dR，則旋轉力R 隨前臂屈曲角度變化而變化，由圖①旋轉至圖③，即肘屈曲角度接近90°時，R最大。肘關節角度越小，產生的旋轉力越大，當肘關節伸展角度為90°時，旋轉力最大。

圖1 前臂屈曲不同角度的受力分析

3 網球肘損傷機制的生物力學分析

根據肘關節的解剖結構，指屈肌位于前臂位置，長肌腱支配手指進行運動，在網球運動員握拍時，不同的握拍方式會使手掌和手指在腕關節處產生一個彎曲力矩，影響腕伸肌達到受力平衡［10］。Evans 等人［11］認為，網球肘損傷形成的原因是過度使用手指、手腕伸肌，以及手腕非中性姿態導致的指、腕伸肌的偏心伸展等。為了探究網球肘損傷是否是因為手指、手腕伸肌不平衡導致，孟文等人［12］提出了一種基于前臂肌力不平衡性的評估方法，即肌力測定法和EMG 信號結合方法，設計了特制的手指和手腕的測力裝置，測量手腕和掌指關節MCP，腕關節和MCP-腕關節共同發力時的最大力矩。選取了15 名網球運動受試者，14 名男性和1 名女性，其中11 名無網球肘病史，1 名男性和1 名女性患有網球肘，2名為網球肘恢復者。受試者用手腕和掌指關節發最大力，并采集橈側腕伸肌、指總伸肌、橈側腕屈肌和指淺屈肌的EMG信號。結果發現，在11名正常男性受試者中，伸肌肌肉活化值都低于屈曲動作活化值，說明在進行屈曲動作中關節力矩較大，伸展動作中關節力矩較小。綜上所述，網球肘的成因之一為運動員的手腕肌力不平衡。

除了運動員前臂肌力不平衡導致網球肘的產生，不正確的單手反手擊球技術也容易導致網球肘的產生。劉卉等人［13］選取10名網球專業運動員和5名初學者，對比單手反手擊球動作的運動學、動力學和肌電數據，研究發現，專業網球運動員有較長的回拍時間，但碰撞持續時間較短，相比于初學者組，專業組有更大的碰撞峰值力和更大的肌肉釋放能量。因此，網球肘產生的另一因素為運動員在擊球碰撞時沒有充分伸展肘關節。但相比于初學者，專業愛好者的伸展程度較大。而肘關節充分伸展的主要肌肉為肱三頭肌，對比肌電信號發現，專業組肱三頭肌iEMG 明顯大于初學者組，這更加深了專業組，擊球前，肘關節伸展的事實。此外，肌肉的過度使用也會造成肘關節疼痛。兩組受試者的橈側伸腕肌群使用率過高，而肌電信號顯示，初學者組的尺側腕屈肌群也很早就進入了激活發力狀態。綜上所述，網球肘的成因之一是網球運動員伸肘關節的同時，又進行了旋轉動作，而肘關節完全伸展，則不能同時做旋轉動作，所以肘關節伸展程度越大，肘關節發生損傷的概率就越低。

除了上述成因之外，有關學者利用脫離人體的實驗方法，單獨對肘關節進行體外的生物力學分析。肖建忠等人［14］，選取經福爾馬林防腐的成人肘關節標本48例（男22，女26），暴露肘關節處韌帶，對其進行生物力學實驗。研究發現，在橈側副韌帶復合體中，橈側副韌帶起主要作用，橈骨環狀韌帶起協同作用。綜上所述，肘部損傷是前臂過分旋前，過度肘外翻使內部負荷過大。也有學者指出，運動員進行重復的腕背伸和前臂交替的旋前旋后動作，會導致肘關節損傷，在其伸直位又同時施加力量時，應力效應是增加的［15］。陸光平［1］指出，網球肘也會因為神經根型頸椎病而產生，這種被稱為頸源性網球肘，由于第5和第6頸椎神經支配肘外側腕伸肌腱，所以當頸椎出現損害情況時，會導致肘關節處的肌腱發生疼痛。

肌腱的過度使用，也會導致網球肘的產生，張進霖等人［16］在對網球肘發病機制探討中指出，網球肘存在兩種病因學說，其一是因為肌腱被過度使用，引起肌腱退變。王媛等人［17］利用肌骨超聲對肱骨外上髁進行診斷，發現肘部長期反復活動使肌腱變厚，肌腱內產生鈣化現象，會出現血管增生和水腫等問題，顯著引起肱骨外上髁炎。賀涓涓等人［18］通過超聲影像發現，網球肘病患是由于肌腱大量使用，導致發炎病變、膠原變性、成纖維細胞增多、黏液變性等，使肌腱末端疼痛。

4 導致網球肘發生的原因

4.1 肌力不平衡

對于網球運動員來說，手腕和掌指關節中伸展和屈曲肌群之間的肌力不平衡是產生網球肘的主要因素。因此，在預防和臨床治療時，要注重手腕肌群的訓練，保持伸展和屈曲的同步訓練，及時通過對手指和手腕肌群中肌力的測量，來評估和預防運動員網球肘的損傷風險。

4.2 回拍方式和擊球技術不正確

在運動員擊球碰撞前，會進行一個回拍動作，而短回拍技術比長回拍技術具有更高的網球肘風險。在進行擊球時，運動員的肘關節沒有充分伸展，造成肘關節碰撞損傷。因此，應加強運動員的回拍技術，利用長回拍技術，能有效降低網球肘的產生風險，同時在擊球時，肘關節應盡量充分伸展。

4.3 肌肉的過度使用

橈側腕短伸肌的重復離心收縮和尺側腕屈肌群的反復使用，會增加網球肘的風險。因此在日常訓練中，要加強運動員前臂肌群的訓練，特別是橈側伸腕肌群以及尺側腕屈肌群，提高肌肉耐力，降低網球肘風險。

4.4 前臂過度旋前，肘關節過度外翻

在網球運動中，應充分熱身，提高肘關節處附近韌帶的興奮性，并進行針對性訓練和實施有效保護措施，避免肘關節穩定性的失衡，而導致網球肘。

4.5 第5和第6頸椎神經損傷

在網球肘病患中，約40%為頸源性網球肘，由于肘外側腕伸肌腱被第5 和第6 頸椎神經支配，第5 和第6頸椎神經損傷，使肘部外側發生疼痛。因此，要從頸椎入手預防和治療頸源性網球肘。

4.6 肌腱的過度使用

由于肌腱反復使用，導致肌腱發生病變，出現鈣化、膠原變性、血管增生等問題，使肘部末端出現疼痛。

5 結語

為了避免發生網球肘，應提高前臂肌肉平衡能力和肌耐力，改善擊球技術，熟悉長回拍技術并盡量伸展肘關節。同時，應熱身運動以提高肘關節韌帶的興奮性，訓練后，重視肘部拉伸，采用理療或按摩等手法進行運動疲勞恢復，避免發生運動損傷，造成網球肘。