| 标题 | 网球正手击球时肩胛骨运动的研究 |
| 范文 | 曹杰
摘要：在完整的动力链理论中肩胛骨运动障碍属于一种不正常的现象，也很少有对其运动的研究。选取8名运动技术水平较高的运动员，使用摄像机对其正手击球时肩胛骨的运动进行分析。通过对肩峰部位的标记点记录肩胛胸关节上提下降、前后伸缩和上下回旋动作。网球正手击球时，肩胛胸廓上回旋、下降、前伸的角度平均变化范围分别为34.3°～12.8°，14.3°～26°，38.8°～84.2°。网球正手击球的引拍和挥拍阶段，肩胛骨在3个方向的移动范围变化很小；在随挥阶段，肩胛骨的运动幅度快速增加。网球正手击球导致肩胛骨运动障碍，可能是随挥阶段肩胛骨大量前伸和上回旋所导致的。 关键词：动作分析；网球；肩胛骨运动；正手击球 中图分类号：G845文献标识码：A文章编号：1006-2076（2015）04-0074-04 1前言 以往研究发现，67%～100%的运动员肩部损伤与肩胛骨姿势改变和运动有关，例如肩袖撕裂、盂肱关节稳定性下降等[1]。从技术分析的角度来看，一般采用二维或者三维（2D/3D）的测量技术对肩胛骨静止和运动的过程进行分析。在静止时，健康人的肩胛胸廓关节角度上提下降角度在5.3°～ -5.4°之间，下回旋角度在30°左右，前伸在-15°左右[2]。当手臂抬起至与肩胛骨在一个平面时，肩胛骨上提，后缩，并外旋，这种肩胛胸廓关节的运动与上臂在矢状面抬起的实质效果基本一致，当手臂内外旋时，肩胛骨运动相对较少，除非达到外旋的最大范围。当手臂外展至最大角度时，肩胛骨上提，后缩，并且上回旋。然而由于技术的限制，高速度运动时肩胛骨关节的运动模式仍未被研究。 最近De Bases等人[3]，运用无损伤的视频运动学分析方式研究了肩胛骨的运动。很多体育项目需要大量的肩部运动，尤其是网球。 网球正手击球由三部分构成：引拍（需要手持球拍移至身体后），击球（加速向前挥拍将来球打回对方处），随挥（使球拍减速挥至体侧）。在整个击球过程的前两个阶段，手臂通常抬起角度低于90°，在引拍结束时，上臂与身体额状面相连约成30°角，击球时，球拍与球刚接触时，上臂在额状面前方约成45°，最终约成90°；在第三个阶段，肘部在肩部远端抬起，上臂内旋，当持拍手靠近对侧肩部时整个击球动作完成。正手击球需要以很高的速度在水平面进行较大范围的运动。所以完整地了解正手击球对肩胛骨运动的影响，可以为肩部潜在损伤的研究提供一个理论基础。 2研究方法 2.1受试者 选取8名右手正手击球的男性网球运动员为受试者（年龄：27.0±6.0 a；身高：179.3±5.5 cm；体重：76.5±8.7 kg；每周训练时间：3.5±2.3 h；网球练习年限：13.4±4.2 a）。所有受试者在测试前6个月中未发生运动损伤，且都已签署知情同意书。 2.2实验过程 实验开始前受试者热身15 min，完成两组正手斜线击球，每组10次。击球时受试者采用封闭式击球姿势（身体旋转少），并采用自己最适应的速度回击来球。全部实验在同一块室内网球场完成。发球由网球发球机完成，发球机安放于对侧场地底线外侧，同时在受试者后方安放雷达测速仪（型号：Stalker Pro， USA），对击球后的回球速度进行测量。来球的落点在发球线到底线之间，单打线区域内。同时采用Vicon视觉运动捕捉系统（8个摄像头），记录标记点的移动轨迹（采集频率：500 Hz）。 2.3数据处理 反光球直接粘贴于皮肤上，通过记录反光球的位置对骨性标志的移动进行跟踪记录（图1）。其中两个反光球用于记录肩胛骨的静态数据（图1）。根据国际通用的规则建立受试者静立时胸骨和肩胛骨的空间坐标系（SCS）。受试者由静态姿势转变为动态姿势时通过胸骨的反光球（第7颈椎、第8胸椎、颈静脉切记、胸骨剑突）和肩胛骨的反光球（肩锁关节、肩峰角、肩胛骨脊）计算受试者的数据。通过肩胛骨胸骨和肩胛骨的静态坐标以及由静至动的转化计算受试者胸骨以及肩胛骨的动态模型。最终将动态模型分解为YT、Xf、Zs 3个部分，YT为胸骨上部旋转轴；Xf为旋转轴；Zs为肩胛骨内外侧轴；YT轴，前伸用+表示，后缩用-表示；Xf轴，下回旋用+表示，上回旋用-表示；Zs轴，上提用+表示，下降用-表示（图1）。 为静态记录点）以及三维坐标 受试者成功完成正手击球动作后（来球落入指定范围），选取击球速度最快的3组实验并对其运动的变化、击球的精准度等进行统计。找出正手击球在统计学中有差异的部分，对肩胛胸廓关节进行评价。各关节角度在击球过程中可以分为4个部分：运动开始阶段、引拍阶段、击球阶段、随挥阶段。另外，通过正手击球时引拍、挥拍和随挥计算肩胛胸廓关节运动角度的最小值和最大值以及肩胛胸廓关节的旋转。 采用多重相关系数（CMC）对不同击球之间的波形进行对比，从而对肩胛胸廓关节的变化进行评估。多重相关系数范围从0到1，0代表无相关性，1代表极具相关性。所有数据以平均数±标准差的形式表示。采用重复性方差分析（Repeated measures ANOVA）对正手击球的各项指标进行统计学分析。当结果显示具有差异性，各项指标配对检验（post-hoc with Bonferronis corrections）。所有统计学分析使用SPSS11.0软件进行分析，P<0.05具有显著性差异。 3结果 受试者平均击球速度为28.8±4.3 m/s。如表1和图2所示，肩胛胸廓关节在引拍开始阶段，肩胛骨上回旋、下降，前伸不明显。引拍动作的后半部分，肩胛骨下降角度变化不大，上回旋（P<0.05）、前伸（P<0.05）角度明显减小。在挥拍击球阶段，肩胛骨进行上回旋，下降角度继续减小，同时前伸角度 （P<0.05）明显增加。最终，在随挥阶段，肩胛骨上回旋（P<0.05）、下降（P<0.05）、前伸角度（P<0.05）均明显增加。 研究发现，受试者3次正手击球动作具有较高的可重复性，肩胛胸廓关节上回旋下回旋的重复相关系数为0.90±0.07，上提下降的重复相关系数为0.88±0.04，前伸后缩的重复相关系数为0.97±0.01。 4讨论 本研究目的是为了研究网球正手击球肩胛胸廓关节的运动学特点。研究发现，在引拍阶段和挥拍阶段，肩胛胸廓关节上回旋和下降角度较小，同时适度前伸。在随挥阶段，关节上回旋下降角度较大，且伴有较大程度的前伸。 本研究发现，受试者在进行正手击球时，肩胛胸廓关节上回旋活动范围平均为-34.3°到-12.8°，然而前人对于低速上手投球的研究发现上臂上抬（多维）的活动范围为-50°到-10°之间[4]，所以网球正手击球过程中肩胛骨上回旋角度较小是因为此类击球上臂上抬空间有限。 本研究发现肩胛胸廓关节前伸的平均角度变化范围为38.8°到84.2°，明显比Ludewig[5]的研究结果30°到50°大，但与Meyer等人[6]研究的结果相似。因为肩关节水平内收40°时，肩胛胸廓关节上回旋角度变化范围在50°到70°之间，所以虽然本研究没有对正手击球随挥阶段肩关节的内收角度进行研究，但通过Meyer的研究结果可以作为解释本研究肩胛胸廓关节前伸的角度变化范围较大的一个依据。本研究发现，肩胛胸廓关节下降角度平均为-26°到-14°，前人研究中有关该角度的变化结果差异比较大[5]，有的发现变化范围在-10°到+15°之间，有的发现变化范围在+10°到+40°之间。我们猜测角度差异可能是因为技术动作、运动速度、运动幅度、测量方法以及静态定标时确定肩胛骨的空间坐标系的方法不同所导致。因此，肩胛胸廓关节前伸后缩和上提下降对网球正手击球产生较大影响。 前人研究发现是高水平网球运动员的肩胛骨在位置和旋转功能上已经显示出运动适应性：譬如安静时肩胛骨上回旋、下降和前伸范围增加[7]。关节上回旋增加是为了适应肩关节外展大于60°时的击球动作，这样可以减小肩峰下组织结构对关节活动的限制，能使肱骨头和关节盂的活动更流畅，但是增加肩胛胸廓关节的前伸和下降幅度，减小了肩峰下空间，加大了对肩关节的挤压。以上理论同样适用于网球的正手击球。本研究发现，在引拍和击球阶段，肩胛胸廓关节旋转角度受限，与肱骨外展低于90°有一定关系。而在随挥阶段，肩胛胸廓关节能完成大量前伸和上回旋动作，主要是因为肱骨是在水平外展内收位。在完成前伸动作时冈上肌、冈下肌、小圆肌以及三角肌后束会阻碍肱骨头向前运动，此时前锯肌压迫肩胛骨向胸廓运动时，斜方肌和菱形肌会使肩胛胸廓关节后缩，下回旋，对抗肌肉的疲劳和变弱会造成关节囊后部肿胀。随挥阶段肩关节水平内收会对肩锁关节产生压力，反复的正手击球会造成该关节损伤。而且前人研究发现反复的网球正手击球会使肩胛骨的安静姿势产生影响，如肩胛骨异状肩或倾斜。肩胛骨姿势的改变或肩胛骨某些功能的缺失，最终会对动力链的输出效果不利。 对正常肩胛骨在运动过程中所表现出来的高度运动可以作为了解不同运动适应性的基础。本研究给予教练和队医一个从三维角度观察高水平运动员正手击球时，肩胛关节运动特点的新视野。另外，本研究提供的信息可能会对队医在诊断网球运动员肩部活动机制时有所帮助。 5结论 本研究主要揭示了网球正手击球时肩胛骨的运动学特点。研究发现，在网球引拍和击球阶段肩胛胸廓关节受到较大的限制；在随挥阶段，肩胛胸廓关节大量前伸和上回旋，易造成关节囊后部肿胀和肩锁关节压力过大。 参考文献： [1]Kibler， B. W.， & Thomas， S. J. Pathomechanics of the throwing shoulder[J].Sports Medicine and Arthroscopy Review，2012， 20：22-29. [2]Struyf， F.， Nijs， J.， Baeyens， J. P.， Mottram， S.， & Meeusen， R. Scapular positioning and movement in unimpaired shoulders， shoulder impingement syndrome， and glenohumeral instability[J].Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports，2011， 21：352-358. [3]De Baets， L.， Jaspers， E.， Desloovere， K.， & Van Deun， S. A systematic review of 3D scapular kinematics and muscle activity during elevation in stroke subjects and controls[J].Journal of Electromyography and Kinesiology，2012， 23：3-13. [4]Meyer， K. E.， Saether， E. E.， Soiney， E. K.， Shebeck， M. S.， Paddock， K. L.， & Ludewig， P. M. Threedimensional scapular kinematics during the throwing motion[J].Journal of Applied Biomechanics，2008， 24：24-34. [5]Ludewig， P.M.， Phadke， V.， Braman， J. P.， Hassett， J. P.， Hassett， D. R.， Cieminski， C. J.， & LaPrade， R. F. Motion of the shoulder complex during multiplanar humeral elevation[J].Journal of Bone and Joint Surgery，2009， 91：378-389. [6]Meyer， K. E.， Saether， E. E.， Soiney， E. K.， Shebeck， M. S.， Paddock， K. L.， & Ludewig， P. M. Threedimensional scapular kinematics during the throwing motion[J].Journal of Applied Biomechanics，2008， 24：24-34. [7]Cools， A.， Johansson， F. R.， & Cambier， D. C. Descriptive profile of scapulothoracic position， strength and flexibility variables in adolescent elite tennis players[J].British Journal of Sports Medicine，2010， 44：678-684. |
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