网球运动中肱骨外上髁炎产生的生物力学分析

张兰 河南经贸职业学院体育教学部

肱骨外上髁炎俗称网球肘，是指肱骨外上踝处呈现的急慢性损伤而形成的一种无菌性炎症，常常是由于持拍类运动在击球时的力量和旋转的角度超出了手臂关节、韧带和肌肉的承受能力，出现前臂肌群的劳损造成的。网球肘是网球运动员的发生率最高运动损伤类型之一。症状主要表现为前臂旋转受限，局部疼痛、压痛以及伸腕抗阻阳性，是临床运动医学中常见的病症之一[1]。网球中的击球动作对肘关节产生很大的冲力，迫使肘关节完成极限下的关节活动角度，进而产生肘关节的各种损伤，以网球肘为典型。

一、肘关节的运动解剖学构成以及在网球动作中的作用位置

在运动解剖学上，肘关节是连接上臂和前臂的关节，它包括肱尺关节、肱桡关节、桡侧近侧关节三个关节，共同包括在一个关节囊内，其复杂性仅次于膝关节[2]。肘关节具有屈伸、旋内旋外的功能，这些功能在网球的发球和正反手击球中得以体现。肘关节在解剖正常位置下可以做伸的动作范围为140度-160度；前臂可以做旋前的动作范围70度-80度，旋后动作范围为80度-85度。前臂完全伸直时，肘部能向外翻转10度-15度，而在完全屈肘时内翻8度左右，充分伸展时内旋转角度约为5度[2]。桡尺近侧关节的旋前和旋后功能为肘关节提供了更大的灵活性，与此同时，也让肘关节处于受到冲击影响的主要位置[3]。肱骨外上髁是前臂肌肉的重要附着点，附着和跨过肱骨外上髁的相关肌肉为前臂和肘关节的运动提供了动力支持（表1）。

表1 肱骨外上髁附着肌肉及其动作形式和功能（引自廖苏[4]）

二、肱骨外上髁炎的诊断标准和其病理学研究现状

肱骨外上髁炎又叫“网球肘”，因早年发现网球运动员易发生此种损伤，故俗称网球肘。如果运动中或生活中出现前臂过度旋前或旋后位时，被动牵拉伸肌和主动收缩伸肌将对肱骨外上髁处的伸肌肌腱起点产生较大张力，如果长期重复这种动作即可引起该处的慢性炎症。

有研究认为网球肘是肘关节用力伸展的前臂过分旋前以及过度肘外翻导致内部或外部过度负荷的结果。纵贯肘关节和腕关节的屈肌和伸肌易受外部冲击力和肌肉内部的收缩力，还与过度的负荷强度和持续时间相关，错误的训练方式和技术动作会影响肘关节的稳定性。如击球时身体姿势不正确、球拍拍柄及手胶与手的大小不匹配，多余的压力就会在伸肌上集聚增加手肘的负担，最后被肘吸收而导致损伤。前臂旋前角度过大、击球时网球没有处于球拍的甜区等，都会增加患网球肘的风险。

三、网球发球过程中肘关节的生物力学特征

发球是网球中最重要的击球动作，网球发球类似鞭打动作，该动作的特点就是在身体由近侧端获得一定的速度后肢体各关节依次制动，通过制动实现动量向肢体末端传递以获得球拍击球的较快的线速度，是所有击球动作旋转角度最大、产生力量和扭矩最大的动作。上肢各关节达到最大速度时就是制动的开始，该制动的时机击球效果和远端关节的伸展情况。研究表明：损伤组的运动员从肩部制动到挥拍击球之间的缓冲实践为0.04s，而正常对照组的时间为0.06s，由此可见，损伤组的击球阶段肩部制动过晚，影响了击球时肘关节的伸展速度，但是为了击球时机，被迫过早伸展肘关节，使肩关节在制动前肘部已经伸展了一定的角度，肩关节制动时，产生的动量施加到肘关节上继续伸展，进而造成肘关节的过大伸展，甚至会出现超伸现象，造成网球肘的发生[5]。

四、网球发球的运动学特征及网球肘的力学机制

早期对网球发球的运动学研究认为：发球时手臂的动作与过肩的投掷动作相类似，仅仅是上臂相对于躯干的位置有所不同。发球时的挥拍击球阶段，上肢做类似“鞭打”的动作，上臂带动前臂迅速挥拍，肘关节顺势伸展，技术动作正确的情况下，前臂和上臂近乎伸直时击中网球，但在抛球高度不合适的情况下，肘关节过伸会造成尺骨鹰嘴对肱骨的挤压，形成炎症。在随后的随挥阶段腕关节动作僵硬肩关节过度紧张的情况下，会对肘部形成较大扭矩和冲击，造成肘部过伸。结果会对内外侧髁造成拉力损伤，最终形成网球肘[3]。

五、网球反手击球的生物力学特征

网球单手反拍击球技术被认为是肱骨外上髁炎的重要原因之一。在单手反拍击球的预摆阶段，肘关节的稍微屈曲大约在120-142度，上肢靠近躯干。向前挥拍时，肘关节在击球之前伸展至152-165度。在不考虑上旋、下旋和侧旋的情况下，击球的刹那肘关节几乎完全伸直[2]。Knudson分析了不同水平运动员的肘关节角度的运动学和网球肘的历史，发现肘关节的运动学特征与之没有显著的差异[6]。研究认为，单手反拍击球涉及身体的五个部分或阶段（髋，躯干，上臂，前臂和手），对比而言，双手反拍仅仅涉及（躯干/髋和手臂）。

国内外对单手反拍研究较多，这主要是因为反拍引起的网球肘相关损伤较多[3]。大多数对反拍运动学研究集中在运动员使用拍子中产生的扭转力和冲击力，而不是针对肘关节的复杂性。仅有Mclaughlin研究了专业网球选手单手反拍击球时对肘关节的机械载荷。在单手反拍中，肘部领先的反拍动作被认为是与网球肘密切相关的，肘伸肌群产生的扭矩在击球前达到最大值。几项肌电研究测定了反拍击球时的肌肉激活状态[7]。Giangarra等人认为，桡尺近侧关节的旋前可能通过紧密围绕的肘关节的韧带提供更多的稳定性和力量，从而帮助受力负荷的传递，避免外侧韧带的损伤[8]。

六、网球反拍击球中的损伤机制

单手反拍击球动作是最容易造成网球肘的反拍击球方式。这与腕关节伸展动作长期重复的机械负荷施加在肱骨外上髁处密切相关，其中，主要是桡侧腕短伸肌。这情况常见于年龄在35-50岁之间的运动员，他们活动积极但是前臂伸肌薄弱。错误的技术动作（肘部领先，击球时球拍触碰到身体后部，过度抖动手腕或者前臂旋前过多，偏离中心击球）网球肘的诱因。有研究表明，在肘部领先的击球姿势中，肘关节周围的组织结构相对松弛，只能承受住较小的应力冲击，使受伤的概率增加[9]。在单手反拍击球时，肘关节在击球前未能完全伸展是造成“网球肘”损伤的原因之一在击球时，此外，肘关节伸的同时进行旋后动作被认为是造成“网球肘”损伤的危险因素。而初学者由于肘关节伸展不如专业组充分，增加了催患“网球肘”的风险[4]。肘关节旋前旋后的具体实验数据较少，但是普遍认为肘复合体的伸展和旋前动作使肘关节更稳定，从而避免损伤[7]。

采用双手反拍的选手很少受到网球肘的困扰，原因可能是双手握拍能够吸收击球时更多的冲击和震动，身体旋转一致，并且非优势手臂保护手腕过度弯曲，从而有助于震动的吸收。通过对两种反拍类型的肌电分析发现，前臂伸展肌肉的活性没有显著性差异，旋前圆肌和桡侧腕屈肌活动度更大，双手反拍的运动员患网球肘的概率较低不是因为前臂伸肌的活性降低，而是击球技术较差[10]。

七、球拍科技与网球肘的损伤

球拍的重量和手柄的型号也会形成网球肘。随着科学技术的进步，球拍本身的技术也不断的革新。无论从材料还是从性能方面都得到很大的提高，球拍制造技术的进步对于运动员的技术动作和预防受伤方面都是密切相关的。现在的网球拍相比传统的木质球拍呈现出更轻便更坚硬的特征。现在的新式球拍更容易挥动并且不易弯曲，但是震动的频率较高。坚硬的球拍可能是不利的，坚硬的球拍再拉上过紧的拍线降低了降低了冲击的缓冲时间。大多数研究网球肘原因的实验聚焦在球拍震动产生的冲击波上[10]，认为网球肘的主要原因是击球时产生的冲击波对前臂肌肉组织产生的被动牵拉，这种快速的被动牵拉不断的重复容易造成肌肉和软组织的破坏，最终引起网球肘。

八、网球运动中预防肱骨外上髁炎的建议

在网球力量训练时，加强和改善网球运动员击球时弱链环节相关的核心区力量和关节周围小肌肉群的力量训练，提高从腿部、躯干、上肢和网球拍的传递效率，提高动作质量的高效性、减少损伤发生的概率。要同时注意训练相关肌肉的向心收缩和离心收缩类型，使身体各关节尤其是肘关节的肌肉力量达到平衡，网球运动员可以通过核心稳定性训练、自由力量训练及核心专项性力量训练等三个方面按顺序进行，增强核心肌群在击球过程中稳定重心、身体姿态、传递力量的能力，同时要注意核心力量训练和传统的力量训练相结合。

在网球技术学习和训练过程中，注重身体自由端（如下肢、上肢、躯干）的鞭打动作的实现，从生物力学的角度形成固定科学的发力顺序，并掌握合适的肩部制动时机防止肘部损伤的发生。