孫永梅

(安徽師范大學 體育學院，安徽 蕪湖 241000)

引言

網球發(fā)球技術是一項動作結構復雜、技術要求全面、上下肢協(xié)調參與配合的技術動作，是自下而上的動力鏈釋能沖擊網球的結果。在網球發(fā)球技術環(huán)節(jié)中，肩關節(jié)是橋梁，連接著身體與球的接觸，然而肩關節(jié)作為人體最靈活的關節(jié)，存在關節(jié)的穩(wěn)定性因素，易造成肩關節(jié)運動損傷的發(fā)生。我國優(yōu)秀男子網球運動員肩關節(jié)損傷占總損傷比率的9.3%，發(fā)病率高達50%[1]。

對于網球運動員而言，肩關節(jié)對網球的技術提升具有重要的作用，但也是網球運動員最常見的損傷部位。肩關節(jié)結構復雜，運動功能強大[2]。肩關節(jié)借肱骨頭與肩胛骨相連，運動過程中，上肢需要在肩胛骨穩(wěn)定支撐條件下完成。就網球發(fā)球技術動作而言，肩關節(jié)的靈活性一方面提高了網球發(fā)球技術，另一方面，肩關節(jié)的靈活性也極易導致肩關節(jié)的運動損傷。

本文細剖肩關節(jié)的解剖學構造特點與其生物力學弱點，及時避免及減小損傷的發(fā)生，并通過科學合理的技術訓練及運動后的機體恢復，為科學指導網球發(fā)球技術訓練與傷病防治提供理論支持。

1 網球發(fā)球技術動作分析

網球的發(fā)球技術是一項全身的運動[3]，是自下而上的動力鏈釋能沖擊網球的結果。

從技術教學的角度，發(fā)球技術可分為四個部分：準備姿勢、拋球架拍、轉體揮拍擊球、隨揮收拍。從生物力學的角度，發(fā)球技術可分為三個階段：準備(起勢)階段、加速階段、隨球階段。在準備(起勢)階段，其目的是儲備能量，為下一個動作做準備。在此階段蹬地后的反作用力傳遞到上肢，將力量轉換為沖擊力，肩部側屈增加儲備，通過動力鏈在擊球前和期間釋放；在加速階段，蹬地轉髖動力鏈的傳導，通過球體接觸釋放能量，通過爆發(fā)垂直分力，肌肉執(zhí)行向心收縮；在隨揮階段，動作完成減速收拍，需要提供更大的離心力量，控制上下半身的減速。在對發(fā)球技術動作進行動作捕捉分析中，從不同的角度捕捉發(fā)球各個階段肩關節(jié)中參與的關節(jié)與肌肉，來分析其解剖學特征。

圖1是從右45度角拍攝捕捉到的職業(yè)運動員的發(fā)球技術動作各個環(huán)節(jié)。圖1中的綠色部分代表主要支撐工作的骨骼及骨骼肌，虛線是發(fā)球技術各個階段的揮拍軌跡。準備姿勢、架拍在儲備能量，通過蹬轉自下而上的發(fā)力轉換為沖擊力釋放能量擊打球，隨后減速完成動作，充分動員了肩關節(jié)復合體。

圖1 從右45度角拍攝捕捉到的職業(yè)運動員發(fā)球各個環(huán)節(jié)技術節(jié)點

2 網球發(fā)球技術動作解剖學分析

2.1 肩關節(jié)及其周圍關節(jié)特征

肩關節(jié)主要是指肩胛骨和肱骨組成的部分，但是肩關節(jié)可以與鎖骨相連，形成上肢帶關節(jié)，即胸鎖關節(jié)和肩鎖關節(jié)，兩個重要的上肢帶關節(jié)。其解剖特點決定了運動做功需要關節(jié)與肌肉的協(xié)調配合完成。鏈中任何紐帶的無力、疼痛或不穩(wěn)定都會降低整個復合體的效力。

2.1.1 胸鎖關節(jié) 胸鎖關節(jié)是由鎖骨的胸骨關節(jié)面下半與胸骨柄的鎖骨切跡和第一肋軟骨上部構成，屬鞍狀關節(jié)[4]。是整個上肢的基點，連結上肢與軀干間唯一結構。其特殊性是牢固附著且又允許大范圍運動。鎖骨的骨可做運動：抬高與壓低，伸出與縮回，繞縱軸旋轉，使肩胛骨保持有效方式接納肱骨頭。事實上，胸鎖關節(jié)的一些鎖骨運動是盂肱關節(jié)的功能性運動的部分。

2.1.2 肩鎖關節(jié) 肩鎖關節(jié)的活動是通過肩胛骨相對于鎖骨外側端的活動描述的，是由肩峰的內面與鎖骨的肩峰端構成。三個活動自由度：上、下旋轉及旋轉調節(jié)，其中：上下旋轉活動使促成肩胛胸關節(jié)處的整體向上旋轉，是肩外展或前屈的組成部分；旋轉調節(jié)活動調節(jié)肩胛骨對準胸廓并增加活動范圍。若沒有旋轉調節(jié)活動自由度，肩胛骨將遵循鎖骨移動路徑而不可自由調節(jié)以最佳方式在胸廓上的姿勢。在肩胛骨的功能中，肩鎖關節(jié)起重要作用，提供了鎖骨與肩峰之間的滑動功能以及肩胛骨相對于鎖骨的旋轉功能。

2.1.3 肩關節(jié)運動特征 肩關節(jié)運動功能的主要關節(jié)是盂肱關節(jié)，盂肱關節(jié)是由肱骨頭與肩胛骨關節(jié)盂組成，其中，兩關節(jié)面極不對稱，肱骨頭大且有半球形的關節(jié)面，而關節(jié)盂淺而小，周圍有關節(jié)囊覆蓋但薄而松弛，不能保證其正常的穩(wěn)定，主要靠肩袖及周圍肌肉維持其穩(wěn)定。因此，盂肱關節(jié)具有運動靈活但穩(wěn)定差的特點。

盂肱關節(jié)的主要運動為屈曲與伸展，外展與內收，內旋轉與外旋轉。盂肱關節(jié)的有限穩(wěn)定性是通過主動與被動機制相結合實現(xiàn)的。其中，主動機制依賴于旋轉肌群圍繞供能，被動機制由囊、韌帶、盂唇與肌腱提供抑制。

在網球正手及發(fā)球技術中，盂肱關節(jié)的穩(wěn)定性及活動度由內、外旋肌群提供關鍵機制。盂肱關節(jié)的內、外旋肌群在很大程度上影響著網球正手、發(fā)球技術及機能的發(fā)揮。

2.2 肩關節(jié)骨骼肌的力學特征

肩關節(jié)進行的功能性活動主要依靠肌肉的協(xié)調性收縮完成任務，這對肩關節(jié)的穩(wěn)定有著重要影響。若這種肌肉的協(xié)調模式發(fā)生變化，哪怕是微小的，發(fā)生盂肱關節(jié)的運動功能失調的概率都會增大。同時，對肩關節(jié)力的作用也會發(fā)生明顯效應，影響關節(jié)的穩(wěn)定性。在肌肉與關節(jié)的共同作用下，肩關節(jié)可以做屈伸等運動。

圖2 升肌參與的肌肉Fig.2 Muscles involved in the elevator muscle

升肌是參與做功的肌肉，如圖2所示，肩胛骨部分的關節(jié)向上運動，肩胛骨的骨骼肌做上抬動作。當發(fā)生病理改變時，若排除他因，肩胛帶肌肉的支持損失使其重力成為了決定肩胛胸關節(jié)靜止狀態(tài)的支配性力，表現(xiàn)包括肩胛骨的壓低、伸出、向下旋轉。若上斜方肌長期麻痹而導致盂肱關節(jié)向下脫位或半脫位?；加兴沙谛云c的人會出現(xiàn)這種并發(fā)癥。長期會在肩區(qū)域內對其他組織產生損傷性應力。

圖3 降肌參與的肌肉Fig.3 Muscles involved in the descending muscle

降肌是參與做功的肌肉，如圖3所示，肩胛骨部分的關節(jié)向下。若完成一個重要動作姿勢：骨盆與軀干的上提。固定手臂，斜方肌與背闊肌的緊縮使胸廓與骨盆向固定肩胛骨向上拉。這一動作對于四肢癱瘓而缺乏足夠的三頭肌力量來通過肘的伸展提升身體的人來說是很有用的。

圖4 伸肌參與的肌肉Fig.4 Muscles involved with extensors

伸肌可起拉伸杠桿的作用，肩胛骨前伸。研究顯示：岡下肌與肩胛下肌的上緣纖維用有限的力臂使盂肱關節(jié)外展[5]，在確定動態(tài)穩(wěn)定性和引導關節(jié)運動學方面發(fā)揮著重要的作用。

圖5 旋轉肌群參與的肌肉Fig.5 Muscles involved in the rotator muscle group

旋轉肌群，肩胛胸上旋轉肌與盂肱展肌之間配合。肩外展要求肱骨與中軸骨之間存在肌肉“運動弓”。抬高手臂時旋轉肌群的功能，盂肱關節(jié)處的動態(tài)穩(wěn)定調節(jié)者。當盂肱關節(jié)外展時，岡上肌使肱骨頭滾動至外展，對關節(jié)產生壓縮力以提供額外的穩(wěn)定性。其余的旋轉肌在肱骨頭上施加一個向下的移動力，來中和過度的向上移動。旋轉肌群在控制盂肱關節(jié)處外展的關節(jié)運動中，岡上肌向上滾動，把肱骨頭牢固地壓緊在關節(jié)窩上，在肱骨頭上方形成半剛性的墊片，限制肱骨的過度上移。其中，岡下肌、肩胛下肌和小圓肌在肱骨頭上施加向下的力，岡下肌和小圓肌使肱骨向外旋轉。

肩關節(jié)的外展和內收，內旋轉肌繞著盂肱關節(jié)的垂直旋轉軸產生的群體活動，此時，固定肩胛骨，肱骨自由旋轉。外旋轉肌的肌肉量占肩部總肌肉量比例相對較小。如，在投擲運動中外旋轉肌須克服投擲中力量釋放階段的強大力量來控制肩部向內旋轉的速度。有時，做功過量可能導致其肌肉和囊內部分的撕裂，進而會引起旋轉肌袖綜合征。

由于網球發(fā)球技術的復雜性，在水平與垂直方向上的交叉運動，肩關節(jié)損傷在網球運動中常見損傷是旋轉袖撞擊綜合征、肌腱炎。由于肌肉疲勞，不正確的技巧，特別是在收縮旋轉袖肌腱的過頭動作出現(xiàn)旋轉袖撞擊綜合征；由于肩關節(jié)受力而過度用力，特別是在擊打落地球和發(fā)球的隨球動作中，導致重復性的肌腱輕傷。

圖6 外展和內收參與的肌肉Fig.6 Muscles involved in abduction and adduction

2.3 網球發(fā)球技術骨骼肌的動員分析

肩關節(jié)完成運動指令具備的條件有二：肩胛部肌肉保持其穩(wěn)定；肱骨頭與關節(jié)盂之間要保持緊密相接。因此，參與其運動的骨骼肌既供給關節(jié)動力又穩(wěn)定肩關節(jié)。肩關節(jié)在解剖學上似乎容易受到傷害，尤其是同時出現(xiàn)肌肉無力的情況下。

參與肩關節(jié)運動的肌肉有：岡上肌、岡下肌、三角肌、大圓機、小圓肌、背闊肌、肩胛提肌、肩胛下肌、斜方肌、菱形肌、胸大肌、胸小肌、前鋸肌、肱二頭肌、肱三頭肌、喙肱肌。參與運動的肌肉的起止點，附著在肱骨、鎖骨、肩胛骨、胸骨上，是骨與骨之間的橋梁。

網球發(fā)球技術是水平方向和垂直方向運動的一種復雜而有序的組合序列動作技術。肩關節(jié)主要調節(jié)的骨連接有肱骨、肩胛骨、鎖骨。當肩關節(jié)活動時，肩關節(jié)周圍的肌肉運動并動員肩胛骨協(xié)調運動完成動作。在發(fā)球動作完成過程中，進行最大外肩部旋轉動作的豎起手臂階段，慣用肩旋轉可達170度[6]。通過背伸肌、腹斜肌和腹肌離心向心收縮，伸展旋轉軀干；向心收縮小圓肌、二頭肌、前鋸肌和腕伸肌，同時離心收縮肩胛下肌和胸大肌，從而移動手臂。

表1 發(fā)球時各階段肩關節(jié)肌肉工作Table 1 Shoulder muscle work at each stage of serve

通過表1可看到發(fā)球技術各個環(huán)節(jié)動員參與的有關肩關節(jié)復合體肌肉，發(fā)球時，上肢或者肩關節(jié)運動幅度比較大。在網球運動中，發(fā)球被認為是最劇烈的擊球動作，也是唯一由自己主導控制的技術動作。在發(fā)球準備架拍階段肩關節(jié)進行水平外展和外旋(如圖1第2個動作)，肩胛骨后縮、下降；在轉髖搔背準備擊球階段，肩胛骨上提，肩關節(jié)水平外展和肩關節(jié)向前上方移動觸球(如圖1第3個動作)，肌肉被高度動員，通過蹬轉動力鏈的傳導，強有力的向心肱骨內旋肌肉非常活躍；肩關節(jié)內旋轉，伸直和內收在擊球后的隨揮動作階段(如圖1第5個動作)，肌肉呈現(xiàn)出較高的活躍性，利于促進離心肌肉收縮來放松肱骨并保護肩關節(jié)。

在發(fā)球的加速和隨球動作階段中動員肩關節(jié)周圍肌肉群是關鍵，對穩(wěn)定肩肱骨方面起著至關重要的作用。在這過程中肩關節(jié)的隨后動作過多的時旋內動作，涉及旋內的肌肉。還有就是參與加固的韌帶可能導致肩關節(jié)運動損傷。

3 網球發(fā)球技術動作損傷機理

肩關節(jié)可進行屈伸、內收、外展、旋內、旋外及環(huán)轉等運動，是人體最靈活的關節(jié)之一。在肩關節(jié)及相鄰關節(jié)周圍的肌肉和韌帶相互協(xié)作配合下，維持著肩關節(jié)運動的穩(wěn)定性。若肩關節(jié)周圍附著的肌肉受損，對其肩關節(jié)力的作用會產生明顯失衡反應，影響其關節(jié)穩(wěn)定性。

有學者指出了肩關節(jié)的復雜性與胸鎖關節(jié)是相互作用的[7]。肩關節(jié)的靈活性與力學構造，與骨骼及骨連結的運動模式相關聯(lián)。同時，肩關節(jié)可實現(xiàn)的大載荷運動與上肢肌肉的承載能力相關聯(lián)。肩關節(jié)運動出現(xiàn)損傷通常是由于穩(wěn)定結構模式被破壞。王人衛(wèi)、李擎等對國家隊181名球類運動員進行運動創(chuàng)傷流行病學調查，數(shù)據(jù)顯示，肩袖損傷18.78%。有關肩關節(jié)損傷分析要先理順其本身的特征[8]。

肩關節(jié)解剖學特點讓其存在不穩(wěn)定性，表現(xiàn)為關節(jié)盂較淺、關節(jié)囊薄且松弛、關節(jié)唇較淺、周圍肌肉不夠發(fā)達。其構造特點與工作原理決定了它發(fā)生損傷的風險概率更大。關節(jié)與肌肉的失衡，其生物力學鏈被破壞，造成其損傷的發(fā)生。

3.1 肩鎖關節(jié)脫位

圖7 肩鎖關節(jié)位置與關節(jié)脫位等級Fig.7 Acromioclavicular joint location and degree of dislocation

在肩胛骨的功能中肩鎖關節(jié)起重要作用，由于肩鎖關節(jié)的解剖特性是傾斜的，易受到外部剪切力影響。其穩(wěn)定性主要通過韌帶維持，若施加在肩胛骨上的力超過了韌帶的抗張強度，則會導致韌帶斷裂與肩鎖關節(jié)的完全脫位。肩鎖關節(jié)與副韌帶的損傷易導致不穩(wěn)定性、疼痛與外傷后骨關節(jié)炎。

肩鎖關節(jié)脫位大多是直接暴力引起，如肩峰承受超出能力的刺激使肩峰和肩胛骨下沉。少數(shù)由間接暴力引起的損傷，如傾跌時，肩部與肘部均處于90度屈曲位置，肱骨頭頂住關節(jié)盂與肩峰，向后方傳導的刺激使肩鎖韌帶和喙鎖韌帶破裂。肩鎖關節(jié)脫位損傷多發(fā)于年輕人群。

在網球的發(fā)球中，有做向上擊球韌帶拉伸的過程，有時會出現(xiàn)二頭肌腱炎。Paley等發(fā)現(xiàn)5%的患者有內部撞擊綜合征的同時二頭肌腱也存在一定程度磨損[9]。在肩關節(jié)出現(xiàn)不穩(wěn)定時二頭肌腱代償，這時易出現(xiàn)二頭肌腱磨損。

肩胛骨通過肩鎖關節(jié)與胸鎖關節(jié)的相互配合完成動作任務，其中任何某一關節(jié)處的運動限制都會降低肩胛骨的運動，最終限制整個肩部的運動。

3.2 肩峰下撞擊綜合征

圖8 肩峰下撞擊綜合癥Fig.8 Subacromial impingement syndrome

盂肱關節(jié)囊由于存在潛在的空間容積大且寬松，可擴張的囊大約是肱骨頭大小的2倍。因此，關節(jié)具有寬松性與靈活性。關節(jié)處的纖維囊相對薄弱，需要更厚的外韌帶加固，盂肱關節(jié)的功能穩(wěn)定性基礎包括內嵌韌帶的被動張力與旋轉肌袖的主動力。

在肩關節(jié)外展時，若肱骨頭向上滾動時滾動與滑動不能同步，喙肩弓將被侵擾。若成人發(fā)生肱骨頭滾動到關節(jié)窩上，在僅擴展22度后，肱骨頭將移動穿過1厘米的喙肩空間[10]。這種情況下，導致岡上肌肌腱、肱骨頭和喙肩弓間肩峰下囊的撞擊，使其外展運動進一步受阻，可能導致岡上肌肌腱、肩峰下囊、肱二頭肌長頭腱與囊上部受到損壞，進而引發(fā)無菌性炎癥及疼痛，有時甚至出現(xiàn)嵌頓，這種現(xiàn)象稱為肩峰下撞擊綜合征。另，若發(fā)生了炎癥肩峰下間隙便會變得更狹窄，加劇了撞擊。岡下肌肌腱周圍血管的分布稀少，發(fā)生撞擊損傷后自行修復能力差。

在網球發(fā)球過程中，由于運動員多次反復的訓練使肩峰內表面長期受到較大的應力，這種情況下，易導致此部位的增生使原本有限的肩峰下空間變得更小。

肩峰下撞擊綜合征主要表現(xiàn)：其一，在臂抬高過程中，肩袖肌腱、肩峰滑囊或肱二頭肌腱的長頭在肩峰，前肩峰韌帶或肩鎖關節(jié)表面下方受壓和機械磨損；其二，可能因張力過載導致肩袖肌腱固有斷裂。

3.3 肩袖損傷

圖9 肩袖損傷Fig.9 Rotator cuff injury

肩袖結構易受損傷與其自身的解剖特點相關聯(lián)。肩袖是典型的腱與骨的復合體。

肩袖有其特殊解剖學空間位置特點，位于喙肩弓和肱骨頭硬性結構之間，與周圍組織之間的空隙狹小，這就使肩袖易發(fā)生損傷。肩袖的工作原理是把肱骨頭固定在關節(jié)窩內，若肱骨頭脫離了關節(jié)窩運動則會出現(xiàn)肩袖的損傷。肩袖損傷根本原因是其解剖學特點決定的，當肩關節(jié)做外展、外旋運動時(網球架拍搔背蓄力階段)，若肩袖組織過度的拉伸超出其生理范圍會產生撕裂，反復的發(fā)球動作使其相關聯(lián)的肌肉出現(xiàn)了疲勞，使肩關節(jié)的穩(wěn)定性下降，在這種情況下，若肩關節(jié)受到應力，易發(fā)生肱骨頭與肩袖肌肉撞擊損傷。有時肩關節(jié)內部的撞擊會使肩袖出現(xiàn)磨損。如在網球發(fā)球的擊球后與隨揮動作的減速階段中抵抗水平內收、內旋，若離心力量讓其肩袖肌腱的負荷發(fā)生超載現(xiàn)象，會持續(xù)地積累導致肩袖撕裂。

4 結論

由于網球發(fā)球技術的復雜性，水平與垂直方向上的交叉運動，高強度的重復性、爆發(fā)大力量動作，要求肩關節(jié)具有高度的靈活性和穩(wěn)定性，才能參加高水平競技比賽并防止受傷。通過對發(fā)球技術動作進行動作捕捉分析，從不同的角度捕捉發(fā)球各個階段肩關節(jié)中參與的關節(jié)與肌肉的解剖學特征。在發(fā)球的加速和隨球動作階段中旋轉袖肌群是關鍵，對穩(wěn)定肩肱骨方面起著至關重要的作用。運動技術動作的差異對肩關節(jié)產生影響是不同的，肩關節(jié)的角度不同，也會影響肩關節(jié)的剪切力。網球發(fā)球導致的肩關節(jié)運動損傷的原因，主要是肩關節(jié)特殊的解剖學結構及網球發(fā)球技術動作的特殊性。

關節(jié)與肌肉相互協(xié)調配合，協(xié)調整體關系。在訓練方面，確保技術動作的合理性和加強肌肉力量訓練，提高肌肉及肩關節(jié)首位肌肉的靈活性和穩(wěn)定性訓練等。當發(fā)生損傷時，根據(jù)診斷結果制定合理的損傷康復治療方案。