如何預防跑步可能造成的運動傷害--膝蓋篇

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文/耐力網/莊茗傑

喬福瑞在《鐵人科學》(Triathlon Science)這本書中特別針對跑步的運動傷害提出個人的見解,分享如下:

以下文章譯自:Joe Friel,Jim Vance, editors (2013). Triathlon science.,489, 490. United States of America: Human Kinetics.

跑步最大宗的運動傷害莫過於膝蓋受傷,其中最常發生於跑者身上的就是「髕骨股骨症候群(patellofemoral syndrome)」(茗傑註:其實就是大家常聽到的「跑者膝」)。跑者膝的主因是因為跑步姿勢中冠狀面(coronal plane)與橫斷面( transverse plane)的過度動作。

茗傑註:這段提到的冠狀面、橫斷面在此先做說明,但這一部分的說明摘自NSCA的教科書。冠狀面(coronal or frontal plane)、 橫切面(transverse plane)、矢狀面(sagittal plane),並舉出一些例子,希望幫助讀者們更了解文章內容,圖一為人體在三種面相的解剖圖。其中:

  • 冠狀面(coronal or frontal plane):指身體側面之間的動作,像是肩部、髖部的內收與外展,例如重訓動作的寬肩闊背下拉、寬握的軍式推舉或是柔道的掃腿動作。

  • 橫切面(transverse plane):指身體扭轉、旋轉的動作,像是肩部的水平內收與外展,例如網球的正手拍與反手拍。

  • 矢狀面(sagittal plane):指身體部位向前後之間的動作,像是膝蓋的彎曲與伸直,或是網球發球時下背部的彎曲

圖1 人體在三種面相的解剖圖

(圖摘自:JARED W. COBURN,MOH H. MALEK,editors (2012). NSCA’s ESSENTIALS of PERSONAL TRAINING,44 .United States of America: Human Kinetics.)

當然,幾乎沒有運動是只有涵蓋一種面相的,只是對於跑步而言膝蓋大都是在矢狀面進行運動,而冠狀面和橫切面的轉動主要由韌帶及軟骨來穩定。

過度或太少使用膝蓋附近的關節,會對膝蓋或髕骨關節的功能產生負面影響,並且創造比原先要承受更大的壓力。

茗傑註:就關節而言,是兩個骨頭的相接之處,它可以傳遞運動時肌肉使用的力量,與緩衝外來的承受到的衝擊力。以膝蓋關節(Knee joint)來說,它可以彎曲,但又要具有穩定度、活動度,所以一但膝蓋不能彎曲,或是穩定度、活動度減低,就可能引起運動傷害。所以要是膝蓋附近的關節,像是踝關節受傷導致腳踝的韌帶不穩定,這時膝蓋附近的肌肉就被迫跳出來幫忙維持踝關節的穩定度,但也因此付出代價讓膝關節的穩定度下降。

因為膝蓋主要被允許在矢狀面(sagitta plane)運作,我們應該盡可能在地板上花費最少的負荷量和時間,所以當股四頭肌在地板上撐住身體時,膝蓋便要承受地板給的反作用力,導致膝關節要承受五倍的體重,因此膝關節周遭的肌肉必須足夠強壯來支撐身體,並且用來吸收負加在膝蓋上的衝擊力。

 膝蓋附近關節的動作型態都可被視為影響膝蓋功能好壞的因素,藉此找出承受壓力變大和導致受傷的原因。(茗傑註:例如跑步時腳踝著地習慣性往外偏斜,就容易引起膝蓋關節內側韌帶的扭傷)

其他的研究也建議膝蓋痛可以被下肢的對稱性影響 (腳踝關節運動量、髕骨內翻或彎曲的情形,和前腳掌的姿勢與功能性)。跑步特別容易發生的膝蓋運動傷害,會在下文中探討。

前膝痛:

原因包含:

  • 髕骨股骨症候群(patellofemoral syndrome)

  • 脂肪墊損傷( fat pad impingement)

  • 髕骨肌腱炎(patellar tendinitis or tendinosis)

  • 髕骨滑囊炎(patellar bursitis)和髕骨軟化症(chondromalcia patella)

前膝痛是一種發生於膝蓋前側的疼痛,會因為膝蓋在開放性(例如踢腳時腳掌上拉隨著重心往前落下的時候,腳離開地面)或封閉性(例如在地面上深蹲)動作的延長而加重病況。在跑步的過程中,疼痛通常發生膝蓋承受碰到地面衝擊和身體重量加重在膝蓋時。(茗傑註:以姿勢跑法而言,疼痛可能發生於前腳掌著地和上拉的姿勢)

膝蓋外側痛:

或稱為髂脛束摩擦症候群(ITBFS),跟騎乘自行車一樣,疼痛發生於膝蓋外側(茗傑註:人體大腿外側有一條強健的肌腱,稱作髂脛束(Iliotibial band),從臀部連接到膝蓋外側)。在跑步的過程中,疼痛通常發生在將腳拉起和腳掌著地承受衝擊力的階段。

膝蓋內側痛

或稱為鵝足肌腱炎、鵝足黏液囊炎(pes anserine tendinitis or tendinosis or bursitis),跟上段提到的相同,此疼痛位於膝蓋骨的內側或內部。在跑步的過程中,小腿跟大腿之間的旋轉過大,就有可能引發此症狀。

半月板(軟骨)的撕裂或損傷

可能位於膝蓋的內側或外側,而且通常會沿著關節的連接線;急性撕裂傷則是發生在外部扭傷、過度伸展,並且通常伴隨著腫脹、按壓痛和關節的角度受限。 退化性半月板撕裂傷,是一種長期下來的持續性磨損和撕裂,並且主要跟多年來的舊傷或異常的跑步姿勢有關係。

腿後肌拉傷(Hamstring strain,即大腿後方的肌群拉傷)

疼痛會發生在大腿後側,而且因為很痛,所以運動員經常可以回想起疼痛發生的那一刻,通常疼痛還伴隨著腫脹、瘀青和難以行走。證據顯示,在跑步時後大腿將小腿拉到最高,用來全力衝刺時,會對腿後肌群造成急遽性增加的生物力學負荷量。因此,這種傷害主要發生在短距離衝刺(茗傑註:例如200公尺或400公尺的全力衝刺)或是間歇菜單(茗傑註:例如知名的亞索800公尺衝刺)。一篇近期包含八週復健計畫的研究,聚焦於肌力訓練和改善髖關節的神經肌肉控制和核心肌力,並且還有減少跟髕骨股骨症候群相關的膝蓋多餘的動作。

預防膝蓋受傷的運動傷害包含怪獸走路(monster walk)、側步走(sidesteps)、用滾筒按摩ITB( foam rolling the ITB),還有下列介紹的肌力訓練動作。(茗傑註:怪獸走路、側步走和用滾筒按摩ITB的動作解說,會在心得第二部分整理給讀者)

預防膝蓋運動傷害的訓練動作:風車式硬舉(Windmill Deadlift)

windmill

  • 風車硬舉

    • 姿勢1:用單腳站直並且保持平衡。抬起腳的那側手握一啞鈴。(茗傑註:記得膝蓋要保持微彎)

    • 姿勢2:慢慢地往前傾倒,同時保持腳、臀部和肩膀呈一直線,直到接近另外一隻腳的外側,接著保持傾斜直到臀部的極限,並且慢慢地回到姿勢1。

    • 姿勢3:腳著地的手握著一啞鈴,當你的腿往上抬時,慢慢向前傾。(茗傑註:做此動作時,大腿抬到與身體平行即可,並且雙手伸直平行,用來穩定身體平衡)

原文如下:

Knee Injuries

Knee injuries are the most common injury sustained during running. The most common knee injury occurring in runners is patellofemoral syndrome, which appears to be related to excessive coronal (side-to-side) and transverse(rotational) plane motion during the running gait cycle

Excessive movement or lack of movement at the joints above and below the knee can negatively affect the function of the knee or patellofemoral joint and create increased stress. The knee must be allowed to function primarily in the sagittal (straightforward) plane with the least amount of load and time on the ground as possible. The knee joint undergoes a five-fold increase in quadriceps activity to support body weight on the ground. This increase is associated with five-fold increase in the ground reaction force moment about the knee. The muscles surrounding the knee joint must be strong enough to assist with absorption of this force.

The entire chain of movement above and below the knee joint must be examined to determine the cause of increased stress and injury. Additional research suggests that knee pain can be affected by alignment of the lower extremity (the amount of ankle motion, the presence of knee varus, or bowing,and the functional position of the forefoot). Specific knee injuries that can occur in running are discussed in the following paragraphs.

Anterior knee pain (patellofemoral syndrome, fat pad impingement, patellar tendinitis or tendinosis, patellar bursitis, and chondromalcia patella) is pain in the front of the knee that is aggravated by actively extending the knee under load in an open (foot off the ground as in a kicking motion) or closed (foot on the ground as in a squat) positon. During running, pain typically occurs at the impact and loading phases of the gait cycle.

Lateral knee pain or iliotibial band friction syndrome(ITBFS), as in cycling, is pain located at the outside aspect of the knee. During running, if lower leg rotation is excessive in relation to the upper leg, this conditon may coour.

Lateral knee pain or iliotibial band friction syndrome(ITBFS), as in cycling, is pain located at the outside aspect of the knee. During running, pain typically occurs at the end of the swing phase or at impact.

Medial knee pain or pes anserine tendinitis or tendinosis or bursitis, as mentioned earlier, is pain located at the medial or inside aspect of the knee below the kneecap. During runnung, if lower leg rotation is excessive in relation to the upper leg, this condition may occur.

Meniscus (cartilage) tear or injury can be located on the medial or lateral aspect of the knee and is typically along the joint line. Acute tearing occurs from a traumatic twisting or hyperextension event and is usually accompanied by swelling, tenderness, and locking or catching in the joint. A degenerative meniscal tear is a wear-and-tear condition that occurs over time and is typically related to either an old injury or abnormal running mechanics over many years.

Hamstring strain (tear in the belly of the hamstring muscles) exhibits pain in the back of the thigh. The athlete usually recalls the exact moment when the injury occurred. Typically,it is accompamied by swelling, bruising,pain, and dfficulty walking. Evidence suggests that during the terminal swing of the running gait, the hamstrings demonstrate the most dramatic increase in biomechanical load when speed is progressed toward maximal sprinting. Therefore, this injury typically occurs during sprint or interval workouts. A recent research study concluded that an 8-week rehabilitation program focusing on strengthening and improving neuromuscular control of the hip and core muscle strength, and reduces excessive movement at the knee, which is associated with developing patellofemoral syndrome.

Knee injury prevention exercises include the monster walk, sidesteps, and foam rolling the ITB, as well as the exercise presented here.

Windmill Deadlift

Position 1:Stand straight and balance on one leg. Hold a dumbbell in the hand on the side of the lifted foot.

Position 2:Slowly lean forward while maintaining a straight line from the foot though the hip and shoulder. Reach to the outside of the opposite foot. Keep leaning until hamstring flexibility limits the movement and slowly return to position1.

Position 3:Hold the dumbell in the hand on the side of the grounded foot. Slowly lean forward while your swinging leg turns away from your body.

心得:

關於內文中提到的風車硬舉(windmill deadlift),施作的時候要感受到大腿後側、臀部、豎脊肌用力,而且如果覺得剛開始就使用啞鈴負重太困難,可以改拿裝水的寶特瓶或是不負重。

接著,分別講解「怪獸走路」、「側步走」和「用滾筒按摩ITB」的動作說明:

  • 「怪獸走路」:將彈力帶綁在雙腳腳踝上,並且彎曲膝蓋、坐下來(茗傑註:指髖部略為向下沉),同時也要讓重量平均分擔於雙腳上。過程中,肩膀一直保持在膝蓋和腳踝的後方(茗傑註:胸部要挺出的意思),用中足一步接著一步往前走,同時雙腳會感受到彈力帶創造的阻力。後方腳慢慢地跟著向前動的腳,並且試著抵抗彈力帶的阻力,要記得不要讓雙腳有碰觸的機會,並且保持著大拇指朝前,接著繼續用腹部和腿控制步伐,同時保持適當的位置和張力。(參下圖2)

圖2monster walk

  • 「側步走」:將彈力帶綁在雙腳腳踝上,並且腹部用力保持身體直立和膝蓋伸直。維持上述姿勢,同時用中足一步接著一步往前走,試著去控制彈力帶的阻力。保持大拇指朝前、腹部用力、臀部垂直和膝蓋伸直。(參下圖3)

圖3 sidesteps

  • 「用滾筒按摩ITB」:將滾桶放置於你的大腿側邊並且側躺,慢慢地在髂脛束上下滾動,保持滾筒在膝蓋與髖部之間。每邊重複10-15次,並且做2組。(參下圖4)

圖4 foam rolling the ITB

(以上動作解說整理自: Triathlon science.,474, 475, 479.)

 

耐力網LOGO(160象素寬)作者:莊茗傑/編輯:徐國峰

圖片來源:Triathlon science與《運動傷害圖解聖經》

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  • 預防運動傷害

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