竞技性高山滑雪运动损伤研究进展

吴晓华 张琢 朱志强

1上海体育学院（上海 200120）

2河北体育学院（石家庄 050000）

3哈尔滨体育学院（哈尔滨 150000）

高山滑雪是冬季奥林匹克运动会（简称冬奥会）竞赛项目之一。目前高山滑雪竞赛项目包括速降、超级大回转、大回转、回转和全能比赛项目[1]。高山滑雪比赛通常在非常陡峭的地形上进行，国际速降比赛中运动员滑行最高时速超过140公里/小时，运动损伤发生比例很高，因此高山滑雪运动损伤研究在国际上被广泛关注[2]。国内有关滑雪损伤的研究开展较晚，1995年以前仅有8篇转载自美国、德国、日本期刊的文献，1996年亚洲冬季运动会在中国举办后才开始得到较多研究者关注[3，4]，整体上还存在研究数量少、研究层次不高、研究深度不足的问题。特别是对国际高山滑雪运动的损伤情况缺乏了解，对滑雪运动损伤的国际评价标准、研究热点、研究动态等尚缺乏深层次探究，一定程度上阻碍了中国在竞技性高山滑雪运动项目上的科学化训练和伤病预防。

2022冬奥会即将在中国举办，高山滑雪作为冬奥会的重要比赛项目，运动员、教练员和竞赛管理者需了解该项目的损伤特点和损伤原因，掌握国际动态和损伤趋势。本文以滑雪损伤（skiing injury）为主题词，以高山滑雪（alpine）、竞技（racing）、运动员（athlete）、比赛（competition）、世界杯（World Cup）、冬奥会（Winter Olympic）为副主题词，检索Web of Science、PubMed、SPORT Discus、Elsevier及中国知网（CNKI）等多个数据库，时间设定为1950～2018年间，文献类型选择“article”，语种为“English”，共检索文献786篇，通过筛选去除重复研究、非高山滑雪、伤后治疗等，最终纳入文献67篇。本文旨在对竞技性高山滑雪损伤特征、损伤原因及损伤预防措施进行总结和分析，归纳国际研究进展，从而拓宽我国在高山滑雪损伤研究方面的视域，丰富我国在高山滑雪损伤方面研究思路，为相关从业人员和科研人员提供更多研究选题，为我国运动员科学训练和赛事安全筹备提供理论依据。

1 竞技性高山滑雪损伤特征

高山滑雪通常分为休闲娱乐和竞技比赛两种类型，但无论是休闲还是竞技，都被认为是高风险的运动项目[5，6]。国外的滑雪运动损伤研究开展很早。1959年

Allan等[7]就曾在《The American Journal of Surgery》杂志发表题为“The Mechanisms Involved in Skiing Injuries”的文章，分析了滑雪损伤的比例、损伤部位和潜在致因。大量研究出现在上世纪90年代以后，随着滑雪场地、器材的更新换代，滑雪技术不断改变，滑行速度和成绩不断提高，各种滑雪损伤的研究层出不穷。

1.1 损伤发生率（injury incideennccee）

国际上对滑雪损伤率的统计在竞技滑雪和休闲滑雪中有所差异。休闲滑雪中，国际上通常以每千滑雪人天（per 1000 skier days）发生损伤的次数来统计休闲滑雪的损伤发生率[8]。竞技滑雪中，损伤发生率有两种统计方法，一种是以每百名滑雪运动员（per 100 skier）中损伤人数来进行损伤率描述，称为绝对损伤率（absolute injury rate）[6，9]；另一种是以每千次滑行（per 1000 runs）中损伤次数来表示，也称相对损伤率（relative injury rate）[10]。为了监控竞技滑雪的损伤情况，2006年国际滑雪联合会（International Ski Federation，FIS）建立了一个损伤监测系统（injury surveillance system，ISS）[11]，目的是通过监控国际滑雪赛事的损伤数据，分析滑雪损伤趋势，进而采取相应策略降低损伤风险。根据FIS ISS对2006～2015年高山滑雪世界杯比赛的统计，世界杯选手的平均损伤发生率为33.1%（95%CI 30.8～35.4），其中45%发生在正式比赛中[10]。2010年冬奥会中，高山滑雪运动员的损伤发生率为15%[12]，而在2014年索契冬奥会中，高山滑雪损伤发生率为20.7%[13]，该比例高于2010年温哥华冬奥会，且冬奥会中高山滑雪损伤率高于跳台滑雪、北欧滑雪、越野滑雪项目[13]。2012年因斯布鲁克青年冬奥会（Winter Youth Olympic Games）中，高山滑雪项目损伤发生率为17%；2016年利勒哈默尔青年冬奥会中，高山滑雪运动损伤发生率为12.9%，损伤发生率总体低于奥运会和世界杯比赛[14]。由此可知，竞技高山滑雪在不同时间、不同级别比赛中损伤率有所不同，整体上比赛级别越高，滑雪损伤发生率越高。

高山滑雪不同小项和不同性别中，运动员损伤发生率也有所不同。根据Florenes[4]等使用相对损伤率的统计，不同高山滑雪小项中，回转为4.9/千次滑行（injurity）

关于滑雪损伤严重程度，不同研究对损伤程度的评价标准有所差别。目前较多研究参照的是Fuller[15]等对足球运动损伤的评价方法，即运动员因伤病而导致的参与训练或比赛时间减少，伤病程度按缺席天数进行划分，具体为：轻微伤（缺席1～3天）、轻度伤（缺席4～7天）、中度伤（缺席8～28天）、重度伤（缺席＞28天）[6]。Bere等[9]对2006～2012年世界杯级别高山滑雪运动员进行调查，按缺席训练或比赛天数统计损伤程度，发生重度伤的比例较高，并且男子损伤总体高于女子（表1）。也有研究使用医学领域的损伤严重度评分（injury severity score，ISS）来判断高山滑雪者的损伤程度，其缩写与国际滑雪联合会损伤监控系统简称相同，ISS分值从1～75逐步递增[16，17]。但该方法需要专门的计算，通常与简明损伤评分（abbreviate injury score，AIS）关联使用[18]，在高山滑雪运动损伤中使用有一定局限性。ries/per 1000 runs），大回转为9.2/千次滑行，超级大回转为11.0/千次滑行，速降为17.2/千次滑行。不难看出，随着不同高山滑雪竞赛小项速度的增加，损伤发生率也增加；对于性别差异，根据FIS ISS对2006～2015年高山滑雪世界杯比赛的统计可知，高山滑雪男性运动员损伤率（19.9%）总体高于女性（13.1%）[10]。

1.2 损伤程度（injury severity

表1 2006～2012年世界杯级别高山滑雪运动员损伤程度统计（n=577）[9]

1.3 损伤部位

国际雪联损伤监控系统（FIS ISS）2006～2016年的数据报告显示[11]（表2），在世界杯比赛、欧洲杯比赛以及其他国际性赛事中，损伤部位最多的是膝关节，其中以前交叉韧带损伤最为常见[19]，因此关于膝关节损伤的研究也最多，多年来一直是滑雪运动损伤的研究热点。其他部位损伤还包括下肢伤、后背伤、肩关节伤、手部伤和头面伤等[20]，头面部伤在竞技滑雪中的比例也高达8%～10%[4，9]，且多为重伤，其中创伤性脑损伤（TBI）是高山滑雪中导致死亡的主要原因[21]。Steenstrup等[22]通过对国际雪联损伤检测系统（FIS ISS）2006～2016年世界杯期间头面部损伤视频的分析发现，运动员头部损伤主要发生在高速滑行过旗门失控阶段，且会伴有二次头部损伤，其中第一次头部撞击最为严重。

表2 2006～2016年高山滑雪世界杯和欧洲杯运动员损伤部位统计[11]

1.4 损伤类型

滑雪运动损伤类型主要包括两种，按照损伤组织结构来区分，竞技性高山滑雪损伤最多的是关节伤和韧带伤（47%）[6]，其次是骨折、肌肉拉伤、挫伤、冲击伤。按照损伤病程来分，还可分为创伤性损伤（traumatic injury）和过度使用损伤（overuse injury），创伤性损伤是指即刻发生的可见急性损伤[23]；过度使用损伤是没有明显致因的损伤，是不可见的慢性损伤，高山滑雪中运动员的慢性损伤主要发生在腰背部[23，24]，探讨过度使用损伤的发生机制也是预防创伤性损伤的重要研究内容。

2 竞技性高山滑雪运动损伤致因

任何运动在给出良好的损伤预防建议前，要先了解损伤的原因和机制。高山滑雪运动损伤受多种因素影响，概括起来主要包括两大类，一类是主体因素，即运动员自身因素，包括性别、年龄、运动水平、疲劳、旧伤、体能、心理状态等；另一类是客体因素，主要指场地、器材、雪况等。

2.1 主体因素

2.1.1 性别、年龄因素

不同性别运动员在高山滑雪损伤中有不同表现，Flφrenes和Bere等研究高山滑雪世界杯比赛损伤情况，结果显示男性滑雪运动员损伤比例高于女性，但在膝关节损伤中情况恰好相反，女性高于男性[4，9]。但Schmitt等[25]认为竞技性高山滑雪中，虽然女性膝关节ACL损伤数量高于男性，但其差异无统计学意义（P=0.067），国际雪联积分高者会出现更多ACL损伤；而Stevenson和Rascher等通过对运动员10年的跟踪研究，仍然发现女性发生ACL损伤的风险更高[26-28]，分析认为女运动员核心力量和反应速度相对男运动员要差，特别是在生理成熟以后差异明显，因而损伤风险增加。关于年龄因素，Müller等[29]通过跟踪研究发现，相对年龄（relative age）和生理成熟程度（Biological maturity status）不同的运动员损伤风险存在一定差异，晚熟运动员的创伤性损伤（60%）和过度使用损伤（40%）相对较高，相对早熟的运动员创伤性损伤（22%）和过度使用损伤（11%）较低，提示在训练中应关注运动员生理成熟度的差异，控制运动负荷。

2.1.2 体能和技术因素

高山滑雪比赛是一项对体能要求很高的运动项目，在2004年就出现了专门针对高山滑雪项目的体能测试方法（Swiss skiing power test，SSPT），主要测试高山滑雪运动员的腿部力量、核心力量、协调性和有氧耐力[25]。Seifert等[27]通过研究发现，运动员的核心力量下降或核心力量失衡会增加ACL损伤风险。从功能角度来说，体能训练不仅是运动能力的基础，更重要的是通过体能测试发现运动员的个人弱点，建立个性化训练方案，降低损伤的发生[30]。关于技术造成的运动损伤，以ACL损伤为例，Bere等[19]对高山滑雪世界杯的录像分析得出，损伤机制主要包括脱滑（slip-catch）、落地重心落后（landing back-weighted）和动态雪犁（dynamic snowplow）等3方面的因素：脱滑机制占损伤因素比例的50%，主要是因为运动员在滑行时外侧雪板压力丢失，急于伸展膝关节来恢复承重，迫使膝关节内旋，同时足外翻，以使外侧雪板的内刃迅速抓住雪面，从而造成损伤；动态雪犁损伤模式也是如此；重心落后是因为运动员在腾空后失去平衡，落地时重心落在板尾，导致膝关节以几乎没有屈曲的状态落地，对膝关节冲击力增大造成的。

2.1.3 疲劳、旧伤及其他因素

疲劳造成的滑雪损伤主要表现在两方面，一方面是对滑行线路产生疲劳，Bere等[31]对高山滑雪世界杯视频分析发现，几乎一半的伤害发生在运动员滑行的后四分之一阶段；另一方面，滑雪训练疲劳容易产生错误技术动作，成为潜在损伤风险[32]。对于旧伤，Ekeland等[33]通过对54名冬奥会运动员调查发现，有72%的运动员有过一次以上严重损伤的经历，说明旧伤会增加新的运动损伤的出现。在运动成绩方面，Pujol等[34]调查了国际雪联排名前30名的运动员，其ACL损伤风险高于低排名的运动员，说明运动员的水平不同也会造成损伤风险差异，运动水平越高，损伤风险越大。

2.2 客体因素

2.2.1 器材因素

上世纪90年代，随着塑形（shaped skis）滑雪板以及“刻滑”滑雪板（carving skis）的出现，世界范围内的滑雪板从传统滑雪板（straight skis）到塑形滑雪板的转变过程中经历了巨大变化[35]。由于滑雪板的形状由传统的长板到大头短板的转变（图1），使得滑雪转弯半径变短，滑雪技术也发生了很大变化。伴随“刻滑”滑雪板的普及，滑雪损伤发生率也逐渐增加[36]。这是因为“刻滑”滑雪板增强了运动员身体对雪面的作用力，使力的传递更加直接和有效，大大减少雪板的“脱滑”[10，37]；同时，由于过于激进的板刃作用，一旦雪板开始刻滑，便很难从转弯轨迹中脱离。因此，运动员在滑行中如果失去平衡，很难对雪板自身的滑行轨迹进行控制，从而增加运动损伤的风险，而这种滑雪板的自动转向功能在高山滑雪ACL断裂的机制中起着核心作用[5]。其次，滑雪固定器（binding）调节太紧或不能够正常脱落也是造成高山滑雪损伤，特别是ACL损伤的重要原因[19]，而现行滑雪固定器设计尚不能确保在所有风险情况下都自动脱离，因为固定器本身并不能够区分正常负荷和有风险的负荷情况。另外，器材相关的风险因素还包括旗门（gate）和滑雪杖，滑雪比赛中的很多损伤都是身体或者滑雪杖与旗门进行了过于紧密的接触，失去平衡而导致损伤发生，特别是难度较大的旗门更是增加了滑雪损伤的风险[31]。

图1 塑形滑雪板与传统滑雪板对比

2.2.2 赛道因素

赛道风险主要指在起伏变换的地形上进行高速滑行带来的风险，速度越快，在转弯或发生跌撞时的动能就会越大[20]。高山滑雪比赛中，不同小项赛道要求不同，国际雪联（FIS）对不同小项赛道长度、起终点垂直落差和旗门的数量都做了规定[10]，以便更好地区分竞赛项目。但每条赛道的线路设计和地形特征都不同，不同比赛的线路设置也不一样。Gilgien等[38]在赛道和地形对世界杯滑雪比赛运动员速度影响的研究中发现，速降比赛中的赛道设计更为平坦，大回转比赛中旗门的水平间距会随着地形倾斜角度加大而增加，但在超级大回转和速降比赛中则不存在这种趋势。由于大多数高山滑雪运动损伤都发生在转弯或者腾空后的落地阶段[31]，因此旗门在回转、大回转和超级大回转中经常是设置在地形起伏变化的位置，以此来降低运动员滑行中的速度，从而减少比赛风险。

2.2.3 雪况因素（snow condittiioonn）

高山滑雪项目是在有雪环境中进行的，特别是现代高山滑雪比赛，几乎全部使用人工雪[39]。人工雪的基本特点是雪粒小、积雪密度高、雪的微观结构不是雪花，而是冰晶体，从而使雪粒间结合更加紧密，产生较高的渗透阻力。不同气象条件形成的雪道的状况（简称雪况）有很大差别，雪况的好坏直接影响运动员的技术发挥和比赛成绩，有风险的雪况包括挑战性雪况（aggressive snow condition）、变化雪况（changed snow）、湿/滑雪面雪况（too bumpy/too smooth snow surface）以及注水雪况（water-injected snow），这些都会给运动员比赛和训练带来损伤风险[5，32]。雪况因素涉及到雪道温度、积雪密度和雪的微观结构等，均是雪面对承重载荷的影响因素，特别是低温、低湿度和人工雪的制造都可能成为危险性的雪况[40]。其中，高山滑雪赛道中的注水雪面存在一定争议，一方面认为注水雪面容易拖滑，对低水平运动员存在风险；也有研究认为注水后的冰状雪上，雪板对雪的刻滑作用减弱，不会因多次滑行出现过深沟壑，进而有助于降低运动员损伤风险[39]。

3 竞技性高山滑雪运动损伤预防

3.1 运动员主体预防

在体能方面，Raschner等[28]证明核心力量训练和避免核心力量失衡可以预防高山滑雪ACL损伤。Müller等[29]通过对比研究发现，除了技术以外，体能、人体测量学特征和生理成熟度都会对年轻高山滑雪运动员的损伤风险产生影响，并建议将神经肌肉训练纳入青年滑雪运动员的训练方案中，以防止运动损伤。可见，良好的体能训练可作为预防滑雪损伤的合理措施。Hewett等[41]提出使用生物力学的筛选方法，用以评估运动员神经肌肉控制和跳跃着陆时的足外翻程度，来预测运动员ACL损伤风险。对于疲劳因素，Gillan等[42]证明积极的山间恢复（on-hill recover）可以促进血乳酸的清除，并能够提高滑行效率。

竞技高山滑雪损伤预防主要集中在膝关节ACL研究领域，对此有一种广泛讨论的筛查方法是通过膝关节屈伸肌峰力矩比值（H/Q），即股四头肌与腘绳肌的峰力矩比值实现，此方法的原理是强壮的股后肌群可以防止胫骨相对于股骨前移而导致损伤，然而这种H/Q比值指标筛查方法对降低运动员损伤风险并未产生显著作用。随后，Jordan等[43]又提出一种“快速H/Q力量”方法，该方法考虑到ACL损伤发生时间非常短，这不仅是腘绳肌与股四头肌的强度问题，同时也可能是肌肉是否可以被快速激活的问题，因而该方法可能为检测运动员力量缺陷和预防ACL损伤提供新的可能。

运动员腰背部是过度使用造成损伤的主要部位[23，44]，Spörri等[45]在对运动员高山滑雪大回转测试中发现，身体站姿可以调整背部负荷，从而预防滑雪损伤的发生。特别是关于器材导致的滑雪损伤，降低站立姿势有助于减少脱滑、ACL损伤和速降中的损伤风险[19，46]。尽管头盔的使用可以减少15%～60%的头部伤害[47]，但由于缺乏来自真实碰撞情况的生物力学数据，目前对最佳头盔性能标准的了解还很有限。

此外，国际奥委会（IOC）和国际雪联（FIS）已经规定，低于-27°C时不能够进行比赛，以避免因温度过低而出现运动损伤[48]。对此也有研究者认为运动员要穿着加厚的竞赛服装，可以有效降低长时间暴露在低温环境中的损伤风险[49]。另外，Gilgien等[50]通过差分全球导航卫星系统（differential Global Navigation Satellite System，dGNSS）对高山滑雪竞技比赛中的技术表现进行精确评估，该方法可以有效跟踪运动员在比赛中的重心轨迹，对比选手同一轮滑行之间的差异或同一运动员不同转弯的差异，以此作为滑雪损伤预防的理论分析基础。

3.2 客体预防

3.2.1 器材预防

首先，从雪板角度来说，理论上通过降低雪板硬度可以使雪板更容易从“刻滑”轨迹中脱离出来，硬度稍差的雪板在发生形变的时候对抗性或侵略性较小，但Gilgien等[51]通过模型研究发现，减小雪板硬度会导致明显的脱滑，反而会在连续转弯时导致速度增加。有多项研究认为低塑形、宽且长的雪板可以降低损伤风险[52-54]，低塑形即滑雪板半径大的雪板，可以有效降低雪板的自动操控性能，从而降低雪板转弯时的动能和地面反作用力；长雪板更安全是基于其高速滑行中的舒适性和预测性更高而言。

其次，对于滑雪鞋，比较困难的是如何能够既保证最大的安全系数，又能够有效传递身体对雪板的作用。针对滑雪鞋的设计，目前有两种损伤预防建议，一种是让雪鞋后固定器在出现后作用力时自动脱落[55]；另一种是通过优化滑雪鞋设计来预防膝关节出现不良负荷模式[56]。

对于固定器，较难解决的是如何区分反向旋转和过度足外翻。目前研究主要集中在机电一体化固定器（mechatronic bindings）的研发上[57]，另一种可能的方法是设计一种嵌有载荷限制垫板的新型固定器，以便更好地区分负荷类型[58]。关于旗门杆（ski pole），国际雪联比赛的标准已经规定使用阻力小且能够快速回弹释放的可变旗门杆，但这方面仍然有进一步提高的空间[31]。

为防止滑雪损伤发生，滑雪比赛中的头盔已被强制使用多年，但头部损伤依然经常发生[59]，因而头盔的使用标准也同样具有提高和改进的空间。近年来也有研究提出使用护背、护膝、护腕和安全气囊等方法来降低滑雪损伤风险[44，60，61]。尽管这些措施是建立在预防理念基础之上的，但实施情况并不佳，一方面是因为过多的护具会增加运动员负担，影响技术发挥；另一方面是因为这些措施在真正减少损伤风险方面的有效性还不够清楚，如果一旦被证明足够有效，则会有相关政策规定使用。

3.2.2 雪道预防

雪道地形和滑行速度与高山滑雪运动损伤风险有直接关系，因此降低滑行速度和转弯速度是合理的预防竞技滑雪损伤的有效措施。从机械能角度来看，雪板与雪面的摩擦力以及空气阻力会降低运动员的动能[62，63]，运动员滑行轨迹远离“滚落线”时，速度也会降低。基于此，首先，雪道线路设置中，通过增加旗门间的水平距离和缩短旗门间的直线距离可以调整和控制滑行速度[38]，线路设计时需在地形变化处或者关键位置来设置旗门，通过适当增加旗门的水平距离，来达到有效控速的目的[64]。其次，从空气阻力来看，调整站立姿势也可以作为预防运动员损伤的一种措施[65]。从整体来看，相比运动员自身和器材方面的改进，雪道的线路设置对高山滑雪损伤的预防效果更好[53]。

对高山滑雪比赛中经常出现的跳跃动作，一方面要尽量降低起跳坡度，增加落地坡度，从而保护运动员安全[5]；另一方面，还需要通过系统训练来提高运动员落地时的核心稳定性和控制能力，从而降低损伤风险[66]。此外，雪道中安全网的设置也是需要考虑的风险因素之一，Anghileri等[67]通过模拟碰撞实验的研究指出，优化安全网设置的合理位置可以降低损伤程度，且安全网的冲量吸收能力也有进一步提高的空间。

3.2.3 雪况预防

对于根植于雪面上的滑雪运动来说，雪况好坏对高山滑雪运动员有着重要影响。雪况主要由雪的温度、密度和湿度决定，低温情况下的雪质会更硬，运动员滑行中挑战性就会增加[39]。由于高山滑雪比赛落差较大，不同海拔高度的雪密度、雪温和湿度也会有所差异。高山滑雪比赛中起点到终点的雪况不是完全相同的，对于同一场比赛，第一名运动员滑行的雪道雪况和最后一名运动员滑行的雪况也是有差异的。因此，为了避免因雪况不同而造成损伤，正式比赛会允许运动员视察线路情况，使其更加了解雪道设置、地形变化和雪况差异。对于竞技比赛中注水雪面的应用，一方面是出于公平起见，给运动员尽量创造相同条件的雪况；另一方面是由于雪板在注水或者结冰的雪面上反应能力减弱，因而注水雪面可能更加安全，但对于低水平的运动员，应该避免使用注水雪面[5]。

4 小结与展望

竞技性高山滑雪损伤发生率和损伤程度仍然较高；损伤发生存在多种影响因素，其中已经确定有统计学差异的因素包括核心力量、性别差异、技术水平、器材等。关于高山滑雪损伤预防，在评价多种预防措施的有效性方面，还需要进一步研究，除了评估预防措施对损伤发生率和严重程度的直接影响外，还应在其他相关变量方面进行更多探讨。我国高山滑雪运动损伤领域无论是理论研究还是实践应用都相对薄弱，这对我国在高山滑雪的科学训练和竞技水平的提高方面无疑造成阻碍。2022年冬奥会即将在中国举办，需要尽快增加对高山滑雪运动损伤的科学研究和实践应用，为此建议从以下方面进行努力：第一、完善我国竞技性高山滑雪的损伤监控体系，建立训练和比赛期间的损伤数据库，为我国高山滑雪项目科学化训练提供数据支持。第二、我国高山滑雪运动员数量不多，运动成绩距离国际高水平运动员还有差距，一定程度上影响研究的代表性，研究对象存在群体差异，国外一些研究成果不能直接应用于我国的科研和运动实践当中，但仍需积极借鉴国外先进的研究成果，根据现有条件进行本土化，提供亚洲地区研究样本。第三、国内还缺少针对某一问题进行的细致和深入的研究，在评价指标应用上如损伤发生率、损伤程度等还未能与国际接轨，后续研究设计和量化指标要尽快与国际接轨。第四、未来要多采用实验、录像分析、动力学分析等研究方法和研究手段，增加不同性别、不同项目、不同损伤之间的对比研究与纵向研究。