腘绳肌损伤因素及评估指标体系的构建

徐丰 霍洪峰

【摘   要】   在跑、跳、踢等高速运动中腘绳肌存在较高的损伤率。评估腘绳肌损伤因素风险大小对预防腘绳肌损伤具有重要意义。运用层次分析法，建立综合评估腘绳肌损伤风险的评估指标体系，在文献资料的基础上，选定一级指标1个、二级指标4个、三级指标14个，根据专家访谈所获取的权重数据，运用层次分析法计算各级指标合成权重，将各因素导致腘绳肌损伤的风险大小进行排序。通过分析评估指标体系中的各级指标，为腘绳肌损伤制定预防和康复策略提供理论参考。

【关键词】   腘绳肌损伤;层次分析;指标体系

Establishment of Hamstring Injury Factors and Evaluation Index System

Xu Feng1， Huo Hongfeng2

（1. Hebei Normal University， Shijiazhuang 050024， China;

2. Hebei Provincial Key Laboratory of Human Sports Bioinformatics Evaluation， Shijiazhuang 050024，China）

【Abstract】    The hamstring injury rate is still high in high-speed sports involving running， jumping and kicking. Assessing the risk factors for hamstring injury is important for preventing hamstring injury. Using the principle of analytic hierarchy process （AHP） to establish a comprehensive assessment hamstring injury risk evaluation index system， on the basis of the literature， level 1， level 2 indicators selected 4， level 3 of 14， according to the weight data obtained expert interview， various synthetic weights are calculated by using analytic hierarchy process （AHP）， the various factors cause the hamstring injury risk. Through the analysis of all levels of indicators in the evaluation index system， it provides theoretical reference for the formulation of hamstring injury prevention and rehabilitation strategies.

【Key words】     hamstring injury; analytic hierarchy process; the indicator system

〔中图分类号〕  G804.2    〔文献标识码〕  A              〔文章编号〕 1674 - 3229（2021）01- 0094 - 07

0     引言

腘绳肌损伤是澳大利亚足球、美式足球、橄榄球和短跑中最常见的非接触性损伤[1]。腘绳肌损伤的严重程度从轻微的微观撕裂和一些功能丧失（一级）到肌肉完全断裂并完全丧失功能（三级）[2]。股二头肌长头是最常见的腘绳肌损伤，肌肉-肌腱连接处和邻近的肌肉纤维是最常见的断裂部位[1]。

30%的澳大利亚足球运动员，在每个赛季出现大腿后侧疼痛，腘绳肌损伤率约为16%[3]。在英国橄榄球比赛中，1000名球员中有27%的运动员腘绳肌会拉伤[4]。腘绳肌拉伤后，会导致训练和比赛时间的损失。研究表明，腘绳肌损伤是英国橄榄球运动中第二常见的损伤[3]。在季前赛训练中，腘绳肌损伤占总损伤的11%[4]。除此之外，许多研究也报道，腘绳肌拉伤经常发生在许多流行的个人运动中，如田径、滑水、越野滑雪、下坡滑雪[1]。腘繩肌损伤有很高的复发率。在12%-48%的足球运动员中，腘绳肌出现复发性损伤[1]。34%的球员在最初的腘绳肌损伤后一年内得到了恢复。在恢复比赛的第一周，腘绳肌拉伤复发的风险高达13%[4]。

在许多情况下，腘绳肌损伤造成大量的训练和比赛时间损失，这导致严重的经济损失和运动表现下降[7]。优秀运动员在腘绳肌损伤康复后，回归赛场上的运动表现也明显下降。近几十年来，腘绳肌损伤发病率没有下降。这就表明目前在防止腘绳肌损伤的做法上需要进一步的科学研究。本研究通过文献资料分析和与专家访谈，选定腘绳肌损伤风险因素，运用层次分析法评估各因素损伤风险程度大小，为预防腘绳肌损伤制定有针对性的科学训练方案和康复策略提供参考。

1     腘绳肌损伤评估指标的选定

1.1   可改变因素

1.1.1   肌力失衡

肌肉力量失衡被认为是导致腘绳肌损伤的因素之一。骨骼肌肌群间的相互作用显著增加了腘绳肌损伤的风险，腘绳肌快速离心收缩力量不足与增加腘绳肌损伤有关[2]。在足触地早期阶段，由于地面对足产生力的作用，腘绳肌不仅要对抗股四头肌收缩时产生的力量，还要离心收缩以产生髋部伸展的强度，腘绳肌离心收缩力量缺乏会导致损伤。腘绳肌对抗的力量超过自身离心收缩的最大力量，会造成腘绳肌肌纤维断裂引发损伤。在膝关节摆动阶段，由腘绳肌离心收缩产生的力量不仅要缓冲股四头肌向心收缩产生的力量，还要缓冲小腿前摆的惯性力量，以防止膝关节过度超伸[2]。运动中，不仅股四头肌的肌肉力量明显大于腘绳肌的肌肉力量，而且腘绳肌和股四头肌的肌肉力量比率也不固定，它随着运动速度的不同而不断变化[3]。在运动期间，腘绳肌离心收缩力量与股四头肌向心收缩力量不构成合理比例，腘绳肌缺乏离心收缩力量，无法对抗股四头肌向心收缩的力量以及缓冲小腿前摆的惯性力量，则容易造成腘绳肌运动伤害[4]。

在进行伸髋动作中，臀大肌和大腿内收肌发挥拮抗作用维持股骨的正常运动，当二者力量不平衡时会影响股骨的稳定性，在快速的伸髋屈髋的运动中，使腘绳肌承担了额外的工作。臀大肌和腘绳肌向心收缩时，都具有拉伸髋关节的效果，当臀大肌损伤或者腘绳肌激活时序先于臀大肌激活时，髋部伸展将由腘绳肌代偿。臀大肌长期得不到有效恢复以及不被正常激活，也会增肌腘绳肌额外的负担[4]。

1.1.2   腘绳肌柔韧性

柔韧性差被认为是腘绳肌损伤的危险因素之一 [4]，是田径运动中最常见的损伤，在短跑的末端摆动阶段它们处于最大伸长位置。在摆动末期出现长度峰值，此时需要较高的灵活性，这表明柔韧性较差的运动员容易发生损伤[5]。良好的柔韧性在降低损伤率、增加运动范围和促进运动协调方面起着重要作用。腘绳肌柔韧性差导致膝关节伸展的峰值较大，最大膝关节屈曲时的膝关节屈曲角度可以反映腘绳肌损伤的风险，腘绳肌柔韧性越好，其最大屈膝力矩时的屈膝角度越小[5]。因此腘绳肌柔韧性问题可能是其损伤危险因素。

1.1.3   热身不足

热身准备活动，最大限度地减少了运动损伤的风险[6]。在运动过程中，肌肉需吸收能量来抵抗外力和拉伸，准备活动不充分肌肉吸收能量的能力降低，肌肉僵硬会产生较大的阻力，更容易产生疲劳。在此状态下，腘绳肌进行快速收缩，很容易发生损伤。骨骼肌温度升高会使骨骼肌黏度降低和弹性增加，从而吸收更多的能量。温度低时，骨骼肌会变硬并且抗伸展性增加。充分的准备活动，可使肌肉保持吸收能量的较好状态，从而减小损伤的风险[7]。研究支持准备活动不足是腘绳肌损伤危险因素之一，认为运动前不做准备活动或准备活动不充分容易导致腘绳肌损伤[8]。

1.1.4   肌肉疲劳

用等速测试研究足球比赛疲劳后峰值关节扭矩角的变化发现，腘绳肌损伤风险可能取决于改变的峰值扭矩[6]。疲劳后引起的腘绳肌最大扭矩关节角的变化，腘绳肌与股四头肌扭矩比值的同时降低可能导致腘绳肌离心收缩时产生的阻力降低，腘绳肌损伤的风险增高。研究人员运用肌电图和机械肌电图测量了肌肉在最大疲劳运动后的状态，认为反复运动后的肌肉疲劳对人体肌肉的收缩特性产生重要影响[7]，这种影响包括肌肉肌腹位移和肌肉收缩速度。肌肉疲劳影响了腘绳肌正常工作能力，容易发生运动损伤。

1.2   不可改变因素

1.2.1   肌纤维型分布

快肌纤维的结构特征是容易损伤的原因之一。与其他位置的肌肉相比较，腘绳肌快肌纤维较高，容易导致腘绳肌损伤。同时当肌肉力量不平衡时慢肌纤维会参与协助，当慢肌纤维进行高速收缩时会造成损伤 。

1.2.2   腘绳肌解剖结构

腘绳肌同时跨过膝、髋两个关节，属于双关节肌群。腘绳肌协同收缩或快速交替收缩完成膝关节屈和髋关节伸，并保持膝关节的稳定性。当其完成上述功能时，会使腘绳肌在伸长状态承受较强的负荷。股二头肌有两个头，受两个独立的神经支配，快速收缩不同步会导致产生对抗外界负荷有效张力的能力下降[5]。可见股二头肌长头的损伤与其结构位置有关，也是其容易发生损伤的风险因素之一。

1.2.3   腘绳肌离心收缩工作

进入高跑速的80%-90%步幅周期阶段是腘绳肌发生损伤的高发阶段。此时腘绳肌由离心收缩转为向心收缩以降低急速伸膝的速度，在此工作阶段腘绳肌损伤机率最大。在足蹬地动作中，在髋关节处腘绳肌已经被拉长，此时过度要求增加步幅，在膝关节处腘绳肌会继续被拉长造成腘绳肌主动不足[9]。由于离心收缩和向心收缩的快速转换作用于髋和膝的合肌力矩达到峰值，若承受更大的负荷刺激会导致与相关肌群协调共济关系破坏，诱发损伤。

1.3   损伤史因素

1.3.1   神经肌肉抑制作用

在评估股二头肌在运动中对有腘绳肌损伤的运动员激活作用时发现，在损伤恢复过程中，出现了神经肌肉抑制作用，这种作用对损伤的肌肉起到了保护作用[10]。损伤后腘绳肌相对贡献低和其他肌肉协同作用增强反映了损伤后的肌肉激活模式，这可能存在着一种潜在的代偿神经机制。这种神经肌肉抑制发生在损伤后会限制腘绳肌离心收缩，对腘绳肌损伤康复产生不利影响。在保护机制作用下会导致腘绳肌离心收缩无力，再次回到比赛时被长时间激活会再次发生损伤。由于腘绳肌起始点和停止点的位置关系，使腘绳肌受双神经支配，这种双神经支配的不同步导致肌肉收缩不同步进而引发损伤的风险。

1.3.2   腰椎姿势不良

脊柱和下肢的关节活动度以及其他因素的共同作用对控制功能的影响是预防损伤和康复的关键[9]。腰部脊柱前屈程度会影响到骨盆的位置，而骨盆位置的变化会影响臀部肌肉、髂腰肌和腘绳肌的力学状态。腰部损伤患者会出现延迟臀大肌收缩，而腘绳肌提前活跃，这些肌肉的激活时间发生变化会影响骨骼肌正常运动模式，臀大肌肌肉力量下降会引发腘绳肌代偿机制，造成腘绳肌损伤。

1.3.3   骨盆过度前倾

损伤的发生与骨盆和躯干运动程度较高有关，核心稳定不足增加了腘绳肌原发性损伤的风险，在运动中发挥协调作用是预防损伤的关键。运用足球运动中短跑时的三维运动数据进行分析，结果表明在摆动时如果骨盆和躯干过度运动，会导致稳定骨盆和躯干的肌肉超负荷工作，增加腘绳肌损伤的风险[11]。提高跑步运动的协调性有利于避免运动过程中损伤的发生。当骨盆和核心动作控制有问题、稳定性差，以及髋伸展灵活性不足时会致使腘绳肌损伤。

1.3.4   復发性腘绳肌损伤

澳大利亚精英足球运动第一次伤病监测的研究结果显示，腘绳肌损伤率最高，占13%，复发性损伤占全部损伤的20%，且复发更为严重。腘绳肌损伤主要发生在高速跑运动中，第二次受伤的发生率为12%-41%，复发伤更为严重，损伤影响训练时间是运动时间的2倍[11]。有损伤史的运动员会表现出肌肉激活模式的缺陷增加了损伤的风险， 损伤侧的膝关节最大屈伸角度会受到影响，腘绳肌最佳收缩长度与膝关节最大屈伸角度有关。肌肉损伤修复后会留下疤痕组织，因疤痕组织硬度比较大、伸展性弱、粘度差，损伤后容易再次复发。

1.4   个体特征因素

1.4.1   性别

在同一俱乐部男女运动员损伤情况比较中发现，男性损伤率比女性高，腘绳肌损伤男性居多。而在柔韧性相同的条件下，女性的静息长度更短，腘绳肌更容易发生损伤。腘绳肌损伤与性别之间存在较弱的相关性。性别在疾跑时对腘绳肌最大应变没有显著性差异（p>0.05），表明腘绳肌损伤没有性别差异。

1.4.2   年龄

英国精英足球运动中，13-16岁之间的运动员具有最大的腘绳肌损伤风险。肌肉力量的增长与年龄有关。肌肉力量与年龄的增长成正比，而腘绳肌与股四头肌的肌肉力量比值却随着年龄的增长而降低，当到一定阶段以后，肌肉力量不再随年龄增长而增长，反而会逐渐减小。整体肌肉质量随年龄的增加而逐渐减退，老年人肌肉比年轻人的肌肉僵硬，老年人容易发生肌肉损伤。肌肉力量降低会使腘绳肌存在损伤的风险，年龄的增加会使下部腰椎退化，进而形成肌肉力量的衰减。

1.4.3   人种

不同种族运动员损伤率有差异。腘绳肌损伤在黑色种族中有较高的发生率，从事足球运动的黑色人种比白色人种有更大的损伤风险[11]。不同种族的个体可能有不同的肌肉纤维组成。具有较快纤维的运动员可能容易出现肌肉紧张损伤。同时，与其他种族相比，黑色人种的骨盆较向前倾斜，更容易拉动腘绳肌，从而增加腘绳肌损伤风险。

2     腘绳肌损伤评估层次结构模型

在文献资料的基础上，从腘绳肌损伤机制出发，对腘绳肌损伤因素进行梳理，制成专家调查问卷。

对12名專家进行3轮问卷征询，将各专家意见进行一致性检验，做出汇总结果。

腘绳肌损伤评估层次结构如图1所示。确定目标层1项指标，腘绳肌损伤评估体系（A）;准则层4项指标，个体特征因素（B1）、损伤史因素（B2）、可改变因素（B3）、不可改变因素（B4）;指标层14项指标，年龄（C11）-肌纤维类型（C43）。

3     评定因素权重的确定

运筹学教授T. L. Satty对不同情况的比较结果给予数量标度（表1），用数字1～9及其倒数作为标度确定Bi，Bj的取值，得到下一层对上一层的判断矩阵的形式，矩阵数据由专家调查整理所得（表2）。

3.1   计算判断矩阵的最大特征根[γmax]

[Wi][=11/33/73/5319/73/57/37/917/55/35/95/710.1250.3750.2920.208=0.5001.5001.1670.833]

[γmaxn=1nBWinWi=W14×W1+W24×W2+W34×W3+W44×W4]

[=0.5004×0.125+1.5004×0.375+1.1674×0.292+0.8334×0.208=4.001]

3.2   对判断矩阵进行一致性校验

[CI=γmax-nn-1=4.0001-44-1=0.0003]

为满足对高维判断矩阵一致性的要求，引入修正值（见表3）。

[CR=CIRI=0.00030.90=0.00033<0.10]，所以一致性检验通过。

3.3   构造第3层相对于第2层的判断矩阵

构造第3层的各指标元素相对于第2层各准则的指标元素判断矩阵，同时计算相应的一致性检验矩阵的最大特征根[γmax]，如表4-7所示。其中：

[B1：γmax=3，CI=0，CR=0.00<0.10]

[B2：γmax=3.999，CI=0.0003，]

[CR=0.0004<0.10]

[B3：γmax=4.001，CI=0.0003，]

[CR=0.0004<0.10]

[B4：γmax=3.006，CI=0.0003，]

[CR=0.0005<0.10]

3.4   总排序检验

[CI=Wi×CIi=W1×CI1+W2×CI2+W3×CI3+W4×CI4]

[=0.125×0.0003+0.375×0.0003+0.282×0.0003+0.208×0=0.0023]

[RI=Wi×RIi=W1×RI1+W2×RI2+W3×RI3+W4×RI4]

[=0.125×0.90+0.375×0.90+0.282×0.90+0.208×0.90=0.90]

[CR=CIRI=0.00230.90=0.0026<0.10]

故最后一致检验通过。

3.5   层次单排序和层次总排序

4     分析与讨论

腘绳肌损伤是最常见的非接触性运动损伤之一，严重影响运动员生活和运动生涯[4]。通过文献研究分析，以腘绳肌损伤风险因素为指标依据，初步构建出腘绳肌损伤风险评估指标体系，并经过3轮专家问卷征询工作，进一步确定评估指标体系。经3轮专家对各级指标两两给出相对权重，在此过程中，各级指标权重一致性高，各个指标一致性比率CR<0.1。最终腘绳肌损伤评估指标体系及指标合成权重见表8。

根据腘绳肌损伤评估指标体系构成判断矩阵，准则层由可改变因素、损伤史因素、不可改变因素和个体特征因素构成（表2），可改变因素所占权重（0.375）明显高于其他3项指标，其次为损伤史因素（0.292）、不可改变因素（0.208）、个体特征因素（0.125）。个体特征因素中年龄、性别、人种3项指标合成权重依次为0.0625、0.0250、0.0375。损伤史因素中腘绳肌损伤史、腰椎姿势不良、骨盆过度前倾、肌肉神经抑制保护作用4项指标合成权重依次为0.1115、0.0694、0.0560、0.0560。可改变因素中肌力失衡、肌肉疲劳、热身不足和腘绳肌柔韧性4项指标合成权重依次为0.1365、0.1020、0.0682、0.0682。不可改变因素中腘绳肌离心收缩工作、腘绳肌解剖结构、肌纤维类型3项指标权重依次为0.0757、0.0944、0.0378。从表8中可以看出，肌力失衡、腘绳肌损伤史和肌肉疲劳，指标合成权重均大于0.1，是对腘绳肌损伤影响最大的危险因素，在进行损伤评估时，应以肌力失衡、肌肉疲劳、损伤史为损伤预防的重点。

基于腘绳肌损伤具有多风险因素的特点，通过文献资料研究，以腘绳肌损伤风险因素指标和获取的专家数据权重为依据，构建腘绳肌损伤风险评估指标体系。构建的腘绳肌损伤评估指标体系基于综合评估导致腘绳肌损伤的风险因素，明确不同因素导致腘绳肌损伤风险程度的大小，积极制定预防和康复策略。以构建的评估指标体系为指导，可以为从事涉及跑、跳、踢等高速运动的运动员制定针对性损伤预防方案。由于运动员在训练或比赛过程中处于动态变化状态，在进行比赛和训练前进行损伤风险评估可以避免在此过程中发生损伤风险，从而避免由损伤导致的训练时间流失以及比赛表现下降。腘绳肌损伤评估工作依托于教练员、相关领域专家以及运动员，评估对象为竞技運动员。以腘绳肌损伤评估指标体系为依据，对竞技运动员比赛和训练的全过程进行损伤风险评估，有助于降低腘绳肌损伤率以及提高运动表现。

5     结论与建议

本文构建了腘绳肌损伤评估指标体系，准则层包含4项指标，指标层包含14项指标。

在指标权重的确定上，采用层次分析法，确保所建立的评估指标体系的科学性。可改变因素所占权重明显高于其他因素;肌力失衡、腘绳肌损伤史和肌肉疲劳，指标合成权重均大于0.1，是对腘绳肌损伤影响最大的危险因素。建议依据本评估指标体系进行损伤预防时，应以肌力失衡，肌肉疲劳，损伤史为损伤预防的重点。

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