网球肘损伤机制的生物力学分析

朱家驹

(吉林体育学院研究生院 吉林长春 130022)

网球肘，临床表现为肘关节外侧疼痛，是前臂部分肌肉与肱骨外上髁连接处的疾病［1］。医学上对网球肘有两种定义，分别为肱骨外上髁处伸肌总腱起点附近的损伤和前臂伸肌总腱起点的损伤［2］，如桡侧腕短伸肌、指总伸肌等［3］。网球肘的形成分为急性损伤和慢性劳损两种方式［4］。据统计，该病在人群中的患病率为1%～3%，在以手部工作为主的人中高达7%，如网球运动员、家庭主妇、木工等长期反复肘部用力的活动者［5，6］。目前，关于网球肘的病因有许多讨论，也有诸多争议，该文结合相关文献，从生物力学角度出发，对网球肘的损伤机制进行研究分析。

1 肘关节的解剖结构

想要了解网球肘的损伤机制，需要先了解肘关节的解剖结构和周围相关肌肉与韧带的位置关系。肘关节由肱骨远侧端和桡尺骨近侧端组成，是一个典型的复关节，周围有3 条韧带加固，分别为桡侧副韧带、尺侧副韧带和桡骨环状韧带。董骐源等人［7］指出，肘关节环状韧带与关节囊、外侧副韧带复合体RCL、外侧尺骨副韧带LUCL、副韧带ACL 都有广泛的纤维连接，因此轴线方向上的应力很有可能导致环状韧带和相关结构损伤。网球肘的形成大多是因为伸肌总腱发生损伤，其中包括桡侧腕短伸肌、桡侧腕长伸肌、尺侧腕伸肌、肘肌、指伸肌、小指伸肌等。据研究统计，在网球肘诸多病例中，多数为桡侧腕短伸肌肉损伤。桡侧腕短伸肌从解剖学上看为梭形肌，起点为肱骨外上髁，止于第3掌骨底。Cohen等人［8］研究发现，桡侧腕短伸肌，即ECRB 与指总伸肌在离肱桡关节57～79mm，离外上髁74～96mm 处汇集。董骐源等人［7］指出，ECRB 附着点小，承担着前臂肌群中最大的拉力，因此桡侧腕短伸肌是肱骨外上髁中最容易发生疲劳受损的肌腱，也是网球肘病例中最常见的损伤类型。

2 肘关节的生物力学受力分析

肘关节桡侧腕短伸肌的特殊解剖结构，使伸肌的过度使用或者所承受负荷过大，成为肘关节的损伤原因。从生物力学角度对肘关节进行受力分析来看，肘关节主要进行屈伸运动，幅度可达140°，过伸可以增加10°～20°，还可以做旋前旋后运动，幅度为10°～15°，女性可达25°左右。由于肱骨关节是典型的滑车关节，其关节轴倾斜向内下，当人屈前臂时，前臂与上臂中轴之间会发生大约5°～15°的转动，为提携角。因此，大于15°称肘外翻，小于0°称肘内翻［9］。

当前臂屈曲某一角度时，作用在肱二头肌和肱肌上的肌肉力Fm可以分解为两个分力S和R。其中，S为稳定力，压紧肘关节起稳定作用；R为旋转力使前臂屈伸和旋转。如图1 所示，设肌力的作用点与肘关节的转动中心距离为dR，则旋转力R 随前臂屈曲角度变化而变化，由图①旋转至图③，即肘屈曲角度接近90°时，R最大。肘关节角度越小，产生的旋转力越大，当肘关节伸展角度为90°时，旋转力最大。

图1 前臂屈曲不同角度的受力分析

3 网球肘损伤机制的生物力学分析

根据肘关节的解剖结构，指屈肌位于前臂位置，长肌腱支配手指进行运动，在网球运动员握拍时，不同的握拍方式会使手掌和手指在腕关节处产生一个弯曲力矩，影响腕伸肌达到受力平衡［10］。Evans 等人［11］认为，网球肘损伤形成的原因是过度使用手指、手腕伸肌，以及手腕非中性姿态导致的指、腕伸肌的偏心伸展等。为了探究网球肘损伤是否是因为手指、手腕伸肌不平衡导致，孟文等人［12］提出了一种基于前臂肌力不平衡性的评估方法，即肌力测定法和EMG 信号结合方法，设计了特制的手指和手腕的测力装置，测量手腕和掌指关节MCP，腕关节和MCP-腕关节共同发力时的最大力矩。选取了15 名网球运动受试者，14 名男性和1 名女性，其中11 名无网球肘病史，1 名男性和1 名女性患有网球肘，2名为网球肘恢复者。受试者用手腕和掌指关节发最大力，并采集桡侧腕伸肌、指总伸肌、桡侧腕屈肌和指浅屈肌的EMG信号。结果发现，在11名正常男性受试者中，伸肌肌肉活化值都低于屈曲动作活化值，说明在进行屈曲动作中关节力矩较大，伸展动作中关节力矩较小。综上所述，网球肘的成因之一为运动员的手腕肌力不平衡。

除了运动员前臂肌力不平衡导致网球肘的产生，不正确的单手反手击球技术也容易导致网球肘的产生。刘卉等人［13］选取10名网球专业运动员和5名初学者，对比单手反手击球动作的运动学、动力学和肌电数据，研究发现，专业网球运动员有较长的回拍时间，但碰撞持续时间较短，相比于初学者组，专业组有更大的碰撞峰值力和更大的肌肉释放能量。因此，网球肘产生的另一因素为运动员在击球碰撞时没有充分伸展肘关节。但相比于初学者，专业爱好者的伸展程度较大。而肘关节充分伸展的主要肌肉为肱三头肌，对比肌电信号发现，专业组肱三头肌iEMG 明显大于初学者组，这更加深了专业组，击球前，肘关节伸展的事实。此外，肌肉的过度使用也会造成肘关节疼痛。两组受试者的桡侧伸腕肌群使用率过高，而肌电信号显示，初学者组的尺侧腕屈肌群也很早就进入了激活发力状态。综上所述，网球肘的成因之一是网球运动员伸肘关节的同时，又进行了旋转动作，而肘关节完全伸展，则不能同时做旋转动作，所以肘关节伸展程度越大，肘关节发生损伤的概率就越低。

除了上述成因之外，有关学者利用脱离人体的实验方法，单独对肘关节进行体外的生物力学分析。肖建忠等人［14］，选取经福尔马林防腐的成人肘关节标本48例（男22，女26），暴露肘关节处韧带，对其进行生物力学实验。研究发现，在桡侧副韧带复合体中，桡侧副韧带起主要作用，桡骨环状韧带起协同作用。综上所述，肘部损伤是前臂过分旋前，过度肘外翻使内部负荷过大。也有学者指出，运动员进行重复的腕背伸和前臂交替的旋前旋后动作，会导致肘关节损伤，在其伸直位又同时施加力量时，应力效应是增加的［15］。陆光平［1］指出，网球肘也会因为神经根型颈椎病而产生，这种被称为颈源性网球肘，由于第5和第6颈椎神经支配肘外侧腕伸肌腱，所以当颈椎出现损害情况时，会导致肘关节处的肌腱发生疼痛。

肌腱的过度使用，也会导致网球肘的产生，张进霖等人［16］在对网球肘发病机制探讨中指出，网球肘存在两种病因学说，其一是因为肌腱被过度使用，引起肌腱退变。王媛等人［17］利用肌骨超声对肱骨外上髁进行诊断，发现肘部长期反复活动使肌腱变厚，肌腱内产生钙化现象，会出现血管增生和水肿等问题，显著引起肱骨外上髁炎。贺涓涓等人［18］通过超声影像发现，网球肘病患是由于肌腱大量使用，导致发炎病变、胶原变性、成纤维细胞增多、黏液变性等，使肌腱末端疼痛。

4 导致网球肘发生的原因

4.1 肌力不平衡

对于网球运动员来说，手腕和掌指关节中伸展和屈曲肌群之间的肌力不平衡是产生网球肘的主要因素。因此，在预防和临床治疗时，要注重手腕肌群的训练，保持伸展和屈曲的同步训练，及时通过对手指和手腕肌群中肌力的测量，来评估和预防运动员网球肘的损伤风险。

4.2 回拍方式和击球技术不正确

在运动员击球碰撞前，会进行一个回拍动作，而短回拍技术比长回拍技术具有更高的网球肘风险。在进行击球时，运动员的肘关节没有充分伸展，造成肘关节碰撞损伤。因此，应加强运动员的回拍技术，利用长回拍技术，能有效降低网球肘的产生风险，同时在击球时，肘关节应尽量充分伸展。

4.3 肌肉的过度使用

桡侧腕短伸肌的重复离心收缩和尺侧腕屈肌群的反复使用，会增加网球肘的风险。因此在日常训练中，要加强运动员前臂肌群的训练，特别是桡侧伸腕肌群以及尺侧腕屈肌群，提高肌肉耐力，降低网球肘风险。

4.4 前臂过度旋前，肘关节过度外翻

在网球运动中，应充分热身，提高肘关节处附近韧带的兴奋性，并进行针对性训练和实施有效保护措施，避免肘关节稳定性的失衡，而导致网球肘。

4.5 第5和第6颈椎神经损伤

在网球肘病患中，约40%为颈源性网球肘，由于肘外侧腕伸肌腱被第5 和第6 颈椎神经支配，第5 和第6颈椎神经损伤，使肘部外侧发生疼痛。因此，要从颈椎入手预防和治疗颈源性网球肘。

4.6 肌腱的过度使用

由于肌腱反复使用，导致肌腱发生病变，出现钙化、胶原变性、血管增生等问题，使肘部末端出现疼痛。

5 结语

为了避免发生网球肘，应提高前臂肌肉平衡能力和肌耐力，改善击球技术，熟悉长回拍技术并尽量伸展肘关节。同时，应热身运动以提高肘关节韧带的兴奋性，训练后，重视肘部拉伸，采用理疗或按摩等手法进行运动疲劳恢复，避免发生运动损伤，造成网球肘。