运动策略系列之 - 自行车与膝关节痛 目标读完这篇文章, 你应该知道 : 由骑自行车导致的常见问题 劳损的病理学 正确的座椅位置 目录序言骑自行车的生物力学劳损的病理学骑自行车导致的常见问题正确的坐姿实践应用 序言 1
心肺功能是身体适能中的主要元素 我们有很多的训练方法提高心肺功能 包括跑步, 游泳, 划船或骑自行车 ( 动感单车 ) 等 骑自行车不单能取代跑步, 达到加强心肺功能的效果, 同时对于那些希望通过低冲击训练从而提高心肺功能的运动员, 更是一种非常好的选择 美国交通部运输统计局估计, 超过 5 百万美国公民每个月至少骑 20 天自行车 同样, 动感单车在健身俱乐部中也非常的流行, 我们可以看到几乎所有的动感单车课程都是满的 由于蹬车是重复性非常高的运动 ; 骑 1 小时自行车便要蹬约 5000 次 因此, 无论是解剖学上或是相关设施而导致关节有轻微的关节位置不对, 都会影响正常关节运动, 削弱运动表现, 并引致痛楚及劳损的情况 这篇文章的目的是给私人教练提供关于常见的膝关节疾病的信息, 以及在动感单车课程中如何调整客人的座椅, 减少损伤的发生 蹬单车的生物力学 在骑单车时, 我们主要用下肢肌肉的力量蹬踏板并以此推进自行车 我 们可以将蹬踏板的这个循环过程分成两个阶段, 发力阶段和回复阶段 2
发力阶段以踏板在 12 点位置开始, 在 6 点位置结束 另一方面, 回复 阶段从 6 点位置开始到 12 点位置结束 图 1 单车解剖图 图 2 发力和回复阶段 在发力阶段, 由臀肌 股四头肌和腘绳肌收缩, 而髋关节和膝关节从屈 曲到伸展状态 一般来说, 膝关节在发力初段屈曲 110 度角, 伸展时膝 3
弯曲 35 度角 膝关节在整个过程活动范围大约 75 度 在回复阶段, 由 髋屈肌和腘绳肌收缩, 及踏板动量使膝关节从伸展到屈曲状态 劳损的病理学 当组织在负重情况下不停重复运动便会产生轻微损伤, 当组织在积聚一定量的损伤便会出现劳损的情况 重复活动会使一些结构如肌腱或骨骼疲劳 如果没有足够的恢复期, 轻微创伤会引起炎症反应, 并会释放出影响血管活性的物质, 发炎细胞和损坏局部组织的酶 进一步的重复活动会造成微创伤的累积, 最后导致临床损伤情况出现 在慢性情况中, 持续的活动产生衰退的变化 削弱表现, 灵活性降低, 慢性疼痛 因此, 劳损伤害往往不是急性的组织发炎, 而是转化为慢性恶化或慢性肌腱炎 劳损会产生的疼痛一般为缓慢发作及不定时, 但可能会有急性转慢性过程 劳损经常发生在运动员改变了训练方式 强度或持续时间后出现 生物力学 ( 内在因素 ) 和设备或训练 ( 外在因素 ) 都是导致过劳的主要原因 4
错误训练会导致膝部过劳情况 有研究指出训练负重很大, 长距离运动 都会导致膝关节损伤 同样, 在单车训练初期阶段, 迅速增加训练距离 或强度, 同样会导致过劳的情况 由骑单车导致的常见问题 一些针对运动员的研究发现, 膝关节的损伤是单车运动员下肢过度使用导致的问题中最常见的 在一次长距离的单车比赛后, 有 65% 的运动员感到膝关节疼痛 在另一项针对超过 500 名业余单车运动员的研究发现, 42% 的运动员有过度使用而引致膝关节痛的经历 这些问题包括髂胫束摩擦综合症, 膑骨股骨关节疼痛症候群, 鹅状肌粘液囊炎和内侧副韧带拉伤等 髂胫束摩擦综合症髂胫束 (ITB) 是腿外侧一条从髋部到膝关节的很厚的纤维性韧带 当膝关节屈曲时髂胫束会向后移动, 相反, 膝伸展时会向前移动 若腿部肌肉紧张会增加髂胫束与股骨的磨擦, 长时间的磨擦会最终引致关节内滑膜及髂胫束筋膜发炎 患者一般在深蹲时感到膝外侧剧痛或由于疼痛使在骑车的发力阶段时肌肉力量下降 导致这些问题的原因包括 :1) 胫骨过度内旋 2) 阔筋膜张肌紧张 3) 踝关节过度向外翻 4) 弓形腿 5
图 3 髂胫束摩擦综合症 膑骨股骨关节痛症膑骨股骨关节痛症是从膑骨股骨关节和起支持作用的软组织辐射到膝关节前侧的疼痛 膑骨股骨关节痛症是由于膑骨和股骨之间的软骨退化造成 症状包括 : 在攀登 上下楼梯或深蹲时膝前侧疼痛 该病症主要由于膝关节重复活动过度以及膑骨与股骨的排列有问题造成的 6
图 4 膑骨股骨关节痛症 膑骨和股四头肌肌腱炎膑骨和股四头肌肌腱炎会导致膝关节前侧局部疼痛 膑骨就是我们通常说的膝盖骨 膑腱联结在膝盖骨的下缘, 股四头肌肌腱联结在上缘 如果这些肌腱的压力过大, 将会引起炎症, 局部疼痛和肿胀 鹅状肌粘液囊炎是在膝关节内侧痛症中间常见的问题 痛楚位置通常在胫骨内侧, 约在膝关节下大概 2-4 厘米 直接外伤或重复摩擦关节囊会导致发炎 当关节囊发炎后, 腘绳肌收缩, 胫骨旋转, 压力直接作用于鹅状肌粘液囊都会产生疼痛 7
内侧副韧带 (MCL) 扭伤内侧副韧带 (MCL) 在膝关节内侧, 连接股骨和胫骨 如果胫骨相对股骨内侧移动过大, 过度拉伸会出现并发生内侧副韧带扭伤 任何对这一区域的直接加压或膝外翻对膝产生的压力都会产生疼痛 图 5 内侧副韧带扭伤 由于骨骼结构关系, 因此在膝伸展的过程中 ( 发力阶段 ), 膝关节会有向内移动的情况, 并导致足外翻及胫骨内旋 内侧关节的移动将给膝关节内侧部结构压力增加 另外, 胫骨内旋将进一步增加对膝关节内侧结构的压力 同时, 在女性的股四头肌和膑骨角度 (Q angle) 增加, 进一步压迫内侧结构 正确的坐姿 8
因为骑单车是一项重复性的运动, 在开始运动前将座椅调整合适对于预 防损伤很必要 大部份的损伤就是因为坐姿不正确产生的 坐位太高座椅太高会使膝伸展的角度超过 150 度, 这将拉紧髂胫束 (ITB) 的末端 同时, 膝过度伸展将导致超伸并拉扯膝部后侧结构如二头肌肌腱 此外, 相应增加对膝前侧的压缩力量 坐的太低 图 6 坐位太高 但是, 如果坐位太低, 在发力阶段的开始时, 将给膝部前侧很大的压力 9
这会增加膑骨和股骨之间的压力增加, 使软骨退化情况加速 同时, 会 增加膝关节肌腱的紧张程度, 导致膑骨和股四头肌肌腱炎 图 7 坐位太低坐位太靠前当座椅太靠前, 在发力阶段的中段时期会使膝部位于一个过度屈曲的位置, 导致在运动中膝盖超过脚趾 因此增加膝部前侧的压迫力量和增加受伤机会 10
图 8 坐位太靠前 坐位太靠后 座椅太靠后, 骑车者因此要将腿向前拉伸才能踏到脚蹬, 会拉伸髂胫束 (ITB), 导致膝疼痛 那么什么才是正确的坐姿呢? 如何调整器械? 最简单的方法是使其中 一个脚蹬降到 6 点这个位置, 然后观察膝屈曲的角度 如果脚蹬在最低 端时膝的屈曲角度应在 25-35 度 如果在蹬车时髋部不断向前和向后 11
移动, 那说明座椅太高了 ; 降低座椅直到能够流畅的蹬完一圈 另外, 将一个脚蹬放到 3 点这个位置, 观察膝的最前的部分应与脚底和脚蹬的轴交迭 如果膝前侧超过了脚趾, 说明座椅太靠前了 ; 将座椅向后调整使膝前侧不超过脚趾 角度 图 9 脚蹬在最低端时膝的屈曲 12
图 10 膝不超过脚趾 实践应用 建议在骑车前和后伸展下肢的肌肉 因为在长时间骑车后, 大多数骑车者的股四头肌和腘绳肌都很紧, 过紧的肌肉会限制膝关节运动的幅度和增加对膝部的压力 建议在开始自行车训练前调整座椅的位置 最佳座椅位置是当车蹬在最低部时膝关节保持屈曲 25-35 度 同时在发力阶段时膝关节不能超过脚趾 在没有进行足够的基础训练前避免剧烈运动和在陡峭的山路上骑 13
行 如果你的客人有扁平足, 建议在开始训练前咨询医生或物理治疗师 因为扁平足会导致胫骨内旋增加对内侧结构的压力 如果长时间的训练, 将会导致损伤 如果足部有任何的不适, 停止训练并寻求医生的建议 参考文章 Chad Asplund, MD; Patrick St Pierre, MD. Knee Pain and Bicycling. THE PHYSICIAN AND SPORTSMEDICINE - VOL 32 - NO. 4 - APRIL 2004 retrieved October 15, 2004. Jeffrey P. Broker, PhD, Knee Pain in Cycling: New Twist on an old Injury. Retrieved October 15, 2004 from http://www.biomech.com/db_area/archives/1996/9607sport s.bio.html Kendall FP, McCreary ED, Provance P. Muscles Testing and function. 4 th ed. Baltimore: Williams & Wilkins, 1997 14
Magee DJ. Orthopedic physical assessment. 4 th ed. Philadelphia: Saunders, 2002 持续教育学分的信息 : 这是一个为 AASFP 提供教师资格认证的持续教育, 测试 CEU12204(17) 的 0.1 学分的持续教育是被持续教育机构所 属的编辑咨询部所承认的 文黄志基亚洲体适能专业学院课程主任 ( 专业培训 ) 物理治疗荣誉学士 注册物理治疗师 动作示范 刘玮 (AASFP 高级私人教练 ) 场地提供 依斯凯欣俱乐部 ( 青岛 ) 15
AASFP 持续教育中心 (CEC) 16