ACL損傷經常發生在一些急停、急轉、突然加減速的運動項目中,並且大多數ACL損傷是在非接觸情況下發生的。
神經肌肉訓練是提高運動員處理和利用感覺信息以協調和提高肌肉力量生成的一種方法,通過神經肌肉訓練可以促進運動員在完成對於膝關節穩定性要求非常高的動作模式的情況下運動員膝關節穩定性的提高。
當運動員完成競技動作時(如跳起後的落地、變向、減速),作用於膝關節的力量包括動態力量和靜態力量,這兩種力量協同保持關節的穩定性。動態力量包括有意識和無意識的骨骼肌激活。
靜態力量由韌帶、軟組織、骨骼產生的非收縮性力量。在完成關節穩定過程中,這兩種力量的程度由個人特徵和動作要求所決定。
當動態力不足以使關節保持穩定時,控制動態力量生成的神經肌肉控制的模式會導致靜態力量的增加,而靜態力量將會增加 - 這可能是導致ACL損傷的潛在因素。
Hewett等指出了女性運動員的3種神經肌肉控制不均衡特徵。
他認為這3種神經肌肉控制不均衡特徵對於ACL損傷有直接的影響,它們包括:韌帶受力過大、大腿前後肌肉力量不平衡和雙腿力量不均衡。
韌帶受力過大
當運動員使用的神經肌肉策略不能使運動員足以產生使膝關節穩定的動態力量時就產生所謂的韌帶受力過大的現象,當出現這種情況時,運動員完成專項動作時產生的地面反作用力由膝關節韌帶承受。當出現這種情況後,就會出現膝關節內扣/外翻的情況。
膝關節外翻會增加ACL的張力。Bendjaballah等發現與正常的下肢膝關節額狀面關節連接相比,5度外翻會使ACL的負荷增加6倍。
股四頭肌與膕繩肌力量不均衡
在運動過程中,如果運動員為了穩定膝關節,優先激活股四頭肌(與屈膝肌相比),當完成動作時,女性運動員傾向於產生與自身條件不相匹配的膕繩肌力量。與男性運動員相比,股四頭肌的激活早於膕繩肌的激活。
此外,當脛骨開始向前移動時(這一動作可能會引起ACL受傷),女性運動員更傾向於激活股四頭肌以穩定膝關節,相對應的,男性運動員將傾向於激活膕繩肌以穩定膝關節。
這種肌肉的激活先後順序是非常重要的,這是因為,將膝關節曲屈小於45度時,股四頭肌會對脛骨產生拉力,使期產生相對於股骨的向前移動,從而增加了ACL的拉力。
但是,膕繩肌則會對脛骨產生向後的拉力,從而減小ACL的拉力。如果一名運動員在完成動作時股四頭肌激活程度過大,會增加ACL損傷的機率。
膕繩肌與股四頭肌的肌力比例也是影響ACL損傷的重要因素。無論是由於膕繩肌肌力不足、動作過程中激活不足或是峰值力矩延遲,都會減小膕繩肌對於脛骨向後的拉力。研究表明,與男性運動員相比,女性運動員膕繩肌與股四頭肌力量不均衡,同時膕繩肌激活後達到峰值力矩的時間更長。
雙側腿力量不均衡
如果運動員在跳起後落地時力量更弱的腿的落地位置更靠前,這就是雙側腿力量不均衡的一種現象。
研究表明,如果雙腿力量和爆發力相差15%以上,就會增加下肢受傷的可能。在運動過程中,如果運動員過份依靠強腿,就會使強腿膝關節承受更大的壓力,同時,弱腿膝關節由於動態保護性因素不足,就使弱膝更容易受傷。
以下其它3個方面的因素會影響膝關節的神經肌肉控制,進而影響ACL損傷機率,它們是:
運動中關節位置和活動度
核心穩定性
神經肌肉疲勞
1、運動中關節位置和活動度
在落地過程中,下肢關節的位置可能會決定肌肉激活方式。與男性運動相比,女性運動員膝、髖關節曲屈的角度更小。而這種曲屈角度會增加股四頭肌、減小膕繩肌激活程度。
此外,膕繩肌對於脛骨的拉力也會隨著關節位置的變化而變化。當膝關節曲屈大於20度後,膕繩肌對於脛骨向後的拉力會更有效,從而減小了ACL的受力。
由於股四頭肌激活程度與髖關節曲屈程度成反比,因此,髖關節的姿勢也是非常重要的。
2、核心穩定性
運動員在完成不同的姿勢以及在不同的負荷條件下保持正確的腰-骨盆-髖複合體連接的能力稱之為核心穩定性。核心穩定肌肉主要包括腰-骨盆-髖肌肉中的髖外旋骨、臀肌、膕繩肌、腹肌、腰方肌(quadrates lumborum)、豎脊肌(erector spinae)和多裂肌(multifidus)。
研究表明,如果核心肌肉力量和耐力不足,運動員在進行重複跳躍時就會出現膝關節外翻程度增加的現象。
3、神經肌肉疲勞
在疲勞狀態下進行練習時,運動員的神經肌肉系統會受到影響,從而改變運動員的神經肌肉控制,從而增加膝關節受傷的可能性。
研究表明,在接近力歇的狀態進行練習,可能會增加關節韌帶的松馳度。松馳度的增加可能影響關節的機械感受器的反饋機制,進行影響肌肉反射性協助膝關節穩定的作用。
有研究表明,肌肉疲勞會影響肌梭和高爾基氏腱器的功能,從而影響本體感受器的反饋機制,從而降低神經肌肉控制。最終,在疲勞狀態下繼續進行練習時運動員機體所產生的生理和生化變化,但改變肌肉力量生成能力。上述綜合因素,都會影響膝關節的神經肌肉控制