足球員前十字韌帶防傷之道 ACL Injury Prevention Strategy in Soccer | 足球科學
文章出處：soccer-science.com
足球作為世界上最受歡迎的運動之一，每年參與人數日益增長。雖然在世界足球人口當中超過 90% 為男性，但是近年發現在持續增長的足球人口當中大部分為女性，證明女性參與足球運動的比例呈上升趨勢。
隨著足球人口持續增加，發生前十字韌帶 (Anterior Cruciate Ligament) 損傷的機會也隨之增大，尤其是女性足球運動員 (研究指出女性足球員發生 ACL 斷裂的風險比男性高出 6 倍)；據統計，ACL損傷發生率在每1000小時比賽和訓練中為 0.06-0.37, 這個機率相當於每年發生數千次 ACL 斷裂。而從另一角度分析，ACL的發生率在一隊足球隊當中佔所有損傷的 1.3%(男性) 和 3.7%(女性)。
儘管ACL損傷率與其他足球相關損傷相比並不高，但由於其受傷的嚴重性及再次受傷的高發生率，一旦遭遇 ACL 損傷，不論是頂尖或業餘、男性或女性足球員，對球隊的經濟及球員的生理、心理及運動生涯無疑都會造成莫大的損失。因此，小編今天為大家分享關於前十字韌帶損傷的資訊以及一些減低損傷風險的策略。
損傷機制及風險因素 Injury Mechanism & Risk Factor
ACL作為膝關節重要結構之一，主要功能是防止脛骨相對於股骨向前移動、股骨相對於脛骨往後移動、膝關節過分伸直、抵抗膝關節內翻及外翻、防止膝關節過大的水平面轉動，因此任何違反 ACL 功能的動作都有機會造成損傷。在眾多系統回顧的研究當中，採用了各種不同的方法探討ACL損傷機制，例如對受傷運動員的訪談、視頻分析、臨床研究、體內研究、屍體研究，關於受傷情況的數學模型，或 “接近受傷” 情況的測量或評估等，並總結出現時已知 ACL 的損傷機制以及受傷風險因素：
* 大部分 ACL 損傷都是沒有身體接觸的情況下發生的 (non-contact injury)
* 在減速進行切入或轉向動作時，身體重量轉移到轉動腳上、腳固定在地面且在膝外翻 (Knee Valgus) 及膝關節接近或完全伸直時的情況下轉動膝關節
* 跳躍落地時膝關節處在接近或完全伸直的狀態
* ACL 損傷通常由多個平面結合而非單方向的力所導致
* 乾燥天氣可能會增加非接觸性 ACL 損傷風險
* 人造草場地 (Artificial Turf) 可能會增加球員非接觸性 ACL 損傷風險
* 對於身體質量指數 (Body Mass Index) 會否增加足球員非接觸性 ACL 損傷風險仍沒清楚
* 男性及女性足球員膝關節前後的鬆弛 (joint laxity) 與非接觸性 ACL 損傷風險的增加有關
* 沒有足夠證據支持 Q角 (Q-angle) 是足球員非接觸性 ACL 損傷的風險因素
* 較小及狹窄的股骨髁窩間寬度 (intercondylar notch width)
* 較小及力量較弱的前十字韌帶
* 對於不使用口服避孕藥的女性，月經週期中的排卵前期是非接觸性ACL損傷的危險因素
* 性激素可能會降低女性運動員的神經肌肉控制能力，從而增加非接觸性ACL損傷風險
* 相對於股四頭肌，膕繩肌 (Hamstring) 力量及徵召能力的下降
* 肌肉疲勞導致神經肌肉控制的改變
* 核心肌肉力量及本體感覺 (propioception) 的下降
* 執行運動時較小的軀幹、髖和膝屈曲角度，以及較多的踝背屈 (dorsiflexion)
* 軀幹外側移位 (Lateral Trunk Displacement) 、髖內收伴隨動態膝外翻 (dynamic knee valgus) 情況
* 在有或沒有足旋前 (foot pronation) 的情況下髖內旋(Hip Internal Rotation) 及脛骨外旋 (tibial external rotation) 增加
足球員中ACL損傷通常在進行側向切割動作時結合膝外翻及脛骨前移力量
球員在搶截時發生ACL非接觸性損傷時經常被觀察到的姿勢
預防損傷策略 Prevention Strategy
關於 ACL 防傷策略，不少研究提出了各種不同的 ACL 防傷計劃 (Injury Prevention Program)，主要以改善特定風險因素 (risk factor) 或整體損傷率作為目標，制訂相關的練習並應用在球員當中，最後檢測損傷預防效果。由於受到外在環境及身體先天結構上的因素限制 (例如天氣、場地、股骨髁窩間寬度、韌帶大小、激素差異、基因等)，關於 ACL 的防傷計劃主要集中在改善神經肌肉及生物力學方面的風險因素 (modifiable facotrs) ，例如針對改善專項動作技術、肌肉力量、神經肌肉控制、本體感覺等。
在目前有效減少 ACL 損傷的研究中，主要透過幾種不同的訓練方法共同作用下達到改善特定風險因素及整體損傷率的目的：
膕繩肌力量訓練 Hamstring Strength Training
研究指出尤其是女性運動員如果股四頭肌力量水平過大而膕繩肌力量不足，或者膕繩肌及股四頭肌的力量比率 (hamstring : quadriceps force ratio) 較低，就會容易出現「股四頭肌主導」(quadriceps dominance) 的情況，在進行著地及減速動作時會偏向激活股四頭肌而減少膕繩肌的徵召，增加脛骨前移情況 (anterior tibial translation)，將 ACL 置於更大壓力的位置。要檢測是否出現「股四頭肌主導」的情況，除了利用客觀的檢測方法例如等速肌力測試，最簡單的方法就是觀察單腳跳著地時能否維持較大的膝關節角度(90度)同時較直的身體姿勢，因為這姿勢能夠相對徵召更多大腿後肌參與，如果在著地時不能維持該姿勢反映了一定程度的「股四頭肌主導」的情況。透過力量訓練能夠增加膕繩肌肌力及徵召能力，尤其是離心肌力訓練，能夠有效改善大腿前後肌力比率，從而減低 ACL 損傷風險。
髖關節及軀幹肌肉力量及控制 Hip and Torso Strength and Control
「骨盆前傾」可能會加劇膝外翻情況，限制了臀部肌肉穩定髖關節以及維持髖膝關節排列的能力，從而增加 ACL 損傷風險。骨盆前傾主要由於豎脊肌 (erector spinae) 和髖屈肌 (Hip Flexor) 的長期繃緊，導致腹肌和臀肌延長，受到抑制和減弱，而臀部肌肉是單腳站立時穩定骨盆及維持髖膝關節排列十分重要的角色，其中臀大肌和臀中肌的共同激活 (coactivation) 以及髖關節所處的位置為身體運動時提供了安全的生物力學特徵。因此，通過訓練增加臀部及軀幹肌肉力量及控制能夠有效改善「骨盆前傾」現象，從而減少 ACL 損傷風險。
落地、減速及轉向技術 Landing , Deceleration & Change of Direction Technique
ACL 損傷通常發生在進行動態運動時出現一些「高危動作」令其處在壓力較大的位置，最終在其他因素共同作用下導致損傷。這些「高危動作」包括跳躍著地及高速急停時髖、膝關節屈曲不充分且出現膝外翻情況；在轉向動作時身體重心偏離、並在膝外翻的情況下轉動膝關節；而且受傷發生時較少髖膝關節屈曲以及較垂直的身體姿勢會增加對股四頭肌的需求以及地面反作用力 Ground Reaction Force (在腳著地時地面反作用力較大反映肌肉肌腱緩沖能力較差，以及對關節沖擊力較大)。因此通過適當的訓練教導球員跳躍著地、減速及轉向技術能夠有效改善運動中出現這些「高危動作」的機會，減少 ACL 損傷風險。
增強式訓練 Plyometric Training
研究指出尤其是女性足球員在跳躍落地時主要依賴大腿前側肌肉 (股四頭肌)，而大腿後側肌肉 (Hamstring) 激活程度較少且反應速度較慢，導致在跳躍落地時抵抗脛骨前移的能力較差，從而增加 ACL 損傷風險。一些步法及跳躍等利用牽張縮短循環 (stretch shorten cycle）這類神經肌肉訓練能夠改善身體前饋機制 (feed-forward mechanisms) 令肌肉在觸地前提早收縮 (pre-activation)，明顯增加跳躍著地前 (pre-landing) 以及著地時大腿後側肌肉的激活程度及反應速度，同時保持大腿前側肌肉激活程度不變，從而增加著地時膝關節穩定性，減少 ACL 損傷風險。
敏捷性訓練 Agility Training
在足球練習或比賽中 ACL 損傷通常發生在以下三個情況：(1) 在進行防守或搶截動作時 (2) 在踢球後試圖恢復平衡 (3) 頂球後著地時。這些情況發生在複雜的情境且非常短的時間內 (由腳接觸地面開始50毫秒內) , 可能會因為身體神經反射 (通常在120-140 毫秒內) 來不及控制肌肉提早收縮而導致 ACL 損傷。由於大部分防傷練習都是以封閉形式 (closed-motor skill) 為主在預知的 (pre-planned）環境及動作情況下進行修正，神經系統有足夠時間作出反應，這類封閉形式的練習可能會影響動作學習的效果遷移到真實情境上。因此，進行與足球運動情境相關的開放形式 (open-motor skill) 的敏捷性訓練能夠改善神經肌肉控制能力，從而減少ACL損傷的風險。
在足球練習或比賽中 ACL 損傷通常在球員搶截情況下發生
Reference ：
1. Alentorn-Geli, Eduard & Myer, Gregory & Silvers, Holly & Samitier, Gonzalo & Romero, Daniel & Lázaro-Haro, Cristina & Cugat, Ramón. (2009). Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players. Part 1: Mechanisms of injury and underlying risk factors. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy : official journal of the ESSKA. 17. 705-29. 10.1007/s00167-009-0813-1.
2. Alentorn-Geli, Eduard & Myer, Gregory & Silvers, Holly & Samitier, Gonzalo & Romero, Daniel & Lázaro-Haro, Cristina & Cugat, Ramón. (2009). Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players. Part 2: A review of prevention programs aimed to modify risk factors and to reduce injury rates. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy : official journal of the ESSKA. 17. 859-79. 10.1007/s00167-009-0823-z.
3. Della Villa, Francesco & Buckthorpe, Matthew & Grassi, Alberto & Nabiuzzi, Alberto & Tosarelli, Filippo & Zaffagnini, Stefano & Villa, Stefano. (2020). Systematic video analysis of ACL injuries in professional male football (soccer): injury mechanisms, situational patterns and biomechanics study on 134 consecutive cases. British Journal of Sports Medicine. bjsports-2019. 10.1136/bjsports-2019-101247.
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