膕繩肌受傷 II｜運動科學與創傷
上期討論過膕繩肌中各結構的痊癒難易，今期探討受傷原因。
受傷原因
基本上，當肌肉肌腱組合承受不了突如其來或重複張力便受傷。膕繩肌是需要橫跨髖關節及膝關節的肌肉群，所以收縮模式較單一關節肌肉複雜。這些肌肉在運動時可突然改變收縮方法，尤其在髖關節屈曲及膝關節同時伸直期間，況且部分膕繩肌腱較長，彈性較少，也是導致容易受傷的原因〔1〕。
膕繩肌肌腱及附著點受傷也不一定要非常高強度，只要運動模式或關節角度稍微改變(多為髖關節屈曲)，令肌腱附著點及肌腱承受不習慣的張力也可致傷〔2〕。所以有些跑手練習時，雙腿抬高少少，或初練習“hip kick”便受傷，反而練習慣常動作，縱使強度更高，也可相安無事。
最常受傷部位是膕繩肌兩端的附著點及肌腱，其中尤以二頭肌長頭肌腱及半膜肌腱為甚，嚴重的話，甚至可以將坐骨結節部份骨骼拉裂，形成撕裂性骨折(Avulsion fracture)。所有組織結構只要承受不了過大應力(stress)便受傷，張力(tension)來源可以是肌肉突然發力(衝刺式)或強力牽拉(伸展式)(圖一)。
衝刺致傷
疾走衝刺受傷如足球、短跑，通常發生在跑步「騰空期末段」“Terminal swing phase”及「支撐期前期」“Early stance phase”，正是膕繩肌離心收縮時被延長，牽拉小腿足部減速著地，然後瞬即轉為向心收縮的時刻，亦即是足部剛著地前後的「伸展收縮週期」“stretch-shortening cycle”。衝刺受傷大多涉及二頭肌長頭近端肌腱及附著點〔3〕。
伸展致傷
伸展受傷如練習瑜珈、跳舞等，通常牽涉極端髖關節屈曲及膝關節伸直(圖一)，但不一定是快速動作，常累及半膜肌近端肌腱及附著點〔3〕。
肌肉疲勞
肌肉疲勞會影響肌肉彈性〔4〕，令肌腱及附著點承受過多應力，造成損傷〔5〕，所以有研究顯示膕繩肌受傷多發生在足球及欖球比賽下半場〔6,7〕。
肌肉結構與受傷機會
膕繩肌中三組肌肉各有結構特性，各肌肉及肌腱長度比例不同，體積及橫切面積各異，某些肌腱及肌肉肌腱連接點較長，甚至伸延至肌肉中段，又橫跨兩個關節，有些肌肉甚至由不同神經支配，因此便導致有些部位較易受傷(表一)。
表一 膕繩肌結構特性
|
|
股二頭肌 短頭 |
股二頭肌 長頭 |
半腱肌 | 半膜肌 |
| 橫切面積(屍體)〔8〕 (Woodley, and Storey, 2013) |
3.00cm2 | 10.00cm2 | 8.08cm2 | 15.00cm2 |
| 體積(健康男士)〔9〕 (Evangelidis, et al., 2016) |
120.6cm3 | 210.0cm3 | 228.6cm3 | 234.8cm3 |
| 肌肉佔整條肌肉比例 〔10〕 （獨立肌腱除外） (Takeda, et al., 2023) |
45% | 28% | 54% | 20% |
| 肌肉總長〔11〕 (附著點至附著點) (van de Made, et al., 2015) |
29.7cm | 42.0cm | 44.3cm | 38.7cm |
*以上數據來自不同研究，涉及不同種族、年齡、性別、身型。
股二頭肌位於大腿後外側，顧名思義有兩個頭，短頭近端附著於股骨中段，而長頭近端則附著於坐骨結節，與半腱肌融合，遠端附著於腓骨頭(圖二)。主要功能是屈膝及伸直髖關節，也稍微幫助膝關節外旋。
二頭肌短頭較少受傷，可能因為這條肌肉，並非橫跨兩個關節，只負責控制膝關節，而近端附著點為間接附著點，如前所述，甚少機會受傷。有些學者甚至認為以功能特性而言，二頭肌短頭不應歸類於膕繩肌〔12〕。
膕繩肌在衝刺時呈離心收縮，產生最強力量，在屍體上量度計算，估計二頭肌長頭在離心收縮時產生的力量較其他膕繩肌強，近端需要承受較大張力〔3〕，可能因此差不多94%衝刺受傷發生於二頭肌長頭肌腱近端 〔13〕。
部分半腱肌附著在二頭肌長頭肌腱，且成一夾角(圖三)。想像這兩條肌肉承受巨大張力時，夾角承受不同方向張力，就像把它們撕開一樣，加上兩組肌肉收縮不一定同步，這部位的肌腱及肌肉肌腱聯接點容易受傷也不難理解〔13,14〕。二頭肌長頭及短頭分別由不同神經分支控制，劇烈運動時，兩個頭的控制不協
調，也是導致二頭肌長頭容易受傷的原因之一〔15〕。
半腱肌是最長的膕繩肌，位於大腿後內側，近端與二頭肌長頭肌腱融合(圖三)，共同附著於坐骨結節，遠端附著於脛骨上端前內側面，與縫匠肌腱、股薄肌腱融合形成「鵝足腱」“Pes anserinus”(圖四)。
半腱肌近中下段有一斜行「腱劃」“Tendinous inscription”，把肌肉分成上下區域(圖三)，(腱劃就是把腹直肌分成數部分的筋膜組織，人們常說的多塊腹肌就是腱劃把他們分開的結果，腹直肌只有左右兩塊，腱劃數量先天所定，無法經鍛鍊增加)這些腱劃讓肌肉有更多附著面積，減輕應力集中，其實可看成是雙面的肌肉肌腱聯接點。
半腱肌橫切面積在膕繩肌中最細，體積不及半膜肌大，肌肉長度佔整條肌肉肌腱組合的比例最高〔10〕，肌肉纖維沿縱軸排列，肌肉纖維長度均等，彎曲較少，這幾種原因也可能是半腱肌肌腹較少受傷的原因〔8〕。
半膜肌在膕繩肌中體積最大，因為近端肌腱比較闊，所以稱為半膜肌。位於大腿後內側，較半腱肌深，近端附著於坐骨結節外上部，遠端附著脛骨內側髁後方(圖五)。除了一般的膕繩肌功能外，半膜肌腱也稍微幫助膝關節內旋。半膜肌肌肉長度比例最短(20%)，肌腱最長，近端獨立肌腱佔整塊肌肉的73%〔8〕。伸展膕繩肌時，半膜肌腱承受的拉力會最大。同時，半膜肌附著點在坐骨結節較後上位置，極端屈曲髖關節的時候，因為附著點距離髖關節軸心較遠的關係，在同一髖關節角度，半膜肌受牽拉的距離比其他膕繩肌更大 〔16 ，而且肌
肉走向較曲折，這也可能是半膜肌近端肌腱及附著點在伸展時較易受傷的原因〔3,17〕。
下期我們討論膕繩肌受傷徵狀及治療方法。
參考文獻
1. Kerin, F., Farrell, G.,.Tierney, P., Persson, U.M., De Vito, G., Delahunt, E. (2022).Its not all about sprinting: mechanisms of acute hamstring strain injuries in professional male rugby union—a systematic visual video analysis. British Journal of Sports Medicine, doi:10.1136/bjsports-2021-104171.
2. Maganaris, C.N., Narici, M.V., Almekinders, L.C., Maffulli, N.（2004）.Biomechanics and pathophysiology of overuse tendon injuries : ideas oninsertions tendinopathy. Sports Medicine, 34, 1005 -1007.
3. Dolman, B., Verrall, G., Reid, I. (2014). Physical principles demonstrate that the biceps femoris muscle relative to the other hamstring muscles exerts the most force: implications for hamstring muscle strain injuries. Muscles, Ligaments and Tendons Journal; 4(3), 371-377.
4. Horita, T., Komi, P.V., Hamalainen, I., Avela, J. (2003). Exhausting stretch-shortening cycle (SSC) exercise causes greater impairment in SSC performance than in pure concentric performance. European Journal of Applied Physiology, 88, 527-534.
5. Benjamin, M., Toumi, H., Ralphs, J.R., Bydder, G., Best, T.M., Milz, S. (2006).Where tendons and ligaments meet bone: attachment sites (‘entheses’) in relationto exercise and/or mechanical load. Journal of Anat omy. 208(4), 471–490.
6. Huygaerts, S., Cos, F., Cohen, D.D., Calleja-González, J., Guitart, M., Blazevich,A.J., Alcaraz, P.E. (2020). Mechanisms of hamstring strain injury: Interactions between fatigue, muscle activation and function. Sports, 8(65);doi:10.3390/sports8050065.
7. Verrall, G.M., Slavotinek, J.P., Barnes, P.G., Fon, G.T. (2003). Diagnostic and Prognostic value of clinical findings in 83 athletes with posterior thigh injury. Comparison of clinical findings with magnetic resonance imaging documentation of hamstring muscle strain. American Journal of Sports Medicine; 31(6), 969-973.
8. Woodley, S.J., Storey, R.N. (2013). Review of hamstring anatomy. ASPETAR Sports Medicine Journal, 2, 432-437.
9. Evangelidis, P.E., Massey, G.J., Ferguson, R.A., Wheeler, P.C., Pain, M.T.G. Folland, J.P. (2016). The functional significance of hamstrings composition: is it really a “fast” muscle group? Scandinavian Journal of Medicine and Science in Sports, doi: 10.1111/sms.12786.
10. Takeda, K., Kato, K., Ichimura, K., Sakai, T. (2023). Unique morphological architecture of the hamstring muscles and its functional relevance revealed by analysis of isolated muscle specimens and quantification of structural parameters. Journal of Anatomy, 243(2), 284–296.
11. Van der Made, A.D., Wieldraaijer T., Kerkhoffs, G.M., Kleipool, R.P., Engebretsen, L., van Dijk, C.N., Golano, P. (2015). The hamstring muscle complex. Knee Surgery in Sports Traumatology and Arthroscopy, 23(7), 2155-
2122.
12. Rodgers, C.D., Raja, A. (2023). Anatomy, bony pelvis and lower limb, hamstring muscle.
13. Shi, Y.B., Xi, G., Sun, M., Sun, Y., Li, L. (2022). Hamstrings on Morphological Structure Characteristics, Stress Features, and Risk of Injuries: A Narrative Review. Applied Science, 12, 12713.
14. Koulouris, G.; Connell, D. (2005). Hamstring muscle complex: An imaging review. Radiographics, 25, 571–586.
15. Koulouris, G.; Connell, D. (2003). Evaluation of the hamstring muscle complex following acute injury. Skeletal Radiology, 32, 582–589.
16. Balius, R., Bossy, M., Pedret, C., Capdevila, L., Alomar, X., Heiderschei, B., Rodas, G. (2017). Semimembranosus muscle injuries in sport. A practical MRI use for prognosis. Sports Medicine International Open; 1,: E94–E100.
17. Askling, C.M., Malliaropoulos, N., Karlsson, J. (2012). High speed running type of hamstring injuries make a difference to treatment and prognosis. British Journal of Sports Medicine, 46, 86 87.
Text︰朱燦麟
Photo︰資料圖片
Design︰Yvonne
原文刊於《運動版圖》2024年10月號
