2020/04/13

淺談高爾夫球生物力學


最近因為疫情的關係,很多人都會往戶外去,避免室內群聚中獎 (這裡)。也帶動了高爾夫球這類的運動人口逆勢上升。


下背痛是高爾夫球裡面很常見的一種症頭,主要是跟上桿 (backawing)跟收桿 (follow-through)的姿勢有關。這兩個姿勢都造成脊椎的扭轉。在講這兩個姿勢前,先來看看脊椎到底長怎樣。

小面關節和椎間盤

圖一


在收桿及球友一陣好球的歡呼聲的瞬間 (如果hole-in-one可能還會有微弱的嘆息聲),這時我們的脊椎會呈現旋轉和側彎。這時椎體,小面關節和椎間盤 (圖一) 會承受壓力與剪力。

這個壓力最高可達到體重的八倍,大部分受力都在腰椎上,且腰椎的小面關節必須要抵抗超過一半以上的前後方向剪力。這時如果小面關節穩定度不佳,就有可能刺激疼痛受器進而引發疼痛。

除了小面關節,椎間盤在這個姿勢下也是最不穩定的。在這個姿勢下,椎間盤就很容易從後外側被擠出。因為椎間盤的外層構造本身就像洋蔥,對於抵抗剪力的能力很差。這樣的狀況下外層就容易被擠出來。

再加上開球時都從腰部啟動,這時又讓這個狀況更雪上加霜。一場球下來,開球18 (我當然是不只啦),每次都造成微小的傷害,久而久之就容易造成下背痛。




圖二


脊椎的受力主要會跟上桿時,雙肩連線 (黃線) 與雙髖連線 (紅線) 所夾的角度有關 (圖二)。這個角度越大,脊椎所受的剪力就越大,也就越容易受傷。但是這角度也是一個雙面刃,如果這個角度越大,桿頭速度也會越快,因為有較多的空間可以加速。

以右撇子來說,如果要增加這個角度,在上桿時就會讓左腳掌面緊貼地面,降低紅線旋轉的弧度,並且增加黃線旋轉的弧度。以能量的角度來看,肌肉可以儲存的彈力位能也比較多,可以釋放出較大的動能,產生較大的速度。
這樣的狀況下,在收桿時,身體側彎的程度也會比較大,造成椎間盤更大的壓力。

以休閒的角度來說 (其實是因為自己桿數破百,差點爆表…) 還是會覺得降低這個角度來減少腰椎受力會比較好,這時就是在上桿時,讓左腳掌面稍微隨者髖關節旋轉,雖然這樣可能會降低桿頭速度,但是也相對減少脊椎受力。

但是對專業選手來說,這並不是一個好方法,因此他們需要另一個解決的方法: 神經肌肉訓練和核心肌群訓練,來讓下桿時,肌肉的啟動可以更協調,並且負擔更大的能力來吸收應力。這個就又是另一個故事了。


Reference
Gluck, G.S., Bendo, J.A., Spivak, J.M., 2008. The lumbar spine and low back pain in golf: a literature review of swing biomechanics and injury prevention. Spine J 8, 778-788.
Hertling, D., Kessler, R.M., 2006. Management of common musculoskeletal disorders: physical therapy principles and methods. Lippincott Williams & Wilkins.
Nordin, M., Frankel, V.H., 2001. Basic biomechanics of the musculoskeletal system. Lippincott Williams & Wilkins.