能屈能伸的膝關節

分類 健康必知 - 復健 - 肌肉與骨骼

入選美國時代雜誌年度百大影響人物排行榜第一名的紐約尼克隊「豪小子」林書豪,不久前因膝關節半月軟骨受傷停賽,「林來瘋」突然降溫,球迷只能等季後賽再欣賞他在球場上的神勇表現。只不過,今後他必須特別留意膝關節,千萬別再受傷了。

膝蓋關節位於大腿與小腿的交界處,它的「組成鄰居」從上而下分別是股骨、髕骨及脛骨,股骨俗稱大腿骨,脛骨是小腿骨,而髕骨位於膝關節前方,又稱膝蓋骨。

穩住膝關節 層層保護

每塊關節骨骼的上面都包覆著軟骨,兩塊骨骼之間則有空隙,方便骨骼旋轉運作。股骨和脛骨之間的空隙,有兩塊半月板作為緩衝器,可減緩關節之撞擊力。前後左右又各有兩組韌帶,一組由前十字韌帶及後十字韌帶組成,位置在關節中間之深層,屬於為關節內韌帶;另一組則由關節內側韌帶及關節外側韌帶組成,其位置在關節囊之外側,屬於關節外韌帶。

如果從正面看去,膝關節正中間的前方有前十字韌帶,後方有後十字韌帶;左右兩側則是關節內側韌帶及關節外側韌帶,形成一個強而有力的動態支撐體系。

在股骨、髕骨、脛骨等骨骼系統,以及關節內韌帶及關節外韌帶等軟組織的支撐下,膝蓋才能穩定運作,不至於鬆垮垮的。此時再加上其他肌肉及肌腱的輔助,更讓膝蓋的穩定度大幅增加。膝蓋周邊最重要的肌肉,分別是股四頭肌及股後側四頭肌,位於大腿的前方及後側。前四頭肌附著髕骨,透過髕骨肌腱與脛骨相連,前四頭肌肉收縮時帶動脛骨向前伸展,是膝關節最重要的動力來源,走路、跑跳等運動都須依賴它。

半月板 膝關節的避震器

根據報載,林書豪是因半月板受傷才暫時告別球場,就醫接受膝蓋手術。就解剖學而言,我們的股骨關節面像個碗與圓球之構造,脛骨關節面則像個盤子與淺橢圓構造,膝蓋運動時,兩者的接觸面只有一小範圍,使得這個接觸面受力太大,兩者之間如果沒有吸震或均勻分散力量的機制,硬碰硬下來,再堅硬的骨骼也會受傷,上下跳躍時尤其如此。

就因這樣,股骨關節面和脛骨關節面之間必須要有個緩衝的東西,而這個緩衝物就是半月板。

顧名思義,半月板外形有如半彎月亮,共有兩塊,分別位於關節之內外兩側,其主要功能在於增加股骨關節面和脛骨關節面的接觸面,進而吸收大部分的關節震動,減少關節傷害。

身為類似車子避震器的重要組織,半月板常受傷害威脅,主要傷害有二,一是慢性傷害,例如年齡老化、運動量過重或過度使用所造成的重複性傷害;另一則為急性傷害,比如跳躍太劇烈、速度太快,或是不小心滑了一下導致受力點不正確,半月板不在正確的位置上,就受傷了。

一般猜測,林書豪有可能在不停上下跳躍或轉彎與切入時,腳在著地瞬間扭到了膝關節,才導致半月板的受傷。

膝關節傷害 男女老少有別

除了半月板,膝關節的任何一個部位也都可能受傷,但受傷部位往往視年紀而定,3、40歲婦女下樓梯時,如果常覺得膝關節痠痛,很可能是髕骨軟骨軟化使然,這是因為女性為了生小孩,骨盆通常較寬,大腿的股四頭肌可能將髕骨往外拉,如果這名女性又合併有X型腿,受力點外移,情況將更為嚴重。

如果是6、70歲的老阿嬤,膝關節的問題則可能集中在退化性膝關節炎。其實,任何軟骨都可能出現退化性關節炎,為何膝關節最常見?一來是這個部位的活動度大,而且和髖關節相比,活動時膝關節面的接觸面小,關節受壓力就大,一旦合併有半月板或十字韌帶的受傷,傷勢就會更加明顯。

巧合的是,這些上了年紀老阿嬤的退化性膝關節炎,幾乎都從膝蓋內側開始出現,這是因為她們在歲月的雕琢下,雙腿大都往外膨出而出現O型腿,因此才會從膝蓋內側開始出現退化性關節病變。

就因為如此,中壯年女性只要抱怨膝蓋前面常疼痛不堪,十之八九可診斷為髕骨軟骨軟化;至於上門求診的若是上了年紀的老阿嬤,且又嚷著膝蓋內側會痛,診斷絕大部分為退化性膝關節炎。

相較下,男性的膝關節毛病大都和運動傷害有關,12、13歲小孩子整天在外跑跑跳跳,股四頭肌或髕骨韌帶發炎引發的膝蓋疼痛機率較高。

像林書豪這種常劇烈運動的運動員,半月板及十字韌帶受傷的比率明顯較高,這通常和過度使用有關。至於不小心跌倒或車禍受傷患者,受傷部位大都集中在十字韌帶及內外側韌帶。

蹲下時膝關節承重最大

膝關節不僅是身體活動度最大的一個部位,承受的重量也不小。根據科學統計,在不同的姿勢下,膝關節可承受身體3至6倍的重量,其中又以蹲下來所承受的力道最大,可達全身重量的6倍。

這個道理其實很簡單,我們蹲下時,膝關節除了要負擔身體重量外,也需要肌肉收縮來平衡身體重量,關節承載的力量至少就是體重加上肌肉收縮的力量。又根據身體不同的位置,重心沒有落在身體的主軸上,此時若再加上物理學上的槓桿原理,膝蓋的受力當然遠大於身體重量。

相較下,站姿時重心落在身體主軸上,膝蓋承受力道最小;而正常行走時,膝關節之受力大約只達身體重量的1至3倍左右。

在這個前提下,長時間蹲著、跑跳及爬山,膝蓋最容易受傷;反觀游泳時,關節只承載肌肉收縮力量,身體重量被水的浮力抵銷,可說是最不容易導致膝蓋受傷的運動。

此外,騎腳踏車時,身體的大部分重量被屁股底下的座椅給吸收掉了,膝蓋相對受力不大,也較不易受傷。

不過,這些原則並不見得一體適用。體重越重,或是身材越胖的人,身體的橫斷面較大,在行動時重心往往容易偏離身體軸心,此時膝蓋受力較大,也較容易受傷。每個人都希望自己的身高可以高人一等,但是身型相似的高矮兩個人,哪個人的膝蓋較容易受傷?答案是前者,這是因為身材較高者膝關節單點承受的平均受壓力較大,膝蓋受傷機率相對較高。

膝蓋受傷該做哪些檢查?

膝蓋出問題,傳統上認為到醫院照張X光片就行了,但因X光檢查只能看出骨骼等硬組織,確認有無骨折等傷害,無法找出肌肉、肌腱及韌帶等軟組織的毛病,更沒辦法診斷半月板有無破裂,以及關節軟骨是否磨損等症狀,因此還是得仰賴其他檢驗才行。

就因如此,骨科醫師親自為病患進行理學檢查,就變得相當重要。理學檢查說來很簡單,無非是詳細問診,聆聽病患主訴病史,再看看病灶、摸摸病灶或特殊手法檢查,有時甚至聽聽病灶是否有異常聲響,再做診斷。

這種理學檢查最能看出醫師的能耐,有經驗的骨科醫師可從病史、視診及觸診中,觀察病灶處是否卡卡的,是否有積水的異常聲響及紅腫,進而確定診斷,往往八九不離十,準確率相當高。

如果還不放心,可再透過核磁共振掃描 (MRI)這種影像學檢查確診。只不過,這種檢查容易出現過度診斷的情形,把一些有的沒的全都檢查出來,而其中大部分在醫療上又沒多大意義,若依照檢查結果進行後續醫療處置的話,恐怕有過度醫療及過度耗用醫療資源之虞。

在這種前提下,骨科醫師在採用核磁共振掃描做進一步確診前,更須審慎評估。就醫學常規而言,年輕病患因十字韌帶或半月板受傷機會大,也許可做核磁共振掃描;至於年老病患大部分為退化或骨刺增生,普通X光檢查即已足夠,就不一定非做核磁共振掃描不可。

暖身運動預防膝蓋受傷

膝蓋傷到必須就醫檢查或治療,可說是不樂見的結局,若能及早預防,也許就不必走到這個地步。寶貝自己的膝蓋其實並不難,只要做好運動前的暖身運動,大概就成功了一大半。

暖身運動很簡單,可拉拉筋,讓膝關節靈活一點,提升反應的靈敏度。接下來可做簡單的肌肉運動,比如雙腿輪流前後擺動,或來個上下跳躍,促進局部血液循環,也讓膝關節的彈性增加。

整個暖身運動至少要做1、20分鐘,但令人洩氣的是,大多數人運動前,不是不做暖身運動,就算做了,也是隨便動個一、兩分鐘,意思意思一下而已,效果當然不好。

保護膝蓋的撇步

除了確實做好暖身運動,也要衡量自己的狀況,選擇符合自己體能的運動,儘可能避免從事超越身體極限的項目。比如說,年逾六旬的中老年人,最好別下場打籃球,更別說拚命去搶球或灌籃了,免得一把老骨頭給拆了。

運動時,防護措施一定要夠,護膝及具有良好彈性與穩定性的運動鞋是最基本的配備。不同運動,應選擇各種不同功能的鞋子,打籃球應穿長筒及擁有氣墊功能的專用鞋;慢跑時,則不妨挑一雙吸震效果不錯的鞋子,減少運動傷害的機率。

萬一不小心膝蓋受傷了,則要善用輔具,並確實做好患部保護的動作。但要留意的是,護膝式護具最好別長時間穿著,否則膝蓋附近的肌肉會萎縮,對膝蓋的活動反而不好。

常常聽老年人說自己的關節像氣象台,這是因為飽受退化性膝關節炎折磨的患者,膝蓋對溫度的敏感度增加,不妨在家裡擺一台除濕機,控制室內溫濕度,讓膝蓋好過一點。

膝蓋的活動量大,加上又承受全身3至6倍的重量,可說任勞任怨。在做好所有防護措施之餘,也應維持理想體重並適時減重,免得體重過重而增加膝蓋的負荷,導致受傷。

此外,能坐著,最好就別蹲著或跪著,且一個姿勢不要維持太久時間,經常變換姿勢,活絡筋骨及血液循環,都可確保膝蓋的健康,繼續扮演吃重的角色。

Q:運動時戴護膝就可以保護膝蓋嗎?

A:運動時戴上護膝,確實可保護膝蓋,但護膝有數十、甚至上百種,各種護膝的功能都不同,不見得所有護膝都適合,而是應針對運動種類及個人需求、膝蓋已出現的問題,選擇正確的護膝,否則一旦穿戴錯了,反而會造成傷害。

Q:多吃葡萄糖胺可以預防退化性關節炎?

A:國外研究顯示,葡萄糖胺類似關節軟骨組成的成份,但是否如國人所說的,「吃腦補腦,吃葡萄糖胺也可補葡萄糖胺」,那就不得而知。不過,從動物身上可發現,葡萄糖胺對維護軟骨確有幫助。

葡萄糖胺分「硫酸鹽」及「鹽酸鹽」兩種不同成分,前者在國內屬於藥物,臨床上有其根據;後者則被當成食品管理,依法不能宣稱療效。

市面上有幾十種葡萄糖胺產品,很難說哪種有效,哪種無效。除了葡萄糖胺產品外,坊間也可見軟骨素或膠囊,但缺少相關研究,難以判斷好壞。

消炎藥及玻尿酸,也常被拿來治療退化性關節炎。服用消炎藥,可降低發炎程度,有助於緩解關節疼痛及不舒服。在患部注射玻尿酸,可增加關節潤滑度,有防止關節僵硬、粘黏等作用。

Q:下樓梯比上樓梯還傷膝蓋嗎?

A:理論上來說,下樓梯時,膝蓋不僅要承受身體重量,且得扮演剎車的角色,受力較大,確實較易傷及膝蓋。若真要爬樓梯運動,不妨上樓走路,再改搭電梯下樓,如此一來既可達到運動健身目的,也可保護膝蓋。

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王廷明

臺大醫學系骨科兼任助理教授、臺大醫院骨科部小兒骨科主任