臺灣優秀的棒球選手近年來在國際上表現大放異彩，筆者高中時期的王建民、大學及研究所時期的陳偉殷，日前在波士頓紅襪隊的林子偉以及現正打拼中的王維中等。棒球，一直以來是臺灣人心目中的國球。棒球守備陣容的各個選手裡，投手，有特別的重要性，而運動傷害也對其運動生涯有著特別直接的影響。這一切都和投手在比賽時是利用相當激烈的方式在使用手臂有關。這次的文章裡，將是以「投手」為主角，介紹標準投球模式及肩關節運動傷害的最大危險因子：「盂肱關節內轉角度缺損(Glenohumeral Internal Rotation Deficit，GIRD)」。
［投球的動作分期］
在所有需要雙手高舉過頭的運動中，投球可算是在肩膀動態上最激烈的動作了。Dillman, Fleisig, & Andrews在1993年的文獻中裡，將投球切割為6個時期：
以下介紹的內容，是整理歸納自Meister (Meister, 2000)和Dillman’s (Dillman et al., 1993)的文章：
第一期 Wind-up
投球動作的準備期。在這時期中，慣用手肩膀開始作小幅度的內轉及外展動作，並將球由非慣用手傳至慣用手中，當球完全離開非慣用手時，時期結束。
第二期 Early-cocking
第三期 Late-cocking
此時期接續著Early-cocking時期，相較其他時期較為短暫；是以向前踏出的腳著地時作為起始，至肩關節完成最大的外轉動作後結束。此時期的最大任目標就是將慣用側肩膀持續外轉至170°~180°的最大角度，並維持外展動作，而肱骨頭在肩盂窩裡會有相當程度的向後位移。在此時期，肩關節是處在外展及外旋到最大的狀態，手肘也呈大約屈曲90°，因此上肢的張力集中點都此姿勢下的前側，也就是肩關節的前內側及與肘關節的內側。值得注意的是，因為肩關節的動作與姿勢，二頭肌肌腱的施力便會由原本較為水平向前的方向，轉變成一個相較垂直向後的方向，導致在二頭肌肌腱的基部有力矩產生，傳到盂唇後上方產生拉扯；當投手重複此動作時，容易造成二頭肌肌腱拉扯關節盂唇而破裂受傷，產生造成第二型的上盂唇前後剝離(Type II SLAP lesion)，選手因此出現力量下降、動作控制變差跟失去球速的表現，且容易在此時期跟下一個Acceleration時期產生疼痛。此類傷害，相當容易發生在肩膀協調能力不佳的選手身上。另外，手肘的內側在此時期也因為同樣承受大量張力，而容易出現內側副韌帶受傷鬆弛、斷裂，甚至可能會因為壓力集中在局部手臂骨骼而產生骨質增生。
第四期 Acceleration時期
此時期的開始於肩關節由最大外轉位置開始向內轉方向移動，大約在外轉90°的位置時，將球脫手投出。特別的是，此時期的肩關節反而負擔較小，因為在動作過程中，手肘會逐漸伸直，手臂的轉動慣量(I=mr2)因半徑縮短而降低、反作用力降低而減少肩關節的負荷(Dillman et al., 1993)；同時過程中釋放肌肉壓縮的力量所產生的力矩，可以作用出最大的角速度來投球。球投出後，時期結束。
第五期 Deceleration時期
此時期是在投球的過程中，力學變化最為激烈的時期。原因是因為在整個投球程序中，此時期是第一個開始將力量回收、減速的環節。許多肌肉，包含肱二頭肌(Biceps brachii)、肱三頭肌(Triceps brachii)、三角肌(Deltoid muscle)及四條旋轉肌袖肌肉(Rotator cuff muscles)都需要進行極度強力的收縮，以抵銷、降低手臂內轉及內收的力矩和速度；其中需求量最大的便是負責外轉的肌肉們，因為他們是最直接可以執行離心收縮達到減速目標的作用肌群。此時期最主要的任務便是在球離手後，將投手產生卻未傳遞到球上(未順利使用)的動能順利緩衝、吸收，將身體的動作停下並避免受傷。此時，肩膀承受著整個投球過程中最大的壓力，而這些壓集中在肩關節後側及下方的關節囊；其中後側關節囊承受著大約400牛頓的剪力、下方的關節囊則承受了超過300牛頓的剪力。另外，也因為在球離手後肱二頭肌緊接著進行了高強度的收縮，而對盂肱關節造成了極大的壓力；此壓力在Acceleration時期慢慢增加，在Deceleration時期達到最大值(Fleisig, Andrews, Dillman, & Escamilla, 1995)。
第六期 Follow-through時期
承接上一時期的動作，投手的身體會順著投球動作的慣性繼續向前移動，並將身體前傾、重心降低、抬起後腳，使身體重新取得平衡而停止。這最後一個環節是Deceleration時期後最為重要的分期，但其重要性卻常常被忽略。良好的Follow-through動作可能不會直接提升投球表現，但可以確實將投球造成運動傷害的風險降到最低。Follow-through時期的主要功能，是讓投手在球離手後能將投球側上肢及雙側下肢肌肉在短時間順利放鬆不收縮做功，僅跟隨整體剩餘的慣性移動，才不會對肩關節後側的軟組織造成額外的負荷。
［肩關節相關傷害的指標：GIRD］
臨床上，有需要重複做出手臂高舉過頭揮動動作的運動選手，容易出現「盂肱關節內轉角度缺損的問題(Glenohumeral Internal Rotation Deficit，GIRD)」。GIRD已經被認為是各種手臂高舉過頭動作需求的運動選手，容易有肩關節相關運動傷害的重要危險指標，以下將會介紹此現象的問題成因與相關影響。
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1. Wind up 2. Stride (Early-cocking) 3. Arm cocking (Late-cocking phase) 4. Arm acceleration
5. Arm deceleration 6. Follow through
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以下介紹的內容，是整理歸納自Meister (Meister, 2000)和Dillman’s (Dillman et al., 1993)的文章：
第一期 Wind-up
投球動作的準備期。在這時期中，慣用手肩膀開始作小幅度的內轉及外展動作，並將球由非慣用手傳至慣用手中，當球完全離開非慣用手時，時期結束。
第二期 Early-cocking
此時期開始，後三角肌，棘上肌、棘下肌及小圓肌開始作用，使慣用手肩膀持續外展至90°，並水平外展至15°，同時伴隨著非慣用側腳往捕手方向跨步，當腳接觸到投手丘時，時期結束。此時期最重要的任務為，將下肢藉由踏步的動作與身體的移動同步並且協調穩定力量，替上肢投球動作的穩定度打基礎。
第三期 Late-cocking
此時期接續著Early-cocking時期，相較其他時期較為短暫；是以向前踏出的腳著地時作為起始，至肩關節完成最大的外轉動作後結束。此時期的最大任目標就是將慣用側肩膀持續外轉至170°~180°的最大角度，並維持外展動作，而肱骨頭在肩盂窩裡會有相當程度的向後位移。在此時期，肩關節是處在外展及外旋到最大的狀態，手肘也呈大約屈曲90°，因此上肢的張力集中點都此姿勢下的前側，也就是肩關節的前內側及與肘關節的內側。值得注意的是，因為肩關節的動作與姿勢，二頭肌肌腱的施力便會由原本較為水平向前的方向，轉變成一個相較垂直向後的方向，導致在二頭肌肌腱的基部有力矩產生，傳到盂唇後上方產生拉扯；當投手重複此動作時，容易造成二頭肌肌腱拉扯關節盂唇而破裂受傷，產生造成第二型的上盂唇前後剝離(Type II SLAP lesion)，選手因此出現力量下降、動作控制變差跟失去球速的表現，且容易在此時期跟下一個Acceleration時期產生疼痛。此類傷害，相當容易發生在肩膀協調能力不佳的選手身上。另外，手肘的內側在此時期也因為同樣承受大量張力，而容易出現內側副韌帶受傷鬆弛、斷裂，甚至可能會因為壓力集中在局部手臂骨骼而產生骨質增生。
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| 棒球相關運動醫學領域很常聽到的Tommy John手術，就是專門治療手肘內側副韌帶受損的方法，經由移植一條身體別處的韌帶，當作手肘韌帶使用。臺灣的旅美不死鳥投手-郭泓志，就是此方法的最佳代表人物。 |
第四期 Acceleration時期
此時期的開始於肩關節由最大外轉位置開始向內轉方向移動，大約在外轉90°的位置時，將球脫手投出。特別的是，此時期的肩關節反而負擔較小，因為在動作過程中，手肘會逐漸伸直，手臂的轉動慣量(I=mr2)因半徑縮短而降低、反作用力降低而減少肩關節的負荷(Dillman et al., 1993)；同時過程中釋放肌肉壓縮的力量所產生的力矩，可以作用出最大的角速度來投球。球投出後，時期結束。
第五期 Deceleration時期
此時期是在投球的過程中，力學變化最為激烈的時期。原因是因為在整個投球程序中，此時期是第一個開始將力量回收、減速的環節。許多肌肉，包含肱二頭肌(Biceps brachii)、肱三頭肌(Triceps brachii)、三角肌(Deltoid muscle)及四條旋轉肌袖肌肉(Rotator cuff muscles)都需要進行極度強力的收縮，以抵銷、降低手臂內轉及內收的力矩和速度；其中需求量最大的便是負責外轉的肌肉們，因為他們是最直接可以執行離心收縮達到減速目標的作用肌群。此時期最主要的任務便是在球離手後，將投手產生卻未傳遞到球上(未順利使用)的動能順利緩衝、吸收，將身體的動作停下並避免受傷。此時，肩膀承受著整個投球過程中最大的壓力，而這些壓集中在肩關節後側及下方的關節囊；其中後側關節囊承受著大約400牛頓的剪力、下方的關節囊則承受了超過300牛頓的剪力。另外，也因為在球離手後肱二頭肌緊接著進行了高強度的收縮，而對盂肱關節造成了極大的壓力；此壓力在Acceleration時期慢慢增加，在Deceleration時期達到最大值(Fleisig, Andrews, Dillman, & Escamilla, 1995)。
第六期 Follow-through時期
承接上一時期的動作，投手的身體會順著投球動作的慣性繼續向前移動，並將身體前傾、重心降低、抬起後腳，使身體重新取得平衡而停止。這最後一個環節是Deceleration時期後最為重要的分期，但其重要性卻常常被忽略。良好的Follow-through動作可能不會直接提升投球表現，但可以確實將投球造成運動傷害的風險降到最低。Follow-through時期的主要功能，是讓投手在球離手後能將投球側上肢及雙側下肢肌肉在短時間順利放鬆不收縮做功，僅跟隨整體剩餘的慣性移動，才不會對肩關節後側的軟組織造成額外的負荷。
［肩關節相關傷害的指標：GIRD］
臨床上，有需要重複做出手臂高舉過頭揮動動作的運動選手，容易出現「盂肱關節內轉角度缺損的問題(Glenohumeral Internal Rotation Deficit，GIRD)」。GIRD已經被認為是各種手臂高舉過頭動作需求的運動選手，容易有肩關節相關運動傷害的重要危險指標，以下將會介紹此現象的問題成因與相關影響。
肩關節的外轉肌群包含了旋轉肌袖的後側部分(小圓肌Teres minor muscle及棘下肌Infraspinatus muscle)，主要的任務就是在Deceleration時期負責將肱骨頭維持在肩盂窩之內，並還能同時配合後側肩關節囊，有效率地進行離心收縮對抗內轉的慣性來完成手臂的減速。這樣的程序與原理並不只出現在棒球動作，而是可能涵蓋所有需要手臂高舉過頭的運動，例如：標槍、游泳、排球等，都會在Deceleration及 Follow-through 時期出現類似的應用。但是，重複的投球會使得負責動態穩定的後側旋轉肌群疲乏失去作用，因此負責協同穩定肩膀的後側肩關節囊長時間下來會承受較正常多的負荷來維持整個肩關節的穩定度並完成Follow-through的動作。
在Follow-through時期，投手這時候的投球側肩關節是呈現大約60°的內收伴隨著內轉；同時下方及後側的肩關節囊被旋轉至較為後外側的位置，直接承受較平常更大的、向外拉扯的張力。正常的機制作用下，肌肉組織可以負責提供拉肱骨頭向下、向內至肩盂窩的力量以抵抗向外側的拉力；肩關節囊只需要協同提供些許被動性的穩定力。但是運動員異常大量重複的投球或揮拍，會造成肌肉疲乏且使肩關節囊負擔變相增加，且關節囊非常態的代償保護機制無法完全的使殘餘的能量散失，經年累月之下，重複的拉力、張力不斷施加在肩關節後、下方的關節囊，造成重複的微小創傷發生，容易使此處的修復過程出現纖維化，關節囊漸漸肥大增厚、膠原性組織失去彈性。基於以上原因，投手的投球側肩常會因為後下側的關節囊增厚失去彈性而逐漸失去內轉的活動度，可能造成投球側肩關節外轉的活動度大於內轉活動度或是投球側肩關節內轉活動度減少同時整個肩關節的轉動活動度也因此減少，此現象即是「盂肱關節內轉角度缺損(Glenohumeral Internal Rotation Deficit，GIRD)」。
出現GIRD的肩關節，其軟組織的張力因而容易失衡，長期下來在往後的動生涯中，有很高的機率進一步惡化成上盂唇前後病變第二型(type II SLAP lesion)或肩關節夾擠症候群等相關的運動傷害，甚至在動作力學上影響肘、腕、指關節而衍生更多的上肢問題。
［衍生的肩關節傷害］
肩膀會受傷的原因不外乎就是：1. 動作不正確、力學異常、 2. 過度使用，造成肩關節過度磨損，肌肉肌腱發炎甚至撕裂等等。常見的類型有上盂唇前後病變第二型(Type II SLAP lesion)、肩關節夾擠症候群(Impingement syndrome)或是更嚴重的旋轉肌群撕裂、發炎。
在前段文中有提到在Late cocking時期，因為肩關節會處在外展及外旋到最大值的位置讓肌肉能準備收縮累積動能，二頭肌肌腱此時的施力便會由原本較為水平向前的方向，轉成一個較垂直向後的方向，導致在二頭肌肌腱的基部、盂唇後上方有扭、拉力產生；同時有GIRD的肩膀，會因為肩關節後下側的關節囊纖維化，較為緊繃沒有彈性，肱骨頭無法在肩盂窩內產生適當的後向的位移(A-P Joint play)而使在前方的肱二頭肌肌腱在準備收縮加速前被拉得更長、承受更多的張力。當重複此動作時，扭、拉力不斷發生在盂唇後上方並可能逐漸將盂唇剝離，上盂唇前後病變第二型(Type II SLAP lesion)因此產生。
接下來有關於肩關節夾擠症候群(Shoulder Impingement Syndrome)的部分。常見的症狀是動作過程中出現疼痛弧(Painful Arc)；意指當病人的肩關節作出於肩胛骨面(Scapular plane)上舉60-120度(或70-120度)之間時、以及在肩上舉、肩內轉(比如稍息動作)、肩水平內收(比如右手從前面摸左肩)這些動作時，容易在肩關節前、側、後方出現疼痛。此症狀基本的成因是旋轉肌群與控制肩胛骨的肌肉沒有讓肱骨頭在盂窩裡順利進行適當的滾動與滑動，甚至導致肱骨頭在動作過程中上移，造成肩峰下空間狹窄，於是例如棘上肌、肱二頭肌肌腱，就容易被肱骨頭與肩峰、喙突夾擠而產生疼痛；此時有著GIRD問題的運動員，就算其肩關節的肌肉控制穩定，但因為肩關節後下側的關節囊已經增厚失去彈性，肱骨頭也很難在需要時在肩盂窩內產生適當的向後下位移，因此隨著反覆訓練與使用肩膀投、揮動作，肩峰下的空間會越來越小，夾擠的狀況便會更嚴重。
其他出現在肩關節處肌腱肌肉發炎的狀況，都可能因單次的施力不當或動作失誤而發生，也可能伴隨著上述提到的兩個投手常見的肩關節傷害一起出現。這類問題都需要由專業且有經驗的物理治療師先進行肩關節動作、生理學功能上的評估，確認問題的屬性與受傷的機制，才能規劃適當的治療與訓練，徹底降低這些肌腱肌肉發炎的再發生的可能性，長時間有效的解決問題。
總而言之，運動前熱身、運動後收操、適當的使用冰敷與按摩、並針對運動的動作需求設計適合的訓練方法，才能有效的降低運動傷害相關的危險因子，讓選手在場上有穩定且良好的運動表現！
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