[Ebook Việt Hóa] Bike Fit (2022): Anatomy related to bicycles (Giải phẫu liên quan đến xe đạp)

Nguồn: Ebook Bike Fit – 2nd Edition Optimise Your Bike Position for High Performance and Injury Avoidance (2022) – Phil Burt

Biên tập: Thùy Linh

Trong chương này, chúng ta sẽ xem xét vai trò của một số cơ bắp, khớp và gân trong việc sản sinh lực đạp xe (mô-men xoắn), ổn định, tư thế, giảm chấn và thông khí. Tầm quan trọng của sức mạnh cần được cân bằng với khả năng duy trì tư thế hoặc vị trí đạp xe của bạn. Việc hiểu rõ những cơ bắp nào tham gia vào cả hai quá trình này là rất đáng giá.

Đạp xe trở nên khả thi nhờ sự phối hợp của nhiều yếu tố (cơ bắp) co lại để tạo ra lực, lực này được chuyển qua một loạt các đòn bẩy (xương) thông qua các khớp để tạo ra mô-men xoắn tại bàn đạp. Cơ bắp cơ bản là một mạng lưới lớn các sợi trượt. Các sợi này có thể giữ nguyên vị trí tĩnh (đẳng trường), tạo lực bằng cách co ngắn lại (đồng tâm) hoặc điều chỉnh (giảm nhẹ) tải trọng bằng cách kiểm soát sự tăng chiều dài cơ bắp (ly tâm).

Hãy tưởng tượng bạn cầm một hộp đậu bằng tay phải, với khuỷu tay tạo một góc vuông so với cơ thể, trong khi vẫn giữ yên hoàn toàn. Cơ bắp tay của bạn không co ngắn hay kéo dài, nhưng vẫn đang hoạt động chống lại lực hấp dẫn để giữ cánh tay và hộp đậu ở vị trí đó. Đây là sự co cơ đẳng trường. Nếu bạn di chuyển hộp đậu về phía vai bằng cách gập khuỷu tay, bạn sẽ làm ngắn cơ bắp tay. Đây được gọi là sự co cơ đồng tâm. Nếu sau đó bạn từ từ hạ cơ xuống một cách có kiểm soát (tức là bạn hạ tay xuống, thay vì để nó rơi tự do), cơ bắp tay của bạn đang kéo dài, nhưng vẫn đang hoạt động để kiểm soát trọng lượng của hộp đậu chống lại lực hấp dẫn. Đây là sự co cơ ly tâm.

Các hành động và phản ứng của cơ bắp được kiểm soát bởi sự kích thích từ các dây thần kinh liên kết với hệ thần kinh trung ương (tủy sống và não). Phần thần kinh trong kiểm soát thần kinh cơ thường bị lãng quên hoặc bỏ qua. Bạn có thể có một cơ bắp lớn, nhưng nếu nó được kiểm soát hoặc phối hợp kém, nó sẽ không phát huy hết tiềm năng của mình. Các cơ tạo lực của chúng ta được gắn vào xương (hoặc đòn bẩy) thông qua các gân, được tạo thành từ các vật liệu sợi được sắp xếp theo cấu trúc tuyến tính, lý tưởng để truyền lực. Tất cả các cơ tham gia vào việc đạp xe đều tạo ra lực để quay bàn đạp. ‘Mô-men xoắn’ được sử dụng để mô tả lực tác động lên một đòn bẩy dẫn đến sự xoay quanh một trục, do đó rất phù hợp để mô tả lực trong việc đạp xe.

Giải phẫu của phần dưới cơ thể

Các khớp có nhiều trục chuyển động. Sự phối hợp của các khớp để chúng di chuyển theo cách yêu cầu cho một nhiệm vụ cụ thể là một quá trình cực kỳ phức tạp, bao gồm nhiều yếu tố khác nhau, bao gồm cả cơ bắp và dây thần kinh. Chuyển động quá mức (quá lỏng) hoặc hạn chế (quá cứng) có thể ảnh hưởng đến các khớp trên hoặc dưới chuyển động đó trong chuỗi động học. Đây là một điểm quan trọng cần nhận ra – rằng một chuyển động ở một phần của cơ thể ảnh hưởng đến chuyển động của phần tiếp theo giống như một chuỗi đòn bẩy.

Ví dụ, một chuyển động không đều ở đầu gối có thể là kết quả của những bất thường ở bàn chân hoặc hông, và không nhất thiết chỉ là vấn đề của đầu gối.

Hông

Hông là một phần của xương chậu và là điểm khởi đầu của chuỗi mô-men xoắn để đạp xe. Xương chậu có một ổ cắm gọi là ổ cối (acetabulum) giữ phần đầu của xương đùi (hoặc xương đùi) để tạo thành khớp hông.

Hệ xương

Khớp hông cho phép và hướng dẫn các chuyển động gập, duỗi và xoay trong quá trình đạp xe. Những bất thường trong chuyển động của khớp hông thường hạn chế khả năng di chuyển của hông (và do đó là chân) trong quá trình quay bàn đạp.

Do chiều dài của nó, cũng như kích thước và số lượng cơ bao quanh (cơ mông và cơ tứ đầu đùi/quanh đầu gối), một lượng lớn mô-men xoắn có thể được tạo ra xung quanh xương chậu.

Xương chậu

Xương chậu chủ yếu bao gồm hai vùng xương: xương ngồi (ischium) và xương cánh chậu (ilium). Hai xương này khớp với nhau giữa xương cùng (xương hình tam giác lớn ở phía sau xương chậu) và phần gốc của cột sống tại khớp cùng chậu (sacroiliac joint). Những người gặp vấn đề về lưng dưới có thể đã nghe nói về khớp này, vì nó nằm rất gần cột sống thắt lưng và có thể là nguyên nhân gây đau.

Xương ngồi là một phần quan trọng trong việc đạp xe vì cơ đùi sau (hamstrings) bắt nguồn từ đây, tại khu vực được gọi là ụ ngồi (ischial tuberosity). Cũng quan trọng đối với việc đạp xe là nhóm cơ tạo nên cơ gập hông, đặc biệt là các cơ bên trong hông gọi là cơ thắt lưng chậu (iliopsoas). Nhóm này bao gồm cơ chậu (iliacus), nằm trong đường cong của xương cánh chậu ở hai bên, và hai cơ thắt lưng (psoas), bắt nguồn từ ba đốt sống cuối cùng.

Cơ gập hông là một nhóm cơ quan trọng trong việc đạp xe, nhưng vai trò của chúng thường bị hiểu sai và các vấn đề liên quan đến chúng thường bị chẩn đoán sai. Thực tế, chúng chỉ đóng góp rất ít (10–15 phần trăm) vào việc kéo xương đùi lên, ngoại trừ trong các trường hợp đạp xe tối đa hoặc nước rút, và chúng trở nên căng cứng và/hoặc đau không phải do khối lượng công việc của chúng, mà vì tư thế hông rất đóng mà người đạp xe duy trì trong thời gian dài.

Đầu gối và phần trên của chân

Đầu gối bao gồm ba xương: xương đùi (femur), xương chày (tibia) và xương bánh chè (patella). Xương đùi hướng xuống để đặt lên trên xương chày và là xương dài nhất trong cơ thể. Mô-men xoắn liên quan đến kích thước của đòn bẩy tạo ra nó: lực lớn qua các đòn bẩy dài, chẳng hạn như xương đùi, sẽ tạo ra mô-men xoắn lớn.

Xương bánh chè hoạt động như một điểm tựa thông qua đó lực được tạo ra từ cơ tứ đầu (quadriceps) và cơ mông (glutei) được chuyển đến xương chày, và cuối cùng là đến bàn đạp.

Khớp Bánh Chè – Xương Đùi

Khớp bánh chè – xương đùi là khớp gối mà chúng ta thường nhắc đến trong môn đạp xe vì vai trò của nó như một điểm tựa, giúp chuyển lực đẩy đến bàn đạp. Hình ảnh dưới đây cho thấy một góc nhìn xiên bên của đầu gối và vị trí của xương bánh chè trên xương đùi. Xương bánh chè có hình tam giác và là một xương vừng – loại xương hình thành trong một gân. Nổi bật trên đó là điểm gân bánh chè bám vào, được gọi là ụ xương chày (tibial tuberosity).

Gân cơ tứ đầu gắn cơ tứ đầu vào xương bánh chè và gân bánh chè gắn xương bánh chè vào xương chày. Hình ảnh ở đây cho thấy bề mặt sụn của xương bánh chè và rãnh trong xương bánh chè, nơi trượt bên trong rãnh do hai lồi cầu (condyles) của đầu xương đùi tạo ra. Khớp bánh chè – xương đùi có một bề mặt sụn cực kỳ mịn màng, với hệ số ma sát gấp chín lần so với băng trượt. Vì lý do này, một số yếu tố có thể khiến xương bánh chè di chuyển quá xa khỏi rãnh, gây ra cảm giác đau đớn.

Hành động đạp xe đòi hỏi sự phối hợp chuyển động từ nhiều cơ bắp của phần dưới cơ thể. Việc đo hoạt động điện trong cơ bắp (điện cơ) trong quá trình đạp xe xác nhận rằng cơ tứ đầu và cơ mông là các cơ tạo mô-men xoắn chính. Nói cách khác, cơ đùi và cơ mông của bạn là yếu tố then chốt.

Cơ Tứ Đầu

Cơ tứ đầu nằm ở phía trước đùi và bao gồm bốn cơ: cơ rộng ngoài (vastus lateralis), cơ rộng trong (vastus medialis), cơ thẳng đùi (rectus femoris) và cơ rộng giữa (vastus intermedius, nằm dưới cơ thẳng đùi). Cơ tứ đầu có vai trò mở rộng đầu gối. Khi cơ tứ đầu hoạt động theo kiểu đồng tâm (hoặc co ngắn), đầu gối sẽ thẳng ra hoặc mở rộng. Cơ thẳng đùi là cơ tứ đầu duy nhất vượt qua cả hông và đầu gối, vì vậy nó được gọi là cơ ‘hai khớp’ (bi-articular), có khả năng gập hông.

Hơn thế nữa, tình trạng căng cứng cơ này thường là nguyên nhân gây ra đau đầu gối (trong trường hợp này là đau khớp bánh chè – xương đùi), vì nó làm tăng lực nén xung quanh khớp khi cơ quá ngắn hoặc không hoạt động tốt như mong đợi. Cặp lực mở rộng hoặc lực đẩy này được hoàn thiện bởi cơ mông lớn (gluteus maximus) hoặc cơ mở rộng hông.

Đọc điện cơ (EMG) của một người đạp xe

Điện cơ là gì? Điện cơ (hoặc EMG) là một kỹ thuật phân tích cơ sinh học của chuyển động bằng cách sử dụng các điện cực trên bề mặt da (hoặc, trong một số trường hợp, kim châm vào cơ bắp) để phát hiện điện thế do các tế bào cơ tạo ra. Thiết bị được sử dụng gọi là máy điện cơ (electromyogram). EMG cho thấy thời điểm các cơ khác nhau hoạt động trong suốt chu kỳ bàn đạp.

Góc của tay quay từ TDC (°)

• BDC: Điểm chết dưới của chu kỳ bàn đạp
• TDC: Điểm chết trên của chu kỳ bàn đạp

Cơ Đùi Sau

Cơ đùi sau, bao gồm cơ nhị đầu đùi (biceps femoris), cơ bán màng (semimembranosis) và cơ bán gân (semitendinosis), có vai trò quan trọng trong việc ổn định đầu gối ở giai đoạn cuối của chu kỳ bàn đạp và giúp điều hướng chân qua phần sau của chu kỳ này.

Chân Dưới

Trong môn đạp xe, chân dưới chịu trách nhiệm chuyển lực từ cơ tứ đầu và cơ mông đến bàn đạp. Chân dưới bao gồm xương chày (tibia), xương mác (fibula), mắt cá chân và bàn chân. Mắt cá chân được cấu thành từ xương sên (talus), nằm trên xương gót (calcaneus). Bàn chân thường được chia thành ba vùng: bàn chân sau, bàn chân giữa và bàn chân trước. Các vấn đề ở bàn chân có thể phát sinh từ bất kỳ vùng nào trong ba vùng này. Các xương dài của bàn chân được gọi là xương bàn đạp (metatarsals), và việc hiểu vị trí của chúng là quan trọng để định vị bàn chân đúng cách trên bàn đạp.

Các nghiên cứu điện cơ (EMG) cho thấy, mặc dù các cơ bắp chân không đóng góp đáng kể vào việc tạo ra sức mạnh trong chuỗi động học, nhưng chúng giữ vai trò quan trọng trong việc giữ chân dưới ổn định và truyền lực tốt hơn đến bàn đạp. Nếu chúng không hoạt động hiệu quả, lực có thể bị mất, vì vậy không nên xem nhẹ sự đóng góp của chúng.

Hai cơ chính giúp ổn định bàn chân để tạo thành một đòn bẩy cứng nhắc cho việc đạp là cơ bụng chân (gastrocnemius) và cơ dép (soleus). Hai cơ này cùng tạo thành cơ bắp chân. Cơ bụng chân có hai đầu, xuất phát từ trên đầu gối ở xương đùi và chạy xuống xương gót (calcaneus). Nó kết hợp với cơ dép để tạo thành gân Achilles, chung cho cả hai cơ. Cơ dép nằm sâu hơn so với cơ bụng chân và có vai trò biến bàn chân thành một đòn bẩy cứng nhắc để đạp bàn đạp. Nó xuất phát ngay dưới đầu gối và chạy xuống xương gót thông qua gân Achilles.

Ngoài ra, các cơ khác hỗ trợ bàn chân bao gồm cơ lật trong mắt cá chân, cơ lật ngoài mắt cá chân và cơ gập lưng bàn chân. Các cơ này có vai trò hỗ trợ các vòm của bàn chân.

Giải Phẫu Thân và Lưng

Mặc dù chân thực hiện phần lớn công việc, chúng cần một nền tảng vững chắc, và đây là lúc các cơ ở thân và lưng phát huy vai trò. Nghiên cứu về cơ lưng của các tay đua xe bền bỉ cho thấy hoạt động của các cơ này tăng lên khi lực đạp lên bàn đạp tăng.

Các cơ ở lưng được sắp xếp theo một chuỗi. Ở lưng dưới là các cơ nhỏ, sâu gọi là cơ nhiều chân (multifidi) và một cơ lớn hơn gọi là cơ vuông thắt lưng (quadratus lumborum). Các cơ này giúp ổn định cột sống khi chịu tải trọng bên và xoay.

Lớp cơ tiếp theo của lưng là cơ dài (longissimus), có nhiệm vụ duy trì tư thế và sự ổn định khi đạp xe. Cơ bụng chủ yếu được sử dụng để giữ thân ổn định trong những khoảnh khắc ngắn khi chịu lực mạnh. Nếu bạn đạp xe trong điều kiện hiếu khí, bạn thường sẽ sử dụng cơ bụng để thở bằng cơ hoành.

Xuất phát từ lưng trên và vai là cơ thang (trapezius) và cơ lưng rộng (latissimus dorsi). Chúng đóng vai trò quan trọng trong việc ổn định khi đạp xe vì chúng cố định cánh tay, cho phép cánh tay hoạt động như những điểm tựa. Khi bạn đạp bàn đạp bên trái, cánh tay phải sẽ cố định và kéo tay lái thông qua hành động của cơ lưng rộng bên phải để giữ ổn định, và ngược lại.

Cơ bắp tay (biceps) cũng đóng vai trò là cơ ổn định, cùng với cơ lưng rộng, để đối kháng lại mô-men xoắn do chân tạo ra, ổn định thân bằng cách kéo vào tay lái.

Giảm Chấn

Giảm chấn có thể hiểu là việc hấp thụ tải trọng, tương tự như hoạt động của một bộ giảm xóc. Các cơ chính hấp thụ tác động từ bề mặt đường khi đạp xe là cơ tam đầu (triceps) và cơ bắp chân. Hành động cơ ly tâm giúp làm mịn hoặc ‘giảm nhẹ’ tải trọng. Giảm tải cho cơ tam đầu từ rung động và tải trọng từ tay lái giúp bảo vệ cổ và vai. Giảm tải từ cơ bắp chân cho phép thân và hông/đầu gối duy trì ổn định trên các bề mặt gồ ghề.

Tư Thế

Tư thế là việc duy trì một vị trí cơ thể nhất định, yêu cầu sự linh hoạt thích hợp của các khớp, sự phối hợp giữa các khớp/cơ và sức bền cơ bắp. Giới hạn ở bất kỳ yếu tố nào trong số này có thể dẫn đến sự bất thường về tư thế. Tư thế tốt trên xe đạp đòi hỏi sự linh hoạt tốt của cơ đùi sau và cơ mông, cho phép xương chậu lăn về phía trước, giữ cho lưng ở tư thế thẳng khi với tới tay lái.

Một yếu tố chính hạn chế khả năng giữ thẳng lưng khi ở trên xe đạp là sự kém linh hoạt của cột sống ngực. Thiếu chuyển động ở phần giữa cột sống thường dẫn đến việc cột sống bị cong quá mức, điều này hạn chế khả năng hô hấp và làm suy giảm khả năng ổn định cột sống để tạo ra mô-men xoắn đến bàn đạp.

Thông khí

Thông khí đơn giản là quá trình đưa không khí vào và ra khỏi phổi. Đối với vận động viên bền bỉ, quá trình này cần phải đạt hiệu quả cao nhất có thể. Phổi nằm trong một lồng xương được tạo bởi các xương sườn, được kết nối chặt chẽ với cột sống ngực. Có những yếu tố hạn chế về mặt giải phẫu và tư thế đối với quá trình thông khí khi đạp xe. Một ví dụ về yếu tố hạn chế giải phẫu là việc cột sống ngực bị uốn cong quá mức (nghĩa là cong về phía trước), không cho phép lồng ngực giãn nở đủ. Một ví dụ về yếu tố hạn chế do tư thế có thể là tư thế khí động học làm ảnh hưởng đến việc hô hấp, hoặc yên xe nghiêng về phía sau yêu cầu phải uốn cong cột sống để duy trì tư thế ngồi.

Đối với vận động viên bền bỉ, thông khí hiệu quả nhất được thực hiện thông qua việc thở bằng cơ hoành, trong đó sự co bóp và giãn nở của cơ hoành kéo và đẩy không khí ra khỏi phổi. Các cơ phụ hỗ trợ thông khí bao gồm các cơ liên sườn (nằm giữa các xương sườn), cơ bụng, cơ thang, cơ nâng vai và cơ bậc thang. Nếu việc thở bằng cơ hoành bị ảnh hưởng, các cơ phụ này có thể bị làm việc quá mức liên tục, dẫn đến đau kiểu cơ mạc (tức là đau giữa cơ và lớp bao bọc cơ). Điều này thường xuất hiện ở các cơ cổ và vai trên.

Chèn ép dây thần kinh ở bàn chân

Một khu vực phổ biến dễ bị chèn ép dây thần kinh là giữa các xương bàn chân (ngón chân), với khu vực giữa ngón chân thứ nhất và thứ hai là phổ biến nhất (neuroma Morton). Một nút đệm dưới xương bàn chân thường có thể giải quyết hoàn toàn vấn đề này.

Điểm tiếp xúc

Nói đơn giản, đây là những điểm mà cơ thể bạn tiếp xúc với xe đạp. Chúng ta sẽ xem xét chúng chi tiết hơn sau, nhưng sẽ rất hữu ích nếu hiểu các lý do giải phẫu tại sao việc thiết lập chúng đúng cách lại quan trọng như vậy. Ba điểm tiếp xúc giải phẫu chính với xe đạp có thể là nguồn gây tê và đau: bàn chân với bàn đạp, tay với tay lái và xương chậu với yên xe. Tê, yếu và đau có thể xảy ra khi các mô mạch máu (hệ thống mạch máu) và mô thần kinh (dây thần kinh) chịu tải không đều, dẫn đến sự chèn ép.

Bàn chân với bàn đạp

Hình ảnh dưới đây của lòng bàn chân cho thấy sự phân bố dây thần kinh. Vị trí đặt tấm gắn giày không đúng hoặc sự hỗ trợ không đều hoặc chèn ép của bàn chân có thể dẫn đến tổn thương mô. Giữa một hệ thống mạch máu phức tạp gồm các tĩnh mạch, bơm máu về tim, và các động mạch nhỏ, mang máu giàu oxy từ phổi đến cơ bắp, là các dây thần kinh, được mô tả bằng màu đỏ trong sơ đồ. Lưu ý đường đi của chúng giữa các đầu xương bàn chân. Dây thần kinh là một vị trí chính gây đau chân liên quan đến việc đạp xe.

Tay với tay lái

Hai dây thần kinh chính cung cấp cho tay là dây thần kinh giữa (median nerve) và dây thần kinh trụ (ulnar nerve). Những dây thần kinh này đi qua hai ống khi chúng vào vùng tay: ống cổ tay (carpal tunnel) và ống Guyon. Vị trí đặt tay không đều trên tay lái có thể bao gồm việc đặt tay quá rộng, dẫn đến việc các ngón tay bị xòe ra, hoặc đặt quá nhiều trọng lượng lên tay do vị trí tổng thể. Những vị trí như vậy có thể nén dây thần kinh, dẫn đến đau, tê và yếu ở một số cơ nhất định. Nén dây thần kinh giữa sẽ dẫn đến tê ở ba ngón tay đầu tiên và một nửa của ngón thứ tư, trong khi dây thần kinh trụ sẽ ảnh hưởng đến nửa bên ngoài của ngón thứ tư và toàn bộ ngón thứ năm.

Xương chậu với yên xe

Vùng yên xe liên quan đến xương chậu có các động mạch và dây thần kinh nhạy cảm với áp lực. Tải trọng nén không đều do các lý do giải phẫu hoặc việc điều chỉnh xe đạp sẽ dẫn đến tê, đau và mất chức năng mô.

Xem thêm các phần khác của sách: XEM NGAY

Biên tập viên

Thùy Linh

If you have a place to go when being tired, it is your home. If you have someone to love and share, it is your family. And if you have both, it is the happiness thing.

Bài mới

Tất cả bài viết

• Bike Fit23.09.2024[Ebook Việt Hóa] Bike Fit (2022): Measuring Frame Suitable for Bicycle (Khung đo lường phù hợp với xe đạp)
• Bike Fit23.09.2024[Ebook Việt Hóa] Bike Fit (2022): Anatomy related to bicycles (Giải phẫu liên quan đến xe đạp)
• Bike Fit22.09.2024[Ebook Việt Hóa] Bike Fit (2022): Introduction (Giới thiệu)
• Bike Fit19.09.2024[Ebook Việt Hóa] Bike Fit (2022): Chris Boardman