研究對象

第三節姿勢跑法之相關文獻

Nicholas Romanov 與 Graham Fletcher (2007) 提出重力(Gravity)是跑者支撐腳向前移動時，身體質量中心產生力矩的引導力。當支撐腳的前蹠部即將離地時，會產生一個啟動距離(take-off distance)，因而產生前傾角度與身體質心位移，並透過重力矩與轉動慣量引導身體向前移動。因此，他們推論跑者應透過重力矩向前傾的慣性順勢移動，而不是主動推蹬地面。

第參章研究方法

第一節研究對象

本研究受試者以平時有在進行跑步運動的健康男性為主，分為姿勢跑法組以及自然跑法組，總計二組每組各七位，但經正式實驗與資料擷取後，篩選淘汰四位受試者，因此姿勢跑法組以及自然跑法組各五位受試者。受試者須於實驗當日向前推算六個月，其下肢必須無任何運動傷害，且無罹患高風險疾病(如心血管疾病等)。

姿勢跑法組的受試者以出具美國姿勢跑法教練認證之證書、曾經報讀姿勢跑法大中華區官方課程或曾受姿勢跑法認證教練之指導三個月以上為準；自然跑法組的受試者則以日常有從事跑步運動的體育相關科系男性為主。

第二節實驗儀器

研究工具包含健康狀況調查表、受試者同意書、馬丁尺、 JVC 高速攝影機、

Motion Capture Systems (Vicon)、 Delsys Electromyography (EMG)、Magtonic MAG-730 跑步機。實驗前進行各項儀器校正與預先測試，以確保儀器能正常運作與顯示。

圖7 姿勢跑法組之實驗器材配置

圖8 自然跑法組之實驗器材配置

圖9 跑步機校正方式

橘色標線內緣至黃色標線內緣是為一公尺，以單位時間內的黃色標線反覆

通過白色與綠色標線的次數計算速度，並與跑步機儀表板做對照。

第三節實驗流程

姿勢跑法組別與自然跑法組之實驗地點分別位於國立臺灣師範大學公館校區的運動生物力學實驗室與國立清華大學南大校區的運動生物力學實驗室。實驗流程首先將架設實驗器材並對跑步機、攝影機與VICON 進行校正，接著請受試者填寫受試者告知同意書(附錄一)與受試者實驗資料紀錄表(附錄二)，並且告知受試者整個實驗流程以及相關的注意事項，受試者可以無條件隨時中止、退出實驗。所有受試者需上身赤裸且下身著緊身運動褲，顏色以深色為佳，且沒有任何反光設計為主，以避免VICON 攝影機擷取到非反光球之雜訊以及造成後續資料處理之困難。

接著以馬丁尺測量人體之段參數，並在受試者實驗資料紀錄表填寫參數數值，

再於欲黏貼 Delsys 肌電感測器位置之皮膚表面以酒精進行擦拭與簡易清潔，減少雜訊發生的機率，隨後在黏貼肌電感測器之後，使用透氣貼布以及皮膚膜固定，以防止動作過程中因活動而脫落或因汗水而產生黏貼不牢靠，進而影響雜訊或不穩定訊號之可能。

上升坡度定為 0 度，並請受試者穿著運動束褲，且依 Plug-in-Gait 模型(下肢) 為受試者黏貼三維反光球，並在慣用腳之股直肌、脛前肌、股二頭肌與腓腸肌之肌腹黏貼 Delsys 肌電訊號感測器，且測試個人下肢肌肉最大自主收縮值(MVC)，以做為標準化的依據，隨後收取一筆靜態(static)資料。接著請受試者在跑步機上熱身五分鐘，同時確認肌電訊號於熱身期間能正常運作。施測速度依序為10kph、12kph、

15kph，每種速度跑 1 分鐘與靜態休息 30 秒鐘，並於該期間內同步收取 15 秒影像與肌電資料。紅外線 Vicon 攝影機的擷取頻率為 250Hz，JVC 攝錄影機的擷取頻率為250Hz，EMG 肌電訊號的擷取頻率為 2000Hz。

圖10 Plug-in-Gait Model

表1 反光球黏貼位置表

序號英文代碼中譯位置

1 LASI 左髂骨前上棘

2 RASI 右髂骨前上棘

3 LPSI 左髂骨後上棘

4 RPSI 右髂骨後上棘

5 LTHI 左大腿外側

6 LKNE 左膝關節外側

7 LTIB 左小腿外側

8 LANK 左踝關節外側

9 LHEE 左腳後腳跟

10 LTOE 左腳二三蹠趾關節中間

11 RTHI 右大腿外側

12 RKNE 右膝關節外側

13 RTIB 右小腿外側

14 RANK 右踝關節外側

15 RHEE 右腳後腳跟

16 RTOE 右腳二三蹠趾關節中間

第四節資料收集與處理

本研究探討跑步機上三種速度(10, 12, 15km per hour)之肌電學與運動學參數，

以5 個完整的步態週期作分析。

一、肌電學參數：

本實驗資料是以2000Hz 擷取穩定 15 秒的肌肉電位訊號值，收取資料時與運動學使用同步錄製觸發器(Trigger)，使兩者的資料能夠同時開始與結束。收取資料結束後，將資料匯出成 Microsoft excel csv 檔案格式，並使用肌電訊號軟體 AcqKnowledge 4.1 版處理資料。原始肌電訊號資料依序經過帶通濾波處理 (10Hz~450Hz)，接著整流翻正(rectifying)，再以低通濾波(6Hz)平滑處理，得到線性封包(Linear envelope)，而線性封包的肌電訊號資料再進行均方根處理(root mean square, RMS)得到均方根肌電振幅。均方根肌電振幅除以實驗前所測得之個人最大肌肉力量自主收縮值進行標準化處理（Robertson et al.,2004；高明峰、陳孟利，2007）。

二、運動學參數：

本實驗所使用之紅外線 Vicon 攝影機的擷取頻率為 250Hz，收取空間三維反光球軌跡資料透過Vicon Nexus 軟體進行數位化命名(labeling)，並採用 Plug-in-gait model 建立下肢模型，再將資料匯出成 Microsoft excel csv 檔案格式。檔案資料包含空間中三維反光球軌跡資料、各關節角度等資料。

第五節統計方法

本研究所測得之運動學及肌電學資料經過分析處理後，使用統計軟體IBM SPSS Statistics 23.0版，採用的是二因子獨立樣本變異數分析考驗(Two way ANOVA) 進行運動學及肌電學參數之差異比較，顯著水準設為 α＝.05。假設參數二因子獨

立樣本變異數分析達到主效果分析顯著水準則需進行事後比較 (顏志龍、鄭中平，

2019)。

第六節研究架構

圖11 研究架構

Partial Eta Squared 組在股直肌預先收縮階段具有異質性。此外，當SPSS提供局部Eta方形(Partial Eta Squared)作為ANOVA檢定的效果量(以η2符號表示)，若.01≦η2<0.58為小效果；.058

≦η2<.138為中效果；.138≦η2是最大效果 (Cohen,J., 1998)，股直肌於預先收縮階段為小效果量。

表 4 股直肌於離地階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

表 6 脛前肌於預先收縮階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

表 8 脛前肌於離地階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

表10 事後比較表 (脛前肌於離地階段的肌電活化程度) 速度

(I)

速度 (J)

平均值差異

(I-J) 標準誤顯著性

95% 信賴區間

下限上限

10 12 -3.4740 4.11073 .679 -13.7397 6.7917 15 -12.8010^* 4.11073 .013* -23.0667 -2.5353 12 10 3.4740 4.11073 .679 -6.7917 13.7397 15 -9.3270 4.11073 .080 -19.5927 .9387 15 10 12.8010^* 4.11073 .013* 2.5353 23.0667

12 9.3270 4.11073 .080 -.9387 19.5927 註：根據觀察到的平均值。誤差項是 Mean Square(Error) = 84.491。

*. 平均值差異在 .05 水準顯著。

在Tukey HSD事後比較，組別速度10KPH與15KPH兩者之間相互達到顯著，代表脛前肌的活化程度在離地階段有明顯的差異。

Partial Eta Squared 別*速度之間的交互作用 F(2,24)=.144, p=.867未達顯著差異，且Levene’s 同質性變異數檢定皆未達到顯著。在效果量方面，組別為中效果量(.58≦η2<138)；速度為大效果量(.138≦η2)；組別*速度為小效果量(.01≦η2<0.58)。

表 13 腓腸肌於離地階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

組別*速度之間的交互作用 F(2,24)=.144, p=.867未達顯著差異，且Levene’s 同質性變異數檢定皆未達到顯著。在效果量方面，組別為中效果量(.58≦η2<.138)；速度、

組別*速度為小效果量(.01≦η2<0.58)。

表 15 股二頭肌於預先收縮階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

組別*速度之間的交互作用 F(2,24)=.201, p=.819未達顯著差異，且Levene’s 同質性變異數檢定皆未達到顯著。在效果量方面，組別、組別*速度為小效果量(.01≦

η2<.58)；組別為中效果量(58≦η2<.138)。

表 17 股二頭肌於離地階段的肌電活化程度之二因子獨立樣本變異數分析統計

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared

±1.39，自然跑法組為 30.34±4.75，姿勢跑法組略小於自然跑法組；在 12KPH 的平均數與標準差方面，姿勢跑法組為 27.66±4.07，自然跑法組為 34.40±3.29，姿勢跑法組略小於自然跑法組；在 15KPH 的平均數與標準差方面，姿勢跑法組為 31.15±

3.56，自然跑法組為 32.64±4.77，姿勢跑法組略小於自然跑法組。

著地瞬間的髖關節角度在著地瞬間，依照二因子獨立樣本變異數分析，在三種

表 21 著地瞬間的膝關節角度之統計表二因子獨立樣本變異數分析統計

來源

類型 III 平

方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared 不同的速度之下，F(1,24)=15.829, p=.001, 組別達到顯著差異。F(2,24)=4.384, p=.024, 組別*速度達到顯著差異，且組別*速度具交互作用。因組別僅分為自然跑法組與姿勢跑法組，故無法進行事後比較，而速度則在著地瞬間的髖關節角度未達顯著差異，

且Levene’s 同質性變異數檢定達到顯著，代表姿勢跑法組與自然跑法組在著地瞬間的膝關節角度具有異質性。在效果量方面，組別、速度、組別*速度皆為大效果量(.138≦η2)。

表 23 著地時的踝關節角度之統計表之二因子獨立樣本變異數分析統計

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared 之下，F(2,24)=5.892, p=.008, 組別*速度達到顯著差異且具交互作用，而組別、速度則在著地瞬間的踝關節角度未達顯著差異，且Levene’s 同質性變異數檢定達到顯著，代表姿勢跑法組與自然跑法組在著地瞬間的踝關節角度不具有異質性。在效果量方面，組別、速度為中效果量(.58≦η2<138)；組別*速度為大效果量(.138≦η2)。

表 25 離地瞬間的髖關節角度之統計表之二因子獨立樣本變異數分析統計

來源

類型 III

平方和自由度均方 F 顯著性

Partial Eta Squared 之下，F(2,24)=2.026, p=.154, 組別*速度未達到顯著差異，而組別、速度則在著地瞬間的踝關節角度未達顯著差異，且Levene’s 同質性變異數檢定達到顯著，代表姿勢跑法組與自然跑法組在著地瞬間的踝關節角度不具有異質性。在效果量方面，

組別為小效果量(η2<.58)；速度為中效果量(.58≦η2<138)；組別*速度為大效果量 (.138≦η2)。

表 27 離地瞬間的膝關節角度之統計表之二因子獨立樣本變異數分析統計

來源

在文檔中不同跑步型態之運動生物力學分析 (頁 25-0)

第參章 研究方法

第參章研究方法