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加速規與運動強度的關係

加速規因為配戴方便且價格相對便宜,已普遍運用在運動量測上 (Bergamini et al., 2014; Brayne, Barnes, Heller, & Wheat, 2015)。在應用上,利用 IMU 計算下肢

動力學參數已經有許多文獻證實其可行性,其中IMU 擺放位置、數量、計算方法

也成為這類文獻中重點探討的部分。Ngoh (2018)運用 IMU 結合神經網路計算 出垂直地面反作用力,並與校標呈現高度相關(Ngoh, Gouwanda, Gopalai and Chong.

2018)。(Karatsidis et al. 2019),利用 17 個 IMU 佩戴在頭部、肩膀、軀幹、大腿、

小腿等 17 個位置,以逆動力學的方法,計算出地面反作用力以及關節力矩

(Karatsidis, Jung, Schepers, Bellusc, Veltink, & Andersen. 2019)。Damian P.Raper

(2018),利用單顆 IMU 配戴於脛骨,計算以物理意義推算鐵人三項選手運動時 的地面反作用力 (Raper et al., 2018)。除了利用 IMU 計算動力學參數地面反作用力 外,Brahms (2018)研究團隊將感測器配戴於脛骨,計算出跑步時的步長,並與 校標呈現高度相關(Brahms, Zhao, Gerhard and Barden. 2018)。(Mo & Chow. 2018),

利用5 個 IMU 配戴於軀幹以及雙腳脛骨與前腳掌,以加速度訊號峰值計算著地時 2018 NgohKieron

Jie-Han 1 右腳前腳掌 垂直地面反作

用力 神經網路

2019 AngelosKaratsidis 17 為較良好的檢測身體活動量的工具 (Gastin, McLean, Spittle, & Breed, 2013)。而加 速規數據在計算強度上有非常多不同的演算法計算,如:Player Load、MAD、積分

圖2-2、加速度與跑步速度之相關性

MAD 的算法中,利用三軸合加速度與瞬時加速度之差做計算,在結果中提出,

MAD 是一種非常有效的方法,可以從慢走到快跑的廣泛運動範圍內估計 PA 的強

度。由於MAD 的計算是基於原始加速度數據,並且已證明不同設備間在量測上無

明顯差異、步行比跑步的準確性更高的結果。另有文獻提到,心率量測可能出現,

運動強度到達高峰時,心率會出現閾值。在利用 MAD 計算時,強度提升,MAD

值會以遞增方式提升,沒有發現天花板效應。並發現 MAD 和 VO2之間都有高度 相關性,如要使用 VO2峰值和VO2Max 值來計算運動強度,都會有實行上的不便 性 (Vähä-Ypyä et al., 2015),未來在運動強度的量測上將可以用外在指標來替代內 在指標的可能。

圖2-3 MAD 與兩生理指標(VO2、MET)之關係 空心圓為步行階段,實心圓為跑步階段

利用不同加速度計算方法估算活動量之研究中提到,加速規的數據需經過精 確的濾波方法,才可以獲得更好的結果。並且在幾種不同計算方法中也可以看出其 中顯著之差異 (Rodriguez et al., 2019)。不同擺放位置研究中,比較放置於手腕與髖 關節上,九種加速規數據模型估計的活動量,結果中顯示放於手腕的線性模型產生 的結果與放於髖關節的參考方法最相似 (Kingsley et al., 2019)。

總結以上運用加速規在計算運動強度已有許多文獻使用,主要差別來是加速 規放置位置以及計算方法。如要準確以加速度計算運動強度應注意放置位置以及 計算方法上之差異。

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