本 節 主 要 針 對 投 擲 過 程 中 下 肢 的 關 節 力 量 、 關 節 力 矩 及 肌 肉 收 縮 模 式 三 個 部 份 進 行 討 論 。
一 、 關 節 力 量
（ 一 ） 關 節 角 度 及 肌 肉 收 縮 方 式
關 節 力 量 大 小 可 能 受 到 關 節 角 度 以 及 肌 肉 的 收 縮 方 式 等 因 素 的 影 響 ( N o r d i n & F r a n k e l , 2 0 0 1 ) 。 另 外 ， 肌 肉 力 量 也 會 影 響 關 節 受 力 ( T e i t g e , 2 0 0 8 ) ， 當 肌 肉 力 量 增 加 ， 會 增 加 關 節 力 量 ， 進 而 增 加 投 擲 過 程 當 中 的 關 節 負 荷 。 然 而 ， 在 肌 肉 力 量 的 部 分 ， 從 本 研 究 實 驗 資 料 中 並 無 法 取 得 ， 但 是 ， 在 本 研 究 中 仍 然 可 以 關 節 角 度 及 肌 肉 收 縮 方 式 兩 方 面 ， 解 釋 投 擲 過 程 中 ， 影 響 投 手 下 肢 關 節 力 量 的 可 能 因 素 。
在 支 撐 腳 關 節 力 量 的 部 份 ， 在 準 備 期 ， 支 撐 腳 膝 關 節 微 彎 ， 以 降 低 及 穩 定 身 體 重 心 ， 此 時 前 導 腳 往 身 體 軸 心 方 向 抬 起 ( P a p p a s e t a l . , 1 9 8 5 )。 在 本 研 究 支 撐 腳 踝 關 節 在 準 備 期 承 受 最 大 外 向 剪 力 ( 表 4 . 5 )， 應 是 由 於 前 導 腳 往 身 體 軸 心 方 向 抬 起 ， 造 成 身 體 重 心 往 支 撐 腳 方 向 偏 移 ， 進 而 導 致 支 撐 腳 的 踝 關 節 承 受 外 向 剪 力 。 在 後 擺 前 期 ， 支 撐 腳 幾 乎 承 受 投 手 全 身 的 重 量 ( M a c W i l l i a m s e t a l . , 1 9 9 8 ) ， 在 本 研 究 支 撐 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 皆 承 受 壓 力 ， 且 壓 力 逐 漸 增 加 至 最 大 值 ( 圖 4 . 7 ~ 圖 4 . 9 及 表 4 . 5 )，顯 示 本 研 究 的 結 果 與 M a c W i l l i a m s 等 學 者 的 研 究 相 呼 應 。 支 撐 腳 關 節 在 後 擺 前 期 ( 0 ~ 6 9 % 投 擲 全 期 ) ， 除 了 承 受 壓 力 之 外 ， 踝 關 節 與 膝 關 節 尚 承 受 前 向 剪 力 ( 圖 4 . 7 ~ 圖 4 . 8 及 表 4 . 5 )， 而 從 關 節 角 度 及 肌 肉 的 收 縮 方 式 兩 方 面 觀 察 ，
髖 關 節 與 膝 關 節 的 伸 肌 在 這 時 候 皆 以 離 心 收 縮 控 制 髖 與 膝 關 節 的 屈 曲 ， 踝 蹠 屈 肌 以 離 心 收 縮 控 制 關 節 背 曲 ( 圖 4 . 1 ~ 圖 4 . 3 , 圖 4 . 1 3 ~ 圖 4 . 1 5 , 圖 4 . 1 9 ~ 圖 4 . 2 1 ) ， 而 支 撐 腳 的 肌 肉 與 關 節 動 作 同 時 作 用 ， 使 身 體 重 心 穩 定 地 向 前 移 動 ， 導 致 支 撐 腳 踝 與 膝 關 節 承 受 前 向 剪 力 ， 而 踝 關 節 承 受 的 前 向 剪 力 並 在 後 擺 後 期 ( 6 9 ~ 8 9 % 投 擲 全 期 ) 達 到 最 大 值 ( 表 4 . 5 ) 。 在 加 速 期 ( 9 0 ~ 9 2 % 投 擲 全 期 ) 及 減 速 期 ( 9 3 ~ 1 0 0 % 投 擲 全 期 ) ， 由 於 身 體 重 心 以 幾 乎 完 全 移 至 前 導 腳 ( M a c W i l l i a m s e t a l . , 1 9 9 8 ) ， 因 此 ， 在 這 兩 個 時 期 沒 有 關 節 力 量 最 大 值 存 在 。
在 前 導 腳 關 節 力 量 的 部 份 ， 前 導 腳 在 準 備 期 及 後 擺 前 期 處 於 不 承 重 期 ， 所 以 前 導 腳 在 此 時 的 關 節 力 量 最 小 。 甲 乙 組 在 前 導 腳 著 地 前 ， 膝 關 節 開 始 微 彎 ( 圖 4 . 5 )， 這 可 能 是 為 了 減 緩 著 地 所 承 受 的 衝 擊。D e v i t a 與 S k e l l y ( 1 9 9 2 ) 指 出 以 屈 膝 方 式 著 地 可 以 吸 收 的 能 量 較 直 膝 方 式 著 地 多 ， 而 且 對 關 節 造 成 的 負 荷 也 較 小 。 在 後 擺 後 期 中 段 至 減 速 期 結 束 ( 8 4 ~ 1 0 0 % 投 擲 全 期 )， 甲 組 前 導 腳 踝 與 膝 關 節 承 受 的 前 向 剪 力 明 顯 小 於 乙 組 ( 圖 4 . 1 0 ~ 圖 4 . 1 1 ) 。 從 關 節 角 度 及 肌 肉 收 縮 方 式 而 言 ， 此 時 ， 甲 乙 組 前 導 腳 的 踝 蹠 屈 肌 皆 以 離 心 收 縮 控 制 踝 背 屈 ， 但 踝 關 節 角 度 上，兩 者 並 沒 有 顯 著 差 異 ( 圖 4 . 4 ) ( 圖 4 . 4 , 圖 4 . 1 6 7 , 圖 4 . 2 2 ) ， 在 膝 關 節 的 部 分 ， 甲 乙 組 膝 伸 肌 在 後 擺 後 期 及 加 速 期 以 離 心 收 縮 控 制 膝 屈 曲 ， 在 減 速 期 為 向 心 收 縮 使 膝 關 節 逐 漸 伸 展 ， 且 甲 組 在 後 擺 後 期 至 加 速 期 ( 7 9 ~ 9 2 % 投 擲 全 期 ) 的 膝 關 節 角 度 皆 明 顯 小 於 乙 組 ( 圖 4 . 5 ) ( 圖 4 . 5 , 圖 4 . 1 7 , 圖 4 . 2 3 ) ， 而 髖 屈 肌 為 向 心 收 縮 ( 圖 4 . 6 , 圖 4 . 1 8 , 圖 4 . 2 4 ) ， 此 時 ， 前 導 腳 踝 、 膝 與 髖 關 節 的 動 作 使 投 手 的 身 體 在 這 時 期 逐 漸 前 傾 。 支 撐 腳 的 推 進 作 用 ( E l l i o t t e t a l . , 1 9 8 8 ; M a c W i l l i a m s e t a l . ,
1 9 9 8 ) 與 前 導 腳 的 關 節 動 作 ， 造 成 投 手 的 身 體 重 心 前 移 ， 使 前 導 腳 踝 與 膝 關 節 承 受 著 前 向 剪 力 。 然 而 ， 從 關 節 角 度 上 而 言 ， 可 能 是 前 導 腳 膝 關 節 的 屈 曲 角 度 直 接 影 響 甲 組 膝 關 節 前 向 剪 力 小 於 乙 組 。
本 研 究 中 ， 甲 乙 組 投 手 支 撐 腳 與 前 導 腳 關 節 承 受 壓 力 的 趨 勢 相 同 。 前 導 腳 著 地 之 後 ， 支 撐 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 下 降 ( 圖 4 . 7 ~ 圖 4 . 9 )， 而 前 導 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 上 升 ( 圖 4 . 1 0 ~ 圖 4 . 1 2 ) ， 這 與 M a c W i l l i a m s 等 ( 1 9 9 8 ) 指 出 支 撐 腳 主 要 作 用 在 於 推 進 身 體 重 心 向 前 移 至 前 導 腳 的 研 究 結 果 一 致 。 但 是 ， 在 前 導 腳 著 地 後 ， 甲 組 支 撐 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 皆 明 顯 小 於 乙 組 ( 圖 4 . 7 ~ 圖 4 . 9 )， 同 時 ， 甲 組 前 導 腳 的 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 皆 明 顯 大 於 乙 組 ( 圖 4 . 1 0 ~ 圖 4 . 1 2 )，這 結 果 顯 示 乙 組 支 撐 腳 的 推 進 作 用 可 能 較 甲 組 小 ， 使 乙 組 身 體 重 心 偏 移 較 少 ， 導 致 前 導 腳 著 地 之 後 ， 乙 組 支 撐 腳 的 關 節 壓 力 較 甲 組 大 ， 而 前 導 腳 的 關 節 壓 力 較 甲 組 小 。
（ 二 ） 下 肢 關 節 主 要 承 受 負 荷 時 期
在 投 擲 過 程 中 ， 支 撐 腳 承 重 時 期 主 要 在 於 準 備 期 、 後 擺 前 期 、 後 擺 後 期 及 加 速 期 ， 而 在 減 速 期 時 ， 部 分 投 手 在 棒 球 擲 出 之 後 ， 支 撐 腳 會 離 地 ， 因 此 ， 支 撐 腳 在 減 速 期 的 動 作 因 人 而 異 。 從 投 擲 過 程 中 ， 支 撐 腳 最 大 關 節 力 量 集 中 發 生 在 後 擺 前 期 ( 表 4 . 4 ) ， 所 以 支 撐 腳 關 節 於 後 擺 前 期 承 受 較 多 的 負 荷 ， 而 加 速 期 關 節 無 最 大 關 節 力 量 發 生 。 在 前 導 腳 主 要 承 重 時 期 為 後 擺 後 期 、 加 速 期 及 減 速 期 ， 從 投 擲 過 程 中 ， 前 導 腳 最 大 關 節 力 量 集 中 發 生 在 後 擺 後 期 及 加 速 期 ， 而 減 速 期 僅 膝
關 節 外 向 剪 力 達 最 大 值 ( 表 4 . 6 )。 從 上 述 可 知 ， 支 撐 腳 及 前 導 腳 主 要 承 受 負 荷 的 時 期 並 不 相 同 ， 支 撐 腳 主 要 承 受 負 荷 的 時 期 較 前 導 腳 早 ， 這 可 能 與 支 撐 腳 及 前 導 腳 在 投 擲 時 扮 演 的 角 色 有 關 。 本 研 究 在 前 導 腳 著 地 之 後 ， 支 撐 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 下 降 ， 而 前 導 腳 踝 、 膝 及 髖 關 節 所 承 受 的 壓 力 上 升 ， 這 與 M a c W i l l i a m s 等 ( 1 9 9 8 ) 指 出 在 前 導 腳 著 地 之 後 ， 支 撐 腳 會 推 進 身 體 重 心 至 前 導 腳 的 研 究 結 果 一 致 。 關 於 投 擲 過 程 中 下 肢 扮 演 的 角 色 ， 指 出 投 手 的 支 撐 腳 在 前 導 腳 著 地 前 ， 主 要 為 支 撐 及 穩 定 身 體 重 心 ， 在 前 導 腳 著 地 後 ， 扮 演 的 角 色 則 轉 為 推 進 身 體 重 心 至 前 導 腳 ， 而 前 導 腳 在 後 擺 後 期 開 始 ， 藉 由 地 面 給 予 身 體 向 後 向 上 的 反 作 用 力 ， 穩 定 投 擲 過 程 身 體 重 心 的 移 動 ( E l l i o t t , G r o v e , & G i b s o n , 1 9 8 8 ; M a c W i l l i a m s e t a l . , 1 9 9 8 ) 。 這 也 應 證 了 大 專 投 手 在 投 擲 過 程 中 ， 由 於 支 撐 腳 及 前 導 腳 在 投 擲 過 程 扮 演 的 角 色 不 同 ， 導 致 下 肢 在 不 同 的 投 擲 分 期 所 承 受 的 負 荷 也 有 不 同 。
（ 三 ） 投 擲 動 作 與 走 路 之 比 較
本 研 究 在 投 擲 全 期 支 撐 腳 及 前 導 腳 關 節 力 量 最 大 值 的 合 力 ， 甲 組 踝 關 節 個 別 為 1 . 2 7 倍 體 重 及 1 . 4 7 倍 體 重 ， 而 乙 組 為 1 . 3 4 倍 體 重 及 1 . 5 8 倍 體 重 ； 甲 組 膝 關 節 個 別 為 1 . 2 0 倍 體 重 及 1 . 4 0 倍 體 重 ， 而 乙 組 為 1 . 3 3 倍 體 重 及 1 . 5 0 倍 體 重 ； 甲 組 髖 關 節 個 別 為 1 . 0 9 倍 體 重 及 1 . 2 7 倍 體 重 ， 而 乙 組 為 1 . 1 7 倍 體 重 及 1 . 3 5 倍 體 重 。 將 投 擲 動 作 與 一 般 走 路 時 下 肢 關 節 承 受 的 負 荷 相 比 ， 在 走 路 時 ， 站 立 期 髖 關 節 所 受 到 的 合 力 約 為 4 ~ 7 倍 體 重 ， 膝 關 節 約 承 受 2 倍 體 重 ， 踝 關 節 約 承 受 3 . 5 倍 體 重 ， 而 擺 盪 期 髖 關 節 與 膝 關 節 皆 約 承 受 1 倍 體 重 的 合 力
( H a r d t , 1 9 7 8 ; M o r r i s o n , 1 9 7 0 ; N o r d i n & F r a n k e l , 2 0 0 1 )。投 擲 動 作 的 支 撐 腳 及 前 導 腳 的 踝 、 膝 及 髖 關 節 合 力 皆 小 於 走 路 站 立 期 的 關 節 合 力 ， 但 大 於 擺 盪 期 關 節 所 承 受 的 合 力 。
從 上 述 可 知 ， 將 投 擲 動 作 與 走 路 時 關 節 力 量 的 最 大 值 依 大 小 順 序 排 列 後 ， 個 別 為 走 路 的 站 立 期 、 投 擲 動 作 、 走 路 的 擺 盪 期 。 值 得 注 意 的 是 ， 在 膝 關 節 的 部 分 ， 乙 組 投 手 膝 關 節 承 受 負 荷 僅 略 小 於 走 路 站 立 期 的 膝 關 節 合 力 。 在 各 投 擲 分 期 關 節 力 量 最 大 值 有 顯 著 差 異 的 部 分 ， 乙 組 所 承 受 的 關 節 力 量 皆 大 於 甲 組 ， 顯 示 乙 組 於 投 擲 過 程 中 關 節 承 受 的 負 荷 較 大 。
（ 四 ） 運 動 傷 害 之 探 討
本 研 究 將 大 專 甲 乙 組 在 支 撐 腳 與 前 導 腳 有 顯 著 差 異 的 前 後 向 關 節 力 量 由 大 而 小 依 序 排 列 ， 個 別 為 乙 組 前 導 腳 膝 關 節 、 踝 關 節 、 支 撐 腳 膝 關 節 、 甲 組 前 導 腳 膝 關 節 、 踝 關 節 、 支 撐 腳 膝 關 節 、 髖 關 節 ， 其 中 乙 組 前 導 腳 膝 關 節 所 承 受 的 前 向 剪 力 比 其 他 關 節 的 前 後 向 剪 力 大 ， 且 僅 次 於 所 有 關 節 承 受 的 壓 力 。 在 臨 床 上 ， A n d r e w s 等 ( 1 9 9 8 ) 曾 指 出 投 手 在 棒 球 比 賽 中 ， 髖 關 節 發 生 肌 肉 拉 傷 的 機 率 較 大 ， 膝 關 節 容 易 因 為 反 覆 性 的 關 節 負 荷 而 造 成 髕 骨 股 骨 疼 痛 症 候 群 ( p a t e l l o f e m o r a l p a i n s y n d r o m e ) ， 進 而 引 發 膝 關 節 疼 痛 ， 而 踝 關 節 的 傷 害 好 發 於 打 擊 者 及 跑 者 身 上 ， 投 手 踝 關 節 的 傷 害 較 少 發 生 。 N o r d i n 與 F r a n k e l ( 2 0 0 1 ) 指 出 關 節 角 度 會 影 響 關 節 力 量 的 大 小 ， 本 研 究 乙 組 膝 關 節 前 向 剪 力 最 大 值 發 生 在 後 擺 後 期 ， 此 時 前 導 腳 膝 關 節 屈 曲 ( 乙 組 角 度 為 7 8 . 1 3 ± 4 . 9 0 度 ) ， 乙 組 膝 關 節 在 後 擺 後 期 可 能 由 於 關 節 的 屈 曲 動 作 ， 而 承 受 較 大 的 前 向 剪 力 。 另 外 ， D e v e r e a u x 與 L a c h m a n n ( 1 9 8 4 ) 指 出
當 膝 關 節 在 屈 曲 時 用 力 ， 容 易 對 髕 骨 股 骨 關 節 造 成 傷 害 ， 而 且 髕 骨 股 骨 關 節 的 傷 害 好 發 於 運 動 員 身 上 ， 佔 膝 關 節 傷 害 比 例 的 2 5 % ， 而 在 1 6 ~ 2 5 歲 的 青 少 年 當 中 ， 就 有 7 0 % 曾 經 受 過 髕 骨 股 骨 關 節 的 傷 害 。
當 髕 骨 股 骨 關 節 由 於 股 四 頭 肌 ( q u a d r i c e p s ) 太 緊 ( t i g h t ) 或 者 股 四 頭 肌 及 腿 後 肌 ( h a m s t r i n g s ) 的 肌 力 ( s t r e n g t h ) 下 降 ， 會 造 成 膝 關 節 的 髕 骨 股 骨 關 節 承 受 的 負 荷 增 加 ， 進 而 增 加 罹 患 髕 骨 股 骨 疼 痛 症 候 群 的 風 險 ( W i t v r o u w , L y s e n s , B e l l e m a n s , C a m b i e r , & Va n d e r s t r a e t e n , 2 0 0 0 ) 。 另 外 ， 膝 關 節 也 可 能 會 因 為 骨 頭 結 構 的 不 完 整 、 關 節 軟 骨 受 損 、 韌 帶 鬆 弛 或 肌 腱 斷 裂 等 原 因 而 產 生 疼 痛 ( T e i t g e , 2 0 0 8 ) 。 投 手 在 一 場 比 賽 當 中 ， 所 需 投 擲 的 總 投 球 數 占 整 支 球 隊 的 5 1 % ( B a r r t t & B u r t o n , 2 0 0 2 ) ， 這 使 得 投 手 極 有 可 能 由 於 過 度 使 用 而 引 發 運 動 傷 害 。 當 關 節 反 覆 地 受 到 一 定 的 負 荷 ， 一 旦 到 達 疲 勞 限 度 ， 就 有 可 能 引 發 傷 害 。 T e i t g e ( 2 0 0 8 ) 指 出 ， 當 關 節 軟 骨 受 損 ， 嚴 重 者 將 會 造 成 髕 骨 軟 化 症 ( c h o n d r o m a l a c i a p a t e l l a e ) 或 者 膝 關 節 炎 ( a r t h r o s i s ) ， 而 當 韌 帶 鬆 弛 ， 則 會 造 成 關 節 結 構 不 穩 ， 關 節 受 力 改 變 ， 這 都 可 能 引 發 膝 關 節 的 疼 痛 。 在 本 研 究 當 中 ， 乙 組 投 手 不 論 是 支 撐 腳 或 是 前 導 腳 所 承 受 的 前 向 剪 力 皆 明 顯 大 於 甲 組 投 手 ， 這 顯 示 在 相 等 的 投 擲 次 數 下 ， 乙 組 投 手 在 投 擲 過 程 中 ， 髕 骨 股 骨 關 節 將 反 覆 不 斷 地 承 受 的 前 向 剪 力 負 荷 ， 這 可 能 使 得 乙 組 投 手 的 膝 關 節 較 甲 組 投 手 容 易 到 達 疲 勞 限 度 ， 並 造 成 乙 組 投 手 罹 患 髕 骨 股 骨 疼 痛 症 候 群 、 髕 骨 軟 化 症 或 者 膝 關 節 炎 等 引 起 膝 關 節 疼 痛 的 傷 害 風 險 相 對 較 甲 組 投 手 高 。
二 、 關 節 力 矩
（ 一 ） 下 肢 肌 肉 主 要 作 用 時 期
從 投 擲 過 程 中 ， 支 撐 腳 關 節 力 矩 最 大 值 發 生 的 時 期 ( 表 4 . 8 ) 可 以 發 現 ， 最 大 關 節 力 矩 集 中 發 生 於 後 擺 前 期 ， 而 加 速 期 及 減 速 期 均 無 最 大 關 節 力 矩 發 生 ， 表 示 投 擲 過 程 支 撐 腳 肌 肉 主 要 作 用 於 後 擺 前 期 。 從 投 擲 過 程 中 ， 前 導 腳 關 節 力 矩 最
從 投 擲 過 程 中 ， 支 撐 腳 關 節 力 矩 最 大 值 發 生 的 時 期 ( 表 4 . 8 ) 可 以 發 現 ， 最 大 關 節 力 矩 集 中 發 生 於 後 擺 前 期 ， 而 加 速 期 及 減 速 期 均 無 最 大 關 節 力 矩 發 生 ， 表 示 投 擲 過 程 支 撐 腳 肌 肉 主 要 作 用 於 後 擺 前 期 。 從 投 擲 過 程 中 ， 前 導 腳 關 節 力 矩 最