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(一)Ultrasound 超音波影像:主要是拍攝核心肌群-腹橫肌收縮厚度變化;

儀器型號為 Philips iU22 300。

(二)EMG 肌電分析系統:主要是擷取日常生活之動作評估與動態平衡的 肌肉電位訊號;使用儀器為 Biovision 肌電訊號系統,共十條肌電線。

圖 3-1 Biovision 肌電收集盒 圖 3-2 肌電擷取線

(三)VICON 動作分析系統:將以反光球點黏貼於受試者髖、膝及踝關 節,分析動態平衡時受試者之下落平衡時的關節角度,共十台及 35 顆反光球點。

圖 3-3 反光球黏貼位置

(四)測力板(Force Plate):主要包含 9281B 型力板(Force

Plate)、9865A 型放大器(Charge Amplifier)及電腦分析軟體(Bio Ware-Version 3.24 版)。瑞士廠牌 KISTLER 公司所製造。

圖 3-4 KISTLER 測力板

第四節 研究流程與步驟 一、研究對象篩選與實驗流程說明

受試者在實驗前,將進行受試者超音波影像攝影,便於比較受試者腹 橫肌收縮的差異性。本項實驗對象首先進行超音波攝影,比較收縮能力之 差異性。實驗進行時,所有受試者皆了解實驗目的及流程,並簽署受試者 同意書。

對挑選符合研究的 20 名受試者,告知實驗流程、內容與潛在危險性後,

由實驗者發放受試者同意書與個人基本資料,進行填寫。分組前的超音波 測量,先告知受試者將進行的動作為何,以及為了方便之後,統計資料配 對組法之研究,將受試者身高、體重、年齡以及各肢段長度(肱骨近端至 遠端之長度、肩膀寬度、腰圍寬度、股骨近端至遠端之長度)列為統計項 目內。此外,由於腹橫肌收縮過程中,會給予口語指導,盡量得到最佳化 的收縮程度。提醒受試者受測當天,須穿著寬鬆服裝,以不限制活動與不

干擾資料收取為主。 做為比較依據。Draw-in 的標準,則是遵照 Hides(2006)的實驗 為依據,指示受試者深呼吸,保持吐氣完的狀態並且將腹部 下緣內收,以保持脊椎之中立位置,判定為標準姿勢。

圖 3-5:超音波偵測的部分將利用使用 5.8MHz 至 7.6MHz 的線性探頭,利用 B 模式來擷取超音波影像,做為收取資料 的頻率,腹內斜肌(Internal Oblique Muscle;IO),腹外斜 肌(External Oblique Muscle;EO),腹橫肌(Transversus Abdominis;TrA)。超音波拍攝腹橫肌收縮厚度將比較受試 者於腹部 Draw-in 動作時,休息時腹橫肌厚度(Thr)與用力 收縮時腹橫肌厚度(Thm)之收縮比(contraction ratio)。

(二)最大自主收縮肌電訊號擷取:

1.首先在腹背部進行電極片之黏貼,主要分析之肌肉為腹 直肌、腹內斜肌、腹外斜肌、腹橫肌以及豎脊肌。黏貼電極

片之前,先將受試者之毛髮刮除與利用酒精進行油脂消除,

將表面電阻減少。主要黏貼位置,軀幹為右腹直肌、右腹外 斜肌、右豎脊肌(胸椎段)、左腹直肌、左腹外斜肌、左豎脊 肌(胸椎段);下肢為右股直肌、右脛前肌、右股二頭肌、右 腓腸肌(內側)。

圖 3-6 正面肌電電極片黏貼位置。引用自 Konrad, P. (2005). A Practical Introduction to Kinesiological Electromyography. USA: Noraxon INC.

左、右腹直肌

左、右腹外斜肌 右側股直肌

右側脛前肌

圖 3-7 背面肌電電極黏貼位置。引用自 Konrad, P. (2005). A Practical Introduction to Kinesiological Electromyography. USA: Noraxon INC.

2.為了評估肌肉收縮徵召能力差異,將對受試者進行最大自主等長收縮

(Maximal Voluntary Isometric Contraction, MVIC),方法根據 Cram &

Kasman (1998)所撰寫之最大自主等長收縮收集做為規範。腹背部肌群之最 大自主等長收縮,在固定足部的情形下,要求受試者先以仰躺方式進行腹 部肌群 MVIC 測試,要求受試者雙足屈曲與肩同寬,用皮帶固定其髖關節

左、右豎脊肌

(胸椎段)

右側股二頭肌

右側腓腸肌(內側)

避免移動,受試者兩手掌輕觸肩膀,施測者則以兩手使受試者上身呈屈曲

(Anterior Superior Iliac Spines, ASIS)與腸骨後上棘(Posterior Superior Iliac Spines, PSIS),大腿之股骨大轉子與內、外側髁,

小腿之脛骨外側髁,足部之腳後跟、第三蹠骨基、第一蹠骨粗

測試腳單腳著地,著地後雙手插腰,兩眼直視前方保持平衡 3、

5 及 10 秒,即落地後為開眼單足站立。每次動作完畢後,休息 兩分鐘,避免受試者疲勞出現。如 測驗過程中,出現以下情 形,須重新測驗:

(1)落地後,出現單腳跳動。

(2)受試者無碰觸到標記點。

圖 3-8 動態平衡 DPSI 起跳姿勢示意圖

圖 3-9 動態平衡 DPSI 落地姿勢示意圖

三、研究流程圖:

儀器校正與場地設置準備

受試者熱身準備與反光球點黏貼

受試者最大垂直跳測試

受試者黏貼電極片與 MVIC 測試

受試者 DPSI 測試 實驗流程與相關資料填寫

實驗前受試者腹部 Draw-in 超音波攝影

第五節 資料分析與處理 Wikstrom(2005)的實驗結論,比較以 3、5、10 秒 DPSI 值大小,而其中 以 3 秒為相關性與顯著差異最大的秒數,因此本研究結果比較將以 3 秒最 為檢測。

DPSI = ∑ 0 − F(x) + ∑(0 − F(y)) + ∑ body weight − F(z) number of data points

四、腹背部肌群與下肢肌群之肌肉電位訊號,擷取頻率為 1000Hz,所 擷取資料為落地後垂直力量最大值發生後 300ms 的 EMG 資料。此資料經過 以 10 至 400Hz 帶通濾波(Butterworth band-pass),再進行翻正及線性封包

(6Hz)之動作,並以最大自主性等長收縮(MVIC)做百分比標準化之程 序。肌電訊號採均方根方式,以 50 筆資料為計算單位,因採樣頻率為 1000Hz,

故均方根之時間常數為 50 毫秒,均方根肌電訊號再經過上述之標準化動作

(即除以最大自主等長收縮所得之肌電訊號峰值)。下列公式做為 RMS 計

算:

RMS = ∫ EMG (t) × dt T

五、Vicon 動作分析系統,擷取頻率為 250Hz,與測力板做同步驅動。

所獲得之髖膝踝關節角度,做為動力學分析。匯出成 Excel 檔案,擷取受試 者間離地至下落期間之跳躍高度,及下落時各受試者間之髖膝踝角度,比 較受試者間之差異性。

第六節 統計分析 以 SPSS 18.0 版統計分析軟體進行資料分析:

一、以描述性統計,顯示受試者基本資料。

二、以獨立樣本 t 考驗測試,分析受試者之腹橫肌收縮厚度比、DPSI 值、

腹背部肌群與下肢肌電訊號三項之間的差異性。

各項資料表達以平均數±標準差。α 值定為小於.05。

第四章、結果與討論

根據本研究之研究假設,結果呈現將以受試者腹橫肌收縮比、動態平 衡值(Dynamic Position Stability Index, DPSI)與下肢肌電訊號值,做為比 較,以跳躍落地後十秒,每一秒取平均值,利用描述性統計及統計獨立樣 本檢定,將於各節呈現。

第一節、 受試者基本資料

本實驗為跆拳道選手組與一般大學生組,每組各十名,由於實驗進行 之誤差,造成兩位受試者所得的實驗數據流失,共計十八名。

表 4-1、受試者基本資料表

由於本研究以雙腳起跳單腳落地為動作評估,以右腳為主。因此,在參 與實驗前,各組受試者填寫表格,以統一各組受試者之落地腳。

基本資料 跆拳道選手組(n=9)

平均數±標準差

一般大學生組(n=9)

平均數±標準差 年齡(year) 21.88 ± 1.85 21.54 ± 1.95

身高(cm) 178.34 ± 3.85 172.75 ± 5.67 體重(kg) 76.22 ± 10.88 75.85 ± 13.42

BMI 24.00 ± 0.03 25.00 ± 0.03

第二節、 超音波影像腹部肌群收縮變化

分為兩組共十八名受試者各至馬偕醫院拍攝超音波影像攝影,由其復 健科主任姜醫師義彬擔任拍攝主持人,所得腹內斜肌、腹外斜肌及腹橫肌 收縮比如下表:

表 4-2、受試者腹部肌群收縮比統計表(平均數± 標準差, 單位:公分)

*腹內斜肌收縮厚度比達顯著差異水準,p 值小於 .05。

為了比較兩組受試者之間,在超音波顯影時,腹部肌群收縮比組間是 否有差異性,進行獨立樣本 t 檢定,比較兩組受試者肌肉厚度。經由腹部肌 群收縮比之獨立樣本檢定,結果顯示兩組之腹橫肌與腹外斜肌收縮比皆未 達顯著,p 值大於.05,接受虛無假設。腹內斜收縮比,p 值小於.05,表示 跆拳道選手組收縮比優於一般大學生組。

收縮比

肌肉位置

休息 收縮 收縮比 收縮差異

腹內斜肌 跆拳道選手組 0.97 ± 0.17 0.98 ± 0.31 1.02 ± 0.32* 0.37 ± 0.13 一般大學生組 1.25 ± 0.21 1.43 ± 0.25 0.86 ± 0.24* 0.19 ± 0.18 腹外斜肌 跆拳道選手組 1.30 ± 0.22 1.67 ± 0.31 1.28 ± 0.07 0.01 ± 0.33 一般大學生組 0.83 ± 0.12 0.71 ± 0.18 1.15 ± 0.15 -0.12 ± 0.17 腹橫肌 跆拳道選手組 0.39 ± 0.12 0.50 ± 0.18 1.32 ± 0.32 0.11 ± 0.31 一般大學生組 0.39 ± 0.08 0.46 ± 0.15 1.17 ± 0.26 0.07 ± 0.11

第三節、 動態平衡測試

共分為兩組選手進行雙腳跳躍、單腳落地之動作,擷取測力板落地十 秒之力板 X、Y 及 Z 三軸力量,計算動態平衡值(Dynamic Position Stability Index, DPSI)。

表 4-3、動態平衡值(Dynamic Position Stability Index, DPSI)

第四節、 動態平衡之肌電訊號值

受試者在進行雙腳跳躍單腳落地時,收集六條軀幹肌肉及四條大腿肌 肉,以表陳列。

表 4-4、各組受試者落地瞬間肌群肌電訊號描述性統計表(均方根 RMS,

平均數 ± 標準差,單位:%)

進行受試者間之各肌群肌電訊號值之單因子變異數分析後,得知肌群之 間皆未達顯著差異。

肌肉名稱 跆拳道選手組(n=9) 一般大學生組(n=9)

右腹直肌 20.12 ± 17.23 14.76 ± 6.11 左腹直肌 26.46 ± 22.29 19.13 ± 13.45 右腹外斜肌 35.82 ± 25.19 43.22 ± 23.66 左腹外斜肌 59.45 ± 46.67 65.77 ± 22.34 右豎脊肌 39.11 ± 28.24 46.23 ± 28.12 左豎脊肌 45.25 ± 21.69 48.33 ± 21.66 股直肌 44.37 ± 23.17 79.76 ± 61.43 脛前肌 53.18 ± 30.79 38.67 ± 14.23 股二頭肌 22.24 ± 9.88 35.09 ± 26.44 腓腸肌 60.09 ± 6.56 73.88 ± 42.12

第五節、 各組間腹部肌群收縮比與 DPSI 值差異

由於本研究為了探討腹部肌群,如腹橫肌、腹內斜肌及腹外斜肌收 縮比與 DPSI 值這四項參數之間,是否會造成影響。因 Wikstrom(2005)

表示動態平衡測試分別在三秒、五秒及十秒時,三秒 DPSI 值與平衡的穩定 控制相關性較高,於是本研究以三秒做為考驗,各組數據進行相關性分析,

以跆拳道選手組與一般大學生組分別做為數據之顯示。

表 4-5 跆拳道選手組之腹部肌群與 DPSI 值描述性統計(n=9)

根據表 4-5 分析得知,跆拳道選手之腹橫肌收縮厚度比與腹內斜肌收縮 厚度比之間相關性較高,其他如三秒 DPSI 值為低度相關、腹外斜肌相為負 相關。

平均數±標準差 相關係數 顯著性(雙尾)

三秒 DPSI 值 0.43 ± 0.06 0.067 0.864

腹橫肌 1.28 ± 0.34 1 1

腹內斜肌 1.28 ± 0.81 0.767* 0.01 腹外斜肌 1.02 ± 0.34 - 0.390 0.299

表 4-6 一般大學生組之腹部肌群與 DPSI 值描述性統計(n=9)

根據表 4-6 分析得知,一般大學生組腹橫肌收縮厚度比與其他皆未達高 度相關,其中腹外斜肌與三秒 DPSI 值呈現負相關。

平均數±標準差 相關係數 顯著性(雙尾)

三秒 DPSI 值 0.44 ± 0.05 -0.206 0.596

腹橫肌 1.17 ± 0.27 1 1

腹內斜肌 1.15 ± 0.16 0.442 0.258 腹外斜肌 0.86 ± 0.05 - 0.202 0.602

第五章 討論與結論

度比,反觀跆拳道選手組則因為對於肌肉的放鬆與收縮掌控較為得宜,所得 力,能重建靜態平衡的站立(Sekendiza, Altuna, Korkusuza, and Akinb, 2007),

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