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實驗流程與場地布置圖

本研究為確保肌電貼片在每位實驗參與者身上,測驗跑步機與地面上跑走時 皆在相同的位置,因此採用交替施測器材的實驗設計,即同ㄧ實驗參與者一次做 完跑步機與地面跑走的測驗,避免肌電貼片在兩測驗中位置相異所造成的誤差,

且為避免實驗參與者穿著不同運動鞋所造成的實驗誤差,故要求實驗參與者在實 驗進行時不得穿著運動鞋。

一、運動學器材架設與資料處理

(一)地面施測

1.架設及校正高速攝影機焦距與拍攝範圍,務求拍攝到動作全景,拍攝頻 率定為 250Hz,光圈為 1/1000 秒。

2.高速攝影鏡頭離欲拍攝物體距離為 8.76 公尺,離地面高度為 0.77 公尺。

3.在高速攝影機正後方架設三組 500W 強光燈補光,並拍攝比例板。

4.移除比例板,並在離預測驗範圍中心點橫向各 1.5 公尺處架設一組百米 分段計時器。

5.測量每位實驗參與者的身高、體重。

6.分別在實驗參與者右側的肩關節(Shoulder)、髖關節(Hip)、膝關節

(Knee)、踝關節(Ankle)與第五蹠趾關節(Toe)處黏貼反光貼片。

圖 3-1 反光貼片貼點示意圖

7.利用百米分段計時器測量實驗參與者的 PRS,並計算其在 40%、60%、

80%、100%、120%、140%與 160%所應達到的速率。

8.場地佈置圖

圖 3-2 地面測驗場地佈置圖

(二)跑步機施測

1.在地面施測的場地中,先移除百米分段計時器。

2.在拍攝範圍內架上跑步機,並於跑步機下方放置鋼板,以求跑步機跑帶 維持水平。

3.起始測試時,將跑步機調至欲施測速率,待實驗參與者走跑動作穩定後 再起始收集資料。

4.場地佈置圖

圖 3-3 跑步機測驗佈置圖

(三)資料處理

1.利用 VFCIC 軟體剪接並轉檔高速攝影機 VFC-1000 所拍攝的影片,再 使用 Kwon3D 動作分析軟體做反光貼片座標的數位化分析。

2.反光貼片的點取順序依次為肩關節(Shoulder)、髖關節(Hip)、膝關節

(Knee)、踝關節(Ankle)與第五蹠趾關節(Toe)。

二、肌電器材架設與資料處理

(一)器材架設

1.利用除毛刀刮除在欲施測部位的毛髮,而後用 75 % 酒精擦至皮膚泛紅 為止。

2.分別在右側臀大肌、股直肌、股二頭肌、脛前肌、內側腓腸肌、外側腓 腸肌的肌腹貼上肌電貼片,兩兩貼片電極約相距一公分,並裝置擷取電 極端 (1000 Hz)。

3.各在左右足底部份貼上三個 Footswitch 感應電極,黏貼的位置依序為足 底的球部、足中部及足跟部,但為避免裸足對 Footswitch 產生傷害與不

同運動鞋對於實驗結果所造成的差異,因此要求實驗參與者穿著厚底襪 子。

圖 3-4 Footswitch 黏貼位置

4.利用 Smart D 擷取軟體連接 PackEMG 與 Workstation。

(二)資料處理

使用 Myolab-2.9.113.0 軟體來做資料處理,利用 Footswitch 定位出一 個右腿跨步週期的前後時間點,對照此時間點擷取該速率下的臀大肌、股 直肌、股二頭肌、脛前肌、內側腓腸肌與外側腓腸肌的肌電訊號,而後經 過高通濾波(High Pass Filter, Cut off frequency=20)與低通濾波(Low Pass Filter, Cut off frequency=500)的濾波訊號處理,利用整流(rectify)把濾 波過後的肌電訊號翻正,再經過積分(integration)處理,最後把該區段的 數值加總,得積分肌電值(IEMG)。

三、儀器啟動方法

本研究使用擷取資料的儀器分別有百米分段計時器、VFC-1000 高速攝 影機及 BTS Bioengineering Workstation 共計三部電腦,百米分段計時器為測 量前就可先啟動待機,故無同時啟動問題,但 VFC-1000 高速攝影機與 BTS Bioengineering Workstation 卻須同時啟動以獲取同一個動作資料,又肌肉肌 電圖是以 Footswitch 判定足部是否接觸地面,故不須精準同步,只求能在高

速攝影機內記憶體所能容許的拍攝時間限制下與 Workstation 能同時啟動,

高速攝影機與 PackEMG 能同時擷取實驗參與者的同一動作即可,為此研究 者自行製作「類同步啟動訊號產生裝置」能同時啟動兩部電腦的擷取軟體。

圖 3-5 類同步啟動訊號產生裝置

在正式實驗時,百米分段計時器先設定為待機狀態,能隨時擷取物體經 過百米分段計時器時的速率,其後待設定完成高速攝影機與 BTS

Bioengineering Workstation 的擷取軟體後,利用此啟動裝置連接兩台電腦主 機,即可在擷取動作資料時達到其設計此裝置的預期效果。

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