依照文獻(Jordan, Challis, & Newell, 2007)定義為個人喜好跑速(Preferred running speed, PRS)的 40％、60％、80％、100％、120％、140％與 160％。
二、跑步機
較早期的跑步機可以被區分為磁控式跑步機與電動式跑步機，磁控式跑 步機是利用腳去控制跑道皮帶的滑動，因此下肢肌群的用力方式會較接近人 體在地面上跑步的動作，但是因跑道皮帶阻力設計不易，常會發生阻力過 大，而需雙手握住扶手腳步才能帶動皮動，或是阻力過小，而容易發生滑倒 的意外，因此磁控式跑步機現已較少見，因此本研究所使用之跑步機專指電 動跑步機。
三、大腿與水平夾角(Thigh-X axis)
由水平軸起始逆時針至大腿的夾角。
四、膝關節夾角(Knee joints)
由大腿起始逆時針至小腿的夾角。
五、軀幹與水平夾角（Trunk and X-axis ）
由水平軸起始逆時針至軀幹的夾角。
六、速率類別（speed No）
本研究因有七個研究速率，各實驗參與者之間七個速率又不盡相同，故 定義每位實驗參與者在各速率下的平均速率為速率類別，例：每位實驗參與 者的第一個平均速率為「V1」，以此類推。
七、擺動期
本研究中所指之擺動期，專指右側下肢的擺動期。
八、支撐期
本研究中所指之支撐期，專指右側下肢的支撐期。
第貳章第貳章 Hintermeister, Schlegel, Dillman, 與 Steadman (1996) 使用肌電圖量化在不同程度 的跑步機坡度之下，下肢股直肌與股二頭肌活化的程度，肌電圖會記錄股二頭肌 此次實驗，實驗參與者在跑步機上所受測的速率分別為3.0 m/s、3.5 m/s、4.0 m/s，
每一個速率施測15分鐘，在施測期間左腳的踝關節、膝關節和髖關節角度會被高 速攝影機（250Hz）所記錄，但是實驗結果的統計顯示未達到顯著差異水準，三
種施測速率都表現出相似的運動學特徵，這說明運動學上的參數無法用來解釋不 同跑步速率對於能量消耗經濟性的影響。
Riley, Paolini, Della Croce, Paylo, 與 Kerrigan (2007) 則是為了測定一般健康 人在跑步機與地面上運動學與動力學的比較，而使用了十部 Vicon 高速攝影機
（120Hz）、兩塊 AMTI 三軸測力板（120Hz）以及三塊裝設在跑步機上的測力板
（120Hz），身體上的標記點為髖關節、膝關節與踝關節，實驗者使用 33 位實驗 參與者，但有七位實驗參與者的資料在擷取時失敗，因此最後樣本數調整為 26 人（13 名為男性），在地面時的施測速率採用實驗參與者選擇自身感覺舒適的速 率，隨後的跑步機上測驗所設定的速率為地面速率的平均值，最後因實驗結果未 達到統計上的顯著差異，因此研究結論為跑步機與地面的移動步態在運動學與動 力學上是非常相似的； Lee, 與 Hidler (2008)以及 Riley, Dicharry, Franz, Croce, Wilder, 與 Kerrigan (2008) 的研究也顯示地面與跑步機在動力學與運動學方面 無顯著的差異。
第二節 行進步態模式探討
行走與跑步是人類日常所賴以行動的動作模式，這兩個幾乎不假思索的雙腿 交換動作技能，並非是天生就會，而是經過幼兒時期神經肌肉的逐漸發展，與自 身不斷的學習，進而發展成不假思索就能完成的反射性動作，但是這看似簡單的 動作中，卻包含著超乎想像的複雜機制，且步態分析的基礎研究就是從測量步態 的週期開始。
在人類行走時的步態週期分析方面，可以分為擺動期與支撐期 (Novacheck, 1998; J. C. Wall, Charteris, & Turnbull, 1987; James C Wall & Crosbie, 1997; Weyand, Sternlight, Bellizzi, & Wright, 2000)。而步態週期是從某一側的腳接觸地面開始，
結束於同一側的腳再次接觸到地面 (Novacheck, 1998)。
圖 2-1 正常人典型步態週期 (DeLisa, United States. Veterans Health Administration,
& Technical Publications, 1998)
與行走的步態週期相比，跑步的步態週期則是多了雙腳皆離開地面的飛程 (Novacheck, 1998)，而在兩個相鄰的雙腿騰空期之間，先前蹬地的腳則是進入擺 動期。
圖 2-2 跑步飛程 (Weyand, Sternlight, Bellizzi, & Wright, 2000)
雖然許多實驗研究對於行走或是跑步週期的定義有所不同，但是最基本的分 類是以行走具有雙支撐期，而跑步則具有騰空期為其判定的原則。
成人由行走變成跑步的臨界速率大約 2 m/s 至 2.14 m/s 之間 (Tseh, 2000)，
且隨著前進速率的增加，下肢擺動期在整個步態週期中所佔的比率也會逐漸增 加，而支撐期所佔的比率卻會逐漸減少（圖 2-3），以行走速率 1.2 m/s 而言，支 撐期佔整個步態週期的 62 % ，而擺動期則佔 38 % ，如果速率提升到了 9 m/s，
則擺動期所佔百分比會大幅提升到 80 % ，而支撐期的比率則是下降為 20 % (Novacheck, 1998)，因此各關節與肌肉的活動狀態均會隨著速率改變而有所變化。
圖 2-3 速率不同支撐期與擺動期比較 (Novacheck, 1998)
Jordan, Challis, 與 Newell (2007) 在步行速率對步態週期變化影響的研究 中，使用 11 名女性實驗參與者（平均年齡為 24.9 歲、平均身高 1.64 公尺、平均 體重 57.2 公斤），使用測量儀器為跑步機上埋設兩塊測力板（250Hz），用來紀
錄垂直反作用力（VGRF），在實驗之前會先讓實驗參與者熟悉跑步機，並測量他
們覺得舒適的跑步速率（Preferred running speed, PRS），正式實驗的測試速率為 在跑步機上設定 80 %、90 %,、100 %、110 %和 120 %的 PRS，測驗時間為 12 分 鐘以求記錄到穩定的步態週期，最後根據實驗結果認為在每個移動速率中，各肢 段都會有相對應的擺動週期，並且認為在移動的步態中較低的移動速率身體會有 較佳的穩定性。
Weyand, Sternlight, Bellizzi, 與 Wright (2000) 在跑步機上，利用 33 名實驗參 與者（男性 24 名、女性 9 名）測試選手最大跑速時的力學現象，使用測力板做 為測量工具，發現在賽跑選手的加速過程，一旦步頻到了一定程度之後，就非透 過雙腿騰空期時快速交換雙腿來達成加速的目的，而是透過腿部肌纖維輸出更大 的蹬地力量來使跑步速率增加。因此我們可以瞭解，達到一定步頻後，如要增加 跑步的速率，下肢肌肉就必須產生更大的力量來因應。
在探討下肢運動生物力學，慣用腳的問題經常被有意無意的提起，在許多研 究中慣用腳的測定常利用踢球、登階、跳遠、往前踩步、恢復平衡、鋭劍防衛以 及自我認定的方式來做慣用腳的判定，雖然有許多的測定方法，但經實驗驗證結 果發現被個人認定所謂的慣用腳和非慣用腳，在對地反作用力、單腳站立平衡和 踢腿速率方面的測驗皆未達到顯著差異的水準，因此一般人所謂的慣用腳應該是
「習慣用腳」，而非是真有能力較強的腳(蔡佳良、黃啟煌、吳昇光，2005)。
第參章第參章
（一）BTS Bioengineering Workstation 一部
（二）BTS Bioengineering PackEMG 一組（內含六組表面肌電訊號感應套件與兩 組 Footswitch 組件）
（三）Access Point 一組
（四）電極貼片數個(Ambu Blue Sensor P, made in Denmark)
（五）除毛刀、棉花、酒精
（六）Myolab-2.9.113.0
（七）Dyna3D-1.0.0.0
第四節 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
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