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第三節 研究方法
一、研究對象
本研究受試對象為 18 歲以上之大專甲一級標槍選手 9 名 (身高：175.8 ±3.4 公分，
體重：87.8 ± 6.3 公斤，年齡：20.3 ± 1.0 歲) 及健康大專生 10 名 (身高：173.7 ± 5.7 公 分，體重：65.1± 4.6 公斤，年齡：20.7 ± 2.0 歲)。健康大專生以無固定運動習慣，每週 運動少於 3 次，每次少於 30 分鐘為收案標準。所有受試者需符合：無開刀及上肢神經 系統之病史、3 個月內無上肢傷害、施測時無肩關節疼痛現象。每位受試者在實驗進行 前需了解實驗流程，並於同意實驗要求後簽署受試者同意書。
二、實驗時間與地點
本研究實驗日期為民國 106 年 8 月至民國 108 年 6 月，每人實驗所需時間約為 180 至 240 分鐘。實驗地點為國立台灣師範大學公館校區體育館 3 樓。
三、實驗儀器與設備
(一)、運動學擷取設備：
磁場式三維空間動作擷取系統 (FASTRAK, Polhemus, USA)：三個接收器 (receiver)、一隻點磁用筆 (stylus) 及主機 (圖 2)。
(二)、扭力計 (SWS-100, Transducer Techniques, Temecula, CA, USA)。
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圖 2、磁場式三維空間動作擷取系統 (A) FASTRAK 主機及 (B) FASTRAK 接收器與點 磁用筆
四、實驗流程與說明
首先架設實驗器材並進行校正，接著請受試者填寫基本資料及「受試者知情同意書」
並告知受試者整個實驗流程及注意事項，實驗流程圖如圖 3 所示。
受試者須先經專業物理治療師進行病理測試，包括：Speed’s test、Active compression test of O’ Brien、Empty can test、Hawkins Kennedy test、Sulcus sign 及 Load shift test。
要求受試者須裸上半身並禁止配帶金屬類飾物，以避免實驗中不必要之干擾。更衣 完成後受試者坐於特製木椅並固定鎖骨與肩胛骨，測試側之手肘須彎曲 90 度固定於 brace 中。將 3 個接收器分別放置於 brace 上並進行肱骨小幅度轉動，收集其資料以計算 肱骨頭中心，使用 3 個接收器之數據可有效減少計算誤差。完成後將放置於肱骨遠端 (distal humerus) 以外的 2 個接收器拆下，並固定於受試者胸骨 (sternal notch) 及肩峰平 坦位置 (flat surface of the acromion)，依據 International Shoulder Group (Van der Helm, 1997) 建議於受試者放鬆的情況下利用 stylus 定位 AA (Acromial Angle)、IA (Inferior angle of the scapula)、RS (Root of the spine of the scapula)、SN (Suprasternal Notch)、PX (Processus Xiphoideus)、C7 (7th cervical vertebra)、T8 (8th thoracic vertebra) 、EM (Medial Epicondyle)、EL (Lateral Epicondyle) 等 9 個特定點，並建立各點與相對接收器之空間位 置關係，以便於肩關節運動時利用接收器之訊號計算肩胛骨、肱骨及軀幹之動作。
受試者保持肩關節在內外轉之 neutral position，扭力計固定於 brace 上，於扭力計上
(A) (B)
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安裝把手，固定肩胛骨於肩胛平面測量被動內外轉關節活動度，同時接收扭力計及 FASTRAK 接收器之運動學資料。內轉至扭力計數值為 4 Nm 後回到 neutral position 再進 行外轉測量，外轉至扭力計數值為 4 Nm 後回到 neutral position 再進行內轉測量，共重 覆量測 3 次。肩關節由最小外展角度至最大外展角度 (end range)，每 10 度進行上述之 被動內外轉關節活動度量測。
完成後拆除所有儀器，並以相同步驟進行另一側之肩關節測試。
圖 3 第一部分實驗流程圖
慣用側
解說實驗流程並填寫受試者同意書及基本資料
將肱骨遠端以外的接收器黏貼至胸骨、肩峰，
並建立肩關節、軀幹與接收器之空間位置關係 病理測試
固定鎖骨與肩胛骨，於 brace 上黏貼接收器，
進行肩關節小範圍動作，
從肩外展最小角度至最大角度，每外展 10 度進行被動內外旋角度測試
非慣用側
拆除所有儀器
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五、資料收集與處理 (一)、肩關節旋轉中心
收集肱骨進行小範圍活動時黏貼於 brace 上的 3 個接收器的資料，以 Jia-Hao Chang (2008) 的方式建立肱骨頭中心 (center of the humeral head)，相對肩胛骨之局 部座標系。
(二)、肢段之局部座標系
將 磁 場 式 三 度 空 間 動 作 擷 取 系 統 所 收 集 肩 胛 骨 上 之 各 點 空 間 資 料 ， 依 International Shoulder Group (Van der Helm, 1997) 建議之方式，利用 AA、C7、EL、
EM、IA、 PX、RS、SN、T8 等 9 個特定點建立軀幹、肩胛骨及肱骨之座標系 (Lin et al., 2007，如圖 4 所示)，並建立接收器與 9 個特定點間之關係。運動過程中，利 用特定點與接收器之的關係式將接收器之 Attitude Matrix (圖 5) 推導出運動中 9 個 特定點的空間座標，再由此 9 點的空間座標算出運動中軀幹、肱骨及肩胛骨之局部 座標系，並以 Euler angle 的方式，依旋轉順序 z-x-y 計算盂肱關節活動角度。
圖 4 特定點位置與各肢段座標系定義。(A)軀幹 (B)肩胛骨 (C) 肱骨 (Lin et al., 2007)
(A) (B) (C)
11 (roll)、CE = Cos (elevation)、SA = Sin (azimuth)、SE = Sin (elevation)、SR = Sin (roll)。
1、肩胛骨座標系
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