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實驗前說明與研究對象篩選 1.受試者同意書

2.基本資料

3.歐氏功能性問卷修正版 4.身高、體重、體脂厚測量 5.腹部屈曲動作誘發腹橫肌

第二週實驗期測量 1.動態腹背動作

2.彎腰回復動作肌電測量 第一週實驗前期測量 1.電極片位置貼點

2.角度測量器貼點

3.最大自主等長收縮測量 4.肌電動作練習與測量 5.肌電測驗結果分組

第二週實驗期測量

二、實驗前說明與研究對象篩選

由研究人員告知實驗流程、內容以及實驗潛在危險因素之後,給予受試者填寫 填寫『受試者同意書』、『基本資料』和『歐氏功能性問卷修正版』。本研究流程 並經由台中教育大學人體試驗委員會審核通過。

告知經篩選出的受試者,並請在實驗時穿著寬鬆的衣物及三角泳褲,以不限制 活動和不干擾肌電收集訊號為主。

三、研究步驟

(一)實驗前期:

在主要實驗開始之前請受試者進行人體測量,先測量身高、體重、腹部皮下脂 肪,確認14名受試者完全符合實驗要求。

教導受試者激發深層腹肌的單一收縮,即『腹部屈曲動作』,確認骨盆能向前 傾誘發腹橫肌作用,以利腹橫肌動作的測量。動作說明如下(如圖十七):

圖十七、腹部屈曲動作:為誘發腹橫肌的單一收縮,此動作要領請求受試者 順勢吐氣將腹部內縮將肚臍往脊椎方向推進(Hollowing)並且盡最大用力收縮 腹肌,治療師將手放在棘前上脊(ASIS)的前下方。

檢查儀器設備設定和校正工作,接著向受試者說明整個實驗流程及注意事項。

並讓受試者進行全身性熱身5-10分鐘,接續是全身性的伸展運動。

主要實驗分述如下:

1.第一階段:

先以酒精擦拭要貼的地方同時以砂紙將皮膚上的角質去除以及剔除乾淨以減少 皮膚所產生的阻抗,電極片貼的位置與肌纖維平行,兩電極片的中心位置相距兩公 分。

(1)電極片位置:

a.右側腹橫肌和部分的腹內斜肌:量測髂腰上脊前向內側和下方各2公分(Neumann and Gill, 2002; Marshall, 2003;Marshall, 2006; Chanthapetch, 2009)

(如圖十八)。

b.右側腹直肌:位置約是劍突下5公分,然後向外延伸3公分(O'Sullivan, 2002)(如圖十九)。

c.右側豎脊肌:腰椎第一節和第二節中間右側約2公分處(Leinonen, 2000)

(如圖二十)。

圖十八、部分腹內斜與腹橫肌貼點 圖十九、腹直肌貼點

圖二十 豎脊肌貼點

(2)角度測量器貼點:

a.右側胸椎第四節點 b.右側大腿外側中間點

(3)最大自主等長收縮測量(maximal voluntary isometric contraction, MVIC):

a.腹直肌:以仰躺腹部屈曲動作開始,當仰臥起坐時給予適當阻力讓受試者盡最 大力量,測量之姿勢停頓5秒鐘(如圖二十一)。

b.腹橫肌:受試者平躺且雙腳彎曲併攏,將壓力回饋測試儀置於腰椎下方,氣墊 底線對準薦椎第二節的位置,氣墊充氣至四十毫米汞柱;然後先讓受試者練習幾 次腹橫肌收縮,也就是腹部內收。動作要領請求受試者順勢吐氣將腹部內縮將肚 臍往脊椎方向推進(Hollowing)並且盡最大用力收縮腹肌,動作停頓5秒鐘

(Drysdale, 2004)(如圖二十二)。

c.豎脊肌:測量方式為俯臥舉體動作,此動作要領請受試者盡最大用力收縮腰、

背部肌肉,在最大關節活動度的姿勢停頓5秒鐘(如圖二十三)。

圖二十一、腹直肌MVIC測量圖

圖二十二、腹橫肌MVIC測量圖

圖二十三、豎脊肌MVIC測量圖

第1階段結束之後,給予受試者10分鐘休息時間。

2.第二階段:

(1)肌電測驗之動作練習與測量 (如圖二十四) :

a.在受試者的足部前端設置站立線,站立線前設置地墊台。接著請受試者先做彎 腰的動作,對軀幹做微調整,找出軀幹屈曲70度的水平面。水平面即為置放於地 墊台上的木箱。

b.起始位置:受測者赤腳成立正姿勢於站立線前,腳掌打開與骨盆同寬,膝關節 伸張並軀幹挺直,膝關節、軀幹和骨盆採正中位置,兩手固定垂掛兩側,手肘維 持九十度,盡量放輕鬆不要緊張。然後給予受試者”開始”的口號來進行實驗動 作。彎腰動作過程緩吸氣,回復動作過程抬起木箱時緩吐氣(Butler, 2009)。

c.動作測試:軀幹屈曲70度。受試者軀幹向前屈曲,膝關節必須保持伸展的姿勢 不能彎曲,兩手固定向前,頭頸部盡自然彎下來。當受試者的中指尖端觸碰到水 平面時,表示達到屈曲角度70度,停留一秒,然後再使軀幹回復。此動作盡量順 暢以及固定的速度來完成,每次約耗時七秒,總共做3次反覆的動作,其中休息1 分鐘。受試者需事前練習此動作五次。

d.資料的擷取在口令給予前五秒開始收集。

e.肌電測驗:動作練習結束後,給予休息5分鐘避免肌肉疲勞,影響測驗數據並進 行測量。

f.移除受試者身上的儀器裝置,實驗結束。

圖二十四、測試動作圖

(2)肌電測驗結果分組:

經擷取十四位身體健康男性受試者的原始數據,藉由資料分析軟體將數據標準 化,最後由統計軟體分析腹橫肌測量數據,算出所有受試著之平均值後分為腹橫肌 激發水準高低兩組以利進行實驗期的訓練測量比較。

(二)實驗期:

第ㄧ階段:

1.動態腹背動作(如圖二十五):屈膝仰臥起坐實施過程分成四組,每組間休息5 秒,每次動作兩秒一下,過程結束總共40下,動作確實做完後給予休息5分鐘避免肌 肉疲勞,影響測驗數據。

2.彎腰回復過程肌電訊號測量:資料的擷取在口令給予前五秒開始收集,測量動 作、訊號擷取總共三次。

3.移除受試者身上的儀器裝置,實驗結束。

第二階段:

1.核心肌群穩定動作(如圖二十六):訓練動作實施過程分為四組,每組間休息5 秒,每次動作十秒一次,過程結束總共40下,動作確實做完後給予休息5分鐘避免肌 肉疲勞,影響測驗數據。

2.彎腰回復過程肌電訊號測量:資料的擷取在口令給予前五秒開始收集,測量動 作、訊號擷取總共三次。

圖二十五、動態腹背動作(屈膝仰臥起坐)

圖二十六、核心肌群穩定動作

第五節 資料收集與統計分析 一、資料收集

本實驗收集歐氏功能性問卷修正版和肌電圖的數據。

(一)歐氏功能性問卷修正版:

從功能性問卷得到失能指數(disability index),評估受試者功能損傷的狀況。

(二)實驗資料擷取時間:

從軀幹屈曲的前五秒開始擷取,動作角度即直立站姿時的角度;也就是每位受 試者都是自0度直立站姿開始屈曲動作。

(三)肌電數據分析:

肌電訊號的擷取頻率設定為1000赫茲,而為使肌電訊號標準化,使用資料分析 軟體AcqKnowledge(Santa Barbara, Biopac Systems Inc.),先將原始肌電訊號

(Raw EMG)經全波整流(fullwave rectification)和10~350赫茲的帶狀濾波

(band pass filter)處理得到所要分析的圖形,取動作前5秒的肌電訊號為基準,

再取其2個標準差值定為肌肉激發的閾值。

將每位受試者經過處理的肌電訊號和角度量測訊號對齊,也就是將角度與時間 軸對齊,取肌肉收縮的起始點的時間和相對軀幹屈曲角度。另外在軀幹伸張時期 時,取肌肉放鬆的時間點和相對軀幹屈曲角度。

分別取軀幹屈曲期間的肌電變化情形,如肌電激發平均值、肌電均方根收縮值 (Root Mean Square, RMS),分析豎脊肌、腹直肌、腹橫肌的激發時間和相對角度變 化,還有腹橫肌、豎脊肌的放鬆時間和相對角度變化。

二、統計分析

統計分析上主要是在探討不同腹橫肌激發水準組別和不同動作因子對依變數軀 幹肌群肌電活化情形的影響。經擷取十四位受試者的肌電資料後,採用SPSS統計軟 體的二因子混合設計變異數分析,受試者間設計則為不同腹橫肌激發水準組別(獨 立樣本),不同動作方式為(重複量數),依變項為軀幹肌群肌電活化參數(如:

肌電激發平均值、肌電均方根收縮值(Root Mean Square, RMS) 、激發時間和相對 角度變化、放鬆時間和相對角度變化)。

統計分析上主要是在探討不同腹橫肌激發水準組別和不同動作因子對依變數軀 幹肌群肌電活化情形的參數。了解各因子的主要效果(simple main effect)和各 因子之間的交互效果,再根據統計結果進行後續的單純主要效果檢驗。當兩者間無 顯著之交互作用,再根據二個自變數(不同激發水準組別、不同動作方式),分別 探討不同動作對於腹橫肌激發水準組別在彎腰與回復動作之肌肉激發的成對樣本

t

考 驗的結果分析,最後使用獨立樣本

t

考驗進行不同腹橫肌激發水準組別在不同動作方 式後的肌電活化情形。

所得資料皆以SPSS12.0(Chicago, Illinois)統計軟體分析,數值皆以平均數

±標準差呈現,本研究之顯著水準定為

α

=0.05。

第肆章 結果

第一節 受試者基本資料

從歐氏功能性問卷修正版得到失能指數(disability index),所有受試者的失能 指數統計結果為0分,顯示所有受試者功能良好無損傷。

本實驗測試過程期間,14位身體健康男性受試者期間無發生任何病痛干擾下順 利完成實驗,無受試者半途終止或取消實驗。經第一階段將所有受試者的原始數據 標準化後,由軟體分析腹橫肌激發的測量數據,算出平均值後分為腹橫肌激發水準 高低兩組。並使用獨立樣本檢定分析(P<.05)後發現,兩組別的基本資料(年齡、

身高、體重)並無差異。兩組受試者基本資料如下表(表一):

表一 受試者基本資料

項目 腹橫肌激發水準低組 腹橫肌激發水準高組 F P

年齡(years) 22.14 ± 0.90 22.00 ± 0.82 0.31 0.76 身高(cm) 174.00 ± 5.69 175.57 ± 6.24 -0.49 0.63 體重(kg) 66.00 ± 7.83 69.71 ± 5.99 -1.00 0.34 身體質量指數(kg /m2 ) 21.76 ± 1.80 22.59 ± 0.96 -1.07 0.31

第二節 動態腹背動作與核心肌群穩定動作在彎腰與回復動作之肌肉激發模式比較 綜觀腹橫肌、豎脊肌、腹直肌肌電訊號對照圖(圖二十七),發現肌肉激發的 關鍵在軀幹角度。在軀幹彎腰過程,腹橫肌、豎脊肌的激發型態在開始動作時立即 激發,其激發的程度隨著角度的增加而減少,大約至軀幹屈曲中期時達到高點,接

第二節 動態腹背動作與核心肌群穩定動作在彎腰與回復動作之肌肉激發模式比較 綜觀腹橫肌、豎脊肌、腹直肌肌電訊號對照圖(圖二十七),發現肌肉激發的 關鍵在軀幹角度。在軀幹彎腰過程,腹橫肌、豎脊肌的激發型態在開始動作時立即 激發,其激發的程度隨著角度的增加而減少,大約至軀幹屈曲中期時達到高點,接