分期的依據 (Kavanagh & Menz, 2008; Lee, Sutter, Askew, & Burkett, 2010 ),此方法應用 於本次實驗的資料中亦可分辨步行的步數,但加速度的特徵值在各動作之間並無顯著差 異,因此無法利用此方式進行動作判讀。
陀螺儀 y 軸的資料代表了腳踝蹠屈與背屈的角速度,因此,在著地期的資料代表了著地 時腳踝的動作形態,在過去利用實驗室內運動分析系統所做的研究中,學者發現,行走 於斜坡、樓梯,以及平地之間最主要的差異在於步態前期踝關節的角度變化 (Nadeau, McFadyen & Malouin, 2003; Protopapadaki et al., 2007; Lay, Hass, & Gregor, 2006) ,而在 本次實驗中,正向角速度為腳踝背屈角速度,負向角速度為腳踝蹠屈的角速度,因此,
在結果中可以發現,行走於不同地形時最大的差異在於著地的形態(圖 5.1),下樓梯為 腳尖著地,上坡和上樓梯為前足著地,而下坡與平地行走則為腳跟著地,這樣的結果也 與過去的運動學研究相符。
圖 5.1 上下樓梯與平地行走踝關節蹠屈/背屈角速度(圖為一個步態週期),其中灰色實 線為下樓梯,黑色虛線為上樓梯,灰色虛線為平地行走
此外,由結果散佈圖發現,下坡運動在著地期的特徵值十分分散,且有呈現正值與負值 兩個族群的趨勢,此結果可能是因為本次實驗所使用的斜坡對於不同受試者所造成的難 度不一,因此受試者在行走時所選用的著地策略便有所不同(圖 5.2),若斜坡的坡度對 於受試者而言難度較低,受試者在行走時便會呈現與平地行走相似的腳跟著地形態,但 若斜坡坡度對於受試者而言難度較高時,行走的步態則可能轉變為前足著地的形態。
圖 5.2 兩種不同的下坡著地策略(圖為一個步態週期),其中虛線代表下樓梯時以腳尖 著地,實線代表下樓梯時以腳跟著地
第二節 階高差異
本次實驗使用了兩種不同階高的樓梯,結果發現,在上樓梯時行走兩種階高在踝關節蹠 屈/背屈角速度上並沒有明顯的差異,但是在下樓梯時兩種階高之間卻有顯著差異,此 現象可能是因為實驗結果數值主要是呈現行走時不同的著地形態,而上樓梯時因應階高 的增加,會以增加髖關節屈曲的方式讓腳掌到達需要的高度,因此對於踝關節並沒有造 成明顯的影響,然而下樓梯時,如果階高增加,雖然著地方式仍然是腳尖著地,但是需 要更多的蹠屈角度來因應較高的階高,主要改變的關節為踝關節,因此在結果呈現上便 產生了顯著的差異。
第三節 雙指標判讀
經由本次實驗的結果,可以區別出平地行走以及上下樓梯之間的差異,但是斜坡則容易 和其它動作混淆,其中下坡的著地期踝關節蹠屈/背屈角速度和平地行走相似,上坡的 著地期踝關節蹠屈/背屈角速度則會和上樓梯相似,因此使用單一指標無法直接區分上 下樓梯、上下坡,以及平地行走五種地形的步行動作,但如果進一步參考其他軸向,則 有可能成功的進行判讀。
圖 5.3 著地期加速規 x 軸(踝關節前後方向)特徵點的加速度值
圖 5.4 離地期加速規 x 軸(踝關節前後方向)特徵點的加速度值
如圖 5.3 所示,前後方向在著地期的特徵點加速度,發現具有區別下坡和平地走的趨勢,
統計結果也呈現顯著差異,原因可能是因為下坡時需要有一煞車的力量,所以加速度值 相較於平地較小,而前後方向在離地期的特徵點加速度,則具有區別上坡和上樓梯的趨 勢,此現象可能是因為前後方向加速度在上坡時會受到地心引力的影響,綜合上述觀 察,在進行動作判讀時使用雙指標或許能達到更高的準確度。
第四節 實驗限制
由本研究的結果中發現,坡度所造成的難度可能會影響受試者選擇使用的步態策略,因 此在下坡時產生兩種不同的步行方式,而本研究受限於實驗場地的限制,只使用一種坡 度進行實驗,無法更進一步探討此現象,此外,因為本研究控制受試者行走的速度,因 此也無法探究步行模式與速度之間的關係,未來相關研究應能加入不同坡度與速度,藉 以研究坡度和速度與不同步行策略間的關係。
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