配合三種踏車運動負荷量，分別為50%、65%、80% POV(power output at V‧O2 max)等共九種實驗情境。受試者進行測試之前需先測量腿
週，第二階段為以受試者之50%、65%、80% POV訂定為實驗中的三 種運動強度情境。
POV之測試方法以Lode踏車運動測功儀進行，受試者以60 rpm/50 W(Watts)強度進行熱身五分鐘。熱身後強度提升至由100 W進 行測試（圖3-1）。首先100 W之負荷維持3分鐘，第四分鐘起負荷升 至150 W維持兩分鐘，第六分鐘起以每兩分鐘提升25 W的方式漸增負 荷(Brooks, Fahey & Baldwin, 2005)，直至受試者踩踏迴轉速低於 90%(54 rpm)的目標迴轉速止，此階段的負荷量再加上此階段的運動 時間迴歸負荷值，訂為該名受試者之POV。
圖 3-1 漸增阻力運動實驗流程(Brooks, Fahey & Baldwin, 2005) 100 W
第二階段實驗開始時受試者經五分鐘之50 W熱身後，進行踏車 運動實驗，九種實驗情境每種需進行一次、同一實驗情境測試開始 時由心率表監控第二分鐘與第三分鐘末30秒之心跳率，當達到穩定 狀態(steady state)時，開始35秒的資料收集測試，組間休息3分鐘。不 同實驗情境之測試順序以平衡次序法亂數決定之。
實驗過程中肌電與踩踏力量之同步化採用Vicon 3D動作分析系 統處理，擷取頻率設為250 Hz。配合反光球(marker)在空間中之座標
位置來判定動作型態與完成同步化作業。首先黏貼受試者身上的反 光球(附錄三)，其黏貼法以Plug-in-Gait貼法（圖3-2）之下半身為主。
圖 3-2 實驗受試者反光球黏貼位置圖
實驗中肌電圖部分計畫以1000 Hz的頻率，擷取左腳股內側肌 (vastus medialis, VM)、股外側肌(vastus lateralis, VL)、股直肌(rectus femoris, RF)、股二頭肌(biceps femoris, BF)、脛前肌(tibialis anterior, TA)、內腓腸肌(gastrocnemius medialis, GM)、外腓腸肌(gastrocnemius lateralis, GL)等七處作用肌之肌電訊號。實驗中所有資料收集結束 後，進行受試者個人自主最大等長收縮肌力測試(isometric maximal voluntary contractions, MVC)，分別測試研究範疇中之七處下肢肌 肉，以供肌電圖數據標準化使用。本研究中因實驗設計情境皆為中 等運動強度之活動，因此由肌肉疲勞所造成的肌電圖數據影響應會 較小，故MVC測驗設計於最後階段測試，避免產生先測試MVC而影 響後續實驗肌電圖數值的狀況。
MVC之測驗方法是以目標肌群之等長向心收縮法為主。電極貼 片黏貼於目標肌群肌腹中段處，同時使MVC測驗之目標肌群肢段彎 曲，約至肢段活動範圍的1/2處，配合固定帶限制肢段活動範圍，將 肌肉控制為等長收縮。告知受試者配合在測驗期間內使用100%肌力 做出向心收縮動作，收集5秒之MVC資料供實驗EMG標準化處理 用。並依序收集實驗所設計之七處目標肌群MVC數值。
踩踏力量部分則以ATI六軸測力計(force/torque sensor)固定於原 地踏車運動測功儀之左側踏板，擷取頻率設為1000 Hz。並於測力計 與鞋底接觸面上黏貼止滑材料，配合膠帶於鞋面固定整體足部，避 免踩踏過程中因腳掌滑動對所測數據造成影響。實驗中腳掌之踩踏 位置統一規範應以腳掌第一趾指關節垂直投影於踏板中軸上，兩側 腳掌互成平行位置，不可使用內八字或外八字之踩踏方式，此踩踏 位置可保有下肢膝、踝關節較佳的活動自由度。並於右側踏板設置 與左側踏板測力計同等重量的配重裝置，避免兩側踏板因重量不一 而對曲柄旋轉產生影響。
（二）實驗前準備事項
實驗進行前需確認與備妥項目：
1. 受試者之權利與須知
(1) 實驗進行前主持人應向受試者仔細說明實驗目的、實驗流 程，並告知受試者應有之權利。
(2) 實驗進行前請受試者填寫受試同意書、基本資料等。受試者 個人資料妥善保管且保密。
2. 實驗器材之測試與校正
(1) 原地測功儀座墊位置與高度調整。
(2) Vicon 3D動作分析系統的檢測與校正空間座標。
(3) 肌電圖設備的檢測與校正歸零。
(4) ATI測力計的檢測與校正歸零。
3. 實驗施測人員之說明與測試
(1) 研究實驗主持者向各器材測驗人員說明研究目的、方法。
(2) 測驗人員需充分了解各項器材之設定與操作。
(3) 實驗進行前各測驗人員需充分溝通實驗流程、分工。
（三）實驗中不同運動測驗情境代碼
表 3-1 實驗中不同運動測驗情境代碼 velocity
intensity 60 rpm 75 rpm 90 rpm
50% POV (E) 60E 75E 90E
65% POV (M) 60M 75M 90M
80% POV (H) 60H 75H 90H
三、實驗器材與設備
（一）Vicon 3D動作分析系統(MX 13+ Oxford Metrics. UK)
同時利用十部Vicon紅外線攝影機（圖3-3)，以1000 Hz拍攝受試者身 上所黏貼之反光球(圖3-2)，將所拍攝得之三維座標資料，配合 NEXUS 1.2版軟體建立出動作過程軌跡，供實驗中測力計與肌電圖同 步化分析作業等。
圖 3-3 Vicon 3D動作分析系統
（二）ATI 六軸測力計(660-60 ATI. U.S.)
為可同時量測三軸力量(force)與三軸扭矩(torque)的感測器（圖3-4），
將其安裝在測功儀左側踏板，用以全程記錄改變負荷與迴轉速之踩 踏過程中的力量變化。
圖 3-4 測力計軸定義方向與受力感測方向
（三）Biopac 多功能訊號紀錄系統(MP150 BIOPAC. U.S.)
為可將各項實驗器材訊號整合之多工記錄系統，利用網路線作為統 一規格的訊號傳輸媒介（圖3-5），省去不同器材在傳輸媒介的複雜線 材。在多項實驗器材同時使用與記錄數據時有極大的方便性。
圖 3-5 BIOPAC 多功能訊號紀錄系統
（四）肌電訊號收集設備(MP150 BIOPAC. U.S.)
以MP150A-CE、HLT100C、UIM100C設備配合AcqKnowledge 3.8.1 軟體進行肌肉活動電位訊號的資料收集，預計設定8頻道以擷取七處 (RF、VL、VM、BF、TA、GL、GM)肌肉電位訊號以及觸發啟動訊 號(Trigger)輸入等
（五）氣體代謝分析系統(Vmax 29 SensorMedics. American)
為利用感測單元偵測人體進行活動時，吸入與呼出氣體中氧分子含 量的儀器。可藉由呼吸過程的氧氣消耗改變量而判定人體運動強度。
（六）踏車運動測功儀(Groningen Lode BV. Netherlands)
為腳踏車形式之輸出功率測量系統（圖3-6），透過調整飛輪之踩踏阻 力與踩踏迴轉速，達到控制輸出功率的器材。用以量測踏車運動中 之輸出功率，或搭配其他器材做生理反應分析、運動力學分析等。
圖 3-6 原地踏車運動測功儀
（七）心率監測錶(S725X Polar. Finland)
利用心率表（圖3-7）在測試POV過程中監控心跳率，以判定受試者 之身體活動狀態。
圖 3-7 心率監測錶
（八）電子節拍器、電暖器、採氣接嘴(mouthpiece)、肌電電極貼片、藥用 酒精、消毒棉花、透氣膠帶、雙面膠、除毛刀、防滑砂紙等耗材。
四、實驗流程圖（圖3-8）
圖 3-8 實驗流程圖
向受試者說明實驗流程與方法，告知受試 者權利並填寫受試者同意書。
填寫受試者基本資料。
測量身高、體重、腿長，並設定踏車運動 測功儀之合適座墊位置。
第一階段：測試POV，測試完成後經一週 進行第二階段實驗。
第二階段：受試者熱身，並黏貼反光球與 電極貼片等。
開始進行各項測驗，組間休息3 分鐘，反 覆施測至完成。
完成後重新檢查反光球及電極片位置，以 及各項實驗數據確認無誤。
資料分析與處理
五、實驗過程照片
圖 3-9 實驗第一階段之POV測試過程
圖 3-10 實驗第二階段之不同運動強度測試過程
六、資料處理與統計分析
同時另外計算不同運動情境間的平均踩踏合力值與合力方向，繪 (maximal voluntary contraction, MVC)之肌電圖比較，呈現不同受試者間 肌力標準化(normalized)參數以供分析。2.肌電圖擷取頻率設定為 1000 Hz，透過 AcqKnowledge 3.8.1 軟體進行肌電資料的濾波、翻正、修勻 等步驟，以均方根(root mean square, RMS)方式呈現並施以統計處理。
帶通濾波(band pass filter)頻域設為：低頻 10 Hz、高頻 500 Hz。而原先
1000 筆/秒的資料比對 Vicon 3D 動作分析系統之同步時間後，將同步 訊號前之資料排除，取同步訊號後第一次上死點起之數據做為分析資 料來源。以配合動作分期與測力計之資料進行後續分析比較。
（三）踩踏作用力與作用肌活化率之標準化處理
將踩踏作用力經轉換為平均體重百分比後，除以加總後的每條肌 肉肌電作用率百分比。
（四）Vicon 3D 動作分析資料處理
Vicon 3D 動作分析系統之資料擷取頻率為 250 Hz，以踏板中軸所 設置的 marker 做為踩踏動作分期的基準點，在曲柄上死點(top dead center, TDC)設為 0°度之迴轉週期起點，當曲柄旋轉經曲柄下死點 (bottom dead center, BDC)，再次回到上死點後計算為一次踩踏。以此法 做為區分一次完整的踩踏。
（五）統計分析方法
1. 使 用 重 複 量 數 二 因 子 變 異 數 分 析 法 (repeated measures two-way ANOVA)，比較受試者進行 60、75、90 rpm 三種迴轉速（A 因子，不 同踩踏速度）時，與50%、65%、80% POV 三種負荷量（B 因子，不 同踩踏負荷）下，在曲柄位置 0°、90°、180°、270°四處位置之踩踏力
量趨勢的改變情況，當統計上達到顯著水準的差異時，再以 LSD 法進 行事後比較。
2. 使 用 重 複 量 數 二 因 子 變 異 數 分 析 法 (repeated measures two-way ANOVA)，比較受試者進行 60、75、90 rpm 三種迴轉速（A 因子，不 同踩踏速度）時，與50%、65%、80% POV 三種負荷量（B 因子，不 同踩踏負荷）下，下肢作用肌之肌電反應與踩踏力量週期的改變情況，
當統計上達到顯著水準的差異時，再以LSD 法進行事後比較。
3.本研究以 SPSS 17.0 版本軟體進行統計分析之計算與處理，各項顯著 水準定為 α =.05。