由先前研究得知:在不同坡度下,曲柄扭矩 與股外側肌之肌肉活化程度隨著坡度上升 而上升(P<0.01),因此,由室外實驗驗證:
踩踏率與車速(及齒比)固定的條件下,股外 側肌為騎乘時動力提供之主要肌肉。
圖 4 十位受測者在不同坡度下肌電訊號峰
值之平均值與標準差(縱軸為對柏油平路峰 值進行正規化之肌電訊號。*:p<0.05,**:
p<0.01,paired t-tests)
由於人體存在個體間差異,使得單一或少數 騎乘者的研究成果無法直接做為一般性的 現 象 , 因 此 利 用 平 均 標 準 差 法 (mean deviation, MD)比較受測者個體間肌肉活化 情形的變異性。結果顯示股直肌與外側腓腸 肌及脛骨前肌,相較於股外側肌都有較高的 變異性,這結果表示在相同數量的受測者 下,股外側肌的研究結果較其他肌肉能代表 更大母體的狀況(圖 5)。
圖 5 肌肉變異性
因此,利用肌肉骨骼模擬系統模擬股外側肌 之活化情形,將實驗量測與模擬數據經過正 規化後有相同的趨勢(圖 6),故可進一步用 量化動力輔助使用者騎乘之負荷。
圖 6 肌肉活化情形,實線為模擬 藉由肌肉骨骼模擬軟體可模擬實驗無法量 測得肌肉受力情形,文獻指出,減少膝蓋的
側向位移可降低髕骨股骨關節症候群的風 險。因此觀察三位受測者個別模型模擬之膝 關節側向受力與實驗量測踩踏力的對應情 形,發現當踩踏力大於 220N 時,膝蓋會承 受往外側(正值)的力,易造成髕骨股骨關節 症 候 群 , 故 動力 輔 助應 該 在 踩 踏 力大 於 220N 時提供(圖 7)。
圖 7 由模擬之膝蓋側向受力對應實驗量測 的踩踏力
並可由肌肉骨骼模擬軟體進一步模擬動力 輔助之策略,目前由降低關節受力或降低股 外側肌活化兩方面進行探討(圖 8)。
圖 8 模擬不同動力輔助模式
4. 結論
藉由肌肉骨骼模擬軟體模擬膝關節側 向受力與實驗量測踩踏力的對應情形,發現 當踩踏力大於 220N 時,易造成髕骨股骨關 節症候群,故動力輔助應該在踩踏力大於 220N 時提供,並可模擬不同動力輔助下關 節受力與肌肉活化情形,故可將此生理訊號 提供於其他子題進行整合。
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