自行車運動過程中韌帶受力情形

人體在功能性動作下之內部力學資訊除了透過試體實驗之外，活體的資料目 前為止都是無法量測的，僅能量我們可以量的，來幫助計算我們無法量得的訊息。

並搭配適當假設及估算來得到人體動作下之韌帶力學行為。因此透過有限元素的 方法來分析三位正常年輕人在自行車運動過程中的韌帶行為，了解各韌帶在踩踏 過程中及不同阻力中的貢獻，並建立未來相關研究之基準比較族群，探討不同族群 在自行車運動過程中的韌帶力學資訊。

韌帶在自行車運動過程中之貢獻

結果顯示出，自行車運動過程中，踩踏前半圈之總韌帶受力呈現遞減的趨勢，

而後半圈又開始遞增(圖 4-1)，此現象與肌肉、韌帶及關節交互作用有關係，由於 前半圈為施加力量的時期，肌肉提供較多力量，而文獻[53]也指出在踩踏前半圈的 過程中，股骨及脛骨之軸向壓力(Compressive Force)較大(圖 5-3)，使得膝關節穩 定度較高，因此韌帶貢獻減少；反之，到了後半圈，施加力量轉移到對側腳，股骨 及脛骨軸向壓力銳減，造成關節活動度增加，韌帶轉換成維持膝關節穩定度最主要 之角色，韌帶受力因此而遞增。

圖 5-3、踩踏過程中之股骨及脛骨受力。

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前後十字韌帶在自行車運動過程中之角色

踩踏過程中，前十字韌帶及後十字韌帶的受力差異非常大，可以發現到後十字 韌帶的受力遠大於前十字韌帶(表 4-4)，與動態 X 光得到之骨頭運動學資訊推算 出之韌帶在自行車運動過程中的長度變化比較得知，後十字韌帶的伸長量遠大於 前十字韌帶(圖 5-4、圖 5-5)，且從活體膝關節穩定度測試實驗可以理解到後十字 韌帶的勁度也比前十字韌帶來得大(圖 4-1)，就算是在相同伸長量底下，後十字韌 帶受力也會大於前十字韌帶的受力。此結果也呼應文獻[49]中自行車運動之前十字 韌帶應變最小的結果。

圖 5-4、第二位受試者高低阻力下前後十字韌帶長度變化。

圖 5-5、第二位受試者高低阻力下前後十字韌帶受力。

內外側副韌帶在自行車運動過程中之受力情形

自行車運動過程中，內外側副韌帶受力皆非常小(表 4-4)，因為內外側副韌帶 在膝關節中主要功能為抵抗內翻及外翻，確保膝關節之穩定度，而文獻[53]顯示股 骨及脛骨之軸向壓力在踩踏過程中大於剪力，因此膝關節內翻及外翻之穩定度由 股骨和脛骨接觸面承擔，使得內外側副韌帶貢獻度較少。而從動態 X 光得到之骨 頭運動學資訊顯示出膝關節在踩踏過程中皆以外翻為主(圖 5-6)，與內側副韌帶受 力大於外側副韌帶受力結果相符合。

圖 5-6、受試者在高低阻力下股骨相對脛骨之內外翻情形。

高低阻力下之韌帶受力比較

在不同組力下的自行車運動過程中，韌帶受力大部份是高阻力大於低阻力，但 是數值並不會差太多(表 4-4)，即阻力不會影響韌帶的受力，可以解釋為不同阻力 下的控制策略皆為傾向使股骨及脛骨之運動學在一定的趨勢下，因此在高阻力時 膝關節主要兩條肌肉(股四頭肌及膕旁肌)會產生較大力量幫助膝關節維持穩定。

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