Excursion displacement of Y-axis (cm)
Healthy 39.46 5.53 34.78 44.14
0.155 .857 Coper 41.00 4.69 37.39 44.61
CAI 40.00 6.85 34.75 45.29
Excursion displacement of total (cm)
Healthy 91.38 11.40 80.83 101.93
1.249 .310 Coper 84.65 6.10 79.00 90.29
CAI 84.43 9.72 75.44 93.43
Excursion velocity of X-axis (cm/s)
Excursion velocity of Y-axis (cm/s)
Healthy 13.05 1.83 11.51 14.58
0.531 .595 Coper 13.98 1.97 12.56 15.39
CAI 13.24 2.20 12.66 14.99
Excursion velocity of total (cm/s)
Healthy 29.63 3.74 26.50 32.76
表 4-2-2 質心參數描述統計與變異數分析摘要表
Variable Group Mean SD 95% CI
F p Post hoc
LB UB
Center of mass parameters (N = 30)
Range of X-axis (cm)
Excursion displacement of X-axis (cm)
Healthy 8.59 0.61 8.07 9.10
2.812 .081 Coper 9.68 0.88 8.94 10.42
CAI 10.86 3.09 8.65 13.07
Excursion displacement of Y-axis (cm)
Healthy 5.68 1.71 4.36 7.00
1.277 .296 Coper 5.40 1.41 4.39 6.41
CAI 6.37 0.96 5.67 7.06
Excursion displacement of Z-axis (cm)
Healthy 27.54 4.91 23.76 31.33
0.338 .716 Coper 25.35 6.88 20.42 30.27
CAI 26.65 5.54 22.68 30.61
Excursion displacement of total (cm)
Healthy 32.62 4.93 28.83 36.42
0.512 .605 Coper 31.68 5.12 28.02 35.34
CAI 33.96 4.68 30.36 37.56
Excursion velocity of X-axis (cm/s)
Excursion velocity of Y-axis (cm/s)
Healthy 1.89 0.57 1.45 2.33
0.678 .517 Coper 2.03 0.35 1.73 2.32
CAI 2.11 0.32 1.88 2.34
Excursion velocity of Z-axis (cm/s)
Healthy 9.04 1.62 7.79 10.29
0.078 .925 Coper 8.77 1.92 7.29 10.54
CAI 8.74 1.83 7.43 10.05
Excursion velocity of total (cm/s)
Healthy 10.73 1.63 9.47 11.99
圖 4-2-1 前後、左右、垂直與整體動態姿勢穩定指數
註:APSI 為前後方向、MLSI 為左右方向、VSI 為垂直方向、DPSI 為整體穩定指數;H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
二、關節運動學模式 (一) 關節角度參數
踝、膝、髖關節角度參數,經獨立樣本單因子變異數分析後,結果顯示,著地瞬間 的踝關節外翻角度 (F = 4.034, p = .032)、膝關節內翻角度 (F = 5.069, p = .015)、髖關節 屈曲角度 (F = 4.751, p = .019)、髖關節外展角度 (F = 4.646, p = .019) 達統計顯著差 異,研究進一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 CAI 組的踝關節外翻角度顯著高 於 Healthy 組、Healthy 組的膝關節內翻角度顯著高於 Coper 組與 CAI 組、Healthy 組與 Coper 組的髖關節曲屈角度顯著高於 CAI 組、CAI 組的髖關節外展角度顯著高於 Healthy 組。而下蹲最低點則為踝關節蹠屈角度 (F = 4.148, p = .032) 達統計顯著差異,研究進 一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組顯著高於 Coper 組與 CAI 組。
圖 4-2-2 踝、膝、髖關節著地瞬間與下蹲最低點角度特徵
註:H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
(二) 關節活動範圍參數
踝、膝、髖關節活動範圍參數,經獨立樣本單因子變異數分析後,結果顯示,踝關 節屈伸活動範圍 (F = 4.208, p = .028)、踝關節內外翻活動範圍 (F = 4.286, p = .027) 達 統計顯著差異,研究進一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組與 Coper 組的踝關節屈伸活動範圍顯著高於 CAI 組、CAI 組的踝關節內外翻活動範圍顯著高於 Healthy 組與 Coper 組。
圖 4-2-3 踝、膝、髖關節在下蹲期的關活動範圍
註:H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
圖 4-2-4 踝、膝、髖關節著地瞬間至下蹲最低點關節角度曲線變化情形
註:0%為著地瞬間,100%為下蹲最低點;H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
(三) 關節角速度參數
踝、膝、髖關節角速度參數,經獨立樣本單因子變異數分析後,結果顯示著地階段 的踝關節內翻角速度峰值 (F = 3.598, p = .034) 達統計顯著差異,進一步使用 Scheffe 法 進行事後比較後,發現 CAI 組的踝關節內翻角速度峰值顯著高於 Healthy 組。
圖 4-2-5 踝、膝、髖關節著地瞬間至下蹲最低點關節角速度曲線變化情形
註:0%為著地瞬間,100%為下蹲最低點;H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
三、關節動力學模式
本研究動力學參數主要計算地面反作用力峰值、著地負荷率、關節力矩、關節能量 作用等,經獨立樣本單因子變異數分析後,結果顯示,50 ms 著地負荷率 (F = 4.883, p
= .020) 達統計顯著差異,進一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組顯著 高於 CAI 組。
圖 4-2-6 著地階段垂直地面反作用力峰值與 50 ms 負荷率
註:H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;P < .05。
圖 4-2-7 著地瞬間至下蹲最低點的地面反作用力曲線變化情形
註:0%為著地瞬間,100%為下蹲最低點;H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;X 為前後方向、
Y 為左右方向、Z 為垂直方向;p < .05。
圖 4-2-8 踝、膝、髖關節著地瞬間至下蹲最低點關節力矩曲線變化情形
註:0%為著地瞬間,100%為下蹲最低點;H 為健康控制組、C 為潛在組、I 為不穩定組;p < .05。
四、神經肌肉控制特徵 步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 CAI 組的脛前肌活化顯著高於 Coper 組、Healthy 組的腓骨長肌活化顯著高於 CAI 組、Healthy 組的腓腸肌活化顯著高於 CAI 組、Healthy 組的比目魚肌活化顯著高於 CAI 組。 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組的臀中肌活化顯著高於 CAI 組、Healthy 組 的股內側肌活化顯著高於 CAI 組、Healthy 組的股二頭肌活化顯著高於 Coper 組與 CAI 組、Healthy 組的比目魚肌活化顯著高於 CAI 組。
穩定期的股內側肌 (F = 7.750, p = .003) 與比目魚肌 (F = 3.772, p = .041) 達統計 顯著差異,研究進一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組的股內側肌活化
顯著高於 Coper 組與 CAI 組、Healthy 組的比目魚肌活化顯著高於 CAI 組。
圖 4-2-10 著地前 100 ms 與著地瞬間的肌肉活化特徵
圖 4-2-11 下蹲期與推蹬期的肌肉活化特徵
圖 4-2-12 穩定期的肌肉活化特徵
註:GM-臀中肌、RF-臀中肌、VM-股內側肌、BF-股二頭肌、TA-脛前肌、PL-腓骨長肌、MG-內側腓腸 肌、S-比目魚肌;Healthy 為健康控制組、Coper 為潛在組、CAI 為不穩定組;p < .05。
(二) 著地階段的肌肉共同收縮率
本研究的肌肉共同收縮率分別計算踝關節與膝關節在下蹲期與推蹬期的共同收縮 率,經獨立樣本單因子變異數分析後,結果顯示,下蹲期膝關節的 BF/RF 共同收縮率 (F
= 7.699, p = .004)、踝關節 Sol/TA 共同收縮率 (F = 9.112, p = .001) 與 MG/TA 共同收縮 率 (F = 9.040, p = .002) 達統計顯著差異,進一步使用 Scheffe 法進行事後比較後,發現 Healthy 組的膝關節的 BF/RF 共同收縮率顯著高於 Coper 組與 CAI 組、CAI 組的踝關節 Sol/TA 共同收縮率顯著高於 Coper 組與 Healthy 組、CAI 組與 Coper 組的踝關節 MG/TA 共同收縮率顯著高於 Healthy 組;Healthy 組在推蹬期的踝關節 TA/Sol 共同收縮率顯著 高於 CAI 組。
圖 4-2-13 下蹲期與推蹬期的肌肉共同收縮率
註:Healthy 為健康控制組、Coper 為潛在組、CAI 為不穩定組;p < .05。
五、視覺任務的影響
不同著地反彈跳的動作情境,主要比較 BDJ 與 BDJ-V 是否受到視覺任務所影響,
主要分析垂直方向 GRF 峰值、50 ms 的垂直方向 GRF、著地負荷率、動態姿勢穩定指 數等參數進行評估,經相依樣本 t 檢定分析後,結果顯示,BDJ-V 的垂直方向 GRF 峰
值 (t(30) = -3.61, p = .001, r = .79, 95% CI [-0.317, -0.086])、DPSI (t(30) = -2.69, p = .013, r
= .86, 95% CI [-0.018, -0.002]) 與 VSI (t(30) = -2.71, p = .012, r = .87, 95% CI [-0.018, -0.002]) 顯著高於 BDJ。
圖4-2-14 比較BDJ與BDJ-V的著地垂直方向地面反作用力
圖4-2-15 比較BDJ與BDJ-V的著地負荷率
圖4-2-16 比較BDJ與BDJ-V的動作姿勢穩定指數
第二節 著地反彈跳著地動作的姿勢穩定策略與神經肌肉控制特徵 討論
本研究的著地反彈跳動作結合視覺任務,要求在第二次著地後接續的起跳過程須觸 及目標反應燈,動作過程如同球場上搶籃板球動作,將目標燈模擬為搶籃板球動作,希 望以注意力分散的概念來詮釋非預期性著地情境,觀察非預期性的著地情境下,是否能 誘發踝關節不穩定特徵或動作控制機制。本研究將動作型態從起跳後的著地過程區分 為:著地前期、著地瞬間、下蹲期、推蹬期、穩定期等五個階段,主要針對踝關節扭傷 的重要階段作為分析範圍,探討下肢三關節在著地瞬間至下蹲期的角度、速度、力矩等 參數;姿勢穩定參數計算著地瞬間至穩定期,主要以CoP與CoM移動範圍、晃動距離、
晃動速度、晃動面積與動態姿勢穩定指數等;而肌肉活化特徵分析著地前期至穩定期的 下肢主要活化肌群。
研究結果顯示,不同踝關節型態運動員在著地階段的主要發現如下:
動態姿勢穩定機制
一、從動態姿勢穩定參數的評估,顯示CAI運動員具有較佳的姿勢穩定能力;
二、髖關節屈曲與外展策略提供CAI擁有較好的動態姿勢穩定策略;
三、為了降低踝關節扭傷風險,CAI以較多的踝關節外翻動作進行著地;
四、高度活化的踝關節肌肉共同收縮是CAI與Coper穩定關節的重要機制。
反覆扭傷關鍵因素
一、踝關節背屈動作受限,進而影響踝關節整體活動範圍減少,CAI扭傷風險大幅增加;
二、較早且快速的踝關節內翻速度,可能為反覆扭傷的關鍵因子;
三、踝關節內外翻活動範圍過大,是CAI扭傷的潛在風險;
四、腓骨長肌活化不足為CAI與Coper神經肌肉損傷的後遺症之一。
整體動作控制策略
一、Coper的動作策略趨向Healthy,但仍存在CAI反覆扭傷的潛在風險。
一、動態姿勢穩定策略 (ecological validity) 間的關係低落所影響,如實驗動作所要求的著地模式不夠接近真實 運動情境。綜合上述,使用視覺任務挑戰貼近真實運動情境的設計,本研究認為在不穩 數,發現CAI的VSI與DPSI顯著小於Healthy (圖4-2-1),比較Liu 等 (2013) 的研究結果 與本研究發現相同。過去許多探討CAI的動態姿勢穩定參數的相關研究,部分研究指出 CAI 的 VSI 、 DPSI 高 於 Healthy , 認 為 CAI 族 群 的 著 地 策 略 較 差 並 有 較 大 的 變 異 性 (Wikstrom et al., 2007; Wikstrom et al., 2010)。上述的研究結果,在當時僅針對動態姿勢 穩定指數進行分析,未進行運動學或動力學的計算,因此,對於結果的呈現與推論並無 法描述實際動作所帶來的影響進行解釋,而本研究結果比對著地負荷率發現,CAI顯著
小於Healthy (圖4-2-6),根據此結果說明CAI運動員的VSI與DPSI呈現較小變異性,主要 來自於較小的著地負荷率,進而降低動態姿勢穩定指數的變異。研究指出著地階段如產 生過大的著地力量是踝關節不穩定因素之一 (Attenborough et al., 2014),因此,CAI在著 地階段以較為小心謹慎的著地模式,作為降低踝關節不穩定的策略。而CAI能維持較佳 的動態姿勢穩定策略,其最主要的貢獻可歸功於髖關節屈曲動作,支持過去研究的觀 點,髖關節為著地階段與姿勢穩定的重要關節 (Hertel, 2000),並在扭傷後產生不同的關 節協調策略 (Yen et al., 2017)。
二、關節運動模式
從外在的運動模式中,無法區別出CAI與Healthy的差異,但CAI在踝關節扭傷急性 期後回到運動場上進行高強度的運動競賽,關鍵因素為關節與肌肉間的代償機制 (Brian
& Phillip, 2012; Kipp & Palmieri-Smith, 2013)。上述的機制或許是保護CAI免於反覆扭傷 作用,但關節或肌肉間的代償機制在疲勞或受限後 (注意力分散),可能大幅增加傷害風 險。因此,如何尋找CAI真正不穩定特徵是目前仍在探討的重要議題,目前多數的實驗 設計均偏向預期性的著地動作,有別於真實運動場上的著地型態,因預期性著地促使CAI 在著地前後產生前饋 (feed forward) 與反饋機制 (Brian & Phillip, 2012),進而隱藏不穩 定特徵。Noakes (2011) 認為所謂的前回饋稱為傳入路徑 (afferent pathway),指人體在運 動過程中會產生不同程度的感知,主要通過中樞神經系統 (central nervous system, CNS) 接收肌肉、關節、體溫、心肺系統與認知等訊息,傳輸至CNS後進行整合,最後刺激神
& Phillip, 2012; Kipp & Palmieri-Smith, 2013)。上述的機制或許是保護CAI免於反覆扭傷 作用,但關節或肌肉間的代償機制在疲勞或受限後 (注意力分散),可能大幅增加傷害風 險。因此,如何尋找CAI真正不穩定特徵是目前仍在探討的重要議題,目前多數的實驗 設計均偏向預期性的著地動作,有別於真實運動場上的著地型態,因預期性著地促使CAI 在著地前後產生前饋 (feed forward) 與反饋機制 (Brian & Phillip, 2012),進而隱藏不穩 定特徵。Noakes (2011) 認為所謂的前回饋稱為傳入路徑 (afferent pathway),指人體在運 動過程中會產生不同程度的感知,主要通過中樞神經系統 (central nervous system, CNS) 接收肌肉、關節、體溫、心肺系統與認知等訊息,傳輸至CNS後進行整合,最後刺激神