第六節 資料處理
以Vicon紅外線攝影機和測力板收集反光球的三度空間座標和地面反作 用力資料，利用Visual3D (C-Motion, Rockville, MD, USA)定義出下肢肢段，
並計算各關節在矢狀面、水平面和橫狀面上的運動學和動力學資料。反光 球座標資料的擷取頻率以8Hz的低通濾波，而測力板資料使用50Hz的低通濾 波來進行。
由站立的靜態資料來計算肢段的座標系統和關節中心。採用該肢段上 的反光球定義出三度空間的向量，再由此座標系統來計算出髖、膝、踝關 節中心的位置。髖關節中心由骨盆大小定義，而膝和踝關節中心分別由膝 寬和踝寬在額狀面上的中點計算而得 (Davis, 1991)。關節座標系統 (joint system center) 依照Carden Angle旋轉順序XYZ求出各關節的屈曲/伸展、外 展/內收、內/外旋。肢段質量、質心位置和轉動慣量是採Dempster (1955) 的 資料。三度空間淨關節力矩運用人體測量的、運動學的和地面反作用力的 資料透過標準逆動力學公式計算 (Winter,1990; Davis , 1991)。
支撐期為支撐腳著地到離地的時間以測力板資料來定義，腳著地定義 為垂直地面反作用力的瞬間值超過10N負荷時，腳離地為測力板資料達0。
支撐期的關節角度和力矩資料將做百分比標準化，即以直線內插法多擷取 1%的時間（N=101筆資料）。所有動力學資料除以受試者體重和身高標準 化作為統計上的比較。
研究軟體Visual3D得到的關節力矩指的是內在作用的力矩，例如：內在 的膝伸展力矩會傾向去抵抗外在的膝關節屈曲負荷（如附錄四）。根據非 接觸膝關節前十字韌帶傷害的文獻提出的傷害高危險因素包括：膝關節外 翻和膝關節內旋力矩，而Visual3D得到的關節力矩峰值方向的結果是膝關節 呈現內翻力矩和外旋力矩，Pollard等人 (2004) 的研究中也有相關的解釋。
但為了與非接觸膝關節前十字韌帶傷害的文獻做統一名詞的比較，故將研
究結果的膝關節內翻力矩和外旋力矩的值加上負號，最後呈現的結果是膝 關節外翻力矩和內旋力矩。
一、 肢段建立與定義
從站立的靜態校正，建立7個下肢肢段，骨盆、右（左）大腿、右（左）
小腿、右（左）足掌。
（一）骨盆 (Pelvis) 座標定義：
RASI和LASI的中點為骨盆座標原點，此中點到RASI定義出X軸。
RPSI與LPSI的中點與原點的連線定義出Y軸。最後Z軸由垂直於XY平面 來定義出。如圖3-14所示。
圖3-14 骨盆座標示意圖
（二）大腿 (Thigh) 座標定義：
以右腳為例，以計算出的髖關節中心為原點，RKNE和RMKN中點 為膝關節中心，膝關節中心往髖關節中心連線為Z軸，髖關節中心往大 轉子方向連線為X軸，最後X軸與Z軸外積出Y軸。如圖3-15所示。
圖3-15 大腿座標定義
（三）小腿 (Shank) 座標定義為：
以右腳為例，RKNE與RMKN中點為膝關節原點，原點往RKNE定 義出X軸，RANK與RMAN的中點向膝關節原點的連線垂直方向定義出Z 軸，最後X軸與Z軸外積出Y軸。如圖3-16所示。
圖3-16 小腿座標定義
（四）足掌 (Foot) 座標定義為：
以右腳為例，RANK與RMAN中點為踝關節原點，RLTO與RMTO 的中點往踝關節原點連線定義出Z軸，踝關節原點往RANK定義出X軸，
最後X軸與Z軸外積出Y軸。如圖3-17所示。
圖3-17 足掌座標定義
根據右手定則，髖關節的空間動作定義為：屈曲角度為正、伸展角度 為負；外展角度為正，內收角度為負；內旋角度為正、外旋角度為負。
膝關節的空間動作定義為：屈曲角度為正、伸展角度為負；內翻角度 為正，外翻角度為負；內旋角度為正、外旋角度為負。
踝關節的空間動作定義為：蹠屈角度為正、背屈角度為負；內收角度 為正，外展角度為負；外旋角度為正、內旋角度為負。
圖3-18 右手定則(資料來源：http://www.c-motion.com/help)
二、實驗參數
（一）髖關節屈曲、內收、內旋角度
（二）膝關節屈曲、外翻、內旋角度
（三）踝關節蹠屈、外翻、內旋角度
（四）膝關節屈曲、外翻、內旋力矩