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走路、跑步和競走的步態差異

第二章 文獻探討

競走是一個技術性非常高的耐力型項目,選手在比賽的過程中必須以較快的速度完 成長距離的比賽,同時還需要兼顧過程中的動作技術,1996 年開始國際田聯重新制定新 的競走規則,競走是一步接著一步連續性的過程,選手著地時必須接觸於地面,不得有 顯而易見(肉眼可見)的「騰空」(Loss Of Contact)發生,擺動向前的腿從著地的那一刻 開始至垂直支撐的階段,必須伸直且不可有「屈膝」(I.E. Not Bent At The Knee)的動作

(IAAF Rule 230.1),若違反規則者將會被給予黃牌警告,三張黃牌即得到一張紅牌,

若選手於比賽時得到三張紅牌將予以取消比賽資格。在嚴格要求的規範之下,可以得知 下肢技術對競走選手之重要性將攸關選手能否完成比賽會且發揮優異表現。因此,良好 的技術動作將有助於選手於比賽的穩定表現。

本章節將相關文獻進行整理,分為第一節走路、跑步和競走的步態差異;第二節競走 規則與技術要領;第三節下肢動作技術分析; 第四節相關競走研究;第五節文獻總結。

第一節 走路、跑步和競走的步態差異

一、走路的步態

走路是身體的一種移動方式,也是每天最自然的動作行為模式,我們可以隨心所欲 的控制走一步的大小甚至走路的速度。通常走一小步(Step)指的是從右腳腳跟至左腳 腳跟的距離(或右腳腳尖至左腳腳尖),反之異同。一個步長(Step Length)則為右腳 至左腳(或左腳至右腳),兩腳之間距離的加總。一個跨步(Stride)指的是一隻腳從著 地支撐開始到另一隻腳著地支撐,最後再回到同一隻腳的過程,而跨步長(Stride Length)

指的是這個過程的距離(詳見圖 2-1)。一個完整的步態週期包含站立支撐期(Stance Phase)與擺盪期 (Swing Phase) 。

圖2- 1 步態說明圖(資料來源 http://www.studyblue.com)

圖2- 2 走路的步態(資料來源 http://www.studyblue.com)

二、 走路的支撐期與擺盪期

(一)支撐期

站立支撐期可以分為單支撐與雙支撐階段(詳見圖 2-2),單支撐指的是支撐腿承 受身體重量的支撐過程,分別為腳跟觸地、腳掌貼地、垂直支撐、腳跟離地和腳趾 離地,共五個分期階段(詳見圖 2-3)。雙支撐指的是擺動腿與支撐腿同時於支撐於地 面。走路的步態週期中支撐期佔65%、擺盪期佔 35%,其中腳跟觸地佔整體步態的 10%,此時期又稱為雙腳支撐或雙支撐期階段。單支撐期中的垂直支撐佔整體步態 40%,也是此時期最主要的階段,支撐腿要能支撐身體的重量,身體必須平衡於支

撐腿,髖關節要能穩定必須保持身體平衡,著地時脛骨要在另一隻擺動腿的前面。

雙支撐期是從一隻腳開始支撐到另一隻腳支撐結束的過程,此時期兩腳同時接觸於 地面。

(二)擺盪期

走路的過程中,單腳對地面的支撐作用將帶動另一隻腳的同時擺盪,擺盪期發 生於一隻腳準備於未乘載身體重量的時候,同時帶動身體向前的過程,可分為加速 期 (Initial Swing/Acceleration ) 、 中 段 擺 盪 ( Mid-swing ) 、 減 速 ( Terminal Swing/Deceleration)三個分期階段,佔總整體步態 40%,擺盪期的加速發生於腳離 地的瞬間,一般步態中膝屈曲(Flexion)和踝屈曲(Dorsiflexion),其最主要的作用 為幫助身體加速向前移動。中段擺盪也就是未乘載身體重量的主要階段,此時另一 腿正在做垂直支撐的動作。擺盪期的最後減速階段主要準備進行接續另一隻腳的觸 地動作,此時前後側大腿肌群正在同時進行作用,前側四頭肌幫助腿於向前擺動,

觸地時膝關節能伸展,後側大腿肌群進行髖關節的屈曲動作。走路的過程中隨著兩 隻腳的支撐與擺盪左右持續地進行相互交換,因而將身體朝水平方向帶動。

圖2- 3 支撐腿的動作分期(資料來源 http://www.studyblue.com)

圖2- 4 擺動腿的動作分期(資料來源 http://www.studyblue.com)

三、 走路與跑步的步態差異

(一)走路至跑步的轉換過程

在較慢的速度中,人體以走的動作型態運作,在較快的速度則以跑的動作型態 運作,兩者最大的差異在於走的動作型態中含有雙腳支撐期的過程,而跑的動作型 態則有騰空期的過程(Farley & Ferris, 1998)。跑步的步態週期中支撐期佔 40%、擺 盪期佔30%,其中騰空的發生於整體步態週期中佔 30%(圖 2-5),不同於走路的 步態。走路與跑步在速度中有不一樣的變化,隨著移動速度增加,會出現跑的動作,

跑的過程會使得支撐期的時間縮短,隨即出現騰空的現象(Float)取代雙腳支撐期。

Seger(2006)於研究中提及走路至跑步的動作轉移過程中,轉移前的雙腳支撐 期縮短,轉移後,雙腳支撐期消失,取而代之的是騰空期的出現並增加其時間,隨 著速度的上升,走路的足底接觸期會持續減少,直到跑步的型態出現仍有這樣的情 況發生。這意味著支撐期的時間縮短,相對的在擺盪期則是逐漸的增長。在過去許 多走跑研究中發現,人體在走路時有較長的著地時間,以及較短的擺盪時間,但隨 著速度增加,著地時間減少,而擺盪時間增加;在跑步時,這樣的狀態則更加明顯。

圖2- 5 走路與跑步的步態

(資料來源 http://clinicalgate.com/assessment-of-gait)

(二)走至跑的支撐期與擺盪期變化

林寶城 and 王金成 (1993) 於研究中指出走路的步態週期比例支撐期為 63.5%、擺盪期為 36.6%,當轉變為跑步的型態,支撐期與擺盪期的比例各占 50%

左右。當速度逐漸增快,人體的步頻持續的增加,步態週期也從 60%的支撐期與 40% 的擺盪期轉變為各 50%左右,表示支撐期的持續時間逐漸在縮短,轉移過後,

雙腳支撐期消失,取而代之的是跑的動作中騰空期的特性(圖 2-6),且單足支撐 的時間也逐漸縮短。透過競走步態模式的對稱即可變性因素研究中發現一貫的動作

圖2- 6 走路與跑步的差異

(資料來源 http://clinicalgate.com/assessment-of-gait)

(三)走至跑的下肢關節角度變化

走路、競走與跑步的下肢關節(骨盆、髖、膝和踝)有著相似的動作過程,不 過隨著速度的提升,關節角度的活動範圍也因此增加。舉例來說,一般走路時髖關 節的屈曲角度約為 40 至 45 度,跑步時髖關節屈曲角度則為 60 至 75 度。不過在膝 關節的角度變化卻有些不同,Williams, Snow, and Agruss (1991) 於一篇競走與長距 離選手的擺動腿比較研究中提到,長跑選手於跑步過程中,擺動腿的膝關節屈曲角 度界的47 至 57 度,競走時擺動腿的膝關節屈曲角度則界於 87 至 108 度 (Knicker

& Loch, 1990; Zhang & Cai, 2000) ,所以不同部位的關節彼此相互作用、相互影響,

不同階段的動作技術,反映出不同的動作需求能力。

四、 優秀競走選手的步態研究

(一)競走之步態

競走的步態週期包含支撐期與擺盪期,支撐期分為單支撐階段與雙支撐階段,

單支撐階段包含腳跟觸地、垂直支撐和腳趾離地三個分期階段。雙支撐階段指的是 擺動腿與支撐腿同時於支撐於地面。擺盪期可分為加速、中段擺盪、減速三個分期 階段。競走與走路、跑步的步態相似,唯一的不同在於單支撐期(腳從著地開始至 離地)和雙支撐期(前後腿同時著地)的過程中,都必須將膝蓋伸直。支撐腿與擺 動腿在相互交換的持續過程,至少維持一隻腳著地於地面,不可同時離開地面。然 而在高速的持續行走過程中,為求得更快的秒數,難免有騰空的現象發生。因此根 據規則指出選手著地時必須接觸於地面,不得有顯而易見(肉眼可見)的「騰空」

(Loss Of Contact)發生。然而這個肉眼難以辨別的範圍為 60 毫秒以下,若超過 70 毫 秒則被視為「騰空」犯規。因為 70 毫秒以上的騰空時間是比較明顯,人的眼睛可 以清晰辨別(董海軍,郝勇霞,2008)。倘若技術能力不足的選手將有可能出現「騰 空」與「屈膝」的現象。

圖2- 7 競走的步態

(資料來源 https://deronbelt.wordpress.com/2012/07/26/the-race-walk)

中,支撐期與擺動期各佔一半。Hanley, Drake And Bissa (2011) 分析二十三屆 IAAF 世 界盃競走錦標賽,發現競走選手在支撐期與擺動期的比例男生為 45:55; 女生為 47:53,

由此可知競走於持續走的過程中是不得有騰空的情況,即使騰空也是在可以接受的肉眼 容許範圍內,因此為了獲得更快的走速,在訓練上必須縮短支撐期的時間。

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