震動訓練對女性運動員下階梯及落地跳股內斜肌與股外側肌活化表現之立即性影響
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(2) 震動訓練對女性運動員下階梯及落地跳股內斜肌與股外側肌 活化表現之立即性影響 2015 年 2 月 研究生：張文星 指導教授：張家豪. 中文摘要 目的：探討立即性的震動訓練與髖內收加震動訓練對女性運動員下階梯與落地跳股內斜肌 與股外側肌活化表現之影響。方法：24 位女性運動員為實驗參與者隨機分派為三組，分別 為控制組(20.13±2.17 歲)、震動訓練組 (20.75±1.28 歲)及髖內收加震動訓練組 (21.5±2.39 歲)。以三維動作分析系統、測力板、Noraxon 無線肌電儀與 Biodex 蒐集下階梯及落地垂直 跳的動作、地面反作用力、肌電訊號及等長肌力，並以軟體 Visual3D 進行資料處理。統計 方法以 SPSS20.0 單因子變異數分析，比較震動訓練、髖內收震動訓練及控制組三組的矢狀 面與額狀面關節活動範圍、下肢關節力矩、股內斜肌與股外側肌活化值、活化時序之前後 測改變量(後測－前測)，如有顯著(α=.05)再進行事後比較。結果：下階梯動作中的關節活 動範圍改變量、關節力矩改變量、股內斜肌與股外側肌肌肉活化及活化時序改變量三組間 皆未達顯著差異；落地跳動作中的關節活動範圍改變量、地面反作用力改變量及股內斜肌 與股外側肌肌肉活化改變量於三組間未達顯著差異，而震動訓練組與髖內收震動訓練組落 地垂直跳動作中活化時序的改變量(-14.34±16.35; -14.53±9.25)高於控制組(4.93±9.44)、膝關 節伸肌肌力未達顯著差異。結論：震動訓練及髖內收震動訓練的介入之下，有助於提升股 內斜肌與股外側肌活化時序的改變量。. 關鍵字：活化時序、活化比值、關節力矩. I.
(3) The acute effect of vibration training on Vastus Medialis Obliquus and Vastus Lateralis muscle activity during stair descent and drop jump in female athletes February, 2015 Wen-Hsing Chang Advisor: Jia-Hao Chang. Abstract Purpose: This study was to investigate the effect of two kinds of vibration interventions (semi-squat and hip adduction) on Vastus Medialis Obliquus (VMO) and Vastus Lateralis (VL) muscles activity during stair descent and drop jump in female athletes. Method: Twenty-four healthy female athletes were randomly assigned to three group, including the control group (age: 20.13±2.17 years), the vibration group (age: 20.75±1.28 years) and hip adduction vibration group (age: 21.5±2.39 years). The 3D motion analysis system, force plate, EMG sensors and biodex were used to collect movement, ground reaction force, muscle activity and isometric strength during stair descent and drop jump, and Visual 3D software was used to analysis data. The variance of pretest-posttest among control group, vibration group and hip adduction were compared by One-way ANOVA. The significant level was set at α=.05. Results: The variance of pretest-posttest of joint angle range, joint moment, VMO:VL muscle ratio and onset-time were not significantly in the three groups during stair descent. The variance of pretest-posttest of joint angle range, ground reaction force, VMO:VL muscle ratio were not significantly in the three groups during drop jump. The variance of pretest-posttest of VMO and VL EMG onset time of vibration group (-14.34±16.35) and hip adduction vibration group (-14.34±16.35; -14.53±9.25) was larger than control group (4.93±9.44) during drop jump. The Knee extensor muscle strength was not significant. Conclusions: The results indicate that the female athletes with vibration training interventions improved the variance of pretest-posttest of VMO and VL activity onset time.. Keywords: EMG onset time, VMO/VL ratio, joint moment. II.
(4) 謝誌 時光匆匆，轉眼間研究所的旅途在此要告一段落，從一開始對研究懵懂無知的我，在 參與學長姐的實驗及老師們的研究計畫中，從一開始的黏貼反光球及透氣膠帶，到最後完 成碩士論文的實驗，這過程，謝謝第一次指導我貼點反光球的耀毅學長以及頂大實驗學長 姊的扶持，使我學會操作許多高級儀器的使用方式，也讓我踏穩研究的第一步。 在論文準備的過程中，感謝張家豪老師細心的指導，不厭其煩的討論及修正，老師謹 慎的態度，深深地影響著我，也讓我從中獲益良多，『魔鬼真的藏在細節裡』。另外，也要 感謝口試委員-黃長福老師及翁梓林老師給予我研究上的方向及許多寶貴的建議，使我在撰 寫論文能夠更加完善及順利，謝謝國體王國慧老師、師大林淑惠老師及黃宜富學長給予文 星在選手上的支援。 在實驗方面，感謝志岳學長從中牽線，讓我順利招募到許多選手，感謝耀毅哥的相挺， 讓我的實驗能有效率地完成，感謝最苦力的柏誠，總是花費許多星期六日的黃金假期，犧 牲尋找女友的時間，協助完成實驗，感謝肌電小達人文杰，總在最危急的時候排除障礙， 感謝一通電話馬上支援的實驗室大門神尹鑫哥，除此之外，感謝仲裕、敏豪、鈴雅、雪安、 彥竹、鈺雪、恆雯、孟哲及政瑜在實驗上熱情的協助，感謝秉原、昱安及生理學夥伴，一 同在球場上的奔馳紓解壓力，感謝同是雲林人的旻軒及書劍，總是在最有壓力時能好好閒 聊，也感謝耀庭學長、柏潔學姊、育銘學長、家祥學長、陳佑學長、子享學長、瑭勻學姊、 博涵學長、君恆學長、彥慈學長、柏任學長、少遜學長、鉢登學長、宗霖學長、謝安及建 志，在論文上的指點與待人處事的『眉眉角角』，謝謝你們的照顧。 最後謝謝默默在背後支持我的家人，您們的支持與關心，給了我相當大的動力，還有 最重要的文馨，謝謝妳的叮嚀與相伴，我一定會繼續朝著夢想前進！. III.
(5) 目 次 中文摘要 ......................................................................................................................................... I 英文摘要 ........................................................................................................................................ II 謝. 誌 ...........................................................................................................................................III. 目. 次 .......................................................................................................................................... IV. 表. 次 .......................................................................................................................................... VI. 圖. 次 ......................................................................................................................................... VII. 第壹章. 緒論 .................................................................................................................................1. 第一節 研究背景 .................................................................................................................1 第二節 研究問題 .................................................................................................................4 第三節 研究目的 .................................................................................................................4 第四節 研究假設 .................................................................................................................4 第五節 研究範圍與限制 .....................................................................................................5 第六節 名詞操作性定義 .....................................................................................................5 第七節 研究的重要性 .........................................................................................................7. 第貳章. 文獻探討 .........................................................................................................................8. 第一節 髕骨疼痛症候群原因 .............................................................................................8 第二節 運動訓練的介入對髕骨股骨疼痛症候群的影響 ...............................................10 第三節 震動刺激的對身體功能之影響 ........................................................................... 11 第四節 文獻總結 ...............................................................................................................12. IV.
(6) 第參章. 研究方法 .......................................................................................................................13. 第一節 實驗對象 ...............................................................................................................13 第二節 實驗時間與地點 ...................................................................................................13 第三節 實驗器材與設備 ...................................................................................................13 第四節 實驗場地與佈置 ...................................................................................................15 第五節 實驗方法 ...............................................................................................................16 第六節 實驗流程與步驟 ...................................................................................................18 第七節 資料處理 ...............................................................................................................19 第八節 統計考驗 ...............................................................................................................25. 第肆章. 結果 ...............................................................................................................................26. 第一節 下階梯動作分析 ...................................................................................................26 第二節 落地跳動作分析 ...................................................................................................38 第三節 肌力分析 ...............................................................................................................45. 第伍章 討論 .................................................................................................................................46 第一節 震動訓練介入前後之運動學及動力學影響 .......................................................46 第二節 震動訓練介入前後肌電活化表現 .......................................................................48 第三節 震動訓練前後下肢肌力表現 ...............................................................................49 第四節 結論 .......................................................................................................................50 第五節 建議 .......................................................................................................................50. 引用文獻 .......................................................................................................................................51. V.
(7) 表 次 表 3-1 受試者基本資料 .............................................................................................................13 表 3-2 反光球黏貼位置 .............................................................................................................17 表 4-1 下階梯動作的制動期時間參數前測與後測 .................................................................32 表 4-2 下階梯動作的矢狀面下肢關節力矩峰值時間比例參數前測與後測 .........................33 表 4-3 下階梯動作的額狀面下肢關節力矩峰值時間比例參數前測與後測 .........................35 表 4-4 下階梯動作的肌電參數前測與後測 .............................................................................36 表 4-5 落地跳動作的肌電參數前測與後測 .............................................................................43. VI.
(8) 圖 次 圖 1-1 下階梯的前後方向地面反作用力 ...................................................................................6 圖 1-2 下階梯的垂直地面反作用力 ...........................................................................................6 圖 3-1 樓梯立體圖 .....................................................................................................................14 圖 3-2 實驗場地佈置圖 .............................................................................................................16 圖 3-3 股內斜肌與股外側肌肌電片黏貼方式 .........................................................................17 圖 3-4 骨盆圖 .............................................................................................................................20 圖 3-5 大腿圖 .............................................................................................................................20 圖 3-6 小腿圖 .............................................................................................................................21 圖 3-7 足部圖 .............................................................................................................................21 圖 3-8 逆動力學自由體圖 .........................................................................................................24 圖 4-1 下階梯矢狀面髖關節活動曲線圖 .................................................................................26 圖 4-2 下階梯矢狀面膝關節活動曲線圖 .................................................................................26 圖 4-3 下階梯矢狀面踝關節活動曲線圖 .................................................................................27 圖 4-4 下階梯動作矢狀面髖關節活動範圍前後測改變量 .....................................................27 圖 4-5 下階梯動作矢狀面膝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................28 圖 4-6 下階梯動作矢狀面踝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................28 圖 4-7 下階梯動作額狀面膝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................29 圖 4-8 下階梯動作額狀面踝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................29 圖 4-9 下階梯動作髖關節屈曲力矩前後測改變量 .................................................................30 圖 4-10 下階梯動作髖關節伸展力矩前後測改變量 .................................................................30 圖 4-11 下階梯動作膝關節屈曲力矩前後測改變量 .................................................................31 圖 4-12 下階梯動作膝關節伸展力矩前後測改變量 .................................................................31 圖 4-13 下階梯動作踝關節蹠屈力矩前後測改變量 .................................................................32 圖 4-14 下階梯動作髖關節外展力矩前後測改變量 .................................................................34 VII.
(9) 圖 4-15 下階梯動作膝關節外展力矩前後測改變量 .................................................................34 圖 4-16 下階梯動作踝關節內收力矩前後測改變量 .................................................................35 圖 4-17 下階梯動作股內斜肌活化前後測改變量 .....................................................................36 圖 4-18 下階梯動作股外斜肌活化前後測改變量 .....................................................................37 圖 4-19 下階梯動作股內斜肌與股外側肌活化時序前後測改變量 .........................................37 圖 4-20 落地垂直跳矢狀面髖關節活動範圍曲線圖 .................................................................38 圖 4-21 落地垂直跳矢狀面膝關節活動範圍曲線圖 .................................................................38 圖 4-22 落地垂直跳矢狀面踝關節活動範圍曲線圖 .................................................................39 圖 4-23 落地跳動作矢狀面髖關節活動範圍前後測改變量 .....................................................39 圖 4-24 落地跳動作矢狀面膝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................40 圖 4-25 落地跳動作矢狀面踝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................40 圖 4-26 落地跳動作額狀面髖關節活動範圍前後測改變量 .....................................................41 圖 4-27 落地跳動作額狀面膝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................41 圖 4-28 落地跳動作額狀面踝關節活動範圍前後測改變量 .....................................................42 圖 4-29 落地跳動作地面反作用力峰值前後測改變量 .............................................................42 圖 4-30 落地跳動作股內斜肌活化前後測改變量 .....................................................................43 圖 4-31 落地跳動作股外側肌活化前後測改變量 .....................................................................44 圖 4-32 落地跳動作股內斜肌與股外側肌活化時序前後測改變量 .........................................44 圖 4-33 膝關節 60。等長肌力前後測改變量 ............................................................................45. VIII.
(10) 第壹章 緒論. 第一節 研究背景 運動傷害是競技選手及教練團最感到困擾的一個課題，許多選手因為受傷而無法在 比賽場上展現自我，甚至提前結束運動生涯。我國旅美好手王建民在 2005 年在美國大聯 盟嶄露頭角，在後續的兩年各拿下 19 勝的佳績，原本備受矚目的強投卻因跑壘過程中不 慎受傷而影響日後的表現。1992 年在追求『更高、更快、更遠』的巴塞隆納奧運田徑場 上，400 公尺項目熱門奪牌人選的英國選手 Derek Redmond，在半決賽 (semi-finals)鳴槍 起跑至 150 公尺處時，因大腿肌肉撕裂而停下腳步，在痛苦中不得不放棄角逐奧運獎牌 的夢想，此時心中的不捨隨著淚水瞬間宣洩出來，當時他拒絕了醫療團隊的擔架，扶著 疼痛的右腳以一跛一跛的姿態堅持完成他人生最後一次的奧運賽事，這個舉動除了感動 了現場六萬多名的觀眾，也讓許多人了解到運動傷害對競技選手殘酷的現象，因此如何 避免運動傷害的發生及傷害發生後有效的復健治療是相當重要的議題。 運動員為了突破自我達到最佳的表現，往往會投入許多的時間與精力在訓練過程中， 反覆性或週期性的訓練會使得肌肉、韌帶或骨骼產生微小受傷。長期的壓力及微小受傷 之下，身體尚未修復或意識到這些傷害時又不斷的訓練，結果導致疼痛與不適的現象， 而跑者即是此類型傷害的標準人物，Taunton (2002)根據醫學中心的資料統計發現，長期 跑步的運動習慣者產生膝關節的傷害約有 42.1%，其中有 46% 發生髕骨疼痛症候群 (patellofemoral pain syndrome, PFPS)的情形。 髕骨股骨疼痛症候群是相當常見的膝關節傷害，常被描述於膝蓋上方或髕骨周遭疼 痛的現象，尤其在長時間坐姿、蹲姿後起身的過程與上下階梯及跳躍的過程中最為明顯。 Fredericson 與 Yoon(2006)指出髕骨疼痛症候群佔運動所造成膝關節損傷的 25%，好發於 田徑、籃球及舞蹈選手身上，其中女性的病發率又高於男性，約為男性的 2.23 倍 (Boling et al., 2010; Munro, Herrington, & Comfort, 2012; Noon, Hoch, McNamara, & Schimke, 2010; 1.
(11) Taunton et al., 2002)。跳躍、跑步及切入的動作型態會增加股骨與髕骨間受到較高壓迫力 量，長時間反覆訓練的衝擊之下，使得膝關節承受較高的負荷，久而久之容易產生髕骨 磨損或改變髕骨滑動軌跡的現象，造成髕骨疼痛情形，由於女性運動員骨盆先天結構上 較男性寬大，伴隨著會有較大的 Q angle，當膝關節伸展時，股四頭肌會將髕骨向外拉扯， 便容易造成髕骨磨損或滑動軌跡異常的現象。運動員一旦受到 PFPS 的困擾不僅會影響訓 練的進度甚至還可能會影響運動表現，因此如何在訓練過程中預防 PFPS 的發生或於 PFPS 症狀發生後的有效治療對運動員而言皆是一個重要的議題。 造成PFPS的現象大致上分為四個要素，其中包含：1.先天因素：扁平足、高足弓及 骨盆寬大的現象，前兩者屬於先天骨骼結構排列異常，後者是女性生理結構所帶來的差 異，扁平足、高足弓及骨盆寬大的現象會影響人體下肢骨骼排列的位置，形成X型腿與O 型腿的情形，使得膝關節在活動過程中受到異常的壓力分佈及負荷，長期下來便容易造 成膝關節的損傷。2.韌帶與肌肉緊繃：外側支撐帶、闊筋膜張肌、腿後肌、腓腸肌及股直 肌過度緊繃，使得髕骨受到肌肉及韌帶外側、斜向及向下的拉力，容易增加髕骨磨損及 髕骨滑動軌跡異常的現象。3.肌肉無力及肌肉延遲現象：股內斜肌 (vastus medialis oblique, VMO)活化的延遲現象，導致與股外側肌 (vastus lateralis, VL)產生不平衡，當髕骨較快受 到股外側肌的作用，造成髕骨向外側位移的情形，並提高髕骨磨損及滑動軌跡異常的風 險。肌肉無力方面，髖部肌群無力會使膝關節在活動過程中有外翻的現象，形成較高Q angle，當受到力量的衝擊下便會使膝關節產生較高的壓力負荷。4.姿勢不良：髖關節內 轉及內收、前腳尖與後腳跟的內翻與外翻、膝外翻、脛骨及股骨內翻的情形會影響下肢 結構的排列，會提高膝關節內側及髕骨外側的受力，增加髕骨與股骨間的壓力，因此錯 誤的運動姿勢亦容易造成身體的危害。 (Fredericson, & Yoon, 2006; Noehren, Sanchez, Cunningham, & McKeon, 2012; Taunton et al., 2002; 林聖豐、黃啟煌，2004)。由上述文獻 發現造成PFPS的因素相當廣泛，其中增加Q angle產生髕骨與股骨間的負荷及髕骨滑動軌 跡異常是主要造成髕骨疼痛發生之情形。 為了減少髕骨疼痛的發生，越來越多學者提出相關的策略，希望藉由此減少髕骨與 股骨間的壓力及髕骨異常滑動之情形，閉鎖式的下蹲、推蹬訓練及阻力訓練已經被廣泛 2.
(12) 應用在治療PFPS患者身上，透過訓練股四頭肌方式，增強股四頭肌肌群平衡，減少髕骨 關節壓力及VMO與VL活化時序及比值的差異 (Earl, Schmitz, & Arnold, 2001; Song et al., 2009)。除此之外，研究發現半蹲或推蹬動作加上髖關節內收的訓練，有助於增加VMO的 肌肉張力，增加收縮力提升VMO活化的情形，Choi等人(2011)透過膝部伸展搭配髖關節 內收訓練，在四周介入後發現，有助於提升VMO活化時序。亦有學者做出不同結果，Peng 等人(2013)探討推蹬加入髖關節內收訓練，結果發現在離心收縮與向心收縮過程中VMO 與VL活化比值及時序上沒有差異，但在推蹬角度間發現膝關節屈曲45度搭配髖關節內收 動作時，有助於提升VMO與VL比值。 Ng等人 (2011)透過球撞擊膝蓋的方式，探討反射性收縮及自主性收縮對VMO及VL 活化的情形，研究結果發現反射性收縮使VMO較早活化，然而自主性收縮使VL較早活化。 Hagbarth與Eklund (1966)指出外力產生震動波，使肌梭的感覺受器受到刺激，經由Ia感覺 神經纖維將神經衝動傳入中樞，招募更多運動單位 (motor units)進行反射性收縮，有益於 身體做出即時反應，此動作機制稱之為張力性震動反射 (tonic vibration reflex，TVR)。而 全身性震動訓練 (whole-body vibration) 也是屬於反射性刺激的機制，可藉由調整振頻及 振幅，影響人體神經肌肉系統的負荷程度，過去研究指出單次的震動訓練能有效提升選 手的肌力、爆發力、平衡感與柔軟度 (Gerodimos et al., 2010; Torvinen et al., 2002)。近幾 年來震動訓練被應用物理治療方面，其中包含中風患者及脊隨損傷患者，其結果皆能有 效提升患者之身體能力 (Miyara et al., 2013; Ness & Field-Fote, 2009)，然而震動訓練對於 髕骨股骨疼痛症候群的議題尚未有學者進行介入之探討，因此本研究希望藉由女性運動 員透過生物力學分析幫助我們了解屬於反射性刺激的震動訓練是否會改變下階梯及落地 垂直跳 (drop vertical jump)動作中下肢關節角度與關節力矩、股內斜肌及股外側肌的活化 時序與比值。. 3.
(13) 第二節 研究問題 運動員跑步及跳躍的訓練之下，膝關節不斷受到地面反作用力及重力的刺激，容易 提高股骨與髕骨間的壓力，在長時間的衝擊之下容易使髕骨磨損或產生位移的情形，造 成髕骨疼痛症候群的傷害。過去研究中針對 PFPS 患者的訓練方式以自主性收縮較為常見， 較少探討反射性收縮對髕骨疼痛症候群的影響，而震動訓練屬於一個反射性刺激的訓練 方式，且為最新興及安全的復健方法之一。已有研究證實震動訓練有助於提升下肢爆發 力、肌力及肌肉活化、增進柔軟度及身體功能，但目前尚未有研究證實震動訓練對股內 斜肌與股外側肌之間關聯性，因此本研究將探討震動訓練及髖內收加震動訓練的介入之 下，是否對女性運動員下階梯及落地垂直跳動作中有顯著的影響。. 第三節 研究目的 探討女性運動員經由立即性的震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，是否能改變下 階梯及落地垂直跳中股內斜肌與股外側肌活化情形、運動學、動力學與肌力表現的效果， 降低髕骨疼痛症候群之傷害風險。. 第四節 研究假設 一、女性運動員於震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，下階梯及落地垂直跳之膝關節 角度較震動訓練前小。 二、女性運動員於震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，下階梯及落地垂直跳之膝關節 力矩較震動訓練前小。 三、女性運動員於震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，下階梯及落地垂直跳之股內斜 肌與股外側肌活化比值較訓練前大，且髖內收加震動訓練組高於震動訓練組。 四、女性運動員於震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，下階梯及落地垂直跳之股內斜 肌活化時序較訓練前快，且髖內收加震動訓練組快於震動訓練組。 五、女性運動員於震動訓練及髖內收加震動訓練介入後，膝關節等長肌力較訓練前大。 4.
(14) 第五節 研究範圍與限制 一、研究範圍 (一)本研究探討大專甲組女性運動員下階梯與落地垂直跳的運動學、動力學、肌電學 與等長收縮的膝伸展肌力參數，將所收集資料為研究範圍。研究過程中為求下階 梯速度一致，將以節拍器 96 次/min 進行速度的控制，減少速度變項的差異。 二、研究限制 (一)在研究進行過程中我們將受試者每一次下階梯的動作都假設與平時動作無異，並假 設每一位受試者除了例行性的運動訓練外，無參與其它額外的運動。. 第六節 名詞操作性定義 一、震動訓練組： 受試者以下蹲屈膝角度 45 度，並透過震動訓練機以 30Hz 振頻及±1.8mm 振幅進 行十次 30 秒震動刺激。 二、髖內收加震動訓練組： 受試者以下蹲屈膝角度 45 度，並將抗力球置於膝關節內側，並以最大努力內收， 同時透過震動訓練機以 30Hz 振頻及±1.8mm 振幅進行十次 30 秒震動刺激。 三、最大自主收縮(MVC)： 關節固定在一個角度，收取 5 秒最大自主力量，為個人肌電參數之標準化基準值。 四、落地垂直跳(drop vercital jump)： 受試者站立於 30 公分高的木箱上，向下跳躍再進行最大垂直跳。 五、關節角度： 以遠端肢段相對於近端肢段旋轉坐標系求出的角度，方向分為矢狀面、額狀面。 六、關節力矩： 以遠端肢段相對於近端肢段旋轉坐標系配合地面反作用力求出關節力矩 值，方向分為矢狀面、額狀面。 5.
(15) 七、制動期： 就由測力板前後方向所測得的數值來判斷制動期與推蹬期的時間點，負值為制動 期、正值為推蹬期。. 150. 100. 50. N N N N N N. 制動期 0. 推蹬期 -50. -100. 0. 20. 40. 60. 80. 100. 圖 1-1 下階梯的前後方向地面反作用力 八、地面反作用力峰值： (一)第一峰值： 當人體足部著地時，會在短時間內產生較大力量，圖 1-2 顯示第一個波峰，此波峰 即稱之第一峰值，為足部著地時，產生的最大地面反作用力。 第一峰值 Z/ 56. 1000. 800. 第二峰值 Z/ 56. 600. N 400. 200. 0 0. 20. 40. 60. 80. 圖 1-2 下階梯的垂直地面反作用力 6. 100.
(16) 第七節 研究的重要性 在不同領域中可知運動訓練介入有助於增進股內斜肌活化及提升肌力表現，同時較大 的 Q angle 會導致髕骨與股骨間的壓力增加。由於女性的生理結構中會有較高的 Q angle， 因此加強女性股內斜肌與股外側肌平衡及髖部肌群是相當重要，藉由日常生活中常見的 下階梯及落地垂直跳動作，評估震動訓練後肌肉活化比值與活化時序、關節活動範圍及 關節力矩是否有所差異，本研究透過健康運動員進行施測，希望可藉由研究結果推論及 應用在 PFPS 的運動治療上。. 7.
(17) 第貳章 文獻探討 第一節 髕骨疼痛症候群原因 髕骨被稱之為膝蓋骨，主要位於股骨與脛骨的上方，人體可藉由髕骨的滑動作用， 協調股四頭肌肌腱與髕腱肌肌腱在不同屈曲角度上的力量、方向及肌肉長度，避免肌肉 過度的負荷 (林聖豐、黃啟煌，2004)。髕骨疼痛主要受到髕骨周遭的滑膜、支撐帶、肌 肉、神經、軟骨組織及皮膚的解剖構造異常有關，造成異常的原因相當廣泛，其中在骨 科運動醫學最常見的原因為過度運動、髕骨移動軌跡異常及創傷 (Fulkerson, 2002)。 Stefanyshyn, Lun, Meeuwisse 與 Worobets (2006)指出 PFPS 患者在跑步時膝關節外展衝量 大於健康人，說明了跑步過程中膝關節承受的負荷較高，容易導致較高的膝關節壓力， 在長期跑步的週期下不斷的刺激極可能導致髕骨疼痛的現象。Myer 等人(2010)指出患有 PFPS 症狀的籃球選手，在進行落地垂直跳(drop vertical jump)時發現在初始觸地間段 (initial contact)會產生較高的膝關節外展力矩及膝關節力矩峰值，可能與落地的姿勢及下 肢肌力不足有關。Taunton (2002) 根據醫學中心的資料統計顯示，長期跑步的運動習慣者 患有 PFPS 的比率相當的高，其中經由醫生評估後發現，在患有 PFPS 的族群中以膝關節 過度外翻、內翻及髕骨移動軌跡異常為主要原因。不平衡的下肢機械作用容易導致髕骨 滑動軌跡異常，影響了調節下肢力量平衡的功能，使得髕骨支撐帶及周遭的軟骨組織受 到過度的負荷，造成傷害及疼痛的發生 (Fulkerson, 2002)。 過去文獻指出，PFPS 患者普遍上可以觀察到 VMO 與 VL 神經肌肉系統異常的現象 及髖部肌群無力的情形 (Bolgla, Malone, Umberger, & Uhl, 2008; Tiggelen, Cowan, Coorevits, Duvigneaud, & Witvrouw, 2009)。而股內斜肌若無法與股外側肌及髂脛束抗衡， 會產生較大的外側拉力，使得髕骨向外側橫移的現象 (林聖豐、黃啟煌，2004)。顯示出 股內斜肌與股外側肌的交互作用就相當的重要。Powers (2000)針對髕骨疼痛患者與健康人 進行 VMO 與 VL 的比值探討，發現髕骨疼痛患者在 VMO 與 VL 的比值上是低於健康人， 其解釋為 PFPS 患者的股內斜肌在活動時招募較少，容易導致肌肉兩側分力的不平衡。 8.
(18) Cowan 等人(2001)針對 VMO 與 VL 活化時序進行探討，發現 PFPS 患者在進行上下階梯 時，VMO 的活化時序與 VL 相較之下會呈現延遲現象，而 Tiggelen 等人(2009)也有相同 的結果，針對新兵進行六周的軍事訓練，發現訓練結束後產生 PFPS 症狀的新兵，股內斜 肌的活化時序是慢於股外側肌。在動力學方面 PFPS 在膝關節外展力矩上也有別於健康人， Aminaka 等人(2011)比較 PFPS 患者與健康人於上下階梯時動力學的差異，結果發現 PFPS 患者於上階梯支撐期過程中呈現出較大的膝關節外展力矩，而在下階梯過程中呈現出較 大的膝關節外展衝量。Paoloni 等人(2010)發現 PFPS 患者在 10 公尺行走觀察到 PFPS 患 者在行走時膝關節內收角度大於健康人，膝關節內收的現象改變了髕骨的壓力，進而產 生較高的膝關節外展力矩。除此之外，過去文獻也指出，當髖關節肌群收縮力量不足時， 會使得負重的過程中(如下階梯、跳躍)，股骨相對於脛骨會產生過度內收及內轉，產生更 高的 Q angle 增加髕骨的壓力，導致髕骨疼痛的情形，因此訓練髖部肌群對 PFPS 患者也 是相當重要的。 (Ireland et al., 2003; Lee, Souza, & Powers, 2012; Noehren, Pohl, Sanchez, Cunningham, & Lattermann, 2012)。 在性別上，男性與女性的身體結構及生理狀態有許多不同，由於女性骨盆在先天上 較為寬大，因此會有較大的 Q angle 的情形 (林聖豐、黃啟煌，2004)，Q angle 被定義為 髂前上棘 (anterior superior iliac spine, ASIS)及髕骨中心的連線與髕骨中心與脛骨凸隆 (tibial tubercle)的連線所形成的夾角 (Brattstroem, 1964) ，然而研究指出 Q angle 過大是 導致髕骨股骨關節症候群的因子。過去學者針對六具屍體探討 Q angle 角度大小對人體的 影響，研究發現較大的 Q angle 在膝關節屈曲角度較小的情形時會使髕骨向外側橫移，同 時也會產生較大的髕骨外側壓力 (Mizuno et al., 2001)。股骨內轉 20 度至 30 度，會使得 髕骨接觸面積降低，增加髕骨的壓力 (Lee, Morris, & Csintalan, 2003)，久而久之就會導致 疼痛的產生。 由以上文獻得知，股內斜肌與股外側肌的不平衡、髖肌群較為無力及較大的 Q angle 在活動時容易造成膝關節內收的現象，導致產生過大的膝關節外展力矩及髕骨與股骨間 的壓力。改善髕骨疼痛減少 PFPS 的發生率的方法有兩個，其一為減少髕骨的壓力，另一 為維持髕骨正常滑動。 9.
(19) 第二節 運動訓練的介入對髕骨股骨疼痛症候群的影響 在物理治療上發現，運動介入訓練可有效減少髕骨疼痛及改善肌肉上的不平衡。其 訓練方法相當多元，包含半蹲訓練、阻力訓練、核心肌群訓練、自行車訓練等 (Earl & Hoch, 2011; Willis, Burkhardt, Walker, Johnson, & Spears, 2005; Wong & Ng, 2010)。Lutz 等人(1993) 指出閉鎖式運動會增加股四頭肌與膕繩肌的共同收縮及產生更大的壓縮力，能有效降低 股骨與髕骨間的壓力，並能減少剪力的產生。 (Stensdotter, Hodges, Mellor, Sundelin, & Hager-Ross, 2003)。因此在治療髕骨患者的方面仍以閉鎖式訓練佔較大的部分，而半蹲的 動作型態是物理治療中最常見的訓練方法，國外文獻指出膝關節屈曲 30 度至 45 度的半 蹲訓練有助於增進股四頭肌內外側的平衡，同時搭配髖部內收的動作會改變股內斜肌的 張力，增加肌肉收縮力，更能提高 VMO 活化的效果 (Earl, Schmitz, & Arnold, 2001; Coqueiro et al., 2005; Wong, Straub, & Powers, 2013) ，除了半蹲的動作型態外，也有學者 針對腳的擺放位置對推蹬運動進行實驗設計，發現腳掌的內收會提升股外側肌的活化， 但不同擺放位置對股內側肌則無影響 (Serrao, Cabral, Berzin, Cecılia, & Vanessa, 2005)，由 於上述研究尚未針對膝關節的推蹬角度進行規範，這是否會對股內斜肌有所影響則不得 而知。Willis 等人 (2005)藉由不同踩踏位置進行自行車的訓練，研究結果發現腳掌外展的 踩踏訓練，有助於提升股內斜肌的活化，同時隨著踩踏時間(5 至 20 分鐘)越長，股內斜 肌活化與股外側肌活化比值有逐漸上升的趨勢。因此可以發現下肢動作變化會影響不同 部位的肌肉活化情形。 近來也有學者針對髕骨疼痛患者進行髖部肌群的訓練， Earl 與 Hoch(2011)透過核心 訓練的介入，包括側向、正向與背部核心肌力及髖外展與髖外轉肌力訓練並以跑步速度 4.0~4.5 m/s2 及手持測力計進行檢測，結果發現八周核心訓練介入之下，能有效提升髖外 展與外轉力量、橫向核心肌力，並能減少膝關節外展力矩及髕骨疼痛情形 (Earl & Hoch, 2011)，也有學者透過彈力繩器材的介入，針對站姿髖外展訓練及坐姿髖外轉的訓練，發 現在八周的測試之後能有效增加髖部外展及髖部外轉肌群，同時也能降低髕骨疼痛的情 形 (Khayambashi, Mohammadkhani, Ghaznavi, Lyle, & Powers, 2012)。 10.
(20) 以上文獻顯示半蹲、髖關節內收、腳掌外展的自行車運動介入之下能有效提升 VMO 活化及增進肌力表現，然而髖部肌群訓練有助於增強髖部肌力，並減少活動時股骨內收 的情形，降低 Q angle 的現象，有效改善髕骨疼痛症候群的相關特徵。. 第三節 震動刺激的對身體功能之影響 人體在日常生活中會接觸到許多震動刺激，如乘坐於交通工具上及使用震動器具或 者在運動方面：如，跑步、騎馬、持拍運動，這會使震動刺激傳入人體的肌肉及神經系 統，造成身體上的影響 (陳婉菁，2004)，當震動頻率低於 20Hz，便會造成內在器官、頭 部及眼睛產生共振現象，反而會對人體造成傷害 (莊榮仁、相子元，2008)。在職業傷害 的調查中發現大多數公車司機往往皆有腰痛的職業傷害，由於公車司機長時間坐在處於 較低的駕駛位置，而公車本身及經駛過崎嶇不平的道路便會產生震動現象，如車身本身 或座椅的設計無法減緩低頻率的震動，長期下來就會造成身體傷害 (Thamsuwan, Blood, Ching, Boyle, & Johnson, 2013)，因此在震動訓練中應避免過低的震動頻率。 Eklund 與 Hagbarth (1966)提出張力性震動反射 (tonic vibration reflex, TVR)一詞，藉 由外力的震動對身體進行刺激，使身體得到神經反射性收縮的結果。其原理與牽張反射 的方式相似，藉由震動刺激，使肌肉感受器肌梭產生興奮訊號，透過 Ia 神經纖維的傳導， 進入脊隨 α 運動神經元，招募更多運動單位 (motor units)，使得骨骼肌進行反射性收縮。 震動訓練是一項新興且安全的訓練方式，藉由對肌肉的刺激誘發人體神經反射，有助於 提升肌肉活化，目前以廣泛應用在提升運動員的運動表現及提升患者的身體能力。 在立即性的震動訓練研究中，Torvinen 等人(2002)針對 16 名健康成年人進行 15Hz、 20 Hz、25 Hz、30Hz (各一分鐘)的振頻及 5mm 振幅的震動訓練介入，發現介入後提升 2.5% 的垂直跳高度、3.2%的肌力及 15.7%的平衡能力。Bosco 等人(2000)針對 14 名健康男性透 過 26Hz 振頻及 4mm 振幅進行 10 次 60 秒的震動訓練，發現介入後有助於提升推蹬的肌 力表現、垂直跳高度及血液循環。亦有學者針對 11 名奧運韻律體操選手以振頻 30Hz 振 福 4mm 進行 5 組震動刺激，刺激時間方面以 15 秒為第一個刺激，組與組之間漸增 15 秒， 其結果發現介入後有助於提升下肢肌力、柔軟度及平衡能力 (Despina et al., 2013)。Trans 11.
(21) 等人(2009)探討不同振頻、振幅以及震動時間對立即性震動訓練的效果，其研究發現高振 頻搭配高振幅與低振頻搭配低振幅的方式會誘發較佳的功率產生，30 秒與 60 秒的振動刺 激介入，有助於提升運動表現，提升的效果則呈現相似的情形。除了在提升運動表現之 外，震動訓練也逐漸在物理治療上應用，Ness 等人(2009)針對脊隨損傷患者以 50Hz 振頻 及上下 2mm 至 4mm 振幅進行四周震動訓練，發現介入之下可提高患者步態表現。Miyara 等人(2013)針對中風患者以 30Hz 振頻及 2mm 至 4mm 振幅，對腓腸肌及比目魚肌進行五 分鐘的刺激，結果發現，震動訓練有助於提升患者踝關節自主收縮與被動收縮、抬腳高 度及改善行走速度及步頻。Trans 等人(2009)針對 44 名膝關節炎患者進行八周的震動訓練， 發現訓練後有助於提升患者膝關節伸肌肌力、本體感覺及降低疼痛情形。由文獻中發現 立即性的震動頻率以 15Hz~30Hz，振幅以 2mm~5mm，訓練方法以間歇訓練較佳而訓練 時間以 15 秒至 60 間較為適當，訓練組數為五組以上。 震動訓練有助於提升運動表現，及改善患者的身體能力，可能在於震動刺激有助於 提升神經反射作用並招募更多運動單位及增進肌肉活化，確切的原因尚未明朗。不過根 據過去文獻中發現無論是立即性或是長時間震動訓練皆能有助於提升身體表現，且能適 時應用於患者身上。因此選擇適當的震動刺激對訓練及治療上的應用是有益的。. 第四節 文獻總結 由於女性先天的身體結構加上過度運動會提高髕骨股骨疼痛症候群的發生，為了避 免發生或減緩疼痛情形，許多文獻指出訓練下肢肌肉活化與肌力方式改善女性肌肉平衡， 而震動訓練是一個新興且安全的物理治療方式，能有效提升身體能力及肌肉活化。但震 動訓練是否能有效提升 VMO 與 VL 活化目前尚無文獻探討，且震動訓練、下蹲及搭配髖 內收訓練能改善身體活動與肌力的現象都存在，是否因下蹲及搭配髖內收訓練與震動訓 練的結合獲得益處目前不得而知。本研究透過 Vicon、無線肌電儀，及 Biodex 等速訓練 機進行檢測，探討介入後下階梯與落地垂直跳動作中 VMO 與 VL 的活化比值及時序、關 節角度，及關節力矩的變化情形。. 12.
(22) 第參章 研究方法. 第一節 實驗對象 本實驗共招募 24 名健康女性田徑運動員，隨機分配於無運動訓練(控制組)、震動訓 練組，及髖內收加震動訓練組，每組各 8 名。受試者皆經由教練同意及受試者同意後才 正式成為本研究之研究對象，所有研究對象皆無神經系統、中風、肢體障礙、下肢傷害 等相關病史受試者基本資料以平均數±標準差詳列於表 3-1 中。. 表 3-1 受試者基本資料 控制組. 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. 年齡 (歲). 20.13±2.17. 20.75±1.28. 21.5±2.39. 身高 (cm). 165.88±3.23. 164.38±5.53. 166.25±5.68. 體重 (kg). 55.75±7.34. 56.88±4.97. 56.83±5.34. 第二節 實驗時間與地點 一、實驗時間：民國 103 年 2 月至民國 103 年 5 月 二、實驗地點：國立台灣師範大學公館校區運動生物力學實驗室。. 第三節 實驗器材與設備 一、三維動作捕捉系統： 本研究將使用 10 部數位攝影機的三維動作捕捉系統（Vicon Inc., Oxford, UK），擷取黏貼於受試者身上關節點的反光球，擷取頻率為 250Hz。. 13.
(23) 二、測力板 本研究使用 Kistler 測力板 (60 cm × 40 cm, Kistler Instruments, Inc., Swiss) 擷取受試者的地面反作用力參數，擷取頻率為 1500Hz。 三、無線肌電儀： 透過四顆 Noraxon 無線肌電系統(2400-TG2, Noraxon, UK)擷取受試者肌電 訊號參數，擷取頻率為 1500Hz。 四、等速肌力測定儀： 本實驗透過等速肌力測定儀(Biodex IV)，擷取膝關節伸展的等長收縮轉矩。 五、震動訓練機： 本實驗透過震動訓練機 (AV-001A, B.Green Technology, Co., Ltd., Taiwan)進 行垂直的震動訓練。 六、樓梯： 本研究使用之樓梯，將仿照一般公寓之樓梯的高度，以木板釘製一個三階高度的. 階. 梯，每階級深 28 公分、級高 18 公分、寬度 100 公分(符合營建署規定的級高 20 公 分以下級深 24 公分以上之標準)，示意圖如圖 3-1。. 圖 3-1 樓梯立體圖 七、木箱： 本研究使用之木箱，以木板釘製一個長 60 公分、寬 60 公分、高 30 公分。. 14.
(24) 八、其他： 1.筆記型電腦一台 2.桌上型電腦一台 3.3M 透氣膠帶 4.酒精棉片 5.拋棄式刮鬍刀 6.膚色皮膚膜 7.鋼尺 8.量角尺 9.抗力球 10.節拍器. 第四節 實驗場地與佈置 本實驗場地佈置，分為以下部分(如圖 3-2) 一、Vicon 紅外線攝影機環繞於實驗室上方。 二、捕捉攝影機擷取資料的桌上型電腦及 Noraxon 肌電軟體主機的架設 。 三、階梯及木箱的擺設位置。. 15.
(25) 圖 3-2. 實驗場地佈置圖. 第五節 實驗方法 一、動作要求： (一)震動訓練，透過量角尺量測屈膝角度 45 度，站立於震動訓練機上方。 (二)透過抗力球讓受試者進行髖內收動作，盡自己最大努力內收並保持同一姿態。 (三)下階梯動作，以一階一步方式下階梯，在最後一階踏地後，繼續往前走兩公尺。 (四)落地垂直跳：站立於 30 公分高的箱子上向下跳，著地後立即以最大努力向上跳 躍(雙手向上擺臂)。 二、資料收集： (一)運動學與動力學資料收集 透過 10 台 Vicon 紅外線攝影機(頻率為 200Hz)，進行三維空間的資料擷取，於下肢 部分黏貼 26 顆反光球，其中有 4 顆為下肢參考點， 22 顆黏貼於下肢關節上並透過 Nexus 軟體（Nexus, Vicon Inc., Oxford, UK）進行運動學及動力學資料收集。. 16.
(26) 表 3-2 反光球黏貼位置 肢段名稱. 反光球黏貼位置. 反光球代號. 骨盆. 右腸骨前上棘、左腸骨前上棘. RASIS、LASIS. 右髂後上棘、左髂後上棘. RPSIS、LPSIS. 右股骨大轉子、左股骨大轉子. RGT、LGT. 右股骨外側髁、左股骨外側髁. RKNE、LKNE. 右股骨內側髁、左股骨內側髁. RMKNE、LMKNE. 右腳大腿、左腳大腿. RTHI、LTHI. 右腓骨外側、左腓骨外側. RANK、LANK. 右腓骨內側、左腓骨內側. RMANK、LMANK. 右小腿、左小腿. RTIB、LTIB. 右腳跟、左腳跟. RHEE、LHEE. 右腳第二蹠骨、左腳第二蹠骨. RTOE、LTOE. 下肢. 右腳第一蹠骨粗隆、左腳第一蹠骨粗隆 RMP1、LMP1 右腳第五蹠骨粗隆、左腳第五蹠骨粗隆 RMP5、LMP5 (二)肌電訊號收集： 透過 Noraxon 軟體無線肌電系統進行資料收集，擷取頻率為 1500Hz。擷取資料為股 內斜肌與股外斜肌。股內斜肌的肌電片黏貼位置約為股內斜肌 4cm 及近髕骨內側 3cm 處， 其黏貼角度約為 55 度；股外側肌黏貼約為股外側肌 10cm 及髕骨橫向 6cm-8cm 處，其黏 貼角度約為 15 度 (Gilleard, McConnell, & Parsons, 1998)，如圖 3-3。. 圖 3-3. 股內斜肌與股外側肌肌電片黏貼方式 圖片來源 (Cowan et al, 2001). (三)膝關節等長收縮收集： 透過 Biodex IV 等速訓練機，收集膝關節 60 度伸展的等長收縮。 17.
(27) 第六節 實驗流程與步驟 一、實驗流程 (一)場地佈置與校正： 實驗室場地先進行測力板的校正，再以揮動 T-Wand 方式進行攝影機的動態校 正，最後以 L-Fram 進行靜態校正，建立實驗室坐標系。 (二)告知實驗流程、目的與注意事項，充分了解後，請受試者簽署實驗同意書； (三)量測記錄受試者的肢段參數、身高、體重和年齡； (四)隨機進行分組(無震動組、震動訓練組、髖內收加震動訓練組)； (五)進行五分鐘跑步熱身； (六)黏貼肌電電極片及無線肌電儀； (七)進行最大自主收縮 (MVC) 測試； (八)進行等速訓練機進行伸膝等長肌力測試； (九)黏貼反光球； (十)受試者站立於階梯最上階，聞動作開始口令，以平常下樓梯模式一階一步 的方式下階梯。在最後一階踏地後，繼續往前走 2 公尺； (十一)間隔一分鐘後，重複步驟(十)，進行第二次試作，共收集三筆資料； (十二)受試者站立於木箱上，聞開始口令，進行落地後再進行最大努力之垂直跳； (十三)間隔一分鐘後，重複步驟(十一)，進行第二次試作，共收集三筆資料； (十四)分為三組進行運動介入： 震動訓練組：受試者站立於震動訓練機上方，並以下蹲姿勢(膝關節角度 45. 18.
(28) 度)，振頻 30Hz 及振幅±1.8mm 的震動訓練，透過 10 次 30 秒震動訓練刺激， 每組之間休息 1 分鐘； 髖內收加震動訓練組：受試者站立於震動訓練機上方，下蹲姿勢(膝關節角度 45 度)最大努力進行夾球，振頻 30Hz 及振幅±1.8mm 的震動訓練，透過 10 次 30 秒震動訓練刺激，每組之間休息 1 分鐘； 控制組：等待 15 分後，進行後測。 (十五)重複(十)、(十一)、(十二)、(十三)的實驗步驟，最後卸除反光球進行步驟(七)。. 第七節 資料處理 本研究透過 Visual 3D 軟體 (C-Motion, Rockville, MD, USA)，建立 3D 人體模型，透 過 28 顆反光球建立 7 個肢段，並將每一個肢段視為均質剛體。7 個肢段分別為：骨盆、 右大腿、左大腿、右小腿、左小腿、右足掌、左足掌。反光球軌跡以 8 Hz 低通濾波 (low –pass filter) 去除雜訊，並透過測力板測得下階梯與落地跳之地面反作用力資料，下階梯 部分擷取著地 (initial contact, IC) 至腳尖離地 (toe off, TO)為分析階段；而落地跳部分則 以著地至膝關節屈曲最大值維分析階段，分別進行運動學及動力學分析；及 Noraxon 無 線肌電系統收集股內斜肌與股外側肌肌電訊號進行分析；以及 Biodex 等速訓練機檢測膝 關節伸展 60 度等長肌力進行分析。. 一、人體肢段模型各肢段的建立與定義（表 3-1）： (一)骨盆 (Pelvis)（如圖 3-4）： 1.定義：藉由 R/LASIS 與 R/LPSI 四點建立出骨盆。 2.座標原點：RASIS 與 LASIS 的中點為骨盆的座標原點。 3. X 軸：中點到 RASIS 的連線，屈曲為正，伸展為負。 19.
(29) 4. Y 軸：原點與 RPSI 與 LPSI 的中點連線，外展為正，內收為負。 5. Z 軸：垂直於 XY 平面，內旋為正，外旋為負。 6.髖關節中心公式： RHJC=(0.36*ASIS_Distance - 0.19* ASIS_Distance - 0.3* ASIS_Distance) LHJC=(-0.36*ASIS_Distance - 0.19* ASIS_Distance - 0.3* ASIS_Distance). (二)大腿 (Thigh)：以右腳為例（如圖 3-5） 1.定義：以髖關節中心 RHJC、RKNE 與 RKNEB，建立出大腿。 2.座標原點：計算出的髖關節中心作為原點。 3.膝關節中心：RKNE 與 RKNEB 的中點為膝關節中心。 4. X 軸：髖關節中心往大轉子方向的連線。 5. Z 軸：膝關節中心至髖關節中心的連線。 6. Y 軸：Z 軸與 X 軸外積出 Y 軸。. 圖 3-4 骨盆圖. 圖 3-5 大腿圖. 20.
(30) (三)小腿(Shank)：以右腳為例（如圖 3-6） 1.定義：以 RKNE、RKNEB、RANK 與 RANKB，建立出小腿。 2.座標原點：RKNE 與 RMKNE 中點為膝關節原點。 3. X 軸：原點往 RKNE 的連線。 4. Z 軸：RANK 與 RANKB 的中點向原點的連線。 5. Y 軸：Z 軸與 X 軸外積出 Y 軸。. (四)足部(Foot)：以右腳為例（如圖 3-7） 1.定義：以 RHEE、RTOE、RMP1 與 RMP5，建立出足部。 2.座標原點：RANK 與 RANKB 中點為踝關節原點。 3.X 軸：踝關節原點朝 RANK 的連線。 4.Z 軸：RMP1 與 RMP5 的中點朝踝關節原點的連線。 5.Y 軸：Z 軸與 X 軸外積出 Y 軸。. 圖 3-6 小腿圖. 圖 3-7 足部圖. 21.
(31) 二、參數分析： (一)取三筆資料進行分析： 每次動作接收及三筆資料，再透過三筆的平均值進行分析，為瞭解震動訓練與髖內 收加震動訓練對女性運動員之影響，故資料呈現後測減前測的改變量進行分析探討。. (二)運動學與動力學分析 以Vicon紅外線攝影機擷取動作過程中反光球的位置，擷取頻率為250Hz，以Vicon Nexus軟體進行資料的收集及建立人體3D影像，並透過Kistler測力板同步擷取，收集地面 反作用力資料。反光球軌跡以Visual 3D軟體以8Hz進行低通濾波 (low-pass filter)去除雜訊， 地面反作用力則以20Hz進行低通濾波 (low- pass filter)。關節角度定義為人體直立站於地 面時，其髖、膝、踝關節角度定義為0o，下階梯分析階段為接觸地面 (initial contact, IC) 至推蹬轉換瞬間之制動期階段，落地垂直跳則以接觸地面 (initial contact, IC)至膝關節屈 曲角度最大值之減速階段，計算參數為下肢關節活動範圍、關節力矩。. 1.關節活動範圍 (Range of motion, ROM)： 矢狀面部分 (1) 髖關節角度(Hip Angle)：屈曲(flexion)為正，伸展(extension)為負。 (2) 膝關節角度(Knee Angle)：屈曲(flexion)為負，伸展(extension)為正。 (3) 踝關節角度(Ankle Angle)：背屈(dorsiflexion)為正，蹠屈(plantarflexion)為負。 (4) 公式： 髖關節活動範圍(ROM) =最大屈曲角度(extension)–最大伸展角度 (flexion)。 膝關節活動範圍(ROM) =最大伸展角度(extension)–最大屈曲角度 (flexion)。 踝關節活動範圍(ROM)=最大背屈(dorsiflexion)角度–最大蹠屈(plantarflexion)角度。. 22.
(32) 額狀面部分 (1) 髖關節角度(Hip Angle)：外展(abduction)為負，內收(adduction)為正。 (2) 膝關節角度(Knee Angle)：外展(abduction)為負，內收(adduction)為正。 (3) 踝關節角度(Ankle Angle)：外展(abduction)為負，內收(adduction)為正。 (4) 公式： 關節活動範圍(ROM) = 最大內收角度 (adduction) – 最大外展角度 (abduction) 2.關節力矩： 由於地面反作用力會受到受試者體重的影響，因此在計算過程中會先以體重將 原始資料進行標準化的動作。關節力矩資料先透過實驗室的測力板求得地面反作用 力之足部接觸地面位置 (COP)與力的大小，再並搭配人體肢段參數 (Dempster,1958) 以逆動力學的方法推算出踝關節及膝關節力矩，下階梯分析階段為接觸地面 (initial contact, IC)至推蹬轉換瞬間之制動期階段中矢狀面、額狀面，下肢關節力矩峰值改變 量進行分析。. 23.
(33) 圖 3-8 逆動力學自由體圖 (1)公式：先由地面反作用力推算踝關節力矩 ΣF = FGRF + mfg + FA = mfaf FA = mf [af *( -g) ] – (FGRF) MA + ra * FA + rGRF * FGRF = Iα MA = Iα– rA * (FA) – rGRF * FGRF (2)再由踝關節力矩回推至膝關節力矩 (-FA) + msg + FK = msas FK = ms [as *( -g) ] – (-FA) (-MA) + rd * (-FA) + Mk + rp * FK = ISαS Mk = ISαS – (-MA) – rd * (-FA) – rp * FK. 24.
(34) (三)肌電訊號： 使用 Noraxon 軟體無線肌電系統收集股內斜肌與股外側肌，兩條肌肉的肌電訊 號，擷取頻率為 1500Hz，以 20Hz-480Hz 進行帶通濾波 (band-pass)，使用 root-mean-square (RMS) 55ms 將訊號平滑化 (Bolgl, Malone, Umberger, & Uhl, 2010)，求得肌電訊號後進 加總的運算，將所得的肌電總值 (ΣEMG) 除以分析階段之張數，則為平均肌電振幅用來 表示肌肉活動的強度，最後以 MVC 的平均振幅做標準化處理。肌電活化起始的定義，是 以肌電訊號在動作未開始前的平滑曲線，取其平均值加上三個標準差為基準，超過此閾 值則視為動作產生 (Tiggelen et al., 2009)。下階梯肌電訊號的分析範圍為制動期的階段； 落地垂直跳的肌電分析範圍接觸地面 (initial contact, IC) 至膝關節最大角度的減速過程 分析著地時的肌肉起始活化時序及平均肌電震幅。 1.股內斜肌活化：計算各階段的平均肌電振幅。 2.股外側肌活化：計算各階段的平均肌電振幅。 3.股內斜肌與股外斜肌比值：股內斜肌活化值除以股外側肌活化值。 4.股內斜肌與股外側肌活化時序差異： 股內斜肌活化起始點–股外側肌活化起始點之時間差異。 (四)膝伸展等長收縮肌力測試： (1)透過 Biodex 進行膝關節 60 度伸展等長肌力的測試，觀察前後測改變的變化量。 1.公式：後測最大轉矩–前測最大轉矩。. 第八節 統計考驗 使用 SPSS for Windows 20.0 版之套裝軟體進行各項參數統計分析，利用單因子變異 數分析，比較震動訓練、髖內收加震動訓練與控制組三組女性運動員股內斜肌與股外側 肌活化比值與活化時序、關節角度、關節力矩、膝伸展肌力之前後測的改變量 (後測－前 測)，顯著水準定為 α=.05，如有顯著再進行事後比較。. 25.
(35) 第肆章 結果 第一節 下階梯動作分析 35 30 25 20 15 10 5 0 -5. 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96. 下 階 梯 髖 關 節 活 動 範 圍. 下階梯步態週期 (%). -10 -15. 控制組. -20. 震動組. (degree). 髖內收加震動組. 圖 4-1 下階梯矢狀面髖關節活動曲線圖. 下階梯步態週期 (%) 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96. 0. -10 下 階 梯 -20 膝 關 -30 節 活 動 -40 範 圍 -50. 控制組 震動組 髖內收加震動組. (degree) -60. 圖 4-2 下階梯矢狀面膝關節活動曲線圖. 26.
(36) 40. 下 階 20 梯 踝 10 關 節 0 活 動 範 -10 圍. 1 6 11 16 21 26 31 36 41 46 51 56 61 66 71 76 81 86 91 96. 30. 下階梯步態週期 (%). -20 控制組. -30. 震動組. (degree). 髖內收加震動組. 圖 4-3 下階梯矢狀面踝關節活動曲線圖 一、下階梯之下肢關節活動範圍分析 (一)震動訓練組、髖內收震動訓練組與控制組的矢狀面關節活動範圍改變量沒有差異。 0 矢 狀 面 髖 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -1. -2 -3. -4. -5. (degree) -6. 圖 4-4 下階梯動作矢狀面髖關節活動範圍前後測改變量. 27.
(37) 6 矢 狀 面 膝 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 4 2 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -2 -4 -6. (degree). 圖 4-5 下階梯動作矢狀面膝關節活動範圍前後測改變量. 6 矢 狀 面 踝 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 5 4 3 2 1 0. (degree). 控制組. 震動組. 髖內收震動組. 圖 4-6 下階梯動作矢狀面踝關節活動範圍前後測改變量. 28.
(38) 7 額 狀 面 膝 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 6 5 4 3 2 1 0. (degree). 控制組. 震動組. 髖內收震動組. 圖 4-7 下階梯動作額狀面膝關節活動範圍前後測改變量. 4 額 狀 面 踝 關 節 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 2. 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -2. -4. -6. -8 (degree). 圖 4-8 下階梯動作額狀面踝關節活動範圍前後測改變量. 29.
(39) 二、下階梯之下肢關節力矩分析 (一)震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組矢狀面下肢關節力矩改變量沒有差異。. 0.7 0.6 髖 關 節 屈 曲 力 矩 改 變 量. 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 控制組. -0.1. 震動組. 髖內收震動組. -0.2 -0.3. -0.4 (Nm/kg). 圖 4-9 下階梯動作髖關節屈曲力矩前後測改變量. 0.5 0.4 髖 關 節 伸 展 力 矩 改 變 量. 0.3 0.2 0.1 0 控制組. -0.1. 震動組. 髖內收震動組. -0.2 -0.3 -0.4. -0.5 (Nm/kg). 圖 4-10 下階梯動作髖關節伸展力矩前後測改變量. 30.
(40) 0.2 0.18 膝 關 節 屈 曲 力 矩 改 變 量. 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0. (Nm/kg). 控制組. 震動組. 髖內收震動組. 圖 4-11 下階梯動作膝關節屈曲力矩前後測改變量. 0.4 0.3 膝 關 節 伸 展 力 矩 改 變 量. 0.2 0.1 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -0.1 -0.2 -0.3. -0.4 (Nm/kg). 圖 4-12 下階梯動作膝關節伸展力矩前後測改變量. 31.
(41) 0.8 踝 關 節 蹠 屈 力 矩 改 變 量. 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0. (Nm/kg). 控制組. 震動組. 髖內收震動組. 圖 4-13 下階梯動作踝關節蹠屈力矩前後測改變量. (二)震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組制動期時間參數沒有顯著差異。 表 4-1 下階梯動作的制動期時間參數前測與後測 控制組. 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. s. 前測. 後測. 前測. 後測. 前測. 後測. 制動期時間. 0.28. 0.27. 0.25. 0.25. 0.28. 0.28. ±0.03. ±0.02. ±0.02. ±0.03. ±0.04. ±0.06. 32.
(42) (三)震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組在矢狀面下肢關節力矩峰值時間比例上 (制動期%)沒有顯著差異。 表 4-2 下階梯動作的矢狀面下肢關節力矩峰值時間比例參數前測與後測 控制組. 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. 制動期%. 前測. 後測. 前測. 後測. 前測. 後測. 髖屈曲力矩. 0.42. 0.41. 0.42. 0.57. 0.59. 0.49. ±0.33. ±0.34. ±0.18. ±0.19. ±0.20. ±0.24. 0.22. 0.19. 0.24. 0.24. 0.20. 0.17. ±0.13. ±0.08. ±0.14. ±0.16. ±0.09. ±0.09. 0.30. 0.18. 0.16. 0.14. 0.11. 0.10. ±0.34. ±0.12. ±0.20. ±0.15. ±0.03. ±0.05. 0.40. 0.52. 0.48. 0.49. 0.48. 0.47. ±0.06. ±0.10. ±0.06. ±0.08. ±0.05. ±0.07. 0.41. 0.44. 0.47. 0.49. 0.38. 0.42. ±0.08. ±0.08. ±0.09. ±0.09. ±0.06. ±0.03. 髖伸展力矩. 膝屈曲力矩. 膝伸展力矩. 踝蹠屈力矩. 33.
(43) (四)震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組額狀面下肢關節力矩改變量沒有差異。. 0.4 0.3 髖 關 0.2 節 外 0.1 展 力 0 矩 改 變 -0.1 量 -0.2. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -0.3 (Nm/kg). 圖 4-14 下階梯動作髖關節外展力矩前後測改變量. 0.3 0.2 膝 關 0.1 節 外 0 展 力 -0.1 矩 改 -0.2 變 量 -0.3. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -0.4 (Nm/kg). 圖 4-15 下階梯動作膝關節外展力矩前後測改變量. 34.
(44) 0.4 0.2 踝 關 0 節 內 收 -0.2 力 矩 改 -0.4 變 量 -0.6. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. (Nm/kg) -0.8. 圖 4-16 下階梯動作踝關節內收力矩前後測改變量. (五)震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組在矢狀面達下肢關節力矩峰值時間比例上 (制動期%)沒有顯著差異。 表 4-3 下階梯動作的額狀面下肢關節力矩峰值時間比例參數前測與後測 控制組. 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. 制動期%. 前測. 後測. 前測. 後測. 前測. 後測. 髖外展力矩. 0.48. 0.52. 0.53. 0.54. 0.51. 0.50. ±0.09. ±0.07. ±0.04. ±0.10. ±0.06. ±0.09. 0.46. 0.52. 0.53. 0.32. 0.38. 0.39. ±0.08. ±0.07. ±0.17. ±0.20. ±0.15. ±0.13. 0.48. 0.52. 0.54. 0.57. 0.49. 0.53. ±0.09. ±0.16. ±0.10. ±0.24. ±0.08. ±0.17. 膝外展力矩. 踝內收力矩. 35.
(45) 三、下階梯之肌電訊號分析 震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組的股內斜肌、股外側肌與活化時序改變 量沒有差異。 表 4-4 下階梯動作的肌電參數前測與後測 控制組. VMO (%). VL (%). VMO/VL 比值. 活化時序差異 (ms). 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. 前測. 後測. 前測. 後測. 前測. 後測. 16.45. 18.63. 22.84. 19.95. 20.21. 21.54. ±8.45. ±12.55. ±20.39. ±12.32. ±9.50. ±13.09. 16.90. 19.68. 25.75. 22.13. 21.41. 22.44. ±7.69. ±10.65. ±2.64. ±16.18. ±7.99. ±8.26. 1.01. 0.98. 0.93. 1.08. 1.01. 0.92. ±0.57. ±0.54. ±0.37. ±0.58. ±0.41. ±0.32. 12.97. 4.94. 10.33. -6.88. 7.07. -8.29. ±20.38. ±14.36. ±14.96. ±15.82. ±19.51. ±14.42. 10. 5 股 內 斜 0 肌 活 化 -5 改 變 量 -10. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. (%)) -15. 圖 4-17 下階梯動作股內斜肌活化前後測改變量. 36.
(46) 10. 股 5 外 側 肌 0 活 化 改 -5 變 量 -10. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -15 (%). 圖 4-18 下階梯動作股外斜肌活化前後測改變量. 0 股 內 斜 肌 與 股 外 側 肌 活 化 時 序 差. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -5 -10 -15 -20 -25 -30 -35 -40 -45 (ms)s. 圖 4-19 下階梯動作股內斜肌與股外側肌活化時序前後測改變量. 37.
(47) 第二節 落地跳動作分析. 落 地 垂 直 跳 髖 關 節 活 動 範 圍. 100. 控制組. 90. 震動組 髖內收加震動組. 80 70 60 50 40 30 20 10. 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97. 0. (degree). 著地至膝關節屈曲峰值時間 (%). 圖 4-20 落地垂直跳矢狀面髖關節活動範圍曲線圖. 著地至膝關節屈曲峰值時間 (%) 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97. 0 落 地 垂 直 跳 膝 關 節 活 動 範 圍. -20 -40 -60 -80 控制組. -100. 震動組 髖內收加震動組. -120 (degree). 圖 4-21 落地垂直跳矢狀面膝關節活動範圍曲線圖. 38.
(48) 控制組 震動組 髖內收加震動組. 60 50 40 30 20 10 0 -10. 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 65 69 73 77 81 85 89 93 97. 落 地 垂 直 跳 踝 關 節 活 動 範 圍. 著地至膝關節屈曲峰值時間 (%). -20 -30 -40. -50 (degree). 圖 4-22 落地垂直跳矢狀面踝關節活動範圍曲線圖. 一、落地跳之矢狀面下肢關節活動範圍分析 震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組的矢狀面關節活動範圍沒有差異。. 8 矢 狀 面 髖 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 6 4 2 0 -2. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -4 -6 -8. (degree) -10. 圖 4-23 落地跳動作矢狀面髖關節活動範圍前後測改變量. 39.
(49) 12 矢 10 狀 面 8 膝 關 6 節 4 活 動 2 範 圍 0 改 -2 變 量 -4. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -6 (degree). 圖 4-24 落地跳動作矢狀面膝關節活動範圍前後測改變量. 6 矢 狀 面 踝 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 5 4 3 2 1 0 -1. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -2 -3 -4. -5 (degree)). 圖 4-25 落地跳動作矢狀面踝關節活動範圍前後測改變量. 40.
(50) 二、落地跳之額狀面下肢關節活動範圍分析 震動訓練組、髖內收震動訓練組與控制組的矢狀面關節活動範圍改變量沒有差異。. 5 額 狀 面 髖 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 4 3 2 1 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -1 -2. -3 (degree). 圖 4-26 落地跳動作額狀面髖關節活動範圍前後測改變量. 10 額 8 狀 面 6 膝 關 4 節 活 2 動 範 0 圍 -2 改 變 -4 量. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -6 (degree). 圖 4-27 落地跳動作額狀面膝關節活動範圍前後測改變量. 41.
(51) 0 額 狀 面 踝 關 節 活 動 範 圍 改 變 量. 控制組. -1. 震動組. 髖內收震動組. -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8. -9 (degree). 圖 4-28 落地跳動作額狀面踝關節活動範圍前後測改變量 三、落地跳之地面反作用力峰值分析 震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組的地面反作用力峰值改變量沒有差異。. 0.3 地 面 反 作 用 力 峰 值 改 變 量. 0.2 0.1 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -0.1 -0.2 -0.3 -0.4 -0.5 (BW). 圖 4-29 落地跳動作地面反作用力峰值前後測改變量. 42.
(52) 四、落地跳之肌電訊號分析 震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組的在落地跳之股內斜肌、股外側肌的活 化改變量上沒有差異，而在股內斜肌與股外側肌活化時序的改變量達顯著差異。. 表 4-5 落地跳動作的肌電參數前測與後測 控制組. VMO (%). VL (%). VMO/VL 比值. 活化時序差異 (ms). 震動訓練組. 髖內收震動訓練組. 前測. 後測. 前測. 後測. 前測. 後測. 128.83. 124.00. 123.65. 121.49. 146.96. 152.91. ±51.65. ±69.79. ±55.53. ±50.49. ±50.71. ±47.14. 180.79. 175.43. 169.31. 142.70. 141.86. 144.07. ±63.36. ±82.01. ±119.62. ±116.00. ±51.84. ±48.31. 0.76. 0.75. 1.01. 1.14. 1.10. 1.12. ±0.26. ±0.29. ±0.52. ±0.54. ±0.34. ±0.37. -4.46. 0.47. -1.25. -15.60. 2.86. -11.65. ±5.99. ±7.09. ±7.96. ±10.38. ±7.81. ±6.54. 40 30 20 股 內 10 斜 肌 0 活 -10 化 改-20 變 量-30. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -40 -50. (%). 圖 4-30 落地跳動作股內斜肌活化前後測改變量 43.
(53) 40 20 股 外 側 肌 活 化 改 變 量. 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -20 -40 -60 -80 -100 (%). 圖 4-31 落地跳動作股外側肌活化前後測改變量. ＊. 20 股 內 斜 肌 與 股 外 側 肌 活 化 時 序 改 變 量. ＊. 15 10 5 0 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -5 -10 -15 -20 -25 -30. (ms) -35. 圖 4-32 落地跳動作股內斜肌與股外側肌活化時序前後測改變量 44.
(54) 第三節 肌力分析 一、膝關節 60 度之肌肉等長收縮分析 震動訓練組、髖內收加震動訓練組與控制組的在膝關節 60 度等長收縮的改變量未達 顯著差異。. 60 40 膝 關 20 節 等 0 長 肌 -20 力 改 -40 變 量 -60. 控制組. 震動組. 髖內收震動組. -80 (%). 圖 4-33 膝關節 60。等長肌力前後測改變量. 45.
(55) 第伍章 討論. 許多針對髕骨疼痛症候群患者與健康年輕人步態比較的研究發現，髕骨疼痛的患者 在上下階梯時膝關節內收角度較大，產生較高的膝關節外展力矩 (Aminaka et al., 2011)， 同時在肌電訊號方面也發現髕骨疼痛的患者在股內斜肌的活化值較股外側肌低、活化時 序較慢，容易產生不平衡的現象，使得髕骨受到肌肉的牽扯造成髕骨移位的現象 (Powers et al., 2000; Cowan et al., 2001)。由過去的臨床性的文獻調查發現髕骨疼痛的患者易發生於 長時間跑步及跳躍的運動習慣者身上，過度的運動加上反覆性的操練便會提高受傷的風 險。近年來，許多研究透過閉鎖式的半蹲運動、核心肌群訓練來加強患者股內斜肌的肌 力，也有學者透過健身器材(如：腳踏車、重訓器材)的輔助下來刺激股內斜肌的神經反射， 然而，震動訓練機亦屬於刺激神經反射性收縮的現代科技，故本研究藉由震動訓練、髖 內收加震動訓練的介入，探討三組間女性運動員於下階梯及落地垂直跳時下肢關節活動 範圍、關節力矩、股內斜肌與股外側肌活化比值與活化時序的差異。. 第一節. 震動訓練介入前後之運動學及動力學影響. 本研究主要分析的兩個動作分別為下階梯及落地垂直跳 (drop jump) ，本節將各別對 震動訓練介入後執行下階梯及落地垂直跳進行運動學及動力學討論。 一、下階梯動作 下階梯為日常生活中常見的動作，Paoloni 等人(2010)發現 PFPS 患者在觀察在行走 時膝關節內收角度大於健康人，膝關節內收的現象改變了髕骨的壓力，進而產生較高的 膝關節外展力矩。然而本研究中三組的膝關節外展力矩分別為 0.47(Nm/kg)、0.40(Nm/kg)、 0.38(Nm/kg)與 Paoloni 等人(2010)研究中健康人的膝關節力矩 0.40(Nm/kg)相似，在震動 訓練的介入之後並未觀察出有改變之情形。由於下階梯時步長及步幅會受到階梯寬度及 高度的限制，在步長及步幅較為一致下，人體的動作型態也較為類似，而本實驗的實驗 46.
(56) 參與者的年齡層相仿且平時皆有從事運動訓練，在肌肉骨骼的活動方面較無僵硬的現象， 因此在矢狀面及額狀面的關節活動範圍方面，三組表現為相似之情形。關節力矩會因關 節角度的改變及地面反作用力而產生變化，同時地面反作用力也會受到下肢關節活動範 圍及行走速度的影響 (Voloshin., 2000; Lafortune et al., 1996; Coventry et al., 2006) ，顯示 出身體的動作型態也會影響地面反作用力的數值，而本研究中以節拍器 96 次/min 來控制 實驗參與者下階梯速度，顯示出速度及關節活動範圍方面並未發現有所差異，因此在前 測或後測的數據上，震動組、髖內收加震動組及控制組皆呈現相似的情形，說明了立即 性的震動訓練刺激後，並未改變三組別的關節力矩值。在時間序方面，本研究發現下階 梯制動期時間三組平均值介於 0.25 至 0.28 秒，而在下階梯矢狀面關節力矩方面發現，髖 屈曲力矩、膝伸展力矩及踝蹠屈力矩峰值皆發生於制動期的中半段 (38%~50%)，而髖伸 展力矩與膝屈曲力矩的峰值約發生於制動期時間的 1/4 處左右 (10%~30%)，在額狀面關 節力矩方面發現，髖外展力矩、膝外展力矩及踝內收力矩峰值也發生於制動期的中半段 (48%~57%)，過去研究指出地面反作用力造成下肢肌肉骨骼承受較大的震動，此時人體會 透過增加關節力矩提升關節的壓縮力改善關節穩定度 (Schipplein & Andriacchi, 1991) ， 本研究中三組間皆未有顯著上差異，顯示出三組別在震動訓練刺激的介入前後，所產生 最大力矩峰值的時間點類似，說明了震動訓練的介入並不會改變力矩峰值產生的時間。 二、落地跳動作 落地垂直跳動作是訓練田徑選手下肢肌力與爆發力的動作之一，由於本次實驗參與 者皆為女性田徑運動員，在平時的訓練上皆有接受過類似的動作，在長期的訓練之下， 個體已經培養出相同的落地機制，因此在落地垂直跳的各關節活動範圍表現上三組間也 是呈現相似的情形。地面反作用力會受到下肢關節活動範圍及著地時速度的影響，本研 究是藉由站立於相同高度的箱子上進行落地跳動作，因此在落地速度上並未有太大差異， 落地垂直跳過程中各組的關節活動範圍並有所差異，顯示三組間在執行落地垂直跳的動 作中，身體的姿勢是屬於相似的，因此在地面反作用力的表現上三組也呈現相似之情形。. 47.
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