IR:Item 987654321/6306
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(2) 論文名稱：踝關節功能性不穩定對於排球攔網動作時下肢肌電訊號的影響 總頁數：147 頁 院校所組別：國立臺灣體育學院運動健康科學學系暨碩士班 畢業時間及題要別：九十八學年度第二學期碩士學位論文提要 研究生：錢思佑. 指導教授：張怡雯博士. 中 文 摘 要 排球運動在攔動動作中踝關節傷害有很高的發生比例(63-90 %)，其中球員二 次扭傷機率高達 79%，這表示在初次扭傷後踝關節的受傷風險大幅提高。過去許 多研究認為扭傷後形成的踝關節功能性不穩定是造成反覆扭傷的主因。而過去文 獻較少對踝關節功能性不穩定球員在攔網的動作進行研究，此外，研究大多探討 功能性不穩定對傷側腳踝的影響，缺少實際動作時下肢整體神經肌肉功能影響的 探討。目的：藉由觀察踝關節功能性不穩定之不穩定組球員與健康之控制組球員 在攔網起跳和著地時肌電訊號的差異，找出可能導致不穩定組球員再度扭傷的原 因。方法：在模擬球場進行過網與不過網攔網動作，以肌電訊號系統搭配測力板 收集攔網各時期下肢的肌電訊號。以獨立樣本 t 考驗比較兩組受試者在肌電活化程 度、肌肉活化時間點、肌肉共同收縮比值上的差異。結果：a )肌電活化程度上， 過網攔網的著地前與著地後兩組的差異只出現在踝部肌肉，而不過網攔網時的差 異主要出現在膝部肌肉。b ) 肌電活化時間上，不過網攔網起跳時，不穩定組踝部 肌肉較早活化；在兩種攔網動作的著地時期，活化時間的主要差異上，控制組皆 早於不穩定組。c ) 肌肉徵召模式上，著地時兩組在遠、近端肌肉使用模式不相同。 在動作策略上，兩種攔網動作時，不穩定組受試者之間在起跳與著地時採用相似 的策略。d ) 共同收縮比值上，兩種攔網動作的著地前與著地後，兩組主要差異在 股直肌/股二頭肌；踝部共同比值的差異只出現在過網攔網的著地前。結論：踝關 節功能性不穩定球員在進行攔網動作時，起跳時的各參數與控制組較為相似，而 主要差異發生在著地時，表示肌肉功能對於不穩定組在著地時進行緩衝與穩定的 控制是相當重要的。不穩定組動作策略上的選擇單一，可能不利於攔網著地時突 發狀況的反應。兩組的差異不只在踝部肌肉也出現在膝部，表示踝關節功能性不 穩定的影響不只侷限於踝關節，在治療與復健上應以整體下肢的功能回復為考量。 關鍵字：踝關節功能性不穩定、攔網動作、肌電訊號模式、肌肉徵召模式. I.
(3) Influence of the ankle functional instability on the electromyography of the lower extremity during volleyball blocking Abstract Ankle injuries is common in the volleyball blocking (63~90 %). Athletes with ankle injuries would have a significant risk for suffering the secondary injury (79%). Based on the previous studies, ankle functional ankle instability is quite frequent following an ankle sprain. There have been several laboratory researches focused on the influence of functional instability on injured ankle. However, very little studies have been conducted in investigating the effect of functional instability on the neuromuscular function of the lower limb in real sports condition. Objective: To measure the electromyography (EMG) of the lower extremity in the volleyball players with and without ankle functional instability during the blocking movement and attempt to understand the mechanism of ankle injury. Methods: We used EMG system and force plate to measure the EMG signal of lower extremity during the cross net blocking (CB) and non-cross net blocking (NCB) movements under simulated environment. For the statistical analysis, independent t test was preformed to compare the EMG muscular activities between control group (CG) and instability group (IG). Results: a) For the amplitude of muscular activity in CB movement, there was a significant difference between CG and IG in the ankle muscles. Significant difference between two groups in the NCB movement was found in the knee muscles. b) In the jumping phase of NCB movement, the onset timing of EMG activity was earlier in the IG than in the CG; in the landing phase, the onset timing was earlier in the CG than in the IG during CB and NCB movements. c) For the muscle recruitment pattern, both groups showed different muscle activation patterns. d) For the co-contraction ratios, in the pre-landing and post-landing phases, the significant difference between two groups was found in rectus. II.
(4) femoris/biceps femoris. Conclusions: The main differences between CG and IG were found in the landing phase of volleyball blocking. Our data suggested that the abilities of the shock absorption and the motor control in the landing of volleyball blocking were important for the IG group. Less variation of movement strategy in IG might lead to reduce the reactive ability especially in the unexpectedly landing situation. The differences between IG and CG were found not only on ankle muscles but also knee muscles, indicating that FAI may influence multiples joints of the lower limb. The overall muscle functions in the lower limb should be taken into consideration for the FAI patients in the injury treatment and rehabilitation. Key words: Ankle functional instability, Blocking movement, Electromyographic pattern, Muscle recruitment pattern. III.
(5) 誌謝 在研究所的時間一下就過了，我深深體會到在學術的領域上總是瞭解不夠深 入，有太多的東西需要好好學習與了解。在學習的過程中得到許多人的大力幫助， 這本論文能夠順利的完成，首先要感謝我的指導老師張怡雯副教授，在百忙之中 抽空與我進行討論實驗與論文，每一次的討論都讓我對於研究的方向與進行有更 多新穎的想法，使得論文的內容更加充實與完整，並讓我在實驗與論文完成的過 程中，學習到如何進行實驗，學會獨立處理問題的能力。同時也要感謝許弘昌主 任與張立羣副教授對於論文內容提供寶貴的建議，尤其立羣老師更細心與耐心的 幫助我訂正錯誤並提供我論文寫作上的建議，使得本論文更臻於完善。另外也要 感謝陳重佑老師、高明峰老師與吳忠政老師，提供實驗的儀器設備、實驗場地以 及台體排球代表隊的受試球員們，讓我可以順利完成實驗。特別感謝各位排球隊 學弟們願意協助實驗測試，以及琪雅、世錫、秀美、世緯協助我進行實驗資料的 收集，還有要感謝的是君榕、燕瑩學姊、昭菁助教與系辦公室的大家提供了很多 幫助，研究所的這段日子真是麻煩大家了，最後，我也要感謝我的家人一直在背 後支持我，並使我在生活上沒有經濟的顧慮。謹以此文，獻給我感謝的大家。. 錢思佑. 謹誌. 中華民國九十九年八月. IV.
(6) 目 錄 中 文 摘 要 .....................................................................................................................I Abstract............................................................................................................................ II 誌謝 ................................................................................................................................IV 目 錄 ............................................................................................................................... V 表目錄 ...........................................................................................................................VII 圖目錄 ......................................................................................................................... VIII 第壹章 緒論 .................................................................................................................... 1 第一節 研究背景 .................................................................................................... 1 第二節 研究動機 .................................................................................................... 3 第三節 研究目的 .................................................................................................... 4 第四節 研究假設 .................................................................................................... 5 第貳章 文獻回顧 ............................................................................................................ 6 第一節 排球運動簡介 ............................................................................................ 6 第二節 踝扭傷與踝關節功能性不穩定的成因 .................................................... 7 第三節 踝關節功能性不穩定之發生率 ................................................................ 9 第四節 排球攔網動作時踝關節扭傷的發生率 .................................................. 11 第五節 踝關節功能性不穩定與神經肌肉功能受損 .......................................... 12 第六節 本章結語 .................................................................................................. 19 第叁章 研究方法與步驟 .............................................................................................. 20 第一節 研究對象 .................................................................................................. 20 第二節 實驗時間及地點 ...................................................................................... 22 第三節 實驗儀器與設備 ...................................................................................... 22. V.
(7) 第四節 場地配置與儀器架設 .............................................................................. 25 第五節 攔網動作定義 .......................................................................................... 27 第六節 實驗流程與步驟 ...................................................................................... 31 第七節 資料分析 .................................................................................................. 35 第八節 資料統計 .................................................................................................. 43 第肆章 結果 .................................................................................................................. 44 第一節 受試者基本資料 ...................................................................................... 44 第二節 攔網動作時兩組間肌肉活化程度的比較 .............................................. 45 第三節 攔網動作時兩組間肌肉活化起始時間點比較 ...................................... 58 第四節 攔網動作時兩組間肌肉的徵召模式與策略 .......................................... 70 第五節 攔網動作時兩組間肌肉共同收縮比值的比較 ...................................... 91 第六節 兩種攔網動作間活化程度的比較 ........................................................ 104 第七節 兩種攔網動作間活化起始點的比較 .................................................... 108 第八節 兩種攔網動作間肌肉徵召模式 ............................................................ 112 第九節 兩種攔網動作間共同收縮比值的比較 ................................................ 116 第伍章 討論 ................................................................................................................ 120 第一節 攔網動作時兩組間肌肉活化程度之探討 ............................................ 120 第二節 攔網動作時兩組間肌肉活化起始點之探討 ........................................ 124 第三節 攔網動作時兩組間徵召模式與策略之探討 ........................................ 126 第四節 攔網動作時兩組間肌肉共同收縮比值之探討 .................................... 130 第陸章 結論與建議 .................................................................................................... 134 參考文獻 ...................................................................................................................... 137 附錄一. 受測者同意書 ...................................................................................... 146. 附錄二. 基本資料表 .......................................................................................... 147. VI.
(8) 表目錄 表 3-6.1. 下肢肌肉 EMG 電極黏貼處 ................................................................... 33. 表 3-7.1. 徵召順序模式之計算流程 ...................................................................... 41. 表 3-7.2. 徵召肌肉之遠近端模式與策略分類 ...................................................... 42. 表 3-7.3. 共同收縮之肌肉組合 .............................................................................. 43. 表 4-1.1. 基本資料之平均值與標準差 (mean ± SD) ........................................... 44. 表 4-6.1. 控制組在兩種攔網動作間的肌肉活化程度 ........................................ 104. 表 4-6.2. 不穩定組在兩種攔網動作間的肌肉活化程度 .................................... 106. 表 4-7.1. 兩種攔網動作間的肌肉活化起始時間點 ............................................ 108. 表 4-7.2. 兩種攔網動作間的肌肉活化起始時間點 ............................................ 110. 表 4-9.1. 兩種攔網動作間的肌肉活化起始時間點 ............................................ 116. 表 4-9.2. 兩種攔網動作間的肌肉活化起始時間點 ............................................ 118. VII.
(9) 圖目錄 圖 2-2.1. 腳踝內翻性扭傷時的踝部姿勢(右側) ..................................................... 7. 圖 3-3.1. Kistler 三維測力板 .................................................................................. 23. 圖 3-3.2. Biopac MP150 肌電訊號收集系統 ......................................................... 23. 圖 3-3.3. VCBF4 練球器......................................................................................... 24. 圖 3-4.1. 模擬球網與測力板擺放位置(俯視) ....................................................... 25. 圖 3-4.2. 過網攔網與不過網攔網時目標球的位置(側面) ................................... 26. 圖 3-5.1. 單人過網攔網(CB)動作過程(側面) ....................................................... 28. 圖 3-5.2. 單人不過網攔網(NCB)動作(側面)......................................................... 30. 圖 3-6.1. 實驗流程 .................................................................................................. 31. 圖 3-6.2. 受試者完成電極片之黏貼並站立於測力板 .......................................... 33. 圖 3-7.1. 一位受試者攔網動作時，地面反作用力數值與動作過程的分期 ...... 37. 圖 3-7.2. 一位受試者在攔網動作起跳之前，脛前肌的 EMG 活化時間點 ....... 39. 圖 3-7.3. 一位受試者在攔網動作著地之前，脛前肌的 EMG 活化時間點 ....... 40. 圖 4-2.1. 過網攔網動作時兩組在起跳前下肢各肌肉活化程度之間的比較 ...... 46. 圖 4-2.2. 不過網攔網動作時兩組在起跳前下肢各肌肉活化程度之間的比較 .. 48. 圖 4-2.3. 過網攔網動作時兩組在著地前下肢各肌肉活化程度之間的比較 ...... 50. 圖 4-2.4. 不過網攔網動作時兩組在著地前下肢各肌肉活化程度之間的比較 .. 52. 圖 4-2.5. 過網攔網動作時兩組在著地後下肢各肌肉活化程度之間的比較 ...... 54. 圖 4-2.6. 不網攔網動作時兩組在著地後下肢各肌肉活化程度之間的比較 ...... 56. 圖 4-3.1. 過網攔網動作時兩組在「起跳瞬間」之前各肌肉活化的時間點 ...... 59. 圖 4-3.2. 不過網攔網動作時兩組在「起跳瞬間」之前各肌肉活化的時間點 .. 61. 圖 4-3.3. 過網攔網動作時兩組在「著地瞬間」之前各肌肉活化的時間點 ...... 63. VIII.
(10) 圖 4-3.4. 不過網攔網動作時兩組在「著地瞬間」之前各肌肉活化的時間點 .. 65. 圖 4-3.5. 過網攔網動作時，兩組的肌肉活化順序 .............................................. 68. 圖 4-3.6. 不過網攔網動作時，兩組的肌肉活化順序 .......................................... 69. 圖 4-4.1. 「過網攔網」起跳時兩組的肌肉徵召模式 .................................... 72. 圖 4-4.2. 「過網攔網」起跳時，兩組肌肉徵召次數( % ) .................................. 73. 圖 4-4.3. 「過網攔網」起跳時，遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .................. 74. 圖 4-4.4. 「不過網攔網」起跳時兩組的肌肉徵召模式 .................................... 77. 圖 4-4.5. 「不過網攔網」起跳時，兩組肌肉徵召次數( % ) .............................. 78. 圖 4-4.6. 「不過網攔網」起跳時，遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .............. 79. 圖 4-4.7. 「過網攔網」著地時兩組的肌肉徵召模式 .................................... 82. 圖 4-4.8. 「過網攔網」著地時，兩組肌肉徵召次數( % ) .................................. 83. 圖 4-4.9. 「過網攔網」著地時，遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .................. 84. 圖 4-4.10. 「不過網攔網」著地時兩組的肌肉徵召模式 ...................................... 87. 圖 4-4.11. 「不過網攔網」著地時，兩組肌肉徵召次數( % ) .............................. 88. 圖 4-4.12. 「不過網攔網」著地時，遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .............. 89. 圖 4-5.1. 「過網攔網」動作中兩組在起跳前肌肉共同收縮比值的比較 .......... 92. 圖 4-5.2. 「不過網攔網」動作中兩組在起跳前肌肉共同收縮比值的比較 ...... 94. 圖 4-5.3. 「過網攔網」動作中兩組在著地前肌肉共同收縮比值的比較 .......... 96. 圖 4-5.4. 「不過網攔網」動作中兩組在著地前肌肉共同收縮比值的比較 ...... 98. 圖 4-5.5. 「過網攔網」動作中兩組在著地後肌肉共同收縮比值的比較 ........ 100. 圖 4-5.6. 「不過網攔網」動作中兩組在著地後肌肉共同收縮比值的比較 .... 102. 圖 4-6.1. 控制組在兩種攔網動作間肌肉活化程度的比較................................... 105. 圖 4-6.2. 不穩定組在兩種攔網動作間肌肉活化程度的比較.................................... 107. 圖 4-6.2. 控制組在兩種攔網動作間肌肉活化起始時間點的比較 .................... 109. 圖 4-6.2. 不穩定組在兩種攔網動作間肌肉活化起始時間點的比較 ................ 111. IX.
(11) 圖 4-8.1. 起跳前控制組在攔網動作間遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) ........ 112. 圖 4-8.2. 著地前控制組在攔網動作間遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) ........ 113. 圖 4-8.3. 起跳前不穩定組在攔網動作間遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .... 114. 圖 4-8.4. 著地前不穩定組在攔網動作間遠端與近端肌肉的徵召比例( % ) .... 115. 圖 4-9.1. 控制組在兩種攔網動作間肌肉共同收縮比值的比較 ........................ 117. 圖 4-9.2. 不穩定組在兩種攔網動作間肌肉共同收縮比值的比較 .................... 119. X.
(12) 第壹章 緒論 第一節 研究背景 排 球 是 一 種 相 當 普 遍 且 具 世 界 性 運 動 (Briner & Kacmar, 1 9 9 7 )， 隨 著 排 球 規 則 和 現 代 球 隊 戰 術 的 不 斷 演 進 ， 現 代 排 球 在攻擊與防守上的結構都產生了改變。各隊伍以合法的方式 擊球過網，除了要將球擊到對方的場地上，同時也要防止球 落在己方場地。在規則允許內，除了攔網時的觸球，每隊有 三次擊球機會，這也表示防守方可以藉由攔網的機會多爭取 到一次的觸球機會，良好的攔網技術可以達到瓦解對方攻勢 及 重 組 己 方 攻 勢 之 效 果 (顏 政 通 ， 高 俊 傑 ， 2007)， 所 以 ， 在 排球競賽中良好的攔網能力是不可或缺的。 在 Ye u n g , C h a n , S o 與 Yu a n ( 1 9 9 4 ) 的 研 究 中 發 現 一 般 運 動 員 重 複 性 踝 關 節 韌 帶 扭 傷 機 率 高 達 8 0 ％ 以 上 。 而 T h a c k e r, S t r o u p , B r a n c h e , G i l c h r i s t , G o o d m a n 與 We i t m a n ( 1 9 9 9 ) 的 研 究中也指出常需要頻繁跳躍及單腳著地的運動，例如排球運 動，其發生踝扭傷的風險非常高。過去研究中指出排球球員 有 63-90 % 的 扭 傷 是 在 攔 網 後 著 地 時 發 生 的 ， 比 起 因 為 攻 擊 之 後 著 地 ( 2 9 % ) 所 造 成 的 踝 扭 傷 發 生 率 高 出 很 多，而 且 在 這 些 扭 傷 的 排 球 球 員 中 ， 79% 的 人 有 反 覆 扭 傷 的 問 題 ( Ba hr, Karlsen, Lian, & Ovrebo, 1994; Bahr, R. & Bahr, I. A., 1997; Briner a nd Ka c mar, 1997)。 踝 關 節 韌 帶 重 複 扭 傷 之 後 大 約 有 31∼ 35％ 的 患 者 會 有 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 現 象 發 生 ( F r e e m a n , 1 9 6 5 )， C a u l f i e l d 與 G a r r e t t ( 2 0 0 4 ) 認 為 發 生 踝 部 力 矩 不 穩 定 時 (disestablishing torque)， 踝 關 節 周 圍 肌 肉 若 無 法. 1.
(13) 有有效而且及時的做出正確反應，會造成踝關節功能性不穩 定的人更容易再度扭傷。 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 (ankle functional instability)最 早 由 學 者 Freeman (1965)所 提 出 ， 他 觀 察 經 過 踝 關 節 外 側 韌 帶 扭 傷 的 患 者，發 現 會 有 無 力 感 (giving way)及 容 易 重 複 性 扭 傷 的問題發生，並將此定義為踝關節功能性不穩定。而其形成 的 原 因 是 多 因 素 的 (Suda, Amorim, & de Camargo Neves Sacco, 2007)， 許 多 研 究 中 指 出 扭 傷 後 肌 肉 的 感 覺 -運 動 控 制 (sensory- motor control)的 能 力 下 降 (Konradsen & Magnusson, 2000)、 肌 肉 活 化 (muscles activities)的 改 變 (Konradsen & Ravn, 1991; Löfvenberg, Kärrholm, Sundelin, & Ahlgren, 1 9 9 5 ) 和 本 體 感 覺 ( p r o p r i o c e p t i v e ) 的 缺 失 ( Wi l l e m s , Wi t v r o u w, Ve r s t u y f t , Va e s , & D e C l e r c q , 2 0 0 2 ; F u & H u i - C h a n , 2 0 0 5 ) 都 可能造成踝關節功能性不穩定。當踝關節韌帶扭傷時，不僅 會造成韌帶組織受損，也可能造成踝關節周邊神經組織及肌 肉 肌 腱 組 織 的 傷 害 ， Hertel (2000)回 顧 過 去 研 究 中 探 討 踝 關 節功能性不穩定造成的影響，將踝關節功能性不穩定最主要 的 不 良 影 響 歸 咎 於 神 經 肌 肉 控 制 上 的 缺 失 (neuromuscular deficits)， 這 些 問 題 包 括 ： 平 衡 能 力 的 缺 失 、 關 節 位 置 感 覺 能力降低、腓骨肌的反應時間延遲、神經功能改變、皮膚感 覺減弱、肌力缺失與踝關節活動度的減少，這些都可能造成 踝關節功能性不穩定的人更容易反覆的扭傷。 由上述研究可以發現，踝關節功能性不穩定對於動作反 應或是扭傷的再發生率上皆有明顯的不良影響，這對於球員 在攔網動作時，可能更容易造成傷害的發生。若能夠加以釐 清踝關節功能性不穩定與肌肉控制缺失之間的關係，相信對. 2.
(14) 於預防踝部反覆扭傷及治療應能有更進一步的幫助。. 第二節 研究動機 自 從 Freemann (1965)提 出 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 患 者 姿 勢控制缺失的觀點後，相關研究便獲得運動科學與骨科醫學 廣泛的探討，除了運動傷害中踝扭傷機率的居高不下，許多 優秀運動球員因重複踝扭傷，導致成績瓶頸與因傷退出的損 失，也是許多研究者努力想要改善與避免的目標。 肌 電 圖 (Electromyography)， 簡 稱. EMG， 透 過 肌 肉 活 動. 時的電訊號收集，可以用來了解局部肌肉在收縮時的活動狀 態，雖然對於踝關節功能性不穩定患者其踝部肌電活化影響 上已有廣泛的研究，且許多研究皆證明受損的肌肉活化能力 是 造 成 外 踝 扭 傷 後 再 次 受 傷 的 因 素 之 一 (Beckman & Buchana n,1995; Ebig, Le phart, Burdett, Miller, & Pincivero,1997; Hertel, 2000)， 但 大 部 分 對 於 踝 關 節 功 能 性 不穩定所進行的生物力學研究，大多是模擬踝扭傷時的突發 狀況或特定的踝部動作，來評估踝關節功能性不穩定所造成 的 影 響 與 神 經 肌 肉 等 控 制 上 的 缺 失 。 學 者 Gribble, Hertel, D e n e g a r t , & B u c k l e y ( 2 0 0 4 )、 S u d a 等 人 ( 2 0 0 7 ) 與 Va n D e u n 等 人 ( 2007)也 都 指 出 大 部 分 研 究 者 在 研 究 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 時 候，只 著 重 在 受 傷 關 節 複 合 體 (joint complex)的 影 響 ， 而非觀察整體下肢功能的改變，這可能會忽略其他部位所受 到的影響。此外，這些研究都在良好控制的實驗室中進行， 很少以實際情況進行，例如於運動中的量測，因此我們有必 要收集完整動作時的各項肌電參數，較能夠找出踝關節功能. 3.
(15) 性 不 穩 定 對 於 運 動 實 際 的 影 響 程 度 ( Wr i g h t , N e p t u n e , v a n d e n B o g e r t , & N i g g , 2 0 0 0 )。 本 篇 研 究 主 要 探 討 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定對於排球攔網著地時下肢肌電訊號的影響，希望透過在真 實攔網情況下的試驗，可以更進一步的了解踝關節功能性不 穩定對於攔網時下肢肌肉功能所造成的影響。. 第三節 研究目的 許多的研究都指出踝關節功能性不穩定會造成跳躍動作 時 肌 肉 活 化 模 式 (activation patterns)的 改 變 (Hertel 2000; Suda et al., 2007; Palmieri-Smith, Hopkins, & Brown, 2009)。 本 研 究 目 的 為 分 別 在 兩 種 排 球 攔 網 動 作 (blocking)之 中，比較具有踝關節功能性不穩定的球員與健康之排球球員 在下肢肌電訊號的差異，共分為四個部份：. 一、 比較踝關節功能性不穩定的排球球員與健康之排球球 員在攔網動作時下肢肌肉活化程度的差異。 二、 比較踝關節功能性不穩定的排球球員與健康之排球球 員在攔網動作時下肢肌肉活化起始點順序的差異。 三、 比較踝關節功能性不穩定的排球球員與健康之排球球 員在攔網動作時下肢肌肉徵召模式與策略上的差異。 四、 比較踝關節功能性不穩定的排球球員與健康之排球球 員 在 攔 網 動 作 時 下 肢 關 節 (膝 、 踝 )部 位 肌 肉 共 同 收 縮 比 值的差異。. 4.
(16) 第四節 研究假設 過去研究大多都指出踝關節功能性不穩定對於神經肌肉 控制的不良影響，因此我們假設有踝關節功能性不穩定的受 測者在攔網著地時，肌肉的活化模式可能會有所改變：. 一 、 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球 球 員 在 攔 網 動 作 時，下 肢 肌 肉的活化程度與健康之排球球員有顯著差異。 二 、 當 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球 球 員 在 攔 網 動 作 時，下 肢 肌肉的活化時間點與健康之排球球員有顯著差異。 三 、 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球 球 員 在 攔 網 動 作 時，肌 肉 徵 召的模式與其使用之策略會與健康之排球球員有顯著 差異。 四 、 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球 球 員 在 攔 網 動 作 時，膝、踝 關節成對的拮抗肌其肌肉共同收縮比值與健康之排球 球員有顯著差異。. 5.
(17) 第貳章 文獻回顧 第一節 排球運動簡介 排 球 運 動 自 1895 年 誕 生 於 美 國 ， 是 由 兩 支 人 數 相 同 的 球隊，分隔兩邊對抗的運動，是一種相當普遍且具世界性的 運 動 ( Briner and Kac mar, 1997)， 排 球 運 動 是 由 發 球 、 傳 接 球、舉球、扣球及攔網等攻防動作組合而成，而在攻擊、防 守動作組合之下，每位球員都希望在三次觸球的限制內，做 最有效的攻擊或以優越的攔網動作瓦解對手的攻擊。因為這 樣的比賽特性，場上的每位球員必須因應球的位置和方向， 隨時預備好各種狀況的發生，雖然排球攻擊或是防守時幾乎 都是以上肢動作居多，但是任何的動作都是需要下肢的動作 來配合。 隨著排球規則和現代球隊戰術的不斷演進，現代排球在 攻擊與防守上的結構都產生了改變。各隊伍除了要將球擊到 對方的場地上，同時也要防止球落在己方場地。在排球競賽 之中，攻擊與攔網是不可或缺的，在規則允許內除了攔網時 的觸球，每隊有三次擊球機會，這也表示防守方可以藉由攔 網多爭取到一次的觸球機會，因此，良好的攔網技術可以達 到瓦解對方攻勢及重組己方攻勢之效果。而在攔網動作中最 基本的動作就是原地起跳的攔網動作，起跳後為了要確實能 攔住對手之攻擊，必須非常注意著對手之球的位置，進而選 擇要採取過網或是不過網之攔網動作，以達到最佳的攔網效 益。. 6.
(18) 第二節 踝扭傷與踝關節功能性不穩定的成因 一、 踝扭傷發生機制. 運動時踝關節需要同時兼顧穩定性和活動度，並在觸地 的動作中吸收衝擊力，這是需要骨頭、肌肉和韌帶的相互協 調才可以正常運作。由於踝部關節結構的關係，內翻型的傷 害 佔 了 85%， 其 原 因 主 要 是 外 部 的 內 翻 力 矩 (inversion moment)大 於 由 肌 肉 或 是 韌 帶 所 提 供 的 內 部 外 翻 力 矩 (eversion moment)， 或 是 因 為 本 身 外 翻 能 力 失 常 而 造 成 的 (Stacoff, Steger, Stussi, & Reins chmidt, 1996, Suda et al.,2007)。 在 著 地 (landing)或 是 步 態 中 擺 盪 期 (swing)， 踝 部 會 呈 現 內 翻 及 蹠 曲 (plantarflexion)的 動 作 (圖 2-2.1)， 此 時 踝 部 外 側 韌 帶 以 及 腓 骨 肌 (peroneal muscles)會 被 拉 長 ， 此 時 ， 踝部主要的外翻肌─腓骨肌會開始收縮，形成一個制衡的外 翻力量來防止過度內翻，但是當腓骨長肌無力或反應能力降 低時，腳踝會因為這樣的保護機制下降而易形成扭傷。. 圖. 2-2.1. 腳 踝 內 翻 性 扭 傷 時 的 踝 部 姿 勢 (右 側 ). 7.
(19) 二、 踝關節功能性不穩定的成因與影響. 可能造成踝關節不穩定的原因有兩種，其一是結構性不 穩 定 (Mechanical instability)， 另 外 一 種 是 功 能 性 不 穩 定 (Functional instability)。 結 構 性 不 穩 定 指 的 是 踝 部 韌 帶 組 織 結構上受到損傷，例如鬆弛或是斷裂而造成的踝關節不穩 定。這些韌帶組織的功能就是負責穩定踝部結構，當這些韌 帶受到損傷，勢必會對踝部的穩定性造成影響。而踝關節功 能性不穩定指的是臨床上有踝關節不穩定的症狀，但韌帶組 織 構 造 上 沒 有 發 現 損 傷 (anatomical lesion)的 跡 象 (Freeman, 1965; Konradsen & Ravn, 1991; Gerber, Williams , Scoville , A r c i e r o , & Ta y l o r , 1 9 9 8 ; H e r t e l , 2 0 0 0 ) ， 最 早 於 1 9 6 5 年 由 Freeman 所 提 出 ， 他 發 現 某 些 習 慣 性 扭 傷 的 病 人 ， 其 腳 踝 韌 帶並沒有鬆弛或是斷裂的現象，但是在運動或簡單的動作如 走路時，會有反覆扭傷的問題，且患者大部分都有踝部無力 “giving way”的 感 覺 。 通常造成踝關節功能性不穩定的原因是多因素的，扭傷 後 肌 肉 的 感 覺 -運 動 控 制 (sensory- motor control)的 能 力 下 降 ( K o n r a d s e n & M a g n u s s o n , 2 0 0 0 )、肌 肉 活 化 ( m u s c l e s a c t i v i t i e s ) 的 改 變 (Konradsen & Ravn, 1991; Löfvenberg et al., 1995)和 本 體 感 覺 的 缺 失 ( p r o p r i o c e p t i v e D e f i c i t s ) ( Wi l l e m s , Wi t v r o u w, Ve r s t u y f t , Va e s , & D e C l e r c q , 2 0 0 2 ; F u & H u i - C h a n , 2 0 0 5 ) 都 可 能 造 成 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定。其 中 神 經 肌 肉 ( n e u r o m u s c u l a r ) 和 本 體 感 覺 缺 失 (proprioceptive deficits)產 生 的 功 能 性 不 穩 定 (Functional instability)被 認 為 是 形 成 慢 性 踝 關 節 不 穩 定 (chronic ankle instability)的 主 要 因 素 (Hertel, 2000)。 大 部 分. 8.
(20) 對於踝關節功能性不穩定的研究都是藉由模擬突然扭傷，來 評估踝關節功能性不穩定對於神經肌肉反應上的影響，例如 Konradsen 與 Ravn(1990)比 較 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 組 和 穩 定 的 控 制 組 各 15 個 踝 關 節 在 突 然 內 翻 (sudden inversion)時 的 肌 肉 活 化 程 度 、 關 節 動 作 和 壓 力 中 心 的 改 變 (center of pressure)。 他 們 發 現 兩 組 受 試 者 都 顯 示 相 似 的 反 應 過 程 ： 首 先，周邊的反射反應─腓骨肌收縮產生一個踝外翻的力矩以 抵銷踝內翻的動作；接著引發中樞模式─髖部、膝蓋和腳踝 減少對於踝部的垂直壓力，讓腳踝作出外翻的動作以抵銷內 翻 力 矩。Santilli 等 人 (2005)認 為 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 症 狀 可能是因為急性扭傷造成局部神經肌肉損傷，進而產生的不 良 影 響 ； 而 其 他 學 者 Konradsen 與 Ravn(1990)和 Santello 與 McDonagh(1998)的 研 究 也 指 出 在 動 作 開 始 之 前 ， 肌 肉 的 預 先 反 應 (anticipatory responses)是 一 種 肌 腱 肌 肉 複 合 體 (tendon– muscle complex)為 了 穩 定 關 節 受 到 突 然 的 地 面 衝 擊 力 或 是 關 節快速轉動所做出的一種保護反應，當這樣的保護機制能力 降低時，會使得反覆扭傷的風險大幅提升。. 第三節 踝關節功能性不穩定之發生率 足 踝 部 發 生 扭 傷 的 風 險 相 當 高 ， Garrick 與 Requa(1988) 回 顧 6 年 半 的 專 項 運 動 中 16,6754 個 運 動 傷 害 ， 他 們 發 現 排 名 19 項 運 動 共 計 12,681 個 運 動 傷 害 中 ， 最 常 發 生 運 動 傷 害 的 部 位 在 腳 踝 和 足 部 佔 了 25%。 過 去 的 研 究 也 發 現 ， 踝 關 節 韌 帶 扭 傷 後 ， 大 約 有 31~35％ 會 有 踝 關 節 不 穩 定 的 現 象 ( F r e e m a n , 1 9 6 5 )，B a h r 等 人 ( 1 9 9 7 ) 分 析 一 個 排 球 球 季 中 共 2 7 2. 9.
(21) 位 球 員 的 運 動 傷 害 人 數 與 傷 害 位 置，發 現 其 中 有 8 9 位 球 員 發 生 運 動 傷 害 ， 腳 踝 的 傷 害 佔 5 4 %， 其 次 是 下 背 ( 1 1 % )， 膝 和 肩 部 (8%)。 其 中 ， 踝 部 傷 害 的 發 生 率 是 1.7/1000 每 位 球 員 (小 時 )； 在 踝 部 傷 害 的 球 員 有 79% 是 習 慣 性 扭 傷 ， 且 統 計 發 現 過去曾扭傷的腳踝再度受傷的發生率，是未扭傷腳踝發生率 的 3.8 倍 ， 且 在 扭 傷 後 6 個 月 內 又 再 度 扭 傷 的 機 率 也 高 達 42%， 這 表 示 曾 發 生 過 扭 傷 的 腳 踝 再 發 生 扭 傷 的 風 險 是 相 當 大的。 此 外 ， Ve r h a g e n , Va n d e r B e e k , B o u t e r , B a h r 與 Va n Mechelen(2004)分 析 486 位 排 球 球 員 在 一 個 球 季 中 的 訓 練 過 程，總 計 共 100 位 球 員 發 生 運 動 傷 害，其 中 有 41 件 是 腳 踝 扭 傷 ， 且 在 扭 傷 的 球 員 中 有 31 位 ( 75% )反 覆 發 生 腳 踝 扭 傷 。 Ye u n g 等 人 ( 1 9 9 4 ) 分 析 國 家 級 、 一 般 與 休 閒 性 的 運 動 員 總 計 共 380 位 運 動 員 ， 發 現 有 73%的 運 動 員 發 生 過 腳 踝 扭 傷 ， 其 中 有 1 8 3 位 ( 4 8 . 2 % ) 是 雙 側 皆 扭 傷 的 ，1 3 9 位 ( 3 6 . 6 % ) 是 發 生 在 慣 用 腳 ， 而 且 在 扭 傷 後 有 59%的 運 動 員 明 顯 感 覺 腳 踝 有 功 能 喪失，並因此影響其運動表現。這種關節功能的喪失和關節 不 穩 定 的 感 覺 在 Gerber 等 人 (1998)對 於 年 輕 運 動 人 口 做 的 調 查 中 也 同 樣 提 到 ， 在 兩 個 月 之 內 共 有 104 個 腳 踝 扭 傷 案 例 ， 占 所 有 運 動 傷 害 的 2 3 %， 大 部 份 的 球 員 ( 9 5 % ) 於 受 傷 後 六 個 月 內 恢 復 正 常 運 動 ， 但 是 其 中 有 55%的 人 仍 舊 感 覺 踝 部 功 能 喪 失 或 是 出 現 漸 歇 性 的 疼 痛 ， 而 有 40%的 人 感 覺 到 踝 關 節 還是有扭傷的症狀存在。. 10.
(22) 第四節 排球攔網動作時踝關節扭傷的發生率 排球運動對於跳躍能力的需求很高，同時也包含許多反 覆的跳躍及著地動作，在一場比賽中，同一位球員進攻與攔 網 時 的 跳 躍 次 數 可 能 達 200 次 以 上 ， 每 次 跳 躍 對 下 肢 來 說 都 是 一 個 很 大 的 挑 戰，因 為 落 下 時 下 肢 需 承 受 5 到 6 倍 的 體 重， 而且跳躍要能夠維持一定的高度，才能有效的進行攻擊及攔 網 ( R i c h a r d s , A j e m i a n , Wi l e y, & Z e r n i c k e , 1 9 9 6 ) 。 根據排球運動項目之特性，在排球運動中跳躍後的著地 動作是造成下肢關節運動傷害的主要原因，隨著球員競技強 度 及 技 術、戰 術 變 化 的 提 高，球 員 受 傷 的 比 例 也 相 當 的 提 高 。 若以受傷部位而言，大多集中於下肢，尤以膝、踝等各部位 為最多，其原因與跳躍、著地動作有關，下肢關節運動傷害 大部分都是在跳躍攻擊或攔網動作後的著地時所造成。 B r i n e r 等 人 ( 1 9 9 7 ) 回 顧 3 1 篇 排 球 運 動 傷 害 的 相 關 文 獻 後，指 出 最 常 造 成 受 傷 的 動 作 是 在 攔 網 的 時 候 ( 9 0 % )，其 中 又 以 腳 踝 扭傷最常見，而透過穿戴踝部的謢具可以有效減少踝關節扭 傷的發生。 Bahr 等 人 (1994)統 計 一 年 球 季 中 挪 威 排 球 聯 盟 中 前 兩 名 球 隊 共 318 名 球 員 ， 所 有 球 員 總 計 訓 練 時 間 為 60,612 小 時 ， 比 賽 時 間 為 928 小 時 ； 其 中 紀 錄 受 傷 球 員 有 63 名 ， 平 均 每 位 球 員 在 比 賽 時 的 受 傷 率 為 2.6 ± 0.56 次 /1000 小 時 ， 練 習 時 0.7 ± 0.11 次 /1000 小 時 ， 比 賽 時 傷 害 的 發 生 率 是 練 習 時 的 3.7 倍 ， 大 部 份 的 球 員 (78%)是 習 慣 性 腳 踝 扭 傷 ， 其 中 86% 是 發 生 在 球 網 附 近 ， 其 中 包 括 攻 擊 (29%)與 攔 網 著 地 時 (63%) 的 傷 害。A u g u s t s s o n , A u g u s t s s o n , T h o m e e 與 S v a n t e s s o n ( 2 0 0 6 ). 11.
(23) 紀 錄 2002-2003 年 間 ， 共 158 位 國 家 級 男 女 排 球 球 員 的 傷 害 發 生 率 ， 發 生 傷 害 的 部 位 最 高 是 踝 關 節 ( 2 3 % )， 其 次 是 膝 關 節 (18%)和 背 部 (15%)。 大 部 分 傷 害 較 輕 (62%)， 其 中 54% 發 生 在 攔 網 時 ， 30% 發 生 於 攻 擊 扣 球 的 時 候 。 以 上 的 研 究 中 都 顯 示排球運動在比賽時近網附近的動作最容易造成球員受傷， 而且又以攔網的扭傷風險最高。. 第五節 踝關節功能性不穩定與神經肌肉功能受損 自 從 Freemann(1965)提 出 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 患 者 的 姿 勢控制缺失之後，對於踝關節功能性不穩定的發生原因與其 所造成的影響一直是治療與傷害預防等相關研究上的一個熱 門 課 題 ，Hertel(2000)指 出 當 踝 關 節 外 側 韌 帶 扭 傷 時 ，不 僅 造 成韌帶組織受損也可能造成踝關節周邊神經組織及肌肉肌腱 組 織 的 傷 害 。 當 韌 帶 受 傷 時 關 節 體 會 有 鬆 弛 (laxity)的 現 象 ， 而神經和肌肉肌腱的傷害會造成神經肌肉控制的缺失，像是 平衡控制能力的降低，關節位置感覺變差，腓骨肌對突然內 翻時的活化速度減慢，降低神經傳導速率，皮膚感覺減弱， 踝部背屈活動度的減小等。一般慢性踝關節不穩的患者都會 有下列幾個方面的問題：. 一 、 關 節 本 體 感 缺 失 (Joint Proprioception Deficits). 一 般 來 說 本 體 感 覺 的 缺 失 主 要 有 兩 部 分，分 別 是 關 節 位 置 感 覺 的 缺 失 (Joint position sense deficits)與 平 衡 控 制 上 的 缺 失 (balance control deficits) (Hertel, 2000)。 首 先 在 關 節 位. 12.
(24) 置 感 覺 方 面 ， 一 些 學 者 ( Wi l l e m s e t a l . , 2 0 0 2 ; H e r t e l , 2 0 0 0 ; Konradsen & Magnusson, 2000; Fu & Hui-Chan, 2005)的 研 究 都指出踝外側扭傷的病人可能有關節位置感喪失的問題。踝 關 節 復 位 誤 差 測 試 (ankle joint repositioning errors)是 最 常 用 來判斷關節本體感覺受損程度的方法，而多數結果中都發現 在主動關節復位的測試中，踝關節功能性不穩定的受試者對 於 關 節 的 位 置 感 覺 (joint position sense)都 比 正 常 之 控 制 組 要 差，K o n r a d s e n 等 人 ( 2 0 0 0 ) 比 較 單 側 腳 踝 不 穩 定 的 受 試 者 與 正 常 組 在 復 位 誤 差 測 試 中，傷 側 腳 ( 2 . 5 ° ) 誤 差 角 度 不 但 比 正 常 組 (1.7°)要 大 ， 而 且 也 比 健 側 腳 (2.0°)的 角 度 要 大 。 而 學 者 Hertel(2000)也 指 出 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 者 在 進 行 緩 速 的 被 動動作時，對於關節移動與角度變化的察覺能力也有降低的 現象。 腳踝扭傷之後對於傷側的平衡能力造成的不良影響已有 很 多 研 究 證 實 了 (Freeman, 1965; Fu & Hui-Chan, 2005; de Noronha, Refshauge, Kilbreath, & Crosbie, 2008)。 這 些 研 究 大 多 利 用 足 部 平 均 壓 力 中 心 (mean centre of pressure)的 改 變 作 為 姿 勢 的 擺 盪 程 度 (postural sway)的 指 標 ， 並 藉 此 來 評 估 平 衡 控 制 能 力 的 好 壞 。 Konradsen(2002)回 顧 32 篇 針 對 感 覺 運動功能在正常與功能性不穩定關節中所扮演之角色的研 究，指出多數文獻中都提到踝關節功能性不穩定的患者會抱 怨反覆扭傷，且在傷側單腳站立穩定測試中，不論開眼或是 閉眼的情況下，姿勢的擺盪角度均有增加的現象。. 13.
(25) 二 、 局 部 肌 肉 活 化 模 式 改 變 (muscular activation patterns). 過去許多研究都指出在踝關節功能性不穩定的患者其局 部神經肌肉功能是有受到影響的，像是姿勢控制及反應能力 的 缺 失 (Santello & McDonagh, 1998; Beckman & Buchanan, 1995; Ebig et al., 1997; Suda et al., 2007)， 另 外 Hertel(2000) 回顧過去對於踝關節功能性不穩定的研究後，也指出受損的 肌肉活化能力是造成踝扭傷後再次受傷的一個重要因素。扭 傷後形成的踝關節功能性不穩定對於肌肉功能的影響可分為 三 個 部 份 ： 一 是 肌 肉 肌 電 活 化 的 延 遲 (delayed activation)， 二 是 肌 肉 活 化 程 度 的 改 變 ， 三 是 肌 力 的 缺 失 (Strength Deficits)與 不 平 衡 (muscle imbalance)。 有關肌電活化延遲的研究相當多，尤其是探討踝關節周 邊 肌 肉 的 肌 電 延 遲 (latency time)改 變 的 現 象 。 如 Brunt 等 人 (1992)、 Löfvenberg, Kärrholm, Sundelin 與 Ahlgren(1995)與 Ebig 等 人 (1997)模 擬 站 立 時 腳 踝 突 然 內 翻 的 干 擾 ， 比 較 正 常 控制組與踝關節功能性不穩定的患者在肌電反應上的差異， 結 果 發 現 同 側 的 腳 踝 上 腓 骨 長 肌 (peroneus longus)和 脛 前 肌 (tibialis anterior muscles)的 反 應 時 間 (reaction times)， 不 穩 定組的反應時間比控制組明顯要長；這些學者認為，內翻型 的踝關節扭傷可能影響神經肌肉反應作用，使腓骨肌或是脛 前肌的反應能力降低，造成在肌肉活化時間上的延遲。另外 Va e s , Va n G h e l u w e 與 D u q u e t ( 2 0 0 1 ) 比 較 踝 關 節 不 穩 定 受 試 者 16 人 及 穩 定 之 控 制 組 18 人 ， 在 站 姿 下 將 踝 關 節 旋 後 (ankle supination)到 50 度 的 位 置 ， 比 較 兩 組 在 旋 後 速 度 與 其 EMG 模 式 的 差 異 ， 結 果 顯 示 不 穩 定 組 (109.3 毫 秒 )比 控 制 組 (124.1. 14.
(26) 毫 秒 )較 快 達 到 目 標 位 置 ， 但 在 小 腿 肌 群 上 不 穩 定 組 (58.9 毫 秒 )比 控 制 組 (47.7 毫 秒 )有 明 顯 的 肌 電 延 遲，這 表 示 不 穩 定 組 在動作的進行時有較差的控制能力，而較快的旋後動作與較 慢的肌電延遲可能會降低踝關節旋後時減速的保護能力。而 Va n D e u n 等 人 ( 2 0 0 7 ) 研 究 站 立 時 的 姿 勢 轉 移 ， 也 同 樣 顯 示 踝 關節不穩定組的活化延遲性明顯要比正常組慢。但是，延遲 性 的 問 題 在 不 同 的 肌 肉 上 可 能 有 不 同 的 改 變，如 B e c k m a n 等 人 (1995)讓 踝 關 節 不 穩 定 組 與 正 常 組 接 受 突 然 的 內 翻 試 驗 ， 結 果 顯 示 不 穩 定 組 在 臀 中 肌 的 EMG 延 遲 明 顯 減 小 ， 而 在 腓 骨肌的延遲性上則沒有顯著差異。 在 肌 肉 活 化 程 度 改 變 的 研 究 上，Santilli 等 人 (2005)比 較 14 位 有 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 受 試 者 進 行 走 路 時 腓 骨 長 肌 的肌電訊號號，發現在不穩定側的腓骨長肌活化程度明顯低 於 正 常 側 的 活 化 程 度 (患 側 22.8% ± 4.25%比 健 側 37.6% ± 3 . 5 % )。 他 們 認 為 在 腳 踝 扭 傷 後 ， 腓 骨 長 肌 的 肌 電 活 化 型 態 有 明顯改變，使腳踝穩定的保護機制降低，提高扭傷的風險。 Suda 等 人 (2007)比 較 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球 球 員 在 攔 網 著 地 時 的 EMG 活 化 型 態 ， 也 發 現 踝 關 節 功 能 性 不 穩 定 的 排 球球員在攔網著地前腓骨長肌的活化程度較低，造成著地前 的 外 翻 力 矩 (evertor torque)的 減 少 與 距 骨 下 關 節 (subtalar joint)的 過 度 旋 後 (excessive supination)， 這 樣 肌 肉 活 化 程 度 的改變可能造成踝關節功能性不穩定的人更易扭傷。 在 肌 力 缺 失 與 肌 力 不 平 衡 相 關 的 研 究 中 ， Ry a n ( 1 9 9 4 ) 就 發現到踝關節功能性不穩定的受試者中，內翻肌群明顯有肌 力 不 足 的 情 形 。 另 外 Konradsen 與. Ravn(1990, 1991)與. Löfvenberg 等 人 (1995)的 研 究 中 也 都 指 出 曾 發 生 踝 韌 帶 扭 傷. 15.
(27) 的人，其腓骨長肌的肌力會有降低的現象。腓骨長肌與腓骨 短肌主要的功能是踝關節的外翻，這對於維持踝關節的穩定 相當重要，當內翻力矩出現時，腓骨長肌的收縮可以作為一 個保護機制以防止過度內翻，但若腓骨肌的肌力下降而無法 適時提供收縮，就容易發生內翻性扭傷。 肌 肉 共 同 收 縮 (co-contraction)常 用 來 判 斷 肌 力 的 平 衡 程 度，也是關節動態穩定程度的一個指標，在正常情況下，維 持各個關節穩定的作用肌與拮抗肌均有一個理想的肌力比值 範圍，在受傷之後可能因為某些因素而使得肌力比值的改 變 ， 讓 踝 關 節 處 於 一 個 不 穩 定 的 狀 況 ( B a r a t t a , S o l o m o n o w, Zhou, Letson, Chuinard, & D'Ambrosia, 1988)。 da Fonseca 等 人 (2006)對 於 坐 式 生 活 與 運 動 員 各 18 位 受 試 者 在 跳 躍 著 地 進行研究，比較兩組在膝關節周邊肌肉共同收縮比值 (muscular co-contraction)的 差 異 ， 結 果 發 現 兩 組 的 共 同 收 縮 比值很相似，他們認為膝蓋周邊肌肉的共同收縮，是避免膝 關節受傷的一種保護機制，而正常狀況下受試者能夠維持固 定 的 共 同 收 縮 的 大 小 而 維 持 關 節 的 穩 定 程 度 。 而 B a u mh a u e r, Alosa, Renstrom, Trevino 與 Beynnon(1995)研 究 145 位 賽 季 前 的 大 學 運 動 員 的 關 節 鬆 緊 度 (joint laxity)、 足 踝 排 列 與 等 速 肌 力 (isokinetic strength)， 結 果 發 現 關 節 鬆 緊 度 在 兩 組 間 沒 有 差 異 ， 而 扭 傷 組 的 外 翻 -內 翻 肌 力 比 值 (eversion-to-inversion strength ratio)明 顯 大 於 未 受 傷 組 ， 此 外 ， 受 測 者 傷 側 的 蹠 屈 肌 力 與 背 屈 -蹠 屈 肌 力 比 值 (dorsiflexion-plantar flexion strength ratio)明 顯 比 健 側 要 低，他們認為內外翻肌力的不平衡可能是造成這些運動員反 覆 扭 傷 的 一 個 因 素 。 Suda 等 人 (2007)的 研 究 中 也 指 出 在 患 有. 16.
(28) 踝關節功能性不穩定的排球球員，其脛前肌─腓腸肌的共同 收 縮 指 數 ( c o - c o n t r a c t i o n i n d e x ) 在 著 地 前 後 有 明 顯 改 變，而 在 控制組的部份則無明顯差異，這可能是造成關節不穩定感的 一 個 原 因 ； 共 同 收 縮 指 數 是 以 一 段 時 間 內 標 準 化 之 EMG 進 行 積 分 ， 將 作 用 肌 的 EMG 積 分 值 做 分 子 ， 而 以 作 用 肌 加 拮 抗 肌 的 EMG 積 分 值 為 分 母 所 計 算 而 得 。. 三、 踝關節功能性不穩定對整體下肢神經肌肉功能的影響. 大部分對於踝關節功能性不穩定所進行的生物力學研 究，多半是藉由模擬踝扭傷等突發狀況來評估人體的反應， Gribble 等 人 (2004)與 Suda 等 人 ( 2007)也 指 出 大 部 分 研 究 者 在研究踝關節功能性不穩定現象時，都只著重在受傷關節體 上 的 影 響 ， 而 非 整 體 下 肢 功 能 的 改 變 ， Va n D e u n , S t a e s , Stappaerts, Janssens, Levin 與 Peers(2007)的 研 究 中 也 發 現 影 響不只是發生在受傷的關節結構上，也發生在關節複合體 (joint complexes)的 周 圍 。 Bullock-Saxton, Janda, & Bullock(1994a)與 Bullock-Saxton(1994b)的 研 究 中 發 現 嚴 重 腳 踝 扭 傷 的 受 試 者 在進行俯臥髖伸，無負重的開放式動力鏈動作時，臀大肌肌 電 活 化 的 延 遲 性 (latency)有 增 加 的 現 象 。 此 外 ， Beckman 與 Buchanan(1995)研 究 急 性 扭 傷 後 對 於 踝 關 節 不 穩 定 者 的 影 響，結果顯示不穩定側腳踝受到突然內翻動作刺激時，不穩 定 組 兩 側 臀 中 肌 EMG 活 化 延 遲 均 與 控 制 組 有 明 顯 差 異 (不 穩 定 側 右 127.35ms/左 120.71ms 比 控 制 組 右 150.49ms/左 1 3 6 . 2 4 m s )。 B u l l o c k - S a x t o n 等 人 ( 1 9 9 4 a ) 認 為 在 評 估 及 治 療 肌. 17.
(29) 肉骨骼傷害時，要考慮到遠端關節部位的傷害可能會影響近 端 肌 肉 的 功 能 ， 然 而 很 少 有 實 驗 對 此 提 供 有 力 的 證 據 。 Va n Deun 等 人 (2007)測 量 30 位 未 受 傷 之 控 制 組 和 10 位 有 踝 關 節 功能性不穩定的受測者在開眼及閉眼時，從雙腳站姿轉到單 腳站姿的過程中，下肢和軀幹肌電活化的狀況。結果指出， 踝關節功能性不穩定的人比起控制組，在腳踝、髖部、股四 頭肌的肌電活化起始明顯較慢，且在開眼、閉眼的情況下， 踝 關 節 不 穩 定 組 (20%)肌 電 活 化 模 式 的 變 異 程 度 比 起 控 制 組 ( 6 7 % ) 明 顯 較 小，他 們 認 為 控 制 組 較 能 夠 根 據 不 同 的 干 擾 來 調 整他們的肌肉活化模式，而在踝關節功能性不穩定組在姿勢 平衡被干擾時，適應反應的選擇變化較少，相對的使踝關節 功能性不穩定的人較難適應不同運動狀況，並且增加再度扭 傷的風險。 Wr i g h t 等 人 ( 2 0 0 0 ) 、 H e r t e l ( 2 0 0 0 ) 、 G r i b b l e 等 人 ( 2 0 0 4 ) 與 Va n D e u n 等 人 ( 2 0 0 7 ) 認 為 研 究 下 肢 的 功 能 性 活 動 不 只 包 含 單 一 關 節 的 動 作，而 是 整 個 下 肢 動 力 鏈 (kinetic chain)的 協 調 反應，單一關節的功能受損可能導致其他關節體的肌電活化 模式改變。這類肌電活化模式的改變被認為是一種扭傷後的 適應策略，長期下來可能會有不良影響，像是關節因為受力 改變而有退化、關節間作用力改變、肌肉間的不平衡。本研 究希望藉由比較有無踝關節功能性不穩定的人在排球攔網動 作著地瞬間的前後，其下肢肌電活化模式的差異，進而釐清 踝關節功能性不穩定的人容易反覆扭傷的原因。. 18.
(30) 第六節 本章結語 攔網動作在排球運動，尤其是在比賽之中，其重要程度 不亞於扣球攻擊，良好攔網能力是阻擋攻擊的第一道防線， 透過有效的攔網不但可瓦解對手攻勢，更是掌握反擊機會的 關鍵。然而在近網區域，對於扣球攻擊與攔網防守雙方，都 必須冒著很大的扭傷風險，像是以單腳的姿勢著地、或因為 落地的時間差而踩到對手或隊友的腳，都是造成攔網時扭傷 的重要原因。 踝關節扭傷是排球選手最困擾的運動傷害，尤其以內翻 性的腳踝扭傷最為常見；而扭傷之後所造成的踝關節功能性 不穩定，更提高腳踝扭傷的再發生率。然而，踝關節扭傷後 容易再次扭傷的機制，目前仍無一定的說法，許多研究都認 為踝關節功能性不穩定可能是由多因素共同造成，這些因素 包括：關節的本體感覺、肌肉活化模式的改變與神經肌肉控 制上的問題。不僅如此，這些問題的影響範圍，並不只限於 受傷的關節部位，許多研究中指出如周邊關節體，甚至是在 整體動作的動作控制策略上都會受到踝關節功能性不穩定的 影響。 本研究根據以上相關研究文獻的探討，比較具有踝關節 功能性不穩定的排球球員與健康之排球球員，在肌電活化程 度、肌電活化時間、肌肉徵召模式與策略，以及共同收縮模 式上的差異，進而了解踝關節功能性不穩定所造成的不良影 響，並找出造成反覆扭傷的原因。. 19.
(31) 第叁章 研究方法與步驟 本研究的方法與步驟將分成以下幾節來說明，包括研究 對象、實驗時間與地點、實驗儀器與設備、場地配置與儀器 架設、攔網動作定義、實驗流程與步驟、資料處理、資料統 計與分析. 第一節 研究對象 本 研 究 以 20位 國 立 台 灣 體 育 學 院 男 子 排 球 校 隊 球 員 為 受 測 對 象 (不 包 含 擔 任 自 由 球 員 )， 所 有 受 測 球 員 皆 熟 悉 攔 網 動 作 。 每 位 受 試 者 進 行 正 式 實 驗 前 ， 需 填 寫 同 意 書 (附 錄 一 )與 基 本 資 料 表 (附 錄 二 )， 並 接 受 主 試 者 說 明 實 驗 過 程 中 應 注 意 的事項與實驗流程。根據球員所填寫之基本資料，以扭傷次 數與扭傷後踝部感覺為條件將受測者分為兩組，包括踝關節 功 能 性 不 穩 定 之 不 穩 定 組 (Instability Group, IG)(11名 )與 健 康 之 控 制 組 (Control Group, CG)(9名 )。. 一、 受試者篩選. 在 實 驗 之 前 以 問 卷 調 查 排 球 選 手，包 括 球 齡、比 賽 位 置 、 攻擊慣用手、慣用腳、過去受傷經驗、踝部傷害與感覺等， 以作為篩選受試者的依據。排除擔任自由球員位置之球員， 且受測者必須無膝關節、髖關節神經肌肉骨骼等相關的傷 害，且下肢或下背過去沒有發生過骨折或是接受過手術治療 才予收錄。. 20.
(32) 二、 受試者分組. 依問卷紀錄之踝關節受傷經驗與前拉測試結果，將受試 者 分 為 不 穩 定 組 (IG)與 控 制 組 (CG)。. (一 ) 控 制 組 在實驗進行之前的 2 年內沒有發生踝關節相關傷害，且 下 肢 膝 、 髖 關 節 沒 有 受 傷 及 手 術 史 (Suda et al., 2007)。. (二 ) 不 穩 定 組 根據. Kaminski, Perrin, & Gansneder (1999)提 出 的 踝 關. 節功能性不穩定之篩選標準進行挑選，不穩定組的受試者須 達到以下標準才與收錄。. 1.. 過 去 兩 年 內，同 側 踝 關 節 至 少 發 生 過 一 次 以 上 等 級 一 至 等 級二的踝關節韌帶扭傷。. 2.. 患側腳持續至少一次重複性扭傷且具有踝關節有不穩定 的 感 覺 或 是 無 力 感 (giving way)的 情 形 。. 3.. 患 側 腳 在 前 拉 測 試 (anterior drawer test)中 ， 沒 有 發 現 明 顯 的 結 構 上 不 穩 定 (鬆 弛 )的 情 形 。. 4.. 實驗前 6 個月內沒有發生過腳踝扭傷。. 21.
(33) 第二節 實驗時間及地點 一、 實驗時間. (一 ) 前 測 時 間 ： 98 年 6 月 。 正式實驗前先進行前測實驗，試收集相關跳躍資料，並 對於場地與設備的設置以及實驗流程進行調整與修正。. (二 ) 正 式 實 驗 時 間 ： 為 98 年 10 月 2 日 至 10 月 30 日 。 根據前測實驗所調整的實驗設計，收集排球選手原地攔 網過程中的肌電訊號參數。. 二、 實驗地點 本實驗皆於國立台灣體育學院體操館內之室內球場進行 排球攔網動作之資料收集。. 第三節 實驗儀器與設備 本研究的目的是比較控制組與踝關節功能性不穩定組的 受試者，在攔網動作起跳與著地過程中，兩組間的肌電活化 型態差異包括肌肉活化程度、活化起始時間、肌肉徵召模式 與成對拮抗肌肉共同收縮的比值。藉由肌電訊號收集系統， 分 別 在 過 網 攔 網 (cross court block)及 不 過 網 攔 網 (non-cross court block)的 兩 種 動 作 時 ， 量 測 下 肢 部 位 共 8 條 肌 肉 的 活 化 反 應；另 外 透 過 與 測 力 板 訊 號 的 同 步 處 理 (syncgronization)， 對於攔網動作不同階段的時間點進行分期。. 22.
(34) 一 、 三 維 測 力 板 系 統 (force plate) K i s t l e r 三 維 測 力 板 ( Ty p e 9 2 6 0 A A , K i s t l e r , I n c . Wi n t e r h u r , Switzerland)(圖 3-3.1)， 取 樣 頻 率 1000Hz， 測 量 受 試 者 起 跳 及 著 地 過 程 中 的 地 面 反 作 用 力 ， 經 由 類 比 數 位 轉 換 器 (A/D c o n v e r t e r ) 與 B I O PA C M P 1 5 0 並 進 行 同 步 資 料 收 集 ， 用 來 定 義 攔網動作過程中各個時期的時間點。. 圖. 3-3.1. Kistler 三 維 測 力 板. 二 、 表 面 肌 電 訊 號 系 統 (surface electromyography system) B I O PA C M P 1 5 0 肌 電 訊 號 收 集 系 統 ( B i o p a c s y s t e m , I n c . CA, USA) (圖 3-3.2)， 取 樣 頻 率 1000Hz， 透 過 表 面 電 極 片 紀 錄排球欄網動作時的下肢肌肉肌電訊號的變化，並透過網路 卡介面卡將資料儲存於電腦中。. 圖. 3-3.2. Biopac MP150 肌 電 訊 號 收 集 系 統. 23.
(35) 三、 練球器 VCBF4 練 球 器 (Molten, JP)為 長 度 164公 分 之 長 桿 ， 前 端 附 一 顆 排 球 (5號 球 )(圖. 3-3.3)。 用 來 模 擬 排 球 攔 網 時 之 目 標. 球，練 球 器 固 定 於 支 架 上，位 置 高 度 為 與. 253 公 分 (過 網 攔 網 ). 273 公 分 (不 過 網 攔 網 )。. 圖. 3-3.3. VCBF4 練 球 器. 四、 模擬球網 模擬球網高度為男子比賽標準網高. 243 公 分，球 網 長 度. 為 4 公 尺 ， 寬 度 120 公 分 。 球 網 長 度 雖 然 與 正 式 長 度 8.8 公 尺不同，但 4 公尺已足夠單人進行原地攔網動作。. 五、 處理與分析軟體. (一 ). AcqKnowledge 3.91 (AcqKnowledge Software Guide, B I O PA C S y s t e m s , I n c . ) 訊 號 處 理 軟 體 ， 同 步 紀 錄 測 力 板 所 輸 入 之 地 面 反 作 用 力 訊 號 與 EMG 系 統 之 肌 電 活 動 訊 號 並 將 其 儲 存 於 電 腦 內 ， 並 以 txt 文 字 檔 另 存 輸 出 。. (二 ). M a t L a b 6 . 5 工 具 軟 體 ( T h e M a t h Wo r k s , I n c . U S A ) 將 t x t 檔匯入後進行計算，將攔網動作時之測力板數值進行 分 期 ， 並 標 示 出 EMG 訊 號 的 起 始 時 間 點 。. 24.
(36) 第四節 場地配置與儀器架設 一、 模擬球網. 本實驗在室內排球場進行，受測者攔網起跳與著地過程 中，利用測力板與肌電訊號收集系統同步進行資料收集，場 地 配 置 與 儀 器 架 設 位 置 如 圖 3 - 4 . 1。 測 力 板 放 置 於 球 網 下 方 ， 為保持受測者起跳與著地時之穩定度與高度，將同樣規格之 另一測力板放置於未測量腳下，考量受測者著地時可能有站 立不穩的狀況，週邊高度均加高使之與測力板同一高度。. 圖. 3-4.1. 模 擬 球 網 與 測 力 板 擺 放 位 置 (俯 視 ). 25.
(37) 二、 目標球設置. 兩組受測者皆必須進行過網攔網與不過網攔網的動作， 球員進行攔網所站立之位置與目標球的設置參考張恩崇 (2000)有 關 網 上 架 設 固 定 球 與 定 點 跳 躍 之 練 習 (圖 3-4.2)。 當 受試者面對球網站立時，過網攔網動作之目標球設置於球網 後 上 方 ， 距 離 垂 直 網 面 20 公 分， 高 於 標 誌 帶 10 公 分 (總 高 度 253 公 分 )； 而 不 過 網 攔 網 動 作 時 目 標 球 設 置 於 球 網 正 上 方 ， 高 於 標 誌 帶 30 公 分 (總 高 度 273 公 分 )。. 圖. 3-4.2. 過 網 攔 網 與 不 過 網 攔 網 時 目 標 球 的 位 置 (側 面 ). 26.
(38) 第五節 攔網動作定義 一 、 原 地 過 網 攔 網 動 作 (cross court block). 原 地 過 網 攔 網 動 作 ， 簡 稱 為 C B。 過 網 攔 網 動 作 為 排 球 攔 網中的一種基本技術，透過起跳後伸越過球網的攔網動作可 以及早封鎖對方球員的攻擊路線，減少對手攻擊後球觸擊掉 落至我方場地的機會，以下為動作過程：. (一 ) 準 備 期 ： 將 雙 臂 上 提 至 肩 ， 肘 屈 曲 90°並 平 行 網 面 ， 並 注意目標球位置。 (二 ) 起 跳 期 ： 起 跳 時 雙 膝 下 蹲 且 身 體 微 向 前 傾 ， 手 肘 下 沉 。 (三 ) 空 中 期 ： 起 跳 後 將 雙 手 垂 直 向 上 伸 直 進 行 攔 網 ， 球 員 雙 手 需 經 由 球 網 標 誌 帶 上 方 伸 越 至 對 面 場 區 上 空，並 且 雙 手 手 腕 下 壓 觸 及 目 標 球，之 後 將 手 回 縮，落 下 時 避免 觸 碰到白色標誌帶。 (四 ) 著 地 期：球 員 著 地 站 穩，回 復 站 立 姿 勢，完 成 攔 網 動 作 。. 27.
(39) 圖. 3-5.1. 單 人 過 網 攔 網 (CB)動 作 過 程 (側 面 ). 28.
(40) 二、. 原 地 不 過 網 攔 網 (non-cross court block). 原 地 不 過 網 攔 網 動 作 ， 簡 稱 為 N C B。 不 過 網 攔 網 動 作 也 是排球攔網中的一種基本技術，透過起跳後在空中期雙手儘 量伸直的攔網動作可以提高攔網高度，封鎖對方球員的高攻 擊路線，減少對手直接攻擊落地的機會，以下為動作過程：. (一 ) 準 備 期 ： 將 雙 臂 上 提 至 肩 ， 肘 屈 曲 90°並 平 行 網 面 ， 並 注意目標球位置。. (二 ) 起 跳 期 ： 起 跳 時 雙 膝 下 蹲 且 身 體 微 向 前 傾 ， 手 肘 下 沉 。. (三 ) 空 中 期 ： 起 跳 後 將 雙 手 垂 直 上 伸 ， 攔 網 時 球 員 雙 手 儘 量 向 上 伸 直，雙 手 手 腕 稍 微 下 壓 觸 及 目 標 球，之 後 將手 回 縮，落下時避免觸碰到白色標誌帶。. (四 ) 著 地 期：球 員 著 地 站 穩，回 復 站 立 姿 勢，完 成 攔 網 動 作 。. 29.
(41) 圖. 3-5.2. 單 人 不 過 網 攔 網 (NCB)動 作 (側 面 ). 30.
(42) 第六節 實驗流程與步驟 本 實 驗 的 實 驗 流 程 如 圖 3-6.1， 各 步 驟 說 明 如 後 。. 圖. 實驗流程. 3-6.1. 31.
(43) 一、 受試者分組. 說明實驗目的與流程，並依照基本問卷所調查之結果， 排除自由球員與不合測試要求之球員，並以踝關節受傷經驗 與 K a m i n s k i 等 人 ( 1 9 9 9 ) 所 提 出 之 篩 選 標 準，將 受 試 者 分 為 控 制組與不穩定組。實驗開始前再次說明實驗過程，受試者同 意並填寫基本資料與受測者實驗同意書。. 二、 場地設置. 正式實驗前，先將場地佈置與儀器架設完成，同時進行 儀器設定與校正，將測力板與肌電訊號收集系統的取樣頻率 設 定 為 1000Hz 並 進 行 同 步 ， 取 樣 時 間 總 長 度 為 10 秒 。. 三、 黏貼電極片. 控制組肌電訊號的收集是在慣用腳，而不穩定組是在不 穩定側的腳，若雙腳皆有不穩定的症狀，則以慣用腳為測試 腳，本實驗中慣用腳的定義是踢球的腳。在黏貼電極片之前 會用酒精棉擦拭清潔皮膚，以減少皮膚表面的電阻，而肌電 訊 號 收 集 系 統 的 表 面 電 極 片 放 置 於 肌 腹 (muscle belly)上 ， 並 延著肌肉長軸的方向擺放。電極片黏貼位置以下肢在進行攔 網 動 作 時 主 要 的 動 作 控 制 肌 肉 ， 共 8 條 淺 層 肌 肉 ( 表 3 - 6 . 1 )， 並 根 據 Basmajian & De Luca (1985)提 出 之 電 極 黏 貼 位 置 擺 放 ， 外 部 以 貼 布 與 彈 性 繃 帶 加 以 固 定 位 置 ， 參 考 電 極 片 (ground electrode)的 位 置 則 黏 貼 於 測 試 腳 的 外 踝 骨 突 上 。. 32.
(44) 表. 3-6.1. 下 肢 肌 肉 EMG 電 極 黏 貼 處. 電極片編號. 肌. 1. 股 外 側 肌 ( Va s t u s L a t e r a l i s ). VL. 2 3 4. 股 直 肌 (Rectus Femoris) 股 內 側 肌 ( Va s t u s M e d i a l i s O b l i q u u s ) 股 二 頭 肌 (Biceps Femoris). RF VM BF. 5. 半 腱 肌 (Semitendinosus Muscle). ST. 6. 脛 前 肌 (Tibialis Anterior). TA. 7 8. 腓 骨 長 肌 (Peroneus Longus) 內 側 腓 腸 肌 (Gastrocnemius Medial). PL GM. 圖. 3-6.2. 肉. 名. 稱. 代號. 受試者完成電極片之黏貼並站立於測力板. 33.
(45) 四、 資料收集. 攔 網 動 作 的 資 料 收 集 包 括 測 力 板 與 EMG 系 統 兩 個 部 份，測力板收集兩種攔網動作過程中在垂直方向的地面反作 用力，作為攔網動作中各階段分期的依據，而肌電訊號系統 收 集 攔 網 動 作 時 下 肢 的 肌 電 訊 號 ， 同 步 採 樣 頻 率 為 1 0 0 0 H z。 利 用 B I O PA C M P 1 5 0 搭 配 A c q K n o w l e d g e 3 . 9 1 版 處 理 軟 體 ， 將 MP150 透 過 網 路 卡 介 面 傳 送 的 EMG 訊 號 及 測 力 板 訊 號 同 步紀錄資料並儲存於電腦中，實驗之步驟如下：. (一 ) 實 驗 開 始 之 前 再 次 說 明 實 驗 流 程，並 要 求 受 試 者 盡 全 力 完成攔網動作。. (二 ) 實 驗 全 程 受 測 者 均 穿 著 平 常 練 習 之 球 褲 與 球 鞋，待 受 試 者完成熱身後，讓受測者進行試跳以適應場地環境。. (三 ) 受 試 者 黏 貼 肌 電 訊 號 電 極 片 確 定 活 動 時 不 受 限 制 後，藉 由肌電訊號系統收集每條目標肌肉最大等長自主收縮 ( m a x i m u m i s o m e r t r i c v o l u n t a r y c o n t r a c t i o n， M I V C ) 時 的 肌 電 訊 號，作 為 肌 肉 收 縮 程 度 之 依 據。受 測 者 需 抵抗 施 力 並 盡 最 大 能 力 收 縮 ， 收 集 頻 率 為 1000 Hz， 每 條 肌 肉 收 集 時 間 為 4 秒 鐘，並 且 重 複 2 次，作 為 後 續 肌 電訊 號 處理之用，完成測試後後休息 3 分鐘。. (四 ) 待 休 息 結 束 後 ， 進 行 靜 止 肌 電 訊 號 收 集 ， 受 測 者 被 要 求 坐 在 椅 子 上 且 保 持 放 鬆 姿 勢 並 收 集 5 秒，用 來 計 算 在 攔. 34.
(46) 網 動 作 時 的 肌 電 訊 號 基 準 值 ( b a s e l i n e )，以 作 為 活 化 起 始 的 判 定 閾 值 ， EMG 採 樣 頻 率 1000Hz。. (五 ) 受 試 者 站 立 於 測 力 板 上 ， 測 量 體 重 並 進 行 體 重 校 正 ， 以 基準體重的改變作為判斷各時期的依據。校正完成後， 隨 機 選 擇 攔 網 動 作，並 調 整 目 標 球 的 位 置；若 是 先進 行 過 網 攔 網，則 須 達 成 5 次 成 功 攔 網 動 作 之 後 再 進 行 不 過 網 攔 網，反 之 亦 然。同 時 檢 查 身 上 電 極 片 是 否 有 脫落 或 移動。. (六 ) 受 試 者 聽 指 示 ， 在 測 力 板 上 進 行 攔 網 動 作 ， 須 完 成 5 次 成 功 試 驗。成 功 的 試 驗 指 的 是 受 測 者 起 跳 後，達 成在 空 中 雙 手 觸 摸 目 標 球，而 且 著 地 之 前 沒 有 觸 及 任 一 部 分 球 網。此外，受試者也必須在著地後保持姿勢穩定，且兩 腳 皆 落 於 測 力 板 範 圍 內，直 至 恢 復 穩 定 站 姿。進 行攔 網 時 ， 每 次 攔 網 跳 躍 之 間 休 息 10 秒 ， 而 轉 換 動 作 與 調 整 目標球位置時，休息 1 分鐘。. (七 ) 實 驗 資 料 存 檔 並 檢 查 其 訊 號 是 否 有 異 常 。. 第七節 資料分析 本研究主要在探討不穩定組的排球球員與控制組的球員 在攔網動作的起跳期與著地過程中，下肢肌肉的活化程度、 活化起始時間點、徵召模式與其共同收縮比值的差異，資料 分析可分為測力板訊號處理與肌電訊號處理兩部分。. 35.
(47) 一、. 測力板資料分析. (一 ) 攔 網 動 作 的 分 期 以測力板在垂直方向的地面反作用力，而數值皆轉換為 體 重 ( B o d y We i g h t ) 的 百 分 比 ( % B W ) 當 作 攔 網 動 作 各 個 時 期 的 分 期 依 據 ， 並 參 考 許 樹 淵 (1982)對 於 攔 網 過 程 的 分 期 ， 以 穩 定 站 立 時 50% BW 的 改 變 作 為 動 作 起 始 與 結 束 時 之 判 定 標 準 ， 將 攔 網 動 作 分 為 下 列 四 個 階 段 ( 圖 3 - 7 . 1 )。 當 分 期 完 成 後 會 在 同 步 對 應 之 EMG 圖 上 顯 示 「 起 跳 瞬 間 」 與 「 著 地 瞬 間 」 之時間點，並以顏色標明出。. 1. 準 備 期 ： 從 受 試 者 穩 定 站 立 於 測 力 板 上 ， 直 至 測 力 板 數 值 開 始 小 於 50%BW 時 ， 並 將 此 下 降 點 作 為 「 下 蹲 開 始 」 的 時間點。 2. 起 跳 期 ： 從 「 下 蹲 開 始 」 直 至 測 力 板 數 值 為 0 的 時 候 ， 並 將 測 力 板 數 值 為 0 的 時 間 點 作 為 「 起 跳 瞬 間 」。 3. 空 中 期 ： 從 「 起 跳 瞬 間 」 直 至 測 力 板 數 值 大 於 0 的 時 候 ， 並 將 測 力 板 數 值 大 於 0 的 時 間 點 做 為 「 著 地 瞬 間 」。 4. 著 地 期 ： 從 「 著 地 瞬 間 」 直 至 恢 復 穩 定 站 立 時 的 50%BW 數值。. 36.
(48) 準備期. 起跳期. 空中期. 著地期. 50 % BW. │↓. │↓. 起跳瞬間. 著地瞬間. 回覆穩定. 下蹲開始. 3-7.1. │↓. │↓. 圖. 一位受試者攔網動作時，地面反作用力數值與 動作過程的分期。. 37.
(49) 二、. 肌 電 訊 號 (EMG)資 料 分 析. (一 ) EMG 活 化 程 度 的 計 算 每 條 目 標 肌 肉 MIVC 的 肌 電 值 經 過 全 波 整 流 與 濾 波 之 後 ， 計 算 其 兩 次 收 縮 均 方 根 值 (root mean square， RMS)的 平 均。另 外 計 算 每 位 受 試 者 於 兩 種 攔 網 動 作 中 3 個 階 段 之 RMS 值 ， 分 別 為 「 起 跳 瞬 間 」 前 1 5 0 毫 秒 內 、「 著 地 瞬 間 」 前 1 5 0 毫 秒 內 與 「 著 地 瞬 間 」 後 150 毫 秒 內 。 計 算 5 次 試 驗 中 各 階 段 的 RMS 並 取 其 平 均 值 ， 並 除 以 MIVC 肌 電 值 進 行 標 準 化 (normalized)， 並 以 最 大 自 主 收 縮 百 分 比 (%MVC)來 表 示 其 EMG 活 化 程 度 。. (二 ) EMG 活 化 起 始 點 的 定 義 E M G 的 活 化 起 始 時 間 點 參 考 Va n D e u n 等 人 ( 2 0 0 7 ) 與 Wi k s t r o m 等 人 ( 2 0 0 8 ) 的 研 究 ， 由 前 測 試 驗 的 分 析 結 果 加 以 修 正 後 ， 將 超 過 靜 止 時 基 準 值 (baseline) 5 倍 標 準 差 以 上 ， 並 且 持 續 時 間 大 於 10 毫 秒 的 EMG 值 定 義 為 肌 電 活 化 的 起 始 點 。. 1. 起 跳 時 的 活 化 時 間 點 ：. 以 「 起 跳 瞬 間 」 作 為 起 跳 前 後 之 分 界 點 ， 如 圖 3 - 7 . 2。 活 化起始點是以「起跳瞬間」為時間軸之 0 點，計算起始點與 0 點 所 距 離 之 時 間 ， 單 位 以 毫 秒 表 示 。 若 EMG 起 始 點 (onset) 在 「 起 跳 瞬 間 」 之 前 ， 其 活 化 時 間 以 負 值 表 示 ； 若 EMG 起 始點在「起跳瞬間」之後，則以正值表示。. 38.
(50) 圖. 3-7.2. 一位受試者在攔網動作起跳之前，脛前肌的 EMG 活 化 時 間 點 。. 39.
(51) 2. 著 地 時 的 活 化 時 間 點. 以 「 著 地 瞬 間 」 作 為 起 跳 前 後 之 分 界 點 ， 如 圖 3 - 7 . 3。 活 化起始點是以「著地瞬間」為時間軸之 0 點，計算起始點與 0 點 所 距 離 之 時 間 ， 單 位 以 毫 秒 表 示 。 若 EMG 起 始 點 (onset) 在 「 著 地 瞬 間 」 之 前 ， 其 活 化 時 間 以 負 值 表 示 ； 若 EMG 起 始點在「著地瞬間」之後，則以正值表示。. 圖. 3-7.3. 一位受試者在攔網動作著地之前，脛前肌的 EMG 活 化 時 間 點 。. 40.
(52) (三 ) 肌 肉 的 徵 召 模 式 與 策 略 參 考 Va n D e u n 等 人 ( 2 0 0 7 ) 對 於 肌 肉 徵 召 模 式 之 計 算 方 法，將兩組受測者肌肉之活化順序加以排序，將同一順序中 各條肌肉的出現次數分別加以累計，將每一順序中各肌肉出 現的次數除以各組人數，並以百分比表示，用來代表各組在 某一順序中的肌肉徵召情形。舉例來說明，若有同組別之受 測 者 4 人 ， 其 徵 召 模 式 計 算 方 法 如 表 3-7.1。 表. 3-7.1. 徵召順序模式之計算流程. 41.
(53) 計 算 出 各 順 序 中 肌 肉 使 用 之 百 分 比 後 ， 按 照 表 3-7.2 的 模式分類，將每一順序中的各條肌肉也區分為遠端與近端， 將分類於同一端之肌肉的百分比相加，以此來觀察各順序中 兩組受試者採用遠端或是近端模式的比例。 將每位受測者於起跳時和著地時的肌肉活化起始時間按 照先後順序排列，以最先活化之肌肉作為其策略代表。依照 肌 肉 活 化 的 部 位 來 區 分 動 作 策 略 (膝 策 略 、 踝 策 略 )(表 3-7.2 策 略 分 類 )， 例 如 進 行 動 作 時 股 內 側 肌 先 活 化 ， 則 判 定 為 膝 策 略，如果是脛前肌則為判定為踝策略。. 表. 3-7.2 動作肌肉. 徵召肌肉之遠近端模式與策略分類 模式分類. 策略分類. 近端模式. 膝策略. 遠端模式. 踝策略. 股外側肌 股直肌 股內側肌 股二頭肌 半腱肌 脛前肌 腓骨長肌 內側腓腸肌. 42.
(54) (四 ) 共 同 收 縮 之 計 算 計 算 共 同 收 縮 的 肌 肉 組 合 分 為 二 部 份 (膝 、 踝 部 )， 如 表 3 - 7 . 3， 動 作 主 要 分 為 「 伸 肌. / 屈 肌 」與「 外 翻 肌. / 內翻肌」. 兩 種 組 合 。 肌 肉 共 同 收 縮 比 值 的 計 算 有 「 起 跳 瞬 間 」 前 150 毫 秒 內 、「 著 地 瞬 間 」 前 1 5 0 毫 秒 內 與 「 著 地 瞬 間 」 後 1 5 0 毫 秒 內 三 個 部 份 ， 將 標 準 化 後 之 肌 肉 活 化 程 度 (%MVC)相 除 而得。. 表. 3-7.3. 共同收縮之肌肉組合. 第八節 資料統計 本 研 究 以 SPSS for windows version 12.0 統 計 軟 體 為 主 要 統 計 工 具 ， 以 獨 立 樣 本 t 考 驗 (Independent t test)來 比 較 兩 組之間的基本參數，包括身高、體重、年齡與球齡，並比較 兩個組別在兩種攔網動作與各攔網時期的肌肉收縮程度、肌 電活化起始時間、共同收縮程度比值。所有實驗資料皆以平 均. ± 標 準 差 表 示 ， 並 將 數 據 的 顯 著 水 準 (significant level). 設定在. p ＜. 0.05。. 43.
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