股直肌肌內效貼紮對一般大專男性下肢疲勞後進行急停跳之影響

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院體育學系碩士學位論文. 股直肌肌內效貼紮對一般大專男性下肢疲勞後進行急停跳之影響. 研究生：杜之譽指導教授：黃長福中華民國 107 年 6 月中華民國臺北市.

(2) 股直肌肌內效貼紮對一般男性下肢疲勞後進行急停跳之影響 107 年 6 月研究生：杜之譽指導教授：黃長福摘要本研究目的為探討股直肌肌內效貼紮後介入快速疲勞對急停跳動作之制動期運動學及動力學等生物力學參數變化情形。以 10 位健康一般大專男性研究對象(每週規律運動 3 次以上)，使用 2 塊 Kistler 測力板及 10 台 Vicon 紅外線攝影機，以 Vicon Nexus 1.85 軟體同步擷取急停跳動作，並將所得數據經由 Visual3D V5 軟體濾波與運算，地面反作用力、關節角度及關節力矩等運動學及動力學參數，並主要分析制動期。所得資料使用 SPSS 23.0 以重複量數二因子變異數分析，顯著水準訂為𝛼=.05。研究結果發現在一般大專男性在無貼紮狀況下，疲勞後增加了垂直分力峰值負荷率及膝關節向前之剪力 (p<.05)；貼紮介入後降低了垂直分力峰值與延緩前後分力峰值時間、前後與垂直分力峰值負荷率 (p<.05)，更降低了疲勞後的跳躍高度的下降幅度 (p<.05)。由上述結果結論，肌內效貼紮對於一般大專男性在疲勞前後都能達到降低制動期膝關節負荷，但對運動表現的立即效果卻無所增加，建議為避免傷害的產生，進行較為激烈的反覆跳躍運動可以在不影響運動表現的狀況下進行預防性的股直肌肌內效貼紮。. 關鍵詞：快速疲勞、一般大專男性、傷害預防. ii.

(3) Effect of The Rectus Femoris Kinesio-Taping on Male Normal College Students During The Stop-Jump Task Post-Fatigue Jun, 2018 Author: Tu, Chih-Yu Advisor: Huang, Chen-Fu. Abstract The purpose of this research was to study the effect of Kinesio taping, followed by instant fatigue intervention, on stop-jump task. 10 male normal college students with exercise frequency of over 3 times per week, were recruited as participants. Two Kistler force plates and ten Vicon infrared cameras were synchronized with Vicon Nexus 1.85 software to capture the stop-jump task. Visual3D V5 software was used for filtering and calculating. Statistics of each group was performed separately with repeated-measure two-way ANOVA using SPSS 23.0 (𝛼=.05). We found in the male normal college students, at touch down, when without taping, peak vertical loading rate and knee backward shear force were increased. After taping, we found lower peak vertical force, along with delayed time of peak vertical force after fatigue. Furthermore, jumping height decrease were found lower after fatigue. It concluded from the results, that Kinesio taping can decrease the load in landing and the pressure on knee whether fatigue or not, in male normal college students, but has no acute effect on enhancing performance. We recommend that preventive Kinesio taping be applied on intense exercises with repeated jumping.. Key word: instant fatigue, male normal college students, injury prevention. iii.

(4) 目次. 中文摘要.................................................................ii 英文摘要................................................................iii 目. 次...................................................................iv. 第壹章、緒論 ............................................ 1 第一節、問題背景 ................................................... 1 第二節、研究目的 ................................................... 4 第三節、名詞操作型定義 ............................................. 5 第四節、研究範圍與限制 ............................................. 6. 第貳章、文獻探討 ........................................ 7 第一節、下肢肌肉疲勞相關研究 ............................................................................... 7 第二節、下肢疲勞對急停跳動作相關研究 ............................................................... 9 第三節、肌內效貼紮相關研究 ................................................................................. 11 第四節、文獻總結 ..................................................................................................... 13. 第叁章、研究方法 ....................................... 14 第一節、研究對象 ..................................................................................................... 14 第二節、實驗時間與地點 ......................................................................................... 14 第三節、實驗儀器與設備 ......................................................................................... 15 第四節、實驗流程與說明 ......................................................................................... 16 第五節、資料收集與處理 ......................................................................................... 19. 第肆章、結果 ........................................... 23 第一節、下肢段各關節運動學參數 ......................................................................... 23 第二節、下肢段各關節動力學參數 ......................................................................... 28 iv.

(5) 第三節、疲勞效果 ..................................................................................................... 30. 第伍章、討論 ........................................... 31 第一節、肌內效貼紮對急停跳動作之影響 ............................................................. 31 第二節、下肢疲勞對於急停跳動作之影響 ............................................................. 33. 第陸章、結論與建議 ..................................... 34 參考文獻 ..................................................................................................................... 35 附件一、受試者基本資料表 ..................................................................................... 40 附件二、受試者知情同意書 ..................................................................................... 41 附件三、十等第柏格自覺吃力度量表 ..................................................................... 46 附件四、急停跳動作完整數據表 ............................................................................. 47. v.

(6) 第壹章、緒論. 第一節、問題背景運動競賽過程可能會產生疲勞，尤其是經歷反覆高頻率的跳躍動作，不僅使肌肉力量下降，也會使本體感覺與平衡感降低，並使動作的錯誤率增加 (Rodacki, Fowler, & Bennett, 2002; Viitasalo, Hämäläinen, Mononen, Salo, & Lahtinen, 1993)，這也是在比賽的後期傷害率會有明顯的提升的原因 (Price, Hawkins, Hulse, & Hodson, 2004)，表示疲勞對於運動傷害確實是有一定的關聯性，而神經肌肉的疲勞都會影響運動表現與增加運動傷害的機率 (Chavez, 2011; Madigan & Pidcoe, 2003)，因此，如何延緩疲勞，或者在疲勞的狀態之下能夠給予關節有效的支持，都是降低運動傷害的重要課題。膝關節扭傷在運動場上相當常見，根據 NCAA 調查對足球、籃球、田徑、曲棍球等運動項目做傷害統計發現，膝關節傷害的發生率為是僅次於踝關節的第二高 (NCAA, 2002)，但是對於影響運動員的生涯來說卻是最高的，且大部分的膝關節受傷史皆與前十字韌帶 (anterior cruciate ligament, ACL) 傷害有直接關係。亦有同樣的研究顯示，有超過 70% 的 ACL 受傷是因為運動所造成的 (Flynn et al., 2005)。以解剖學方面來說，膝關節前十字韌帶可提供膝關節穩定性、防止股骨向前滑脫以及限制脛骨轉動之功能，因此受到傷害之後會引發不正常的膝關節動作，甚至會造成膝關節周圍軟組織的傷害及退化，神經聯結遭受破壞，引發一連串反應，影響股直肌活化，限制肌肉力量再獲得 (Irrgang, 1993; Johnson & Warner, 1993)，並在行走時產生股四頭肌的抑制現象，影響膝關節功能的發揮（張世緯、張怡雯，2011；黃奕銘、張雅如， 2011）。而急停跳動作 (stop-jump task) 在運動項目中為常見基本動作，像是在籃球運球急停跳投、搶籃板球或排球急停跨步扣球等。此動作需要立即的減速並且迅速穩定身體以利於後續的垂直跳動作，因此容易造成近端脛骨向前的剪力，對 ACL 造成很大的壓. 1.

(7) 力 (Chappell, Yu, Kirkendall, & Garrett, 2006)，正是膝關節扭傷的重要因素。急停跳動作有幾個重要的影響因素，分別為著地的方式 (足尖或足跟)、向後的地面反作用力大小以及著地時膝關節的彎曲角度及膝關節周圍肌肉收縮能力與反應能力 (Yu, Lin, & Garrett, 2006)。相當多文獻指出，在著地期其穩定性需要依靠股直肌之離心收縮力量，提供著地過程較為穩定的緩衝，若肌力相對較大則可以增加膝關節在著地期之變化角度，達到降低地面反作用力以及 ACL 的負荷情形 (Lephart, Ferris, Riemann, Myers, & Fu, 2002; Nagai, Sell, House, Abt, & Lephart, 2013; Schmitz, Kulas, Perrin, Riemann, & Shultz, 2007; Sell et al., 2006)，因此股直肌及腿後肌的活化程度、膝關節屈曲角度與關節力矩值成為運動過程中穩定著地並以利於後續動作的重要參數之一。現今大專校院運動場中，除了校隊甲組選手練習之外，常會看見許多系隊在場上進行訓練及比賽，而一般系隊較有可能缺乏專業正確的觀念或訓練，造成傷害的風險可能較高，因此有許多教練或選手本身會建議在比賽前採用預防性的貼紮或是穿戴護具。肌內效貼布 (Kinesio tape) 起源於 1980 年代，是 Kenzo Kase 博士所設計的，最初是將貼布應用於復健治療的病患身上，而目前肌內效貼紮 (Kinesio Taping, KT) 在運動場上是十分流行且常見，作為運動傷害的預防及處理，已逐漸取代傳統的運動護具與傳統的白貼。肌內效貼布相較於過去傳統使用的運動貼布，最大特色是此具有彈性及延展性，可允許肢體活動，也可貼在皮膚上多天，促進人體自主修復，不同於中西醫所使用含藥性的藥布，較不會造成皮膚刺激或過敏現象，另外，肌內效貼布可以改善局部區域的血液及淋巴循環 (Kase et al., 2003)。而肌內效貼紮對於有傷病史的運動員更能夠減緩肌肉骨骼傷害後的疼痛感、消腫、促進血液循環、增加關節活動度、增強肌力及提升本體感覺等 (Akbas, Atay, & Yuksel, 2011; Lee, Lee, Jeong, & Lee, 2012)，過往許多文獻指出肌內效貼紮能夠增加健康運動員的肌肉活化程度、促進肌肉反應速度與本體感覺的提升 (Briem et al., 2011; Huang, Hsieh, Lu, & Su, 2011; Vithoulka et al., 2010; Wong, Cheung, & Li, 2012)，但在肌肉力量與關節活動度上是否有效用則仍有爭議性 (Callegari, Cordova, & Dunievitz, 2012; Chang, Chou, Lin, Lin, & Wang, 2010; de. 2.

(8) Almeida Lins, Neto, de Amorim, de Brito Macedo, & Brasileiro, 2012)。多數研究指出疲勞對於傷害是有絕對的相關性，而肌內效貼紮是一種常見的預防傷害或保護傷肢的貼紮法，但過去大多文獻主要研究關於肌內效貼紮的立即性效果，鮮少研究關於肌內效貼紮在疲勞後是否依舊能夠保有功效，因此本研究將在一般大專男性股直肌上使用肌內效貼紮後介入反覆深跳的快速疲勞，並進行急停跳這個需要瞬間減速、穩定並轉變行進方向的動作，藉此了解肌內效貼紮是否依舊具有保護膝關節，降低傷害風險的作用，並且希望將研究所得之結果由有長時間並系統性訓練的甲組運動員，擴展到一般有運動習慣的民眾，提供大眾另一種能夠在疲勞發生後降低運動傷害風險的方法，達到運動真正的健身效果。. 3.

(9) 第二節、研究目的本研究探討股直肌肌內效貼紮後介入快速疲勞對急停跳動作之制動期運動學及動力學等生物力學參數變化情形，預期貼紮介入後能夠降低膝關節在快速疲勞後的傷害風險。利用實驗的方式蒐集 10 名有運動習慣之一般大專男性在肌內效貼紮後介入 90 秒反覆下蹲跳，並進行急停跳動作之運動學及動力學，收集地面反作用力、下肢關節負荷與關節能量吸收度等參數，以了解肌內效貼紮是否能夠在疲勞狀態下保有其支撐效果，達到降低疲勞後的傷害風險。. 4.

(10) 第三節、名詞操作型定義（一）、急停跳動作：受試者自行調整起跑距離，身體保持正直，以能順利起跳的速度向前奔跑，足尖踩至第一測力板之起跳線 (距離著地區 1.5 倍腿長)，向前單足起跳後雙腳腳跟同時分別落於兩塊測力板之著地區，並快速盡全力向上做一垂直跳動作。（二）、急停動作分期：本研究將急停動作區分為制動期與起跳期。 1、制動期 (Braking phase)：指受試者足跟接觸測力板瞬間 (測力板開始接收到反作用力訊號的瞬間) 至受試者身體重心最低位置之期間。. 2、起跳期 (Takeoff phase)：指受試者從重心最低點位置至足尖離開測力板瞬間 (測力板開始沒有接收到反作用力訊號瞬間) 之期間。. 5.

(11) 第四節、研究範圍與限制本實驗研究範圍是針對中華民國健康一般大專男性，且無下肢段手術開刀之病史，並僅以實驗中所使用廠牌之肌內效貼布，動作僅限跨步向前躍出，雙腳同時落地急停，爾後立即盡最大能力進行一垂直跳動作，其間各肢段三度空間之變化情形。本研究為實驗室設計，所以無法提供與比賽場地相似之地板，並且需要在實驗參與者身上黏貼反光球，對於動作之執行或許會與真實比賽情境有些許不同。. 6.

(12) 第貳章、文獻探討. 第一節、下肢肌肉疲勞相關研究運動過程中肌肉容易產生疲勞，而在肌肉疲勞發生之後，肌肉與神經傳導速度的功能會受到一定程度的影響，導致身體姿勢控制能力下降與關節不穩定性的增加，進而造成運動傷害的機率提升。在流行病學的研究中亦指出隨著運動時間的增加，尤其是在比賽的後半段，運動傷害的發生機率也會提升 (Price et al., 2004)，這顯示出運動傷害的造成與肌肉疲勞的程度有相當的關聯性。Bigland-Ritchie & Woods 在1984年利用「在任何力量需要的情境，肌肉最大力量產生的能量減少」這段話來說明何謂肌肉疲勞，學者 Edwards在1981年也指出在運動的情境下神經肌肉的疲勞會使運動表現下降，而在許多文獻中也指出肌肉疲勞確實會導致關節穩定度的下降 (Carpenter, Blasier, & Pellizzon, 1998; Forestier, Teasdale, & Nougier, 2002; Johnston 3rd, Howard, Cawley, & Losse, 1998; Yaggie & McGregor, 2002)，改變生物力學和神經肌肉因子，並且和肌肉關節傷害的機率有顯著的相關 (Christina, White, & Gilchrist, 2001; Rozzi, Lephart, & Fu, 1999)，這種種的顯示出肌肉疲勞在運動的情境之中確實是造成運動傷害之一。過去研究中指出在股直肌疲勞之後，受試者進行最大跳躍動作時會顯著的降低最大角速度、最大關節淨動量及膝關節周圍的力量，並且造成動作型態的改變，同時更顯示出在疲勞的狀態之下，選手會更容易學習到錯誤並沒有效率的跳躍模式 (Rodacki et al., 2002)。此外更有研究發現在連續跳躍中在經歷 12-18次跳躍之後，收縮時間增加、離地時關節角度增加、達到膝關節最大角速度時間增加約 26%及平均地面反作用力增加 (Viitasalo et al., 1993)，由上述結果可以得知在疲勞發生之後跳躍的效率降低，並且影響到姿勢的改變。正確姿勢的改變，當身體開始採用不正確的姿勢來緩衝或施力時，對於正常的關節肌肉來說，負荷量相對的也會隨之升高，而地面反作用力可以作為肌肉骨骼系統在疲勞後負載程度的指標，因為著地時地面反作用力若增加，同時也會使著地的勁. 7.

(13) 度產生改變 (Padua et al., 2006)，著地的勁度增加，下肢傷害的風險也會隨之升高，因此由此也可以推斷疲勞的程度，會改變運動的型態與肌肉關節的負荷量，並提升傷害造成的機率。另一方面則是對於肌肉反應時間的影響，Sheerer與Berger在 1972年的研究中指出，即使最大肌肉力量僅下降15%也會影響並增長肌肉的反應時間；而其他文獻中也發現股直肌與腿後肌群疲勞對膝關節的影響，發現在肌肉疲勞之後脛骨前移量平均增加了 32.5%，且肌肉反應時間也明顯變慢 (Wojtys, Wylie, & Huston, 1996)，由以上的文獻可以瞭解到肌肉的疲勞對於身體的影響，不單單只是在動作型態上的改變，而在肌肉反應的時間上更是會造成顯著的差異，當肌肉反應的時間增長，當關節需要藉由雞肉的收縮來保護及緩衝時，即使是 0.1秒的差距，來不及對膝關節做有效的防護措施，都有可能會造成關節的不穩定性，進而造成運動傷害。本實驗所採用之疲勞介入法是來自於王信民研究者在 2005年研究 18位高中籃球員在不同方式跳躍之下對膝關節不同角度本體感覺之影響，而研究者採用兩種不同的跳躍方式：直膝與屈膝跳，並利用等速測力器以角速度 60度/秒與 180度/秒測量跳躍錢後股直肌肌力，研究結果發現在經過 90秒的屈膝跳 (速率為 60次/分) 之後，股直肌作功下降 48%與 44%，並且在膝關節屈曲角度 30、 45及 60度的關節主動復位測試上，皆達到顯著差異，顯示在屈膝跳躍介入之後確實可以使股直肌降低作功的比率與降低膝關節知本體感覺的作用，藉此可以判定屈膝跳確實可以使股直肌達到疲勞的效果。根據以上文獻，我們可以瞭解到當神經肌肉呈現疲勞的狀態時，會使運動的型態改變、延緩肌肉反應的時間即使動作變的較無效率，並且在著地的階段會使膝關節的屈曲角度增加、脛骨的位移量增加與著地時地面反作用力增加等影響，而也因為上述之原因，當神經肌肉疲勞時，確實會使運動傷害的機率上升，而如何在疲勞的狀況之下，降低運動傷害的風險，就是本研究探討的主要目的。. 8.

(14) 第二節、下肢疲勞對急停跳動作相關研究急停跳是各種運動中常見的動作，籃球的急停跳投、排球與羽球的墊步扣殺及橄欖球的抄截等，各式各樣的運動中，都會發現它的存在。急停跳這個動作，是一種突然改變運動行徑軌跡的動作，這對於膝關節會造成脛骨突然迅速的向前移動，此時如果韌帶與肌群沒有很好的協同作用，是十分容易會造成前十字韌帶的損傷，而這類型的傷害則被歸類在非接觸性的傷害。主要影響在急停動作中，是否對膝關節會造成較大的負荷，不外乎腿部肌群的協同作用、著地策略與肌肉關節反應速度。疲勞對於運動向來都是傷害的一大因素，尤其是對專業的運動員來說，比賽就要力拼至最後一刻，而在這種時候，傷害就越容易造成，故疲勞成為容易造成傷害的重要因素之一，疲勞可能會改變動作的型態，也可能會增加著地時的地面反作用力。另一方面，著地時膝關節的屈曲角度越小可能會導致較高的地面反作用力 (Dai et al., 2014)，同時由於身體較為僵硬，反而對於身體穩定度的維持較差，因此增加了內旋角度的峰值，而膝關節內旋是增加膝關節負荷的因素之一 (Chappell et al., 2005)。過去文獻中談論到，在急停跳動作測試是可以藉由神經肌肉訓練來降低其傷害風險 (Alentorn-Geli et al., 2009; Chappell & Limpisvasti, 2008)。在 2005 年學者研究結合折返跑與反覆跳躍的疲勞方式介入三種方向急停跳動作的影響，結果發現不論男女，在經過疲勞介入後，跳躍高度約下降 5 公分、近端脛骨向前剪力約增加 21%及在近端脛骨向前剪力峰值時的膝關節屈曲角度約下降 14% (Chappell et al., 2005)；而在過去研究中也發現，疲勞後進行單腳的急停跳動作，不論男性或女性皆會增加膝關節外翻角度與降低著地瞬間的屈曲角度 (Benjaminse et al., 2008)；另外也有學者研究快速疲勞與慢速衰竭性疲勞對急停跳動作之影響，發現兩種疲勞介入後皆會降低接觸地面及垂直分力峰值瞬間髖關節屈曲角度與前後分力峰值瞬間膝關節屈曲角度，而在快速疲勞部分更會增加膝關節在接觸地面瞬間的內收力矩，證實在疲勞後的下肢段肌群，會增加前十字韌帶的負荷量，增加受到傷害的機率，而快速疲勞會比慢速疲勞的風險更高 (Quammen et al., 2012)，然而當今高強度的競賽皆為折返跑式的比賽(籃球、 9.

(15) 足球及橄欖球等)，更顯得疲勞對於造成傷害之間的強烈關係穿戴護具是否對於保護關節有影響，是過去很多文獻在進行討論的，而有學者研究膝關節護具介入急停垂直跳動作之生物力學參數的影響，結果發現在運動學上，穿戴約束性膝關節護具會增加著地期膝關節的屈曲角度，同時在水平分力峰值的時候穿戴約束性護具的膝關節屈曲角度也大於未穿戴與穿戴無約束性護具的這兩組；而在動力學上，穿戴約束性護具著地的水平分力峰值也小於其他兩組 (Lin, Liu, Garrett, & Yu, 2008)。這顯示穿戴約束性膝關節護具是可以有效的降低前十字韌帶受傷的機率。此外在疲勞後進行急停跳動作相關研究，有學者指出在疲勞後進行單腳急停跳動作在接觸地面瞬間會有較小的膝關節外翻與屈曲角度 (Benjaminse et al., 2008)，Chappell 等學者在 2005 年研究下肢疲勞後對雙腳急停跳的影響，發現不管是男女性在膝關節剪力部分都會增加，同時增加膝關節外翻力矩與減少屈曲角度，這都顯示疲勞是一項可能造成傷害的重要因素。綜合上述急停文獻，可以知道在急停跳動作中要降低受傷的機率，有幾個要點：降低水平方向的力量、增加膝關節著地期的緩衝角度、增進髖關節的反應能力、股直肌反應速度與良好的腿部肌群協同作用，而在疲勞的影響當中，要如何維持正確的著地姿勢與增加腿部肌群的協同作用速度就成為預防傷害的重要課題。. 10.

(16) 第三節、肌內效貼紮相關研究肌內效貼布是近年來新興的一種不含藥效的貼布，是 Kenzo Kase 博士在1980年所設計的，它具有140%的伸縮彈性，並且兼備透氣、防水快乾、黏著力強且持久及不易過敏等特性。而利用這種黏著性強且伸縮彈性好的特性，當它使用在皮膚上時，可以產生局部的皺褶，增加肌肉與皮膚的空間，藉此來達到局部的血液及淋巴循環增強的效果，而達到止痛、消炎等功效，以及協助活化受傷的肌肉組織，或使其肌肉達到放鬆的目的，而在運動場上主要有四種功能：保護並支持肌肉、改善關節活動度、減輕疼痛、本體感覺的提升。過去研究利用等速肌力測量儀器，測量肌內效貼紮介入膝關節，發現股四頭肌在貼紮後總作功量增加3.1%及最大肌力也提升5.7%；本體感覺在膝屈曲30度位置，從未貼紮的4.03°下降到2.50°；然而在肌肉疲勞指數上卻沒有顯著差異 (游麗君，2005)。顯示出肌內效貼紮確實可以提升肌肉力量、肌肉耐力與本體感覺能力。這樣的結果跟 Nosaka (2000) 研究肌內效貼紮在延遲性肌肉痠痛造成肌力下降的影響，有相同的發現。臨床上肌內效貼紮更被拿來治療肌肉無力的情況，Murray (2000) 對前十字韌帶重建的傷患進行肌內效貼紮，發現股四頭肌的肌肉力量明顯提升，再測量其肌電表現，發現活化程度是貼紮前的150%，顯示出肌內效貼紮對於肌肉力量提升的效果。也有研究者將肌內效貼布運用在髕腱疼痛的患者身上，發現肌內效貼紮與傳統貼紮一樣有降低疼痛的功效(Crossley, Bennell, Green, & McConnell, 2001)。除了臨床上，許多研究也將健康大眾作為實驗參與者，而在此也呈現正反兩面的研究結果，有學者研究肌內效貼紮介入股四頭肌後進行三次直膝跳躍 (hop)，發現在肌電訊號的表現上並無差異 (de Almeida Lins et al.)，另外有學者研究肌內效貼紮於踝關節對於星狀平衡測試 (Star Excursion Balance Test) 的影響，也發現在肌電訊號尚無差異，同時對於平衡表現也無效果 (Briem et al., 2011)；然而在2012年研究肌內效貼紮於股直肌對於等速肌力 (60、120及180/s) 的影響，發現在最大力矩與總作功量並無差異，但卻能夠使肌肉所短達到最大力矩的時間 (Wong et al., 2012)；更有研究介入前臂的肌內效貼 11.

(17) 紮，一樣發現在最大肌力並無差異，但在三次肌力測試中，三次最大肌力的誤差肌內效貼紮介入後縮小 (Chang et al., 2010)；此外在Huang等研究者2011年的研究中，發現當肌內效介入腓腸肌，進行垂直跳動作時，腓腸肌的肌電振幅確實增加，同時也產生了較大的地面反作用力；Vithoulka等學者研究非運動員健康女性在介入股四頭肌肌內效貼紮後之肌力表現，發現在向心收縮上並無差異，但在離心收縮上肌內效貼紮明顯優於無貼紮，而離心收縮也正是在急停跳動作中緩衝期股直肌所最需要作用的一環，同時有文獻指出在介入肌內效貼紮對急停動作確實能降低急停動作做產生的地面反作用力、增加膝關節屈曲角度及降低股直肌在緩衝過程中的肌電訊號，指出肌內效貼紮確實能夠幫助肌肉支撐，使其利用較小的活化程度便能完成動作，同時改善可能的傷害機轉 (張博涵、翁梓林、林羿君，2013)。因此根據以上的文獻，本研究希望藉由肌內效貼紮的介入來增加肌肉力量與肌肉的反應速度，並驗證是否能在疲勞的狀態之下降低其急停跳動作所容易造成的傷害，即是本實驗的研究目的。. 12.

(18) 第四節、文獻總結綜合以上四節文獻，急停跳動作主要需依靠下肢段各關節肌群共同作用來完成，而疲勞對於運動向來都是傷害的一大因素，由於肌力下降造成身體不穩定與本體感覺的下降等，此時更有機會造成傷害，再者，急停跳是需要瞬間的減速與改變方向的動作，其中在整個動作過程中膝關節非常重要，會使膝關節產生較大的負荷，因此本研究希望藉由肌內效貼布特性，幫助股直肌收縮、增加其反應速度與協助支撐關節，以達到降低膝關節損傷。. 13.

(19) 第叁章、研究方法. 本研究受試對象以 10 名有運動習慣之一般健康大專男性為受試者，收集在有無股直肌肌內效貼紮介入後進行下肢段快速疲勞對急停跳動作之運動學及動力學的影響，以了解下肢關節負荷及影響動作之主要因素，故以下將研究方法列述之：本研究之研究方法分為七個部分，依序為：一、研究對象；二、實驗時間與地點；三、實驗儀器與設備；四、實驗流程與說明；五、資料收集與處理；，依序說明如下：. 第一節、研究對象本研究受試對象以 10 名有運動習慣之一般健康大專男性為受試者 (每週運動 3 次以上，每次一小時以上)，無開刀病史且半年內無下肢傷害之問題(表一)。每位受試者均將簽署受試者同意書，同意接受實驗之要求。. 表一、一般大專男性基本資料身高 (cm) 176.95±5.07. 體重 (kg) 69.55±5.85. 年齡 (yrs). 從事專長時間 (hrs). 21.70±1.55. 5.50±2.01. 第二節、實驗時間與地點本研究為兩次性實驗，實驗日期配合受試者的時間進行實驗，兩次實驗間隔一週以上防止疲勞影響，每次實驗所需時間約為 90 至 120 分鐘。實驗地點：國立台灣師範大學公館校區體育館運動生物力學實驗室。. 14.

(20) 第三節、實驗儀器與設備 (一)、運動學-影像擷取設備： 1、 Vicon 動作分析量測系統 (Vicon MX13+, Germantown, Oxford, UK, 250Hz)：十部 Vicon 紅外線攝影機及 Vicon 主機。 2、 Vicon Nexus 1.85 版影像擷取軟體. 3、 Vicon Calibration Kit 校正器：3-marker Wand 校正棒 (390mm) 與 ErgoCal L-Frame 校正架(14mm)，如圖 1、2 所示。. 圖 1、3-marker Wand 校正棒. 圖 2、ErgoCal L-Frame 校正架. 4、反光球 (直徑約 14 公釐)。 5、 Visual3DTM 動作分析軟體 (C-Motion Inc., Germantown, MD, USA)。 (二)、動力學-地面反用力擷取設備： 1 、 Kistler 測力板二台 (Kistler 9281: 60 × 40 cm2, Kistler 9287: 90 × 60 cm2; Kistler Instrumente AG,Winterthur, Switzerland, 1500Hz)。 2、放大器二台 (Kistler 9865; Kistler Instrumente AG, Winterthur, Switzerland)。 3、 A/D 類比-數位訊號轉換器。. 15.

(21) Vicon 紅外線攝影機 1.5 倍腿長 Kistler 測力板跑步方向起跳線. 著地目標. z. o. 放大器. y x. 外接裝置. 電腦. 圖 3、實驗場地示意圖. 第四節、實驗流程與說明首先架設實驗器材並對攝影機與測力板進行校正，接著請受試者填寫基本資料 (附件一) 及「受試者知情同意書」 (附件二) 並告知受試者整個實驗流程及注意事項，要求受試者身著黑色緊身衣褲並穿著球鞋。更衣完成後於受試者進行身體肢段長度測量並於受試者關節位置黏貼反光球，其黏貼位置為：頭部 (顱骨太陽穴上方之左右兩側及在同一水平面之顱骨後方兩側)，軀幹 (頸椎第七節、胸椎第七節、鎖骨、劍突及右後背任一點)，手臂 (肩峰鎖骨關節、肘關節內外側髁、上臂及前臂中央處、腕關節內外側、第二掌骨頭近端)，骨盆 (前上髂棘與後上髂棘)，腿部 (大粗隆、大腿與小腿外側中央處、膝關節內外側髁、踝關節內外側髁)，足部 (第一蹠骨頭內側、第二蹠骨頭近端、第五蹠骨頭外側和足跟)。反光球黏貼完成後為避免運動傷害，實驗前先讓受試者以跑步機 (6 km/hr) 熱身 5 16.

(22) 分鐘，完成後進行靜態站立資料收集：受測者雙腳站立於測力板上，面向前方，雙臂微微張開，掌面朝前，擺成解剖姿勢 (Anatomic Position)。接著進行兩次動態資料收集：受試者以能順利進行急停跳之距離向前奔跑利用單腳起跳並雙腳同時著地急停緩衝，隨即進行快速最大力量之垂直跳。完成急停跳動作測試，採用平衡次序法則進行股直肌內效貼紮(本實驗為兩次性實驗，一次有介入肌內效貼紮，一次則無)，貼紮完成後休息 30 分鐘以習慣貼紮，並以跑步機熱身 5 分鐘 (6 km/hr) 後進行五次急停跳測試，接著介入 90 秒的下蹲跳 (1 time/s) 快速下肢疲勞，之後休息 30 秒，立即進行兩次急停跳測試 (每次測試前進行 5 次下蹲跳以確保疲勞效果)。實驗流程如下圖所示：. 17.

(23) 解說實驗流程並簽訂受試者同意書. 無貼紮. 黏貼反光球及肢段參數之丈量. 貼紮. 進行肌內效股直肌貼紮. 在跑步機上以 6 km/hr 速率進行 5 分鐘熱身. 休息 30 分鐘. ）. 在跑步機上以 6 km/hr 速率進行 5 分鐘熱身進行 5 次急停跳測試. ）. 進行 5 次急停跳測試. 進行 90 秒下蹲跳 (每秒 1 次) 疲勞介入. 休息 30 秒後進行 5 次急停跳測試 (每次測試前先進行 5 次下蹲跳). 檔案篩檢、資料處理及統計分析. 圖 4、實驗流程圖. 18.

(24) 肌內效貼紮流程：本研究貼紮皆由同一位具有合格運動傷害防護員證書且具有帶隊一年以上經驗之傷防員進行貼紮處理，首先在股直肌伸展的狀況下，利用肌內效貼布由起點 (髂前下棘) 至終點 (脛骨粗隆) 以原始長度的 120%為張力，進行兩道 I 字型貼紮，將股直肌覆蓋 (圖 5)。. 圖 5、股直肌肌內效貼紮示意圖下肢段快速疲勞過程： 90 秒下蹲跳，頻率為每秒鐘一下，並要求受試者下蹲時膝關節約為 90 度，若在後期連續五次無法跟上節拍則停止並進行後續流程 (王信民，2005)。. 第五節、資料收集與處理 (一)、運動學參數 1、本實驗所使用之紅外線攝影機擷取頻率為 250 Hz，所得三維反光球軌跡資料先利用 Vicon Nexus 軟體進行命名，再將資料匯出 C3D 檔案。 2、將檔案匯入 Visual3D 軟體，利用解剖動作靜態檔案及人體肢段參數 (Dempster, 1955) 建立人體模型，再套用至動態檔案中。動態檔案資料會先利用 zero-lag Butterworth 4th 10 Hz 低通濾波 (low-pass filter) 去除反光球軌跡之雜訊，再進行運動學參數運算。 3 、實驗室空間座標系統 (global coordinate systems, GCS) 及肢段空間座標系統 (segment coordinate systems, SCS) 定義：本研究實驗室空間座標系統如圖 6 所示，依跑者前進方向定義為 x 軸，左右方向 19.

(25) 為 y 軸，垂直方向為 z 軸。肢段空間座標則是依照各肢段上的反光球定義出該肢段的三維座標軸，其下肢座標系統定義如下：受試者骨盆座標系由三個單位向量組成 ( , , )。從左 ASIS 指向右 ASIS 的單位向量 ( ) 定義為 x 軸；從兩 ASIS 中點指向 sacrum 的單位向量 ( ) 定義為 y 軸；. 與. 求外積所得之單位向量 ( ) 定義為 z. 軸，如圖 6 所示。大腿座標系由三個單位向量組成 ( , , )。從膝關節中心指向髖關節中心的單位向量 ( ) 定義為 z 軸；從膝關節中心指向大腿外側的向量與求外積所得單位向量 ( ) 定義為 x 軸；. 與. 夾求外積所得之單位向量 ( ) 定義為 y 軸。小腿座. 標系由三個單位向量組成 ( , , )。從踝關節中心指向膝關節中心的單位向量 ( ) 定義為 z 軸；從踝關節中心指向小腿外側的向量與求外積所得單位向量 ( ) 定義為 x 軸；與求外積所得之單位向量 ( ) 定義為 y 軸。足部座標系由三個單位向量組成 ( , , )，先建立由內、外踝垂直於地面之虛擬點，從虛擬之踝關節中心指向踝關節外側的單位向量 ( ) 定義為 x 軸；從踝關節中心指向第二蹠骨頭之單位向量 ( ) 乃定義為 y 軸；與. 求外積所得之單位向量 ( ) 定義為 z 軸。. 圖 6、骨盆座標系示意圖 1、關節轉軸定義：本研究關節轉軸定義是以人體解剖動作來決定轉軸方向，髖、膝關節沿 x 軸轉動之動作定義為屈曲 (flexion) 、伸張 (extension) ； y 軸轉動之動作定義為內收 (adduction/varus)、外展 (abduction/valgus)；沿 z 軸轉動之動作定義為內旋 (internal rotation)、外旋 (external rotation)。踝關節沿 x 軸轉動之動作定義為屈曲 (flexion)、伸張 (extension)；y 軸轉動之動作定義為內翻 (inversion)、外翻 (eversion)；沿 z 軸轉動. 20.

(26) 之動作定義為內旋 (internal rotation)、外旋 (external rotation)。 2、關節角度、角速度計算方法：遠端肢段三維座標軸相對於近端肢段三維座標軸的旋轉則以 Cardan sequence 計算 (旋轉順序為繞額狀軸 x－繞矢狀軸 y－繞縱軸 z)，計算出關節的角度變化，並以右手定則決定旋轉正負方向；角加速度為角速度對時間之微分，但角速度的計算不可從各方向旋轉角度直接微分求得。 (二)、動力學參數 1、本實驗測力板擷取頻率為 1500 Hz，將動作過程所擷取之訊號，透過放大器，連接至多功能訊號接收盒，再由訊號接收盒連接 A/D 轉換卡將類比訊號轉換為數位訊號後輸入至電腦，以完成地面反作用力之原始資料擷取。 2、地面反作用資料與運動學資料透過 Vicon Nexus 軟體匯出成 C3D 檔案，再匯入 Visual3D 軟體以 zero-lag Butterworth 4th 60 Hz 低通濾波方法進行平滑處理。 3、. 關節力矩計算方法：本研究關節力矩是利用逆動力學方法進行運算，其方法為結合人體各肢段質量、轉. 動慣量和肢段質心位置之人體肢段參數、運動學參數、地面反作用力及壓力中心位置，配合動力學逆過程原理：(1)、合外力等於肢段質量與肢段中心加速度的乘積；(2)、合力矩等於肢段近端的轉動慣量與其關節的絕對角加速度乘積，以獲得各關節之肌肉淨力矩。在 Visual3D 軟體中，近端關節反作用力是在實驗室座標系中進行計算。在人體模型中會先確認每一肢段所連接的遠端肢段 (如：骨盆的遠端肢段為大腿，小腿和足部)，再利用迭代公式計算近端關節的力量，其公式允許任何外力作用於肢段上： 𝑞. 𝑛. 𝐹𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 = ∑ 𝑚𝑖 (𝑎𝑖 + 𝑔) + ∑ 𝐹𝑞 𝑖=1. 𝑗=1. 其中，mi 為肢段質量，ai 為肢段加速度，n為遠端所鏈結的肢段數量，q為外力的數量，Fq 為外力給予的力量；肢段近端的偶合 (力矩) 是在肢段空間座標系中進行計算：. 21.

(27) ′. ′. ′. ′. 𝐶𝑖 = 𝐼𝑖 𝛼𝑖 + 𝜔𝑖 × (𝐼𝑖 𝜔𝑖 ) 利用反光球三維座標數據計算出的轉換矩陣 (transformation matrix) 將慣性力矩從肢段座標系 (SCS) 轉換到實驗室座標系 (GCS) 中： ′. 𝐶𝑖 = 𝑇𝑆𝐶𝑆𝑡𝑜𝐺𝐶𝑆 𝐶𝑖 因此，作用在關節上之偶合力矩為： ′. Mi = Ci + Ci−1 + ri × Fi + ri × Fi−1 由於慣性力和施加在關節的力矩，將力量展開後得到近端力矩為： 𝑞. 𝑛. 𝑝. 𝑀𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑙 = ∑(𝐶𝑖 + 𝑅𝑖 × 𝐴𝑖 ) + ∑(𝑃𝑗 × 𝐹𝑞 ) + ∑ 𝜏𝑘 𝑖=1. 𝑗=1. 𝑘=1. 𝐴𝑖 = 𝑚𝑖 (𝑎𝑖 + 𝑔) ′. 𝑅𝑖 = 𝑟𝑖 + 𝑟𝑖 + 𝑟𝑖−1 其中，p為外力矩之數量，Pj 為外力作用至近端關節之向量，R i 為各個遠段肢段重心到近端關節的距離。 (三)、統計方法本研究選取資料方式為以先觸地之腳跟為主，並將五筆動態資料篩選出兩筆進行運動學及動力學分析處理，使用統計軟體 SPSS 23.0 版，以重複量數二因子變異數分析 (二因子為有無貼紮及有無疲勞) 比較在制動期與起跳期動作 (關節角度、角速度)、地面反作用力、50 ms被動衝量、關節力矩及與關節受力情形之差異，統計顯著水準定為 α＝.05。. 22.

(28) 第肆章、結果. 本研究探討一般大專男性在有無肌內效貼紮的狀況下進行 90 秒反覆下蹲跳的疲勞介入對急停跳動作之下肢段各關節角度、力矩及能量和地面反作用力、衝量與負荷率等參數，其中結果呈現如下。. 第一節、下肢段各關節運動學參數研究發現(表二)男性進行急停跳動作過程中觸地瞬間膝關節屈曲角度及內旋角度 (F(1,10)=5.712, p<.05, η2=.364, power=.579, F(1,10)=7.018, p<.05,η2=.412, power=.666)、屈曲角度峰值 (F(1,10)=6.023, p<.05,η2=.376, power=.601) 及屈曲角度 ROM (F(1,10)=10.467, p<.05,η2=.511, power=.830) 在疲勞前後達到顯著差異，其餘膝關節角度變化皆未達顯著差異 (p>.05)。. 23.

(29) 表二、制動期膝關節變化摘要表無貼紮. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 屈曲 b. 32.15±7.92. 31.04±8.75. 34.94±6.81. 33.48±6.54. 外翻. 5.70±4.01. 4.73±3.23. 3.03±4.67. 3.41±5.50. 內旋 b. 6.35±4.63. 3.83±4.38. 7.73±6.89. 5.94±7.32. 觸地角度 (deg). 角度峰值 (deg) 屈曲 b. 98.61±13.98. 外翻. 21.90±10.58. 20.86±9.04. 18.34±8.45. 17.47±8.39. 內旋. 34.81±16.05. 37.12±23.79. 29.34±8.01. 31.45±11.35. 屈曲 b. 67.61±10.64. 73.99±10.98. 66.75±10.60. 71.05±11.02. 外翻. 17.13±7.31. 18.04±6.03. 16.73±5.66. 15.92±3.91. 內旋. 26.85±15.12. 31.68±23.70. 20.56±9.45. 24.17±11.47. 105.07±19.25 100.94±10.23. 104.01±14.68. 關節活動度(deg). b. 疲勞前後達到顯著差異. 24.

(30) 如表三所示，髖、踝關節角度變化僅髖關節屈曲角度峰值在疲勞前後達到顯著差異 (F(1,10)=13.828, p<.05,η2=.580, power=.917)，其餘無論在疲勞前後與貼紮與否皆未達顯著差異 (p>.05)。表三、制動期髖、踝關節變化摘要表無貼紮. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 髖關節屈曲. 53.35±7.89. 50.73±9.50. 49.58±10.13. 50.46±8.84. 髖關節外展. 10.19±2.80. 10.58±2.83. 11.03±6.14. 10.95±5.11. 髖關節外旋. 17.51±6.00. 16.06±4.65. 9.80±9.47. 9.94±9.40. 踝關節蹠曲. 15.70±5.07. 17.55±5.62. 15.71±5.95. 17.23±6.61. 踝關節內翻. 3.83±6.31. 4.30±6.83. 2.24±5.46. 2.25±6.59. 踝關節外旋. 3.17±9.59. 2.88±9.87. 10.74±9.37. 9.41±8.87. 髖關節屈曲 b. 73.04±10.37. 77.10±13.03. 72.95±9.67. 75.47±8.81. 踝關節蹠曲. 24.74±4.53. 25.43±6.10. 27.91±3.69. 27.14±3.20. 踝關節外翻. 14.05±7.03. 17.17±6.73. 14.52±7.49. 15.79±8.90. 踝關節外旋. 28.18±9.93. 26.19±9.23. 28.75±4.69. 29.50±6.17. 髖關節屈曲. 20.59±9.89. 23.04±11.78. 23.67±8.91. 25.59±8.50. 踝關節蹠曲. 29.55±7.08. 33.19±10.55. 31.32±6.43. 31.98±8.18. 踝關節外翻. 25.18±7.93. 28.81±7.87. 25.28±5.91. 26.07±5.94. 踝關節外旋. 33.99±24.58. 34.93±32.13. 22.84±10.68. 25.47±10.65. 觸地角度 (deg). 角度峰值 (deg). 關節活動 (deg). b. 疲勞前後達到顯著差異. 25.

(31) 在關節角速度部分，下肢各關節在疲勞前後與貼紮與否皆未達顯著差異 (p>.05)。表四、制動期下肢關節角速度變化摘要表無貼紮. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 122.77. 121.53. 135.97. 142.33. ±73.40. ±48.73. ±85.35. ±75.07. 275.44. 275.22. 282.86. 286.00. ±94.91. ±136.57. ±99.91. ±118.78. 380.58. 390.37. 383.14. 361.45. ±108.93. ±77.99. ±107.24. ±91.18. 757.32. 704.06. 739.50. 733.29. ±178.43. ±161.52. ±222.95. ±276.02. 髖關節屈曲. .093±.128. .050±.058. .093±.117. .049±.047. 膝關節屈曲. .040±.015. .044±.012. .047±.032. .051±.031. 觸地瞬間角速度 (deg/s) 髖關節屈曲. 膝關節屈曲角速度峰值 (deg/s) 髖關節屈曲. 膝關節屈曲角速度峰值時間 (s). 26.

(32) 跳躍高度部分在疲勞前後達到交互作用 (F(1,10)=30.316, p<.05,η2=.752, power=.998, A>B, C>D, A>C, D>B)，比較單純主要效果，不論貼紮與否疲勞後跳躍高度皆下降，但在疲勞後的跳躍高度發現，貼紮後跳躍高度大於無貼紮。制動期、起跳期及總時間皆在疲勞前後達到顯著差異(F(1,10)=25.935, p<.05,η2=.722, power=.995), (F(1,10)=26.160, p<.05,η2=.723, power=.996), (F(1,10)=32.358, p<.05,η2=.764, power=.999)。表五、急停跳動作分期時間與高度摘要表無貼紮. b. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 制動期 (s)b. .193±.035. .224±.037. .207±.044. .218±.046. 起跳期 (s)b. .206±.050. .252±.068. .227±.045. .257±.058. 總時間 (s)b. .398±.083. .475±.102. .434±.084. .475±.095. 跳躍高度 (m)*. .473±.110. .364±.087. .451±.109. .388±.101. 疲勞前後達到顯著差異. *. 達交互作用. 27.

(33) 第二節、下肢段各關節動力學參數如表六，垂直分力峰值在有無貼紮達到顯著差異 (F(1,10)=5.714, p<.05,η 2=.364, power=.579)，前後分力及衝量部分皆未達顯著 (p>.05)。表六、制動期地面反作用力峰值、時間與衝量摘要表無貼紮. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 前後峰值 (B.W.). 0.83±0.24. 0.91±0.33. 0.81±0.18. 0.74±0.15. 垂直峰值 (B.W.)a. 2.10±0.42. 2.33±0.46. 1.96±0.43. 2.05±0.47. 前後峰值時間 (s). 0.050±0.012. 0.042±0.017. 0.051±0.018. 0.063±0.015. 垂直峰值時間 (s). 0.020±0.005. 0.019±0.004. 0.022±0.005. 0.022±0.006. 0.022±0.006. 0.022±0.009. 0.022±0.004. 0.018±0.005. 0.060±0.014. 0.062±0.017. 0.055±0.012. 0.054±0.012. 0.087±0.020. 0.088±0.016. 0.091±0.016. 0.090±0.015. 0.230±0.042. 0.252±0.022. 0.236±0.042. 0.246±0.042. 50 毫秒內前後衝量 (B.W. - s) 50 毫秒內垂直衝量 (B.W. - s) 制動期前後衝量 (B.W. - s) 制動期垂直衝量 (B.W. - s) a. 有無貼紮達到顯著差異. 28.

(34) 在力矩部分，髖關節在有無貼紮伸展力矩達到顯著差異 (F(1,10)=7.458, p<.05,η 2. =.427, power=.693)，髖、踝關節則未達顯著差異 (p>.05)，而膝關節向前剪力部分則達. 到交互作用 (F(1,15)=6.714, p<.05,η2=.402, power=.647, B>A, B>D)，經比較其單純主要效果後，有貼紮皆小於無貼紮，且無貼紮時疲勞後顯著大於疲勞前。表七、制動期下肢關節矢狀面力矩及剪力峰值摘要表無貼紮. 肌內效貼紮. 疲勞前 (A). 疲勞後 (B). 疲勞前 (C). 疲勞後 (D). 4.73±1.65. 5.06±1.44. 3.77±1.40. 4.09±1.46. 3.67±1.29. 3.58±1.59. 3.35±1.04. 3.20±0.87. 2.89±0.63. 2.61±0.35. 2.67±0.53. 2.53±0.56. 11.99±5.67. 14.60±6.74. 11.13±4.36. 11.62±4.24. 髖關節伸展力矩 (N-s/kg)a 膝關節伸展力矩 (N-s/kg) 踝關節蹠曲力矩 (N-s/kg) 膝關節向前剪力 (N/kg) a. *. 有無貼紮達到顯著差異. *. 達交互作用. 29.

(35) 第三節、疲勞效果本實驗藉由十等地柏格自覺吃力度量表 (Borg Rating of Perceived Exertion, 附件三)，判斷在疲勞前、疲勞過程 30 秒、60 秒及結束後之自覺分數，結果如表八所示。表八、十等地柏格自覺吃力度量摘要表疲勞前 0 分：5 人. 30 秒. 60 秒. 4 分：4 人. 疲勞後. 6 分：3 人 9 分：1 人. 無貼紮. 1 分：4 人. 5 分：3 人. 8 分：4 人 10 分：9 人. 2 分：1 人. 6 分：3 人. 9 分：3 人. 4 分：5 人. 7 分：3 人. 5 分：2 人. 8 分：5 人. 0 分：6 人肌內效貼紮. 9 分：1 人. 1 分：4 人. 10 分：9 人 6 分：3 人. 30. 9 分：2 人.

(36) 第伍章、討論. 第一節、肌內效貼紮對急停跳動作之影響對於一般大專男性，當貼紮介入後，不論疲勞與否皆降低了垂直地面反作用力峰值 (圖 7)，從過往文獻中著地制動期髖關節動作對於膝關節負荷與垂直地面反作用力的吸收有很大的功用 (Chappell et al., 2007; Yu et al., 2006)，此外，尤須垂直地面反作用力的降低，也減少了髖關節伸展的力矩，進而降低膝關節在疲勞介入後的向前的剪力，從疲勞前的 11.82 (N/kg) 降低至 11.06 (N/kg)，疲勞後貼紮效果依在，由 13.96 (N/kg) 下降到 11.22 (N/kg)，這表示當進行股直肌肌內效後，確實能降低膝關節之負荷。雖然在運動學上有、無貼紮大多並未達到顯著的差異，但在動力學上確實是能降低膝關節受傷之風險，同時對於運動表現方面，一般大專男性在疲勞後有無貼紮的高度是有差異的，顯示肌內效貼紮是能夠協助完成急停跳動作的。而肌內效貼紮對於運動表現的增進，本研究將跳躍高度當成是一個指標，在疲勞前的跳躍高度有無貼紮皆未達統計上的顯著水準，這跟過去研究結果確實相符 (Callegari et al., 2012; Chang et al., 2010)，肌內效貼紮確實不能立即性的增強肌肉力量，藉此達到增進運動表現的效果，但由上述結果討論中我們也可以發現，肌內效貼紮確實能夠協助肌肉支撐並保護關節，這樣的發現也跟過去多篇研究中結果相似 (Davidson, 2016; Yeung & Yeung, 2016; Yeung, Yeung, Sakunkaruna, Mingsoongnern, Hung, Fan, & Iao, 2015)。. 31.

(37) 圖 7、急停跳動作之垂直分力變化圖. 32.

(38) 第二節、下肢疲勞對於急停跳動作之影響運動中疲勞容易使人受傷，動作型態可能會改變，更會增加著地時的地面反作用力，從本研究中也可以發現在完成 90 秒的反覆下蹲跳後，在十等地柏格自覺吃力度量表皆達到 9 分以上，在制動期著地瞬間有較小的膝關節屈曲角度，代表身體呈現較為僵硬的狀態；另外，有較小的外翻角度，這顯示疲勞後，肌肉較為緊繃，在制動期前下肢肌群花了更多力量去維持身體的姿勢，由於身體較為僵硬，在角度峰值上，增加了內旋角度的峰值，反而對於身體穩定度的維持較差，而膝關節內旋會增加膝關節的負荷 (Chappell et al., 2005)，此外，在無貼紮時，疲勞後膝關節向前剪力確實有顯著的增加，顯示出疲勞對膝關節負荷的增加，而在肌內效貼紮介入後，膝關節向前的剪力在疲勞後卻沒有顯著的上升，顯示出肌內效貼布確實能夠有效的支撐與保護關節，藉此降低地面反作用力與膝關節的負荷。. 33.

(39) 第陸章、結論與建議. 疲勞介入後進行急停跳動作，在運動學上減少膝關節著地瞬間的角度及增加膝關節內旋角度峰值，身體呈現一個較僵硬且不穩定的狀況，在無貼紮情形下更使動作模式改變，增加了地面反作用力及膝關節向前之剪力，而當股直肌肌內效貼紮介入後，不論疲勞與否皆能有效降低地面反作用力、髖關節伸展力矩及膝關節向前之剪力，降低膝關節的負荷，並協助身體維持疲勞前後動作的一致性，這樣的結果在跳躍高度上也可以看到，貼紮介入後比無貼紮跳躍高度下降較少，顯示出肌內效貼紮確實能達到降低身體衝擊及穩定保護關節的作用。急停跳動作主要需依靠下肢段各關節肌群共同作用來完成，運動過程中疲勞容易造成傷害，其中膝關節於整個動作過程中非常重要，過小的膝關節屈曲角度、過大的地面反作用力、過大的髖關節伸展力矩及膝關節向前剪力等，皆容易造成膝關節傷害，而肌內效貼紮於股直肌上確實能夠降低急停跳動作對膝關節之負荷，且這樣的效果在介入下肢快速疲勞後依舊存在，因此，當需要從事較為高負荷的反覆跳躍運動時，為避免傷害的產生，可以在不影響運動表現的狀況下進行預防性的股直肌肌內效貼紮。. 34.

(40) 參考文獻中文部份王信民（2005）。不同跳躍運動引發肌肉疲勞後對籃球運動員膝關節本體感覺之影響。未出版碩士論文，國立體育大學，桃園縣。張世緯、張怡雯（2011）。前十字韌帶損傷對下肢運動生物力學的影響。大專體育，112 期，69-75 頁。張博涵、翁梓林、林羿君（2013）。不同膝關節貼紮類型對急停動作穩定性之影響。大專體育學刊，15 卷3 期，347-382 頁。黃奕銘、張雅如（2011）。前十字韌帶受傷後股四頭肌萎縮的機制─周邊神經的影響。中華體育季刊，25 卷3 期，419-426 頁。游麗君（2005）。大專排球運動員使用肌內效貼紮對急性肌肉疲勞和本體感覺的效益。未出版碩士論文，國立體育學院，桃園縣。英文部份 Akbas, E., Atay, A. O., & Yuksel, I. (2011). The effects of additional kinesio taping over exercise in the treatment of patellofemoral pain syndrome. Acta orthopaedica et traumatologica turcica, 45(5), 335-341. Alentorn-Geli, E., Myer, G. D., Silvers, H. J., Samitier, G., Romero, D., Lázaro-Haro, C., & Cugat, R. (2009). Prevention of non-contact anterior cruciate ligament injuries in soccer players. Part 1: Mechanisms of injury and underlying risk factors. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy, 17(7), 705-729. Benjaminse, A., Habu, A., Sell, T. C., Abt, J. P., Fu, F. H., Myers, J. B., & Lephart, S. M. (2008). Fatigue alters lower extremity kinematics during a single-leg stop-jump task. Knee surgery, sports traumatology, arthroscopy, 16(4), 400-407.. 35.

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(45) 附件一、受試者基本資料表 (一般大專生). 受試者基本資料表在您瞭解本實驗並且願意參與本實驗後，請填寫下列各項基本資料，讓實驗者了解您的生理狀況以及運動背景，讓實驗可以順利進行。而您所填寫的各項資料將會受到嚴格保密，不會有公開的危險。受試者姓名：出生日期：年月日行動電話： E-mail：身高：公分體重：公斤性別：一個星期運動的時間：小時平常運動項目為：是否受過運動傷害：□是 □否，如受過傷，受傷部位：是否痊癒：□是 □否是否有使用肌內效貼布的習慣：練習：□是 □否比賽：□是 □否是否認為肌內效貼布有功效：□是 □否編號 1 2 3 4 5 6 7 8 9. 肢段名稱腳長 LegLength 膝寬 KneeWidth 踝寬 AnkleWidth 肩窩厚 ShoulderOffset 手肘寬 ElbowWidth 腕寬 WristWidth 手掌厚 HandThickness Asis寬 InterAsisDistance 腳寬 FootWidth. 右Right (cm). 左Left (cm). 謝謝您如實的填寫！. 40.

(46) 附件二、受試者知情同意書. 國立臺灣大學行為與社會科學研究倫理委員會研究參與者知情同意書歡迎您參與本研究！此份文件名為「研究參與者知情同意書」，它將詳述您本研究之相關資訊及您的權利。在研究開始進行及您簽署本同意書之前，研究主持人或研究人員會為您說明研究內容，並回答您的任何疑問。研究計畫名稱中文：股直肌肌內效貼紮介入對下肢疲勞後進行急停跳動作之影響英文：Effect of Rectus Femoris Kinesio Taping on the Stop-Jump Task after Lower Extremity Fatigue. 研究機構名稱：國立臺灣師範大學. 經費來源：科技部. 研究計畫主持人：黃長福. 職稱：教授. 研究計畫協同主持人：. 職稱：. ※研究計畫聯絡人：黃長福. 電話：02-7734-6856. 一﹑研究目的：肌內效貼紮是一項運動場上十分常見的預防傷害方式，因此本研究希望探討有無股直肌肌內效貼紮對急停跳動作的影響，同時也介入快速的下肢疲勞，藉此了解肌內效貼紮是否能蓋在疲勞過後依舊保有保護並支撐肌肉與關節的功用。. 二﹑參與研究之條件與限制：第一年為健康甲組運動員 (從事專項訓練 5 年以上，年齡：20~24 歲)，無開刀病史與半年內無下肢段神經肌肉關節傷害問題。第二年為有運動習慣之健康大專生 (每周三次有氧運動，每次 30 分鐘以上， BMI 值 30 以下，年齡：20~24 歲)，無開刀病史與半年內無下肢段神經肌肉關節傷害問題。. 三﹑研究方法與程序：本研究第一年以 24 名大專甲組運動員 (12 男、12 女)，第二年以 24 名健康大專生 (12 男、12 女) 為研究對象，本實驗為兩次性實驗，一次有介入肌內效貼紮，一 41.

(47) 次則無，兩次實驗間隔 48 小時以上，每次實驗過程約 2 小時，首先架設實驗器材並對攝影機與測力板進行校正，接著請受試者填寫基本資料及「受試者同意書」並告知受試者整個實驗流程及注意事項，要求受試者全身著黑色緊身衣褲並著習慣之運動鞋，以避免實驗中不必要之干擾。為避免運動傷害，實驗前先由物理治療師協同運動傷害防護員進行徒手膝關節穩定度測試，並讓受試者以跑步機熱身 5 分鐘(6 km/hr)。熱身完成後首先利用 Biodex 進行三次膝關節等速肌力測試 (60 deg/s)，完成後於受試者關節位置黏貼反光球，爾後進行靜態站立資料收集。接著進行五次動態資料收集：參與者以最快速度向前奔跑 3 公尺後單腳起跳並雙腳同時著地急停緩衝，隨即進行最大力量之垂直跳。完成急停跳測試後，採用平衡次序法則進行股直肌內效貼紮，貼紮完成後休息 30 分鐘以習慣貼紮，以跑步機熱身 5 分鐘 (6 km/hr) 後進行三次膝關節等速肌力測試 (60 deg/s) 與五次急停跳測試，接著介入 90 秒的下蹲跳 (1 time/s) 快速下肢疲勞，休息 30 秒之後立即進行五次急停跳測試 (每次測試前進行 5 次下蹲跳以確保疲勞效果)，最後收集三次疲勞後之膝關節等速肌力測試 (60 deg/s)。. 四、參與研究時之禁忌、限制及應以配合事項：為確保實驗準確性與避免運動傷害發生，研究參與者應避免在實驗前飲酒與在實驗三十分鐘內飲食，在研究中需穿著黑色緊身衣褲並著習慣之運動鞋進行動作試驗。因研究需求參與者進行股直肌肌內效貼紮前先以酒精擦拭，以增加貼紮服貼度。. 五、研究潛在風險、發生率及救濟措施：本研究參與者之基本資料及實驗資料皆不會對外開公且實驗檔案皆以匿名代號進行處理。在實驗傷害風險方面，本研究因利用質地較硬的木頭地板與測力板進行急停跳動作及介入一分半鐘的蹲踞跳疲勞過程，且參與者可能會不適應非習慣性之跑步、跳躍與緩衝著地動作，同時過去文獻提及疲勞會降低肌肉力量、本體感覺與動作控制能力，因此可能會造成參與者膝關節或足部疼痛、扭傷之風險，其發生率約為 30%，並在疲勞過程後造成肌肉輕微拉傷或痠痛發生率約為 50%，且痠痛可能持續 24~36 小時。為保護參與者與降低傷害風險在實驗前會讓參與者進行充份的熱身並習慣急停跳動作之跑步、緩衝著地與跳躍方式。同時本實驗邀請業界經驗豐富的一位物理治療師與一位運動傷害防護員(需取得證照並在業界職業超過 3 年)同時全程在場監督並為實驗參與者做現場的評估，確認實驗參與者是否合適參與本次實驗，若有任何突發狀況發生時，也有能力做立即的處理，若參與者有不適之情形則立刻停止實驗。本實驗場地旁亦設有防護室，若發生輕微傷害可立即送至防護室進行處理，若有重大傷害發生則立即送至鄰近之萬芳醫院或中祥醫院進行處理，其醫 42.

(48) 療費用由科技部計畫費用支出，並支出照料至完成復健療程為止。. 六﹑研究效益與對研究參與者之益處： 1. 研究之科學效益肌內效貼紮對於健康受試者的功效在學界依舊仍有爭議，同時對於肌內效的研究大多侷限於貼紮後的立即效果，例如：對於肌肉力量的改變等，因此本研究希望藉由與實際運動場上貼近的動作設計，驗證肌內效貼紮對於動作模式的影響，並將受試者族群擴大，以此釐清在各種不同族群中 (性別與程度) 肌內效貼紮實際的功效與對預防傷害的機轉，同時介入疲勞，模擬運動場上實際會遭遇到的狀況，研究肌內效貼紮是否能夠在疲勞介入後，依舊能維持其功效，達到預防傷害發生的效果。 2. 對研究參與者之益處藉由實驗性的研究使參與者了解在急停跳動作中可能造成傷害的重要生物力學機轉，並藉由結果來回饋參與者在動作上需要注意的要點與提供訓練過程中需要加強的部分，同時給予參與者對於肌內效貼紮的親身效果，提供他們另一項預防傷害的方法。本研究將提供車馬費 1000 元整 (車馬費為兩日分開給付，每日 500)及參與費 500 元整 (於第二日給付)，若參與者非實驗因素中途退出研究時，本研究則不提供相關參與費(僅提供車馬費)。. 七、研究可能衍生的商業利益及其拓展應用之約定：本研究結果除可提供日後在運動員訓練與運動過程中須注意之方向與細節，並提供一項能夠降低運動傷害風險之貼紮方式。. 八﹑研究材料保存期限、運用規劃及機密性：本研究所收集到的實驗資料及受試者個人資料將以電腦加密硬碟保存五年，其資料僅供相關研究人員進行分析，絕不會對外公開，且實驗檔案名稱皆以匿名代號進行編碼。研究結果將發表於科技部計劃與學術期刊中，在文章中不會提及有關參與者之個人資料。研究計畫主持人將依法把任何可辨識您身分之紀錄與您個人隱私之資料視同機密處理，絕對不會公開。將來發表研究結果時，您的身份將被充分保密。凡簽署了知情同意書，即表示您同意各項原始紀錄可直接受監測者、稽核者、研究倫理委員會及主管機關檢閱，以確保研究過程與數據，符合相關法律和各種規範要求；上述人員承諾絕對維繫您身分之機密性。. 43.

(49) 九﹑損害補償或保險：（含研究參與者之法定權益受損時之補償責任，若無亦請註明。） (一) 本研究依計畫執行，除可預期之不良事件（如：肌肉韌帶損傷、關節扭傷等）外，若因參與本研究而發生不良事件或損害，將由科技部計畫主持人黃長福以支付醫療費用方式作為補償。除前述之補償原因與方式外，本研究不提供其他形式之補償。 (二) 您簽署本知情同意書後，在法律上的任何權利不會因此受影響。. 十﹑研究之退出方式及處理：您可自由決定是否參加本研究，研究過程中不需要任何理由，可隨時撤回同意或退出研究。如果您拒絕參加或退出，將不會引起任何不愉快，或影響日後研究計畫主持人對您的評價，更不會損及您的任何權利。若您決定撤回同意或退出研究，可透過書面信件、電子郵件或電話通知該計畫主持人或相關計畫人員進行，計畫主持人將會尊重您的意願交還您的個人資料及刪除研究數據。研究計畫主持人或研究計畫贊助或監督單位，也可能於必要時中止該研究之進行。. 十一﹑研究參與者權利： (一) 本研究已經過國立臺灣大學行為與社會科學研究倫理委員會審查，審查內容包含利益與風險評估、研究參與者照護及隱私保護等，並已獲得核准。委員會係依規範運作，並通過中央目的事業主管機構查核認證之審查組織。若您於研究過程中有任何疑問，或認為權利受到影響、傷害，可直接與國立臺灣大學研究倫理中心聯絡，電話號碼為：(02)3366-9956、(02)3366-9980。 (二) 研究計畫主持人或研究人員已經妥善地向您說明了研究內容與相關資訊，並告知可能影響您參與研究意願的所有資訊。若您有任何疑問，可向研究人員詢問，研究人員將具實回答。 (三) 研究計畫主持人已將您簽署之一式兩份同意書其中一份交給您留存。. 十二、研究計畫主持人/研究人員簽名研究計畫主持人或研究人員已詳細解釋有關本研究計畫中上述研究方法的性質與目的，以及可能產生的危險與利益。研究人員簽名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿日期：. 年. 月. 日. 44.

(50) 十三、研究參與者簽名同意本人已詳細瞭解上述研究方法及其可能的益處與風險，有關本研究計畫的疑問，已獲得詳細說明與解釋。本人同意成為本研究計畫的自願研究參與者。研究參與者簽名：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿日期：. 年. 月. 日. 45.