手臂動作對足球踢球表現的影響

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(1)國立臺灣師範大學運動與休閒學院體育學系. 博士學位論文. 手臂動作對足球踢球表現的影響. 研究生：陳. 佑. 指導教授：張家豪. 中華民國 104 年 11 月中華民國臺北市 i.

(2) i.

(3) ii.

(4) 手臂動作對足球踢球表現的影響 2015 年 11 月研究生：陳. 佑. 指導教授：張家豪摘要. 目的：為增進足球踢球技術，本研究經由運動學和動力學分析，瞭解手臂擺動是否能增進踢球表現，期能提升踢球技巧。方法：受試者為 22 位大學足球員 (一級選手 11 位，年齡: 22.2 ± 3.1 歲，身高 172.5 ± 6.7，體重 70.4 ± 13.9 kg，球齡 10.4 ± 3.2 年；二級選手 11 位，年齡: 25.2 ± 3.1 歲，身高 173.4 ± 4.3 cm，體重 69.8 ± 9.9 kg，球齡 7.0 ± 3.1 年)，經由 10 台高速攝影機的 Vicon 動作分析系統 (200 Hz) 拍攝擺臂和不擺臂踢球動作，以 Kistler 測力板 (1000 Hz) 測量地面反作用力，Noraxon 無線肌電系統 (1500 Hz) 收集與分析肌電訊號，Visual3D 分析力學參數。統計以二因子變異數分析和 t 檢定瞭解擺臂動作與層級對球速、肢段線運動速度、關節角度、下肢動力鏈與足底壓力面積，以及對肌肉活化程度的影響，顯著性考驗設 α = .05。結果：一級選手擺臂踢球之球速較快，為 27.2 ± 2.2 m/s，不擺臂為 24.4 ± 1.9 m/s。二級選手的球速不受擺臂影響，擺臂為 21.2 ± 1.9 m/s，不擺臂為 20.2 ± 2.2 m/s。一級選手擺臂踢球時，下肢關節活動角度較大、肢段線運動速度與角速度較高。一級與二級選手擺臂踢球時，支撐腳側傾角度皆較大，在動力鏈中大腿加速的時間較長；擺臂不影響下肢肌肉活化程度，但一級選手不擺臂時外側廣肌會提早活化。結論：擺臂幫助支撐腳傾斜，使下肢有更好的踢球空間增進肢段速度與角速度，一級選手經由擺臂能提昇球速，但擺臂未能增加二級選手之球速，二級選手能經由增加小腿的下擺提昇球速。一級選手不擺臂時，大腿向後上擺空間較小，外側廣肌提前活化使膝關節外轉幫助小腿向後上擺至預備下擺踢球之位置。. 關鍵詞：球速、射門、肌電訊號、動作分析、擺臂 iii.

(5) The effects of arm movement in soccer kick November, 2015 Author: Chen, Yo Advisor: Chang, Jia-Hao Abstract Purpose: To improve kicking performance. This study analyzed the differences in kinematics and kinetics to understand the effects of arm movement in kicking. Method: Twenty-two male soccer players were recruited in this study (11 subjects in the first division, age: 22.2 ± 3.1, height: 172.5 ± 6.7, mass: 70.4 ± 13.9 kg, experience: 10.4 ± 3.2 years; 11 subjects in the second division, age: 25.2 ± 3.1, height: 173.4 ± 4.3 cm, mass: 69.8 ± 9.9 kg, experience: 7.0 ± 3.1 years). Vicon high-speed cameras (200 Hz) were used to capture 3D kicking motion. A Kistler force plate (1000 Hz) was used to measure ground reaction force. The Noraxon wireless electromyography system (1500 Hz) was used to acquire and measure surface muscle activity. Visual3D software was used to calculate the biomechanical parameters. Two-way ANOVA and t-tests were used to compare the ball velocity, segment linear velocity, joint angle, angular velocity, kinetics chain, area of center of pressure, and muscle activity between two kicking conditions and divisions. The statistical significance was set at α = .05. Result: Greater ball velocity was found in kicking with arm swing in first division players. The velocity was 27.2 ± 2.2 m/s and 24.4 ± 1.9 m/s with and without arm swing, respectively. No difference in ball velocity was found in second division players. The ball velocity was 21.2 ± 1.9 m/s and 20.2 ± 2.2 m/s with and without arm swing, respectively. Greater segment linear velocity, angular velocity, and range of motion were found in first division players when kicking with arm swing. Both first and second division players had a greater lean angle on the supporting foot and a longer time of thigh acceleration in the kinetics chain when kicking with arm swing. Muscle activity was similar between the two kicking iv.

(6) conditions, but earlier onset of vastus lateralis activity was observed when kicking with arm swing in first division players. Conclusion: Arm swing increased the lean angle in the supporting leg, and provided better space for increasing segment velocity and angular velocity in the kicking leg. Ball velocity was improved by arm swing in first division players but not in second division players. Second division players can increase shank extension to improve ball velocity. When first division players kicked without arm awing, the thigh had less extension and the onset of vastus lateralis activity was earlier to assist knee external rotation and flexion in the kicking position.. Key words: ball velocity, shooting, EMG, motion analysis, arm swing. v.

(7) 謝誌. 能完成博士論文要感謝指導教授張家豪老師的指導和知遇之恩，以及黃長福老師和蔡虔祿老師在課業上的指導與鼓勵。感謝口試委員林清山老師和涂瑞洪老師對論文鉅細靡遺的修正，讓論文更加詳實，也感謝張武業教練在實驗上的幫助讓實驗順利進行。能讀到臺灣師大要感謝求學時期一路鼓勵我的師長們，國中導師張意唯老師開發了我桌球的潛能，是我第一次在運動中得到名次和肯定。專科導師李賢昇的教誨，讓我更腳踏實地做人，也更加勤奮努力。大學時期，感謝臺灣海大學長羅生麟、林青愷、翁鼎鈞帶我進入足球的世界，讓我的生命多了一份感動和意義。碩班時期，感謝臺中教育大學老師們栽培，讓我學到終身受用的知識，看到了體育的精神和專業，感謝許太彥老師的指導、呂香珠老師的生理學和羽毛球、黃月嬋老師的教育學、李炳昭老師的研究法、張碧峰老師的網球、劉進秤老師的體育史，這些課程讓我對學習充滿興趣，也紮實了專業知識、研究能力與術科技能，未來我也會讓這份精神傳承下去。臺灣師大是我讀了最久的學校，能和大家一起用功、打球、騎單車都是快樂的回憶，感謝研究夥伴耀庭學長、尹鑫、子享在學業上的幫助，以及瑭勻、柏誠、文杰、文星、敏豪、仲裕在實驗上的協助，也感謝科技部論文獎勵和出國補助讓我能更致力於研究。一路走來要感謝的師長和親友很多，感謝從小陪我讀書和成長的舅舅和表妹、在加拿大求學時照顧我生活的二叔、幫我照顧小孩的甫育，最後要感謝父母的養育之恩和內人對我的照顧與支持，讓我能全心投入學習完成博士學位。. (本論文獲得 103 年獎勵人文與社會科學領域博士候選人撰寫博士論文獎，核定編號 MOST 103-2420-H-003-027-DR) 陳佑 104 年 11 月. vi.

(8) 目. 次. 口試委員與系主任簽字之論文通過簽名表………….….……………………………………i 論文授權書…………….……………………………………….…..…………………………ii 中文摘要…………………………………..…………………….……………………………iii 英文摘要……………………………………………………………..……………………….iv 謝誌………………………………………………………………………….……………vi 目次………………………………………………………………….…………...…………vii 表次…………………………………………………………………………………..…ix 圖次…………………………………………………………………................……….……x. 第壹章. 緒論.......................................................................................................1. 第一節. 研究背景.............................................................................................................1. 第二節. 研究目的.............................................................................................................2. 第三節. 操作性名詞定義解釋.........................................................................................2. 第四節. 研究範圍與限制.................................................................................................4. 第貳章. 文獻探討...............................................................................................6. 第一節. 手臂動作與運動表現.........................................................................................6. 第二節. 踢球的動力學與運動學研究.............................................................................8. 第三節. 肌電分析與相關研究.......................................................................................11. 第四節. 本章結語...........................................................................................................13. vii.

(9) 第參章. 研究方法.............................................................................................14. 第一節. 實驗參與者.......................................................................................................14. 第二節. 實驗時間與地點...............................................................................................14. 第三節. 實驗器材...........................................................................................................15. 第四節. 實驗流程...........................................................................................................16. 第五節. 資料分析...........................................................................................................19. 第六節. 統計分析...........................................................................................................24. 第肆章. 結果與討論.........................................................................................25. 第一節. 結果...................................................................................................................25. 第二節. 討論...................................................................................................................43. 第伍章. 結論與建議.........................................................................................51. 引用文獻..................................................................................................................................52. 附錄附錄一. 研究參與者知情同意書...................................................................................58. 附錄二. 行為與社會科學研究倫理委員會審查核可證明...........................................59. 附錄三. 實驗紀錄表.......................................................................................................60. 附錄四. 論文相關研討會發表.......................................................................................61. viii.

(10) 表次. 表 4-1-1. 助跑與踢球瞬間之質心速度..................................................................................26. 表 4-1-2. 助跑步幅、支撐腳與球距離..................................................................................26. 表 4-1-3. 踢球瞬間軀幹、支撐腳、踢球腳關節角度...........................................................27. 表 4-1-4. 膝關節與髖關節活動角度......................................................................................28. 表 4-1-5. 不同層級選手在各動作分期點之 X 角度..............................................................28. 表 4-1-6. 下肢動力鏈傳遞時間..............................................................................................30. 表 4-1-7. 下肢線運動速度......................................................................................................30. 表 4-1-8. 髖關節與膝關節最大角速度..................................................................................32. 表 4-1-9. 支撐腳 COP 移動面積與旋轉軸移動角度............................................................32. 表 4-1-10 不同層級選手上擺期肌肉活化百分比..................................................................33 表 4-1-11 不同層級選手下擺期肌肉活化百分比..................................................................33 表 4-1-12 一級選手踢球腳於上擺期肌肉活化百分比..........................................................34 表 4-1-13 一級選手踢球腳於下擺期肌肉活化百分比..........................................................34 表 4-1-14 二級選手踢球腳於上擺期肌肉活化百分比..........................................................35 表 4-1-15 二級選手踢球腳於下擺期肌肉活化百分比..........................................................35 表 4-1-16 一級選手肌肉開始活化時間..................................................................................36 表 4-1-17 二級選手肌肉開始活化時間..................................................................................36 表 4-1-18 一級選手肌肉活化峰值之角度..............................................................................37 表 4-1-19 二級選手肌肉活化峰值之角度..............................................................................38 表 4-1-20 不同層級選手肌肉開始活化時間..........................................................................42 表 4-1-21 不同層級選手肌肉活化到達峰值時間..................................................................42 表 4-1-22 不同層級選手肌肉活化峰值之角度......................................................................42 ix.

(11) 圖次. 圖 1-3-1. 擺臂動作與正腳背射門圖........................................................................................3. 圖 1-3-2. 擺臂射門之額狀面....................................................................................................3. 圖 3-3-1. 場地佈置圖..............................................................................................................16. 圖 3-4-1. Plug-in-gait Marker 反光球位置.......................................................................17. 圖 3-4-2. 實驗流程圖.............................................................................................................18. 圖 3-5-1. 人體座標系圖.........................................................................................................20. 圖 3-5-2. 角度定義圖........................................................................................................22. 圖 3-5-3. 肢段角度與支撐腳與球之間距..........................................................................22. 圖 4-1-1. 擺臂和不擺臂之球速比較......................................................................................25. 圖 4-1-2. 一級選手軀幹 X 角度之差異圖..............................................................................29. 圖 4-1-3. 二級選手軀幹 X 角度之差異圖..............................................................................29. 圖 4-1-4. 一位選手擺臂踢球之動力鏈圖..............................................................................31. 圖 4-1-5. 一位選手不擺臂踢球之動力鏈圖..........................................................................31. 圖 4-1-6. 一級選手各肌群開始活化至峰值時間..................................................................37. 圖 4-1-7. 二級選手各肌群開始活化至峰值時間..................................................................37. 圖 4-1-8. 不同層級選手肢段速度、助跑速度、球速之比較..................................................38. 圖 4-1-9. 踢球腳於踢球瞬間關節角度..................................................................................39. 圖 4-1-10 踢球之肩關節與膝關節角對角圖..........................................................................40 圖 4-1-11 踢球上擺期與下擺期動作百分比圖......................................................................41 圖 4-1-12 肌肉開始活化時間圖..............................................................................................43. x.

(12) 第壹章. 第一節. 緒論. 研究背景. 許多研究嘗試瞭解足球的基礎技術，尤其注重踢球 (kick) 的研究 (Shan and Westerhoff, 2005)；踢球的方式以正腳背射門 (instep kick) 的研究最為廣泛 (Lees and Nolan, 1998)。正腳背射門是比賽得分的方式之一，也是踢弧線球或抽球的基礎能力，相較於其他攻門方式，正腳背射門能提供更快的球速，減少守門員判斷與防守的時間，增加進球的機會。踢球時足部力量的大小與下肢動力鏈模式有關，球體得到的動量皆來自於腿部擺動所產生的動量，經由足部傳遞到球體；腿部擺動的速度，是決定球體速度的重要參數，球速與球體飛行距離的增加對比賽有很大的幫助，球速快可以增加射門得分的機會，飛行距離長則增加進攻的範圍，踢球的過程有許多變數，這些變數包含助跑的角度、速度、距離、身體位置、肌肉活化程度等，皆為影響踢球表現與球速的重要因素 (Poulmcdis, Rondoyannis, Mitsou, and Tsarouchas, 1988；Scurr, Abbott, and Ball, 2011)。踢球相關的研究指出，優秀選手有較大的肩關節與下肢關節活動角度，軀幹有較少的傾斜，有效的上半身動作在踢球時能提供更好的肌肉收縮，讓腿部產生類似鞭打的動作，提供更大的力量 (Shan and Westerhoff, 2005)。上半身動作中，手臂動作的研究常見於跑步、跳高、跳遠與排球跳躍等運動，在這些項目的研究中對運動表現皆有提昇。對於手臂如何增進運動表現，相關研究有三種假設，一、提供身體平衡。二、幫助肌肉收縮增加肌力。三、改變軀幹的轉動慣量，調控身體旋轉動作 (Floria and Harrison, 2013；Pontzer, Holloway, Raichlen, and Lieberman, 2008)。Chaudhari, Hearn, and Andriacchi (2005) 指出，在足球運動中，手臂雖然沒有直接的和球接觸，但選手會使用手臂抵擋防守者肢體上的接觸，以及維持穩定的身體位置，而手臂動作受限制時，身體的動作也可能受影響。當手臂動作受限制時是否會影響踢球的速度、身體姿勢與平衡、以及肌肉活化等，仍需進一步瞭解。在比賽中，射門的時間與空間可能會因為場地和敵方防守而受限制，例如在禁區內受防守者的壓迫下射門，或在球場小且節奏快的五人制比賽中，射門動作易受空 1.

(13) 間限制，當動作被約束而手臂無法伸展時，對踢球表現的影響為何，仍需進一步探討。因此本研究進行擺臂踢球之實驗，以攝影機分析動作、肌電訊號瞭解肌肉用力情形、測力板測量身體的晃動；在踢球技術部分，希望能瞭解手臂動作受限制對踢球的影響，以及手臂動作是否能增進踢球表現，使身體有更好的踢球位置，並瞭解動力鏈傳遞的方式，應用於不同層級之選手，增進踢球技術。本研究以動力系統的觀點探討手臂對踢球的影響，研究假設手臂動作能增加身體有效的自由度並在各次級動作中形成穩定狀態；而在手臂動作被限制時，會因動作的變化而有動作結構的改變。. 第二節. 研究目的. 本研究旨在瞭解手臂擺動對踢球表現的影響，研究目的如下: 一、經由動作分析與肌電訊號瞭解擺臂踢球的生物力學機轉，若擺臂影響踢球方式，能對於其機轉提出訓練上的指導方針，增進技術。二、經由本研究，瞭解影響選手踢球表現的生物力學因素，提出增進踢球表現的方法。為驗證以上目的，本研究經由球速的比較，瞭解擺臂踢球是否能獲得較高的球速，分析運動學上的表現，包含: 下肢關節活動角度、角速度、肢段速度、動力鏈、身體旋轉軸之變化，足部速度與球速比例。動力學的部分則是分析足底壓力中心移動面積，瞭解身體的穩定度，再經由肌電訊號瞭解各肌群活化的程度與時間，以及肌肉活化到達峰值時的關節角度，在兩種踢球方式下是否有差異。. 第三節操作性名詞定義解釋一、擺臂踢球: 本研究所指的擺臂動作為單臂動作，以右腳踢球時為例，支撐腳 (或稱基準腳) 為左腳，當選手助跑接近球準備踢擊時，左手臂會先向前伸直，再向左側上方外展擺動；反之，以左腳踢擊時，右手擺動。此動作即為本研究的擺臂 2.

(14) 動作。擺臂動作需包含肩關節矢狀面 Flexion 的動作以及隨後的 Horizontal abduction 於橫斷面，且手臂會伸直，手掌於揮動時會接近肩關節的高度。實驗中踢球方式為最大力量正腳背射門 (Instep kick)；要求實驗參與者每次踢球之助跑角度，踢球部位 (腳背)，助跑距離，支撐腳踩踏位置必需相同，且以最大力量踢球。踢球射門動作包含六個時期，如圖 1-3-1。分為 1. 助跑至踢球腳著地 (圖 1-3-1a ~ 圖 1-3-1b)，在踢球腳著地前為助跑。2. 踢球腳向後上擺 (Back-swing)，此時踢球腳離地，膝關節彎屈，圖 1-3-1c ~圖 1-3-1d。3. 踢球腳上擺至最膝關節最彎屈點 (Leg-cocking) ，圖 1-3-1d。4. 踢球腳下擺加速 (Leg-acceleration) ，圖 1-3-1d ~ 圖 1-3-1e。5.足部與球體撞擊 (Foot-ball contact)，圖 1-3-2b。6. 跟隨期 (Following)，圖 1-3-1f。. 圖 1-3-1. 擺臂動作與正腳背射門圖. 圖 1-3-2. 擺臂射門之額狀面. 3.

(15) 二、不擺臂踢球: 不擺臂踢球時，手肘會彎屈如同慢跑時手臂的動作，兩手的動作為對稱動作，於助跑到踢球時，肘關節無伸直動作，肩關節無大範圍之水平外展動作。三、支撐腳 (基準腳): 射門時，踩踏於地面上的腳，稱為支撐腳；如圖 1-3-1 與圖 1-3-2，本實驗中，支撐腳皆為左腳。四、踢球腳 (擊球腳): 射門時，踢擊於球體上的腳，稱為踢球腳；如圖 1-3-2，踢球腳為右腳。五、助跑: 踢球射門前，踢球者會先站立於距離球體 2 ~ 3 公尺的位置，在射門時，以跑步的方式向球體的位置移動，稱為助跑。每位踢球者可選擇此範圍內最合適的位置，於擺臂或不擺臂踢球時，皆於同一個位置開始助跑。六、支撐腳著地: 射門時，支撐腳會置於球體旁，踩踏於地面時，為支撐腳著地，在本研究中，可經由測力板量得支撐腳著地的瞬間和著地的時期。如圖 1-3-1 動作 c ~ d。七、踢球腳上擺 : 踢球射門前，支撐腳著地時，踢球腳離地且大腿向後上方擺動 (extension) 小腿彎屈 (flexion)，此動作為踢球腳上擺，上擺終點為膝關節最彎屈的時間點，如圖 1-3-1 動作 d。八、踢球腳下擺: 踢球腳上擺至最高點後，大腿向前擺動 (flexion) 小腿下擺伸直 (extension) 踢球的動作，如圖 1-3-1 動作 d ~ e。九、踢球瞬間: 受試者踢球腳下擺撞擊到球的時間點。十、大專一級及二級選手: 參加國內大專盃足球賽一級與二級選手。. 第四節研究範圍與限制一、研究範圍: 本研究以大專男性一級選手和二級選手為研究對象，比較兩種動作. (手. 臂擺動和不擺動) 運動學與動力學和下肢肌肉活化程度的差異，瞭解手臂動作是否影響不同層級選手踢球表現。二、研究限制: 本研究為實驗室內研究，為了能獲得最快的球速，以及避免多餘的動作. 4.

(16) 對資料收集的影響，本研究限制有下列三項: (一)、本研究中，場地佈置的球門之功能為保護器材與研究參與人員，球門位置或大小是否影響踢球表現，非本研究探討的內容。 (二)、本研究於實驗室進行，踢球時穿著室內平底足球鞋，助跑距離為 3 公尺內，其距離能讓受試者調整踢球的腳步，較長距離助跑的影響不在研究中探討。 (三)、本研究經由高速攝影機拍攝人體運動資料，將人體視為剛體的結構進行分析，因此研究中未探討肌肉與骨骼形變之相關內容。. 5.

(17) 第貳章. 文獻探討. 本研究旨在瞭解手臂動作對踢球的影響，以及如何提昇踢球的表現，相關文獻分為四節探討：第一節、手臂動作與運動表現。第二節、踢球的運動學與動力學研究。第三節、肌電分析與相關研究。第四節、本章結語。. 第一節. 手臂動作與運動表現. 人體在運動過程中，常有其他肢體共同參與動作的現象，肢體共同作用的活動能平衡身體的姿勢，提升運動的表現 (Floria & Harrison, 2013)。Pontzer et al. (2008) 指出，走路或跑步時的手臂擺動增加軀幹和髖關節 rotation 的活動範圍，同時能使軀幹有阻尼的效果，能減少軀幹與頭部的晃動維持身體姿勢的穩定。Chaudhari et al. (2005) 指出，在足球運動中，手臂雖然沒有直接的和球接觸，但選手會將手臂維持在軀幹附近的位置抵擋防守者肢體上的接觸，以及維持穩定的身體位置，但由於手臂動作受限制，身體的平衡也可能受影響，其研究以四種手臂動作探討手臂對切入動作的影響，分別為不限制手臂動作、支撐腳側手持美式足球、非支撐腳側手持美式足球，非支撐腳側手持曲棍球桿四種方式切入，結果指出支撐腳側之手臂動作受限制會影響膝關節的動作，而支撐腳另一側手臂活動受限時，不會影響膝關節動作。另外，在運動表現的部分，Ashby and Heegaard (2002) 研究手臂動作在立定跳遠所扮演的角色，由 3 名男性受試者進行 2 種方式跳遠，分為手臂可自由活動與手臂不可活動進行立定跳遠的實驗，研究發現，相較於手臂不可活動時，手臂擺動增加 21 % 的跳遠距離，並增加身體平衡與控制的表現。陳重佑 (2004) 分析擺臂垂直跳之肌肉活化與動力學特徵的結果指出，擺臂作用是延長作用力時間，而增加有效衝量，從動力學與肌電訊號的特徵推論，擺臂動作延緩腓腸肌與比目魚肌的收縮速度，增加作用力時間；此外，若以肌肉伸張-收縮循環 (stretch – 6.

(18) shortening – cycle；SSC) 動作解釋擺臂的效益，擺臂動作讓肌肉預先伸張並儲存彈性位能，有助於隨後的肌肉收縮。手臂動作除了影響跳高和跳遠表現外，張恩崇、相子元 (2002) 將擺臂動作應用於排球運動，研究分析擺臂動作對 6 位攻擊手助跑和起跳的影響，研究發現，手臂擺動對於助跑的末速度、離地瞬間身體重心垂直速度與彈跳高度達顯著相關，但與身體重心水平速度無關。羅宏仁 (1998) 以文化大學男子排球隊 5 名為研究對象，以三維運動學攝影分析法進行實驗，研究擺臂垂直跳動作，結果顯示，加上擺臂動作的垂直跳，可以明顯的增加跳躍高度，增加離地的瞬時垂直速度，且擺臂下蹲垂直跳高度比未擺臂之下蹲垂直跳，高度最高可增加 21 %。Harman, Rosenstein, Frykman, and Rosenstein (1990) 認為下蹲動作與擺臂動作都可以提升跳躍高度，但進一步比較下蹲角度及擺臂對跳躍高度的影響時，擺臂對跳躍高度的影響較大。Luhtanen and Komi (1978) 認為排球扣殺時雙手擺臂能增加起跳瞬間 10 % 的垂直速度。張恩崇 (2001) 以實際扣球起跳動作進行三維運動學研究，在擺臂角度方面，大專隊員最大，國家隊員居中，而青年隊員則最小，結果指出擺臂動作之後擺角度，對於起跳離地瞬間之身體重心水平速度成正相關，而此結果則表示，當助跑速度越快時，後擺角度也應越大，才能有效的制動助跑所產生的水平動能。相關研究中，手臂擺動皆有助於運動表現，擺臂方式通常是雙臂同時在矢狀面由下而上移動，而踢足球的擺臂動作為單臂動作，以右腳踢球時，左手會擺動，擺臂動作開始於助跑，並於踢到球後完成，與相關文獻的動作不同。手臂擺動能提昇跳高與跳遠的表現，幫助肌肉預先伸張、儲存彈性位能，並能應用在球類運動中，例如排球的跳躍扣球，擺臂能增加跳躍高度與速度以及穩定身體動作。垂直跳普遍用於運動生物力學研究中，實驗者能從標準化的跳躍動作中，經由操作不同的實驗變項與設計，獲得結果並分析表現，在許多相關研究中，手臂對於運動表現皆有幫助，然而，手臂動作是否能提昇踢球表現，仍需進一步的研究。. 7.

(19) 第二節. 踢球的動力學與運動學研究. 許多足球相關的研究經由運動學與動力學分析選手的運動表現，同時也應用於訓練或教學中。Shan and Westerhoff (2005) 指出，一些足球技術的研究只探討人體下肢二維的運動學，並沒有將上肢的運動學數據進行分析，其研究使用 Vicon 動作分析系統收集三維運動學資料，將15位實驗參與者分為新手組和校隊組，進行正腳背全力踢球的運動學分析和比對，實驗中為了能讓受試者盡最大的力量和不受約束的方式踢球，並未規定助跑角度、步速與踢球目標區，研究結果指出，上肢肩關節的活動範圍於 flexion 和 extension 的部分在校隊組為 158°，新手組則為 54°，校隊組髖關節矢狀面活動範圍為 130°，新手組為 72°，膝關節矢狀面活動範圍校隊組為 108°，新手組為 80°，上述的數據皆達到顯著差異，球速的部分，校隊組為 24.2 m/s，新手組為 16.9 m/s，研究結果認為上肢、下肢關節活動角度都是影響球速的重要因素。除了動作與姿勢會影響踢球表現，Dorge, Anderson, Sorensen, and Simonsen (2002) 以7名受試者研究慣用腳與非慣用腳足背踢球時之差異，利用 APAS 動作分析軟體，分析球速、肢段角速度、肢段角加速度、關節直線速度與加速度，研究結果表示，慣用腳踢球之球速較快、撞擊瞬間腿部角加速度快且力量的轉移較佳。此外，不同性別亦會影響踢球表現，Barfield, Kirkendall, and Yu (2002) 以8位優秀的足球選手，研究不同性別足球選手足背踢球動作之差異，研究發現，男性選手通常有較快的球速，足部有更大的角速度與加速度。在足球比賽中，球體經常都是在移動中，因此 Barbieri, Gobbi, Santiago, and Cunha (2010) 比較踢擊移動的球和靜止的球之身體動作，以10位巴西五人制足球聯賽球員為對象進行分析，研究指出優秀選手全力踢擊移動的球和靜止的球時，都能維持一樣的最大足部速度，但在足部速度與球速的關聯性分析指出，踢滾動的球時，由於球體是動態的，足部速度傳遞能力較差，因此球體速度較低。許晏彰 (2006) 對一般實驗參與者和受過訓練的大學足球隊員進行踢高遠球動作的比較，共20人分成2組，經由6台 Vicon 攝影機的動作分析系統分析各肢段踢球動作的角度、速度及角加速度之變化，結果表示，校隊球員下肢各肢段的最大角加速度比一般受測者大，研究指出，在執行踢球. 8.

(20) 動作時，有訓練的校隊球員，下肢有較大的加速度，因而產生較大的力量。正腳背踢擊球時，足部的線運動速度直接影響球體速度，足背準確踢到球體之中心時，球體會產生較大的速度，而踢在球心側邊會使球體旋轉速度減低 (Bray and Kerwin, 2003)，踢在球心時，足部速度與球體速度之比例 (ball-foot ratio) 較高，而球速與足部擺動速度比例減少時，球速則會減少 (Kellis, Katis, and Gissis, 2004)，優秀選手的足部與球體速度比率約在 1:1.5，亦即足部速度為 20 ms-1，球體的速度即為 30 ms-1，而在踢比較小的 Futsal 足球時，比率則會下降至 1.34 (Ozaki, Sunami, and Ishii, 2010)。在踢球表現的相關研究指出，小腿向後上擺時，髖關節角速度為 171.9 ~ 286.5 deg/s，膝關節為 745 ~ 860 deg/s；小腿下擺擊球時，髖關節角速度最大值為 745 deg/s，膝關節為 860 ~ 1720 deg/s，力矩較大者有更高的球速，踢到球時足部屈伸角度為 12°，球速表現為 28 m/s ~ 32 m/s (Levanon and Dapena, 1998；Nunome, Asai, Ikegami, and Sakurai, 2002；Nunome, Lake, Georgakis, and Stergioulas, 2006)。球體離腳後與地面的飛行角度於 34.1° 能有較遠的飛行距離 (邱靖華，2000)。助跑的速度與角度以及支撐腳的站位是踢球技巧中重要的部份，Andersen and Dörge (2011) 的研究中指出，當球員的助跑方式被限制時，踢球的球速會降低，當踢球被要求準確度時，球速下降 15 %；助跑角度被限制時，球速下降 5 ~ 12 %。助跑角度亦是影響球速之因素，沈進益 (2003) 以四種不同助跑角度 0°、45°、90° 與習慣角度，分析定位踢遠時運動學的差異性，以8名男性大專甲組足球球員為實驗參與者，用三步助跑的方式進行踢遠的分析，研究結果指出，習慣的助跑角度為 34.3°，踢遠距離為 47.9 m，球速為 27.3 m/s，在 90°和 0° 助跑的球速較低，不利於踢遠；45° 與習慣角度間的比較，則未有參數達顯著差異，研究建議踢遠時的助跑角度範圍為 30 ~ 38°。適當的助跑角度能幫助髖關節的轉動，而在手臂動作與髖關節動作之探討中，相關研究經由肩關節和髖關節所構成的X角度探討身體的扭轉 (Healy et al., 2011)，並指出揮擊表現好的選手，有較大的X角度。在助跑速度的部分，Potthast, Heinrich, Schneider, and Brueggemann (2010) 認為助跑的加速到支撐腳著地的減速是影響射門表現的重要因素，有效的加速帶動下肢踢球擺動的動力鏈，而支撐腳著地時減速則是影響身體速度轉換至末端肢段速度 9.

(21) 動力鏈的因素之一。Ball (2013) 的研究亦指出，支撐腳著地時的減速愈多，能幫助踢球腳足部速度的提昇，對球速會造成差異的參數包含：步幅、下肢擺動時間、重心速度及下肢線運動速度，但角速度與球速則沒有顯著相關。林偉達 (1983) 分析十二碼球腳內側踢球之運動學，支撐腳站位在整個動作過程中隨踢球速度及目標不同而有差異，踢向右邊目標時，支撐腳足尖超過球中心點，而踢向左邊目標時，支撐腳足尖位於球中心點之後，支撐腳踩踏位置會影響身體平衡，導致傳球失誤，而經由手臂擺動能調整身體平衡，使用慣用腳踢擊球時，球體與支撐腳的距離較小 (Orloff et al., 2008)，另外，Brown (2002) 認為，踢球時，支撐腳在額狀面的側傾角度增加，能讓擊球腳在踢球時有更好的延伸。除了足球外，橄欖球比賽中也包含踢球的動作，Ball (2008) 對28位橄欖球選手進行拋踢的生物力學研究，結果發現，下肢的運動學表現與踢足球的運動學相似，但其研究發現，選手在拋踢時會有兩種擊球策略，分別是膝關節策略組，而另一種踢球方式為大腿策略組，兩種策略有相同的球速表現，但膝關節角速度和大腿擺動速度則有顯著差異，一組選手在拋踢時著重於小腿的擺動而有較快的膝關節角速度，而另一組選手則有較快的大腿速度。除了踢球技巧的研究外，相關研究以測力版分析著地與變換方向的動力學 (Hewett et al., 2005；莊泰源，2006)，測力板不僅可以用來瞭解地面反作用力，亦可分析足底壓力中心 (center of pressure, COP) 的軌跡瞭解身體晃動的情形，在踢球的過程中，支撐腳的 COP 移動軌跡可以瞭解身體晃動的情形，而手臂動作是否能減少身體的晃動並增進足部踢球時的準確性，可經由測力板和計算足部與球體速度的比例做進一步瞭解。踢球時下肢關節的活動角度和速度固然重要，但少有參數能說明單一關節動作的穩定性，穩定性通常是以 COP 的移動範圍量測，但對於單一關節，如髖關節，其關節為下肢動力鏈之起點，若能瞭解其穩定性，對於踢球表現能有進一步的解釋，對於旋轉動作剛體穩定性的描述，曾有學者以旋轉軸的方式分析，經由計算高爾夫球的揮擊動作，以旋轉軸之角度和速度參數瞭解揮擊的特徵 (Vena, Budney, Forest, and Carey, 2011)，亦有相關研究以肩關節和髖關節所構成的X角度探討身體的扭轉 (Healy et al., 2011)，此方式可應用於足球踢球動作的研究。足球的研究皆以分析下肢運動表現為主，少有上肢與軀幹動作 10.

(22) 的文獻，相關研究認為踢球時手臂動作能幫助平衡，另外也發現優秀選手的手臂在踢球時有較多的活動範圍。目前國內足球相關的教材與書籍中未提到踢球是否需要配合手臂的動作，相關研究以運動學分析助跑的角度、支撐腳與軀幹的位置和踢球時的角度對踢球的影響，以動力學瞭解身體穩定情形，而上肢對於下肢踢球的影響可經由相關的生物力學分析進一步探討。. 第三節. 肌電分析與相關研究. 下肢肌電訊號 (electromyography, EMG) 的收集，能瞭解踢球時肌肉活化的程度，其數值以最大自主收縮 (maximum voluntary contraction, MVC) 的百分比表示，相關研究經由垂直跳的分析瞭解下肢活化的情形，在垂直跳的過程中，外側和內側廣肌可達到 145 % MVC 和 147 % MVC 的活化程度 (李尚儒，2011)，在共同收縮的相關研究指出，股直肌與股二頭肌共同收縮比例為 4.2 ± 0.9 (錢思佑、吳忠政、張怡雯，2012)。此外，肌電訊號亦能用來分析肌肉用力的時序，Wulf, Dufek, Lozano, Pettigrew (2010) 探討視覺位置對垂直跳下肢肌肉活化順序的研究中指出，當視覺注視遠端時跳躍高度較高，但無論視覺位置停留在近端或遠端，皆不影響下肢肌肉活化的順序，因此兩種跳躍動作有相同的動作型態，跳躍時，肌肉活化的順序皆從脛前肌開始，之後依序為股二頭肌、外側廣肌、股直肌、外側腓腸肌。經由肌電訊號能瞭解肢段運動方式的差異，Brophy, Backus, Pansy, Lyman, and Williams (2007) 將踢球動作分為踢球腳著地到離地的準備期、踢球腳離地的上擺期、踢球腳下擺期、踢到球後的跟隨期，研究指出，當選手以腳內側踢球時，相對於正腳背射門，脛前肌有較高的活化，足部有較多的 Dorsi-flexion，而在下擺踢球時，兩種踢球方式在內側和外側廣肌的活化程度皆相似，在正腳背踢球時，外側廣肌為 100 % MVC，內側廣肌為 87 % MVC，正腳背踢球平均球速為 17.1 m/s。肌肉活化程度較高時，肌肉能產生較大的力量，而拮抗肌的活化愈高會影響作用肌淨關節力矩，肌電訊號能瞭解動作時使用的肌群，踢球時下肢主要作用肌肉為股二頭肌、股直肌、內側廣. 11.

(23) 肌、外側廣肌、脛骨前肌、腓腸肌 (Kellis and Katis, 2007)。Scurr, Abbott, and Ball (2011) 研究射門目標對肌肉活化的影響，結果發現當目標位置較高，股四頭肌有較高的活化。除了正腳背和腳內側踢球外，相關研究亦分析進階的踢球方式，Ozaki and Aoki (2008) 以肌電訊號分析腳內側踢球與踢弧線球之差異，結果表示股直肌、內側廣肌有相似的肌電訊號，但腳內側踢球時肌電訊號大於踢弧線球時的 10 ~ 16 %，踢球時下肢肌力是決定球速與距離重要的因素之ㄧ，研究指出技術優秀的球員作用肌有較高的活化而拮抗肌活化則較低 (Nolan and Lees, 1998)，拮抗肌與作用肌的關係常以共同收縮的比例進行探討 (宋光裕，2008)，以內側廣肌活化與股二頭肌活化之比例能分析膝關節的動作；亦有相關研究分析股直肌與股二頭肌活化之比值，拮抗肌與作用肌 MVC 百分比之比值的研究中指出，以膝關節 extension 而言，拮抗肌活化比值過高時，表示肌肉較為緊繃，不利於動力鏈的傳遞和關節角速度的提升 (Kellis, Arabatzi, and Papadopoulos, 2003)。邱榮基 (1997) 以 20 名大學男子足球選手為對象，探討不同速度髖關節、膝關節 flexion 與 extension 的肌力，以及髖關節與膝關節同時表現出來的複合肌力與踢球距離及速度的關係，研究結果表示，下肢肌力的大小與踢球距離和踢球速度有顯著相關 (分別為 r ＝.84 以及 r＝.68)，因此等速肌力測試可用來評估足球選手運動表現。另外，薛慧玲 (2002) 以 20 位中華青年男子足球國家代表隊球員為受試者，探討足球選手爆發力與踢遠、踢準能力的關係，研究發現，爆發力與踢遠之相關係數為 r＝.48，達顯著水準，踢遠距離平均為 49.9 ± 5.8 公尺，踢遠與踢準之相關係數為 r＝.55，達顯著水準，結果表示，踢遠能力越佳者，其踢準能力也越佳。Kellis, Katis, and Gissis (2004) 以 10 名平均 21 歲的業餘男性運動員，研究助跑角度 0°、45°、90° 踢球時對支撐腳的影響，以 Kistler 測力板收集著地的地面反作用力、Ariel 系統收集肌電資料，以及使用 2 台高速攝影機拍攝，進行運動學分析，結果表示，GRF 不隨角度變化而改變，但隨角度變大而偏向後側與內側移動，大角度踢擊會增加膝關節的最大內、外旋角度與腿後肌活化，可能造成十字韌帶受傷的危險。相關研究以 EMG 肌電訊號分析下肢股四頭肌的肌肉活化程度，以攝影機分析踢球的技術，以測力板分析運動傷害，探討踢球的能力與技巧並避免運動傷害，以上皆為足球運動中重要研究的方向。 12.

(24) 第四節. 本章結語. 射門技巧的相關研究包含分析不同性別與層級的差異，瞭解不同群組間射門的技術表現，分析慣用腳與非慣用腳、不同助跑角度與距離、不同踢球方式與踢球目標的運動生物力學分析。在實際比賽中，選手受限於空間和時間的因素，可能無法讓身體有更多的伸展，相關研究少有提及上肢動作受約束時對踢球表現的影響，以及手臂動作是否能增進踢球表現的研究，雖然曾有研究指出技術較佳的選手，踢球時會有較大的手臂動作，以及手臂動作能幫助踢球時的身體平衡，但皆未深入探討。手臂動作相關的研究中經常應用於立定跳遠、立定跳高、排球跳躍等運動，運動方式為雙臂同時擺動，少有類似踢足球時單臂擺動的動作，相關的文獻表示，手臂擺動能增進運動表現，包括跳高時的高度、跳遠時的距離以及運動時身體的平衡與控制。踢球的運動學與動力學研究以分析下肢為主，經由助跑距離與角度、關節活動角度、角速度與地面反作用力，了解下肢的運動與受力情形；經由肌電訊號了解踢球時主要作用肌群與不同踢球方式肌肉活化程度之差異。擺臂動作的相關文獻皆指出對運動表現有提昇的效果，但對於踢球表現的影響仍須進一步探討。因此本研究希望能瞭解手臂動作如何增進踢球的表現，期能提昇國內足球選手之技術水準，提供選手與教練訓練之參考。. 13.

(25) 第參章. 研究方法. 研究方法共分為六節: 第一節、受試者。第二節、實驗時間與地點。第三節、實驗器材。第四節、實驗流程。第五節、資料分析。第六節、統計分析。. 第一節. 受試者. 本研究以 22 位健康的男性大專一級足球選手 (共 11 位，年齡: 22.2 ± 3.1 歲，身高 172.5 ± 6.7 公分，體重 70.4 ± 13.9 公斤，球齡 10.4 ± 3.2 年) 與二級足球選手 (共 11 位，年齡: 25.2 ± 3.1 歲，身高 173.4 ± 4.3 公分，體重 69.8 ± 9.9 公斤，球齡 7.0 ± 3.1 年) 為受試者。其中二級選手非體育績優選手，接觸足球的時間點通常在高中或大學時期，踢球技巧較好的受試者多為大學三、四年級或研究生，因此平均年齡高於一般大學生。受試者具備熟練的踢球射門技巧，皆為慣用右腳踢球的選手，於近 3 個月內在軀幹、手臂、下肢無傷病史，自願參加本實驗。參與者以擺動左手臂與不擺動手臂正腳背射門各 3 次，以高速攝影機拍攝三維影像，測速器材測量球速，測力板擷取人體壓力中心軌跡參數、無線肌電設備蒐集與分析肌電訊號差異，以上實驗器材均屬非侵入性方式。本研究通過國立臺灣大學行為與社會科學研究倫理委員會審查核可，實驗前皆告知參與者權利與實驗流程，並簽暑實驗同意書，參與者有隨時退出實驗的權利。. 第二節實驗時間與地點實驗時間為 102 年 9 月~ 103 年 5 月，每位受試者實驗時間為 2.5 小時。地點於國立臺灣師範大學公館分部體育館一樓運動生物力學實驗室舉行。. 14.

(26) 第三節. 實驗器材. 本實驗使用器材如下: 一、經由 10 台高速攝影機的三維動作擷取系統 (Vicon MX 13+, Oxford Metrics Ltd., England)，以取樣頻率 200 Hz 記錄人體的運動。校正器材使用 T-Wand 1 支與 L-Frame 座標架一個，攝影機位置與場地佈置如圖 3-3 -1。二、使用無線肌電訊號蒐集系統 (TeleMyo™ 2400T, Noraxon Inc., USA) 以取樣頻率 1500 Hz 蒐集下肢踢球的肌電訊號。三、使用一塊測力板 (9287, Kistler Ltd., USA) 以 1500 Hz 的取樣頻率，蒐集踢球腳著地之地面反作用力，測力板尺寸長 60cm，寬 90 cm 。四、經由測速槍 (101911cn, Bushnell Ltd., USA) 測量球速，測速槍於使用前經由 Fastec 高速攝影機與 Kwon 3D 軟體驗證球速。攝影機和軟體分析後所獲得之球速與測速槍量測的球速差異為每小時 1 公里之差異。五、經由動作分析軟體 (Visual3D v5, C-motion Inc., USA) 分析生物力學參數、以及肌電分析軟體 (MyoResearch 1.08, Noraxon Inc., USA) 處理肌電訊號。六、使用 Trigger 同步訊號設備將器材同步，包含三維動作擷取系統、測力板、肌電訊號蒐集系統同步，以及使用足部壓力感測片，測量足部與球體碰撞的時間點。七、 FIFA 認證之 Adidas 足球一顆 (球壓 0.8 bar)。八、可折式足球球門一面 (200 cm * 160 cm) 作為目標區並可保護儀器安全。九、每位受試者使用反光球 49 個，肌電貼片 14 片。規劃場地之器材、攝影機保護網、膠帶、標識盤、量尺、固定光球之雙面膠。十、受試者編號牌與實驗順序紀錄板。. 15.

(27) 圖 3-3 -1. 場地佈置圖. 第四節. 實驗流程. 一、實驗前，招募實驗參與者，並說明實驗概要與配合的事項。二、器材準備與校正，經由 T-wand 動態校正，計算出 Vicon 高速攝影機的誤差值，再使用三角型靜態校正架進行實驗室座標系定位。測力板歸零與試測後，將球門架設於離測力板 2.5 公尺處。三、參與者至實驗室，經由口頭簡報和書面文件，告知實驗程序與參與者權力後，填寫參與者基本資料並簽屬實驗參與者同意書。同意後開始熱身準備。四、蒐集踢球腳之臀大肌、內外側廣肌、股直肌、股二頭肌、外側腓腸肌、脛前肌最大自主收縮 (MVC) 之訊號。其蒐集方式依照 Konrad (2005) EMG 指導手冊之操作方式，並以徒手的方式找到各肌群的肌腹處，以酒精清潔皮膚與刮除其部位之毛髮後，貼上 2 片肌電貼片 (間距 5-10 mm)，要求實驗參與者依指導手冊上的動作，依序蒐集各肌群之最大努力的肌肉電訊號 5 秒鐘。五、在受試者身上貼上反光球，經由 Vicon 高速攝影機擷取反光球位置，獲得踢球的動作影像，以 Plug-in-gait Marker 方式貼置反光球以建立 15 個肢段的人體模型於動作 16.

(28) 分析系統。共 49 個反光球 (圖 3-4-1)。反光球貼置於頭部 (Head)；軀幹 (Torso) C7、 T10、鎖骨相交處、劍突、右後背；髖部 (Pelvis) 腸骨與髂骨前後上棘 (Superior iliac spine, SIS)；上肢 (Arm) 為左右手之肩關節 (Shouder)、肘關節 (Elbow)、腕關節 (Wrist)、中指指尖 (Finger)；下肢為左右腳之腳尖 (Toe)、踝關節 (Ankle)、膝關節 (Knee)、髖關節 (Hip)，腳尖反光球改置於第一與第五趾骨末端外側。. 圖 3-4-1 Plug-in-gait Marker 反光球位置. 六、受試者就定位，先熱身與試踢 5 ~ 10 球後開始進行實驗，依受試者習慣的角度與助跑距離進行射門，研究者在場地上標記 3 公尺之助跑區，以及每一位受試者助跑起始位置 (使助跑角度與距離一致)，測速槍置於助跑區後方，距離球體 5 公尺的位置測量球速，其位置和球體飛行路徑同一直線。受試者每次射門後回到起始位置，以擺臂與不擺臂兩種方式各踢球 3 次，共收集 6 球的資料，將球速最高的資料進行研究分析。踢擊順序依平衡次序法進行。. 17.

(29) 七、處理運動學、動力學、肌電訊號資料後，再進行統計分析。實驗流程摘要如圖 3-4-2。. 實驗流程招募實驗參與者. 簽署實驗同意書與熱身器材校正. 收集 MVC 與貼反光球測量肢段參數. 受試者就定位. 擺臂踢球. 不擺臂踢球. 收集人體運動學資料、測力板之壓力中心資料、肌肉電訊號資料輸出至軟體. 處理運動生物力學參數資料輸出統計分析. 圖 3-4-2. 實驗流程圖. 18.

(30) 第五節. 資料分析. 本研究分析擺臂踢球與未擺臂踢球時運動學與肌電訊號之差異，經由攝影機拍攝後將下肢踢球的動作分期逐項分析各時期之差異，經由下列參數瞭解下肢運動生物力學表現的差異。. 一、資料處理以 Vicon 攝影機拍攝運動過程和數位化人體動作資料的影像，經由 Visual3D 軟體分析，以 Butter-worth second order 低頻濾波 (12 Hz) 修正後，獲得身體各肢段的位置，計算關節的角度和肢段在空間中移動的速度。肌電訊號以 MyoResearch XP Master 軟體分析，以 Band-pass 10 ~ 500 Hz 濾波，經由翻正後以 Root mean square (RMS) 的方式處理，將實驗中各肌群的 MVC 積分後計算平均值設為 MVC 之標準，再計算動作中各肌群於上擺期與下擺期的積分肌電之平均值，將動作的平均積分肌電除以肌肉的 MVC 平均肌電，獲得百分比 MVC (% MVC)。肌肉開始活化時間 (on set) 為足部踢到球之前的時間，例如股直肌於踢到球之前的 0.18 秒開始活化；開始活化時間點的定義為肌肉活化安靜期之平均值加上3倍的標準差，到達峰值時間為肌肉開始活化到肌電訊號峰值時所花費的時間。. 二、座標系定義圖3-5-1為本研究之座標系圖 (修改自Abbeydale Press, 2002)，實驗室座標系 (Global) 之Y軸 (Yg) 為球體至球門中心的方向，Z軸 (Zg) 為垂直方向，Y軸與Z軸之外積為X軸 (Xg)，ZgYg為矢狀面，ZgXg為額狀面。人體的座標系定義如下: (一)、軀幹座標系: 由左、右肩峰與左、右大轉子建立，大轉子的中點指向左右肩峰的中點為軀幹之Z軸 (Ztr)，Y軸 (Ytr) 為Z軸和左右肩峰之向量的外積，X軸 (Xtr) 為Y軸與Z軸之外積。 (二)、骨盆座標系: 由左、右髂前上棘和左、右髂後上棘計算。骨盆座標系之X軸 (Xpe). 19.

(31) 為左髂前上棘至右髂前上棘之向量。Z軸 (Zpe) 之計算為，先將左右髂前上棘中點和左右髂後上棘中點所連成的向量定義為Pc，Z軸為X軸與Pc之外積。Y軸 (Ype) 為 Z軸與X軸之外積。 (三)、大腿座標系: 由膝關節和髖關節建立。膝關節中點 (Kc) 為股骨內、外髁連線之中點，Z軸 (Zth) 為Kc指向髖關節中心點的向量，Y軸 (Yth) 為股骨內髁至外髁的向量與Z軸的外積。X軸 (Xth) 為Y軸與Z軸之外積。 (四)、小腿座標系: 由踝關節與膝關節建立。由踝關節內、外側的反光點連線之中心設為踝關節中心點 (Ac)，Z軸 (Zsh) 為Ac至Kc的向量，Y軸 (Ysh) 為股骨內髁至外髁的向量與Z軸之外積。X軸 (Xsh) 為Y軸與Z軸之外積。 (五)、足部座標系: 由腳跟和足尖建立，足尖包含內側 (第一趾節) 和外側 (第五指節) 2個反光球點，其連線的中心位置設為足尖中心點 (Tc)，Z軸 (Zfo) 為腳跟指向 Tc之向量，Y軸 (Yfo) 為足尖內側至外側的向量與Z軸之外積，X軸 (Xfo) 為Y軸與 Z軸之外積。 (六)、手掌座標系: 由腕關節和第三指掌關節建立，腕關節內外側反光球連線之中心點定義為 Wc，Z軸 (Zha) 為第三指掌關節指向 Wc 的向量，Y軸 (Yha)為腕關節內側至外側的向量與Z軸之外積。X軸 (Xha) 為Y軸與Z軸之外積。. 圖 3-5-1. 人體座標系圖 20.

(32) 三、各項參數計算 (一)、運動學參數: 1. 球體速度 (Ball velocity): 經由測速槍量得，其原理為都卜勒聲納探測的方式，將聲波發射出後，碰到球體反射回來的訊號，測得球體移動的速度，測速槍顯示測速時的最大值，亦為球體最大位移速度 (單位:m/s)。 2. 球速與足部速度比率 (Ratio of ball-foot velocity): 球速除以足部踢球時最大線運動速度，數值以其比值呈現。 3. 肢段線運動速度 (Segment velocity): 計算肢段質心在兩張影像位移的距離並除以兩張影像的時間 (單位:m/s)。. –. (公式一). 4. 髖、膝、踝關節角度 (Hip、knee、ankle joint angles): 在矢狀面上髖關節角度為軀幹 Ztr 與大腿 Zth 的夾角 Flexion 為正值，Extension 負值。膝關節角度為大腿 Zth 與小腿 Zsh 之夾角 Extension 正值，Flexion 為負值。踝關節角度為小腿 Zsh 和足部 Zfo 的夾角，Dorsiflexion 為正值，Plantarflexion 為負值。以上角度之正負值定義如同右手定則 (圖 3-5-2)。 5. 軀幹傾斜角度、支撐腳傾斜角度、肩關節角度、X 角度 (Trunk angle, support leg angle, shoulder angle, and X angle): 軀幹與支撐腳傾斜角度為軀幹 Ztr 與支撐腳與 Zsh 在實驗室座標 ZgXg (額狀面) 之角度。肩關節角度為 LASI 和 LSHO 的連線與 LSHO 和 LELB 連線之夾角，如圖 3-5-2 和圖 3-5-3。X 角度為 RASI 和 LASI 的連線與 RSHO 和 LSHO 的連線於橫斷面的夾角。 6. 支撐腳最後一步步幅 (Last step length): 助跑至最後一步，支撐腳離地到著地時之距離 (距離以身高標準化)，以腳跟的反光球位置計算。 7. 支撐腳與球體間距 (Distance between support foot and ball) : 足部踢到球體瞬. 21.

(33) 間，支撐腳之腳跟反光球位置和球體位置的距離，如圖 3-5-3，其數值為距離 (單位: m)。 8. 旋轉軸 (Screw or Helical axis) 之計算: 踢球時，下肢動作由髖關節帶動，其擺動軌跡會繞一個軸旋轉，經由比較旋轉軸 (. 的角度，探討兩種踢球方式. 間旋轉軸角度是否對射門表現造成差異。其公式如下，TR 值為肢段兩個位置點的旋轉矩陣，先計算出公式三之矩陣 [TR]，再將數值帶入公式三和公式四計算 (Robertson, Caldwell, Hamill, Kamen, & Whittlesey, 2004)。. 公式二. [TR]=. 公式三. 公式四. 圖 3-5-2. 角度定義圖. 圖 3-5-3 肢段角度與支撐腳與球之間距. 22.

(34) (二)、動力學參數: 經由測力板所測得之地面反作用力與 COP 的位置與變化，瞭解 COP 移動範圍。經由測力板所得之 COP 位置，其軌跡擺動範圍計算方式如下 (李尹鑫、張家豪、王宏正，2010):. Area=1.96*XSD*1.96*YSD*π. (公式五). 公式五計算方式以線性迴歸取得 Y= aX+b 並定義為橢圓的軸，XSD 為 COP 對應回歸軸於 X 方向的標準差。YSD 為 COP 對應迴歸軸於 Y 方向的標準差。 (三)、肌電訊號: 將動作期分為向後上擺期與下擺期，上擺期為踢球腳離地至屈膝的最大角度，此時足部向身體後上方擺動；下擺期為屈膝最大角度至踢到球瞬間，足部向前向下方擺動。收集左右腳之內外側廣肌、股直肌、股二頭肌、外側腓腸肌、脛前肌的肌電訊號，將肌肉活化程度以 MVC 百分比標準化。肌肉活化百分比計算方式為: 1. 上擺期肌肉活化之百分比 MVC (% MVC): 上擺期肌肉活化積分肌電之平均值 (單位:μv) 除以上擺期肌肉活化 MVC 平均值 (三秒平均，單位:μv)，得到上擺期肌肉活化的百分比 MVC. (單位: % MVC)。. 2. 下擺期肌肉活化之百分比 MVC: 下擺期肌肉活化積分肌電平均值 (單位:μv) 除以肌肉活化之 MVC 平均值 (三秒平均，單位:μv) 獲得肌肉活化的百分比 MVC (單位: % MVC)。 3. 肌肉共同收縮比例，共同收縮比例計算方式為股直肌活化之百分比 MVC 除以股二頭肌活化之百分比 MVC，例如: 股直肌活化為 120 % MVC，股二頭肌活化為 60 % MVC，則比例為 2.0。. 23.

(35) 第六節. 統計分析. 本研究各項資料處理，使用 SPSS 21.0 版 for Windows 套裝軟體 (IBM Inc., USA)。統計方式包含二因子變異數混和設計分析、t 檢定、皮爾遜積差相關: 一、以二因子變異數混和設計分析手臂動作和層級對踢球表現的主要效果和交互作用。分析球速、肢段線運動速度、關節角度、角速度、動力鏈、COP 移動範圍、球速與足部線運動速度之比例，以及肌肉活化程度、開始活化時間、到達峰值時間是否有影響。二、以 t 檢定瞭解一級和二級選手之差異，以及擺臂和不擺臂踢球之差異。三、以皮爾遜積差相關法瞭解助跑速度、手臂擺動速度與球速之關聯程度。四、顯著考驗採用 α = .05 之顯著水準。. 24.

(36) 第肆章. 結果與討論. 本章第一節呈現本研究之結果，以二因子變異數混和設計分析瞭解手臂和層級對踢球的影響，以 t 檢定分別瞭解擺臂與不擺臂踢球間的差異，以及一級選手與二級選手間的差異，討論的部分於第二節呈現。第一節之內容為: 一、球速與助跑速度。二、身體姿勢與關節活動角度。三、肢段線運動速度與關節角速度。四、壓力中心面積與旋轉軸分析。五、肌電訊號分析。六、不同層級選手之差異。. 第一節. 結果. 一、球速與助跑速度擺臂與層級皆會影響踢球速度 (擺臂 F(1,20)= 16.799，p < .05；層級 F(1,20)= 46.6，p < .05)，但兩者之間無交互作用 (F(1,20)= 3.647)，當一級選手擺臂踢球時，球速較不擺臂時快，如圖 4-1-1，擺臂踢球之球速為 27.2 ± 2.2 m/s，不擺臂時為 24.4 ± 1.9 m/s (t10= 3.996， p < .05)。經由 t 檢定的結果指出，二級選手在兩種踢球方式間未有差異 (t10=1.657)，擺臂時球速為 21.2 ± 1.9 m/s，不擺臂為 20.2 ± 2.2 m/s。. 球速 m/s. 40 35 30 25 20 15 10 5 0. 擺臂不擺臂. 一級選手圖 4-1-1. 二級選手. 擺臂和不擺臂之球速比較. 25.

(37) 擺臂會影響助跑速度 (F(1,20)= 3.276)，一級選手擺臂踢球時，助跑最大速度較快，但踢球瞬間的質心速度在擺臂或不擺臂的情況下皆無差異 (表 4-1-1)。而二級選手在兩種踢球方式下，助跑最大速度和踢球瞬間速度無差異 (表 4-1-1)。手臂擺動速度與球速無顯著相關， r = .33 (一級) 與 r = .33 (二級)，助跑速度與球速亦無顯著相關，相關值 r = .14 (一級) 與 r = -.16 (二級)。. 表 4-1-1. 助跑與踢球瞬間之質心速度擺臂. 不擺臂. t value. 3.75 ± 0.54 2.36 ± 0.50. 3.44 ± 0.53 2.44 ± 0.55. 2.427 -0.561. 3.25 ± 0.55 2.06 ± 0.61. 3.17 ± 0.54 2.17 ± 0.65. 0.878 -0.980. Unit: m/s. 一級選手 (n=11) 助跑最大質心速度* 踢球瞬間質心速度二級選手 (n=11) 助跑最大質心速度踢球瞬間質心速度 * p < .05. 二、身體姿勢與關節活動角度擺臂會影響最後一步的步幅的大小 (F(1,20)= 6.368， p < .05)，而層級不影響最後一步的步幅 (F(1,20)= 1.633)，支撐腳與球體距離亦受擺臂影響 (F(1,20)= 5.398，p < .05)，一級選手擺臂踢球時，助跑最後一步的步幅較大，支撐腳與球體的位置也較遠 (表 4-1-2)。. 表 4-1-2. 助跑步幅、支撐腳與球距離. 一級選手 (n=11) 助跑最後一步步幅支撐腳與球之距離二級選手 (n=11) 助跑最後一步步幅支撐腳與球之距離. 擺臂. 不擺臂. t value. (倍身高)* (m)*. 1.49 ± 0.14 0.29 ± 0.09. 1.41 ± 0.12 0.24 ± 0.09. 3.160 2.695. (倍身高)*. 1.20 ± 0.21 0.33 ± 0.02. 1.36 ± 0.25 0.34 ± 0.02. -2.547 0.780. (m). * p < .05。. 26.

(38) 踢球瞬間軀幹側傾角度不受擺臂動作或層級影響 (擺臂 F(1,20)= 2.736，層級 F(1,20)= 0.158)，擺臂動作會使支撐腳有更多的傾斜角度 (F(1,20)= 21.694， p < .05)，傾斜角度為負值時，表示肢段向左方傾斜，一級與二級選手擺臂踢球時，皆有較大的傾斜角度 (表 4-1-3)，踝關節角度則是受層級影響 (F(1,20)= 4.719， p < .05)，而不受擺臂動作影響 (F(1,20)= 0.191)，而膝關節同樣也只受層級影響 (F(1,20)= 26.096， p < .05)。. 表 4-1-3. 踢球瞬間軀幹、支撐腳、踢球腳關節角度. Unit: degree. 一級選手 (n=11) 軀幹側傾角度支撐腳側傾角度* 踢球腳膝關節角度踢球腳踝關節角度二級選手 (n=11) 軀幹側傾角度支撐腳側傾角度* 踢球腳膝關節角度踢球腳踝關節角度. 擺臂 -0.6 ± 8.6 -30.4 ± 5.7. 不擺臂. t value. -3.0 ± 9.3 -25.8 ± 6.2. 0.938 -3.233. 31.1 ± 7.0 25.9 ± 4.2. 33.9 ± 11.0 27.7 ± 4.6. 1.543 -1.440. -1.8 ± 8.2 -25.6 ± 9.5 50.5 ± 8.2. -4.2 ± 7.3 -20.9 ± 9.7 52.6 ± 10.8. 1.689 -3.354 -0.937. 33.4 ± 10.5. 0.506. 34.3 ± 10.6. 註: 根據右手定則，側傾角度為負值時，表示以右腳踢球，軀幹或支撐腳在額狀面向左側傾斜。 * p < .05。. 一級選手擺臂時有較大的膝關節 (F(1,20)= 11.186， p < .05) 與髖關節 (F(1,20)= 20.691， p < .05) 矢狀面活動角度，二級選手在膝與髖關節活動角度在兩種踢球方式下皆無差異 (表 4-1-4)。而髖關節橫斷面角度則受層級影響 (F(1,20)= 7.301， p < .05)。. 27.

(39) 表 4-1-4. 膝關節與髖關節活動角度擺臂. 不擺臂. t value. 103.1 ± 8.1 108.4 ± 15.0. 96.2 ± 7.1 92.6 ± 11.3. 3.227 4.222. 31.5 ± 6.9. 26.9 ± 6.2. 8.532. 104.4 ± 7.1 96.5 ± 11.4 37.2 ± 9.6. 105.7 ± 7.6 89.8 ± 9.9 37.8 ± 8.6. 1.177 2.066 0.837. Unit: degree. 一級選手 (n=11) 膝關節矢狀面活動角度* 髖關節矢狀面活動角度* 髖關節橫斷面活動角度* 二級選手 (n=11) 膝關節矢狀面活動角度髖關節矢狀面活動角度髖關節橫斷面活動角度 * p < .05. 擺臂與層級對軀幹 X 角度的影響如表 4-1-5，擺臂影響踢球腳著地與離地、支撐腳著地、膝關節最彎點時的軀幹 X 角度，但層級皆不影響其角度。. 表 4-1-5. 不同層級選手在各動作分期點之 X 角度擺臂. 不擺臂. 擺臂差異層級差異. 一級. 二級. 一級. 二級. F value. F value. 踢球腳著地. 27.9 ± 8.1. 25.5 ± 7.3. 17.3 ± 4.6. 18.9 ± 5.9. 44.250*. 0.025. 踢球腳離地. 29.7 ± 7.2. 25.2 ± 7.0. 20.0 ± 8.2. 21.2 ± 7.0. 14.432*. 0.417. 支撐腳著地. 32.0 ± 7.2. 27.0 ± 8.4. 20.9 ± 4.4. 19.4 ± 7.0. 47.247*. 1.588. 膝關節最彎. 25.4 ± 6.9. 23.1 ± 6.0. 15.3 ± 3.6. 14.6 ± 6.9. 36.791*. 0.537. 踢到球. 19.9 ± 6.6. 22.4 ± 11.3. 19.8 ± 6.4. 22.3 ± 9.1. 0.011. 0.528. Unit: degree. * p < .05. 一級選手在擺臂和不擺臂兩種踢球方式下，軀幹 X 角度之差異如圖 4-1-2，在踢球腳著地 (t10= 5.324，p < .05) 和離地 (t10= 3.665，p < .05)、支撐腳著地 (t10= 6.079，p < .05)、膝關節最彎 (t10= 5.613，p < .05) 之時間點達顯著差異 (圖 4-1-2)；二級選手在兩種踢球方式下，軀幹 X 角度於踢球腳著地 (t10= 3.999，p < .05)、支撐腳著地 ( t10= 3.364，p < .05)、膝關節最彎 ( t10= 3.422，p < .05) 之時間點達顯著差異 (圖 4-1-3)。. 28.

(40) 一級選手 X角度. 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0. *. *. *. * 擺臂不擺臂. 踢球腳著地踢球腳離地支撐腳著地膝關節最彎. 圖 4-1-2. 二級選手 X角度. 40 35 30 25 20 15 10 5 0. 踢到球. 一級選手軀幹 X 角度之差異圖. *. *. * 擺臂不擺臂. 踢球腳著地. 圖 4-1-3. 踢球腳離地. 支撐腳著地. 膝關節最彎. 踢到球. 二級選手軀幹 X 角度之差異圖. 三、肢段線運動速度與關節角速度擺臂和不擺臂踢球時動力鏈有不同的肢段速度特徵，從足部上擺峰值時間點至大腿下擺峰值的時間點所花費的時間，表示大腿的加速時間，其時間不受層級影響 (F(1,20)= 0.047)，但受擺臂動作影響，擺臂時大腿的加速時間較久 (F(1,20)= 23.669， p < .05)，而足部和小腿之加速時間則不受層級或擺臂的影響，擺臂與不擺臂加速時間的比較如表 4-1-6。 29.

(41) 表 4-1-6. 下肢動力鏈傳遞時間. Unit: s 一級選手 (n=11) 足部上擺-大腿下擺* 大腿下擺-小腿下擺小腿下擺-足部下擺二級選手 (n=11) 足部上擺-大腿下擺* 大腿下擺-小腿下擺小腿下擺-足部下擺. 擺臂. 不擺臂. t value. 0.044 ± 0.014 0.042 ± 0.011. 0.031 ± 0.008 0.037 ± 0.016. 3.825 0.557. 0.028 ± 0.011. 0.022 ± 0.016. -1.487. 0.043 ± 0.010 0.042 ± 0.012 0.022 ± 0.010. 0.035 ± 0.011 0.040 ± 0.005 0.025 ± 0.010. 3.008 0.669 -1.17. 註: 動力鏈傳遞分為三個階段，第一階段時間由踢球腳足部上擺肢段速度達到峰值開始，足部峰值到達大腿下擺速度峰值的時間 (單位為秒) 為大腿加速時間。第二階段為大腿下擺速度峰值至小腿下擺速度至峰值時間。第三階段為小腿下擺速度峰值至足部下擺速度峰值時間。 * p < .05。. 在線運動速度的比較中，大腿、小腿、足部皆受擺臂的影響 (大腿: F(1,20)= 12.361， p < .05；小腿: F(1,20)= 13.300， p < .05；足部: F(1,20)= 17.311， p < .05)，擺臂使一級選手踢球時有較高的下肢線運動速度 (表 4-1-7)。在球速與足部線運動速度之比例未達顯著差異，其比例不受擺臂影響 (F(1,20) = 2.258)，但受層級的影響 (F(1,20)= 16.146，p < .05)。. 表 4-1-7. 下肢線運動速度擺臂. 一級選手 (n=11) 足部線運動速度 (m/s) * 小腿線運動速度 (m/s) * 大腿線運動速度 (m/s) * 球速/足部速度比例二級選手 (n=11) 足部線運動速度 (m/s) 小腿線運動速度 (m/s) 大腿線運動速度 (m/s) 球速/足部速度比例. 不擺臂. t value. 16.68 ± 1.42 9.26 ± 0.59 5.83 ± 0.63. 15.58 ± 1.20 8.71 ± 0.56 5.39 ± 0.57. 3.869 3.761 3.444. 1.63 ± 0.16. 1.57 ± 0.16. 1.536. 15.55 ± 0.86 8.65 ± 0.74 5.32 ± 0.59 1.36 ± 0.15. 15.03 ± 0.76 8.47 ± 0.80 5.17 ± 0.64 1.34 ± 0.14. 1.953 1.327 1.349 0.594. 註: 球速與足部速度比例為球速除以足部線運動速度。線運動速度為峰值速度。 * p < .05。 30.

(42) 在肢段動力鏈速度的圖型上，擺臂和不擺臂有相似的曲線型狀 (圖 4-1-4，圖 4-1-5)，但擺臂踢球的速度峰值較高，兩種踢球方式在足部速度皆於踢到球瞬間達到峰值 (垂直線為足部與球體碰撞之時間點)。. 踢到球瞬間時間點 16 14 12. Velocity (m/s). Foot. 10 8 6. Shank. 4 2. Thigh. 0 -2. 0.05. 0.1. 圖 4-1-4. 0.15. 0.2. 0.25. 0.3. 0.35. time (s). 一位選手擺臂踢球之動力鏈圖. 踢到球瞬間時間點 16 14 12. Foot. 10. Velocity 8 (m/s) 6. Shank. 4 2. Thigh. 0 -2. 0.05. 圖 4-1-5. 0.1. 0.15. 0.2. 0.25. 0.3. 0.35 time (s). 一位選手不擺臂踢球之動力鏈圖. 在角速度的部分，擺臂動作與層級皆影響膝關節角速度 (擺臂 F(1,20)= 7.330，p < .05；層級 F(1,20)= 4.620，p < .05) ，髖關節角速度亦受擺臂影響 (F(1,20)= 28.482，p < .05)，一級選手擺臂踢球能提升髖關節與膝關節的角速度 (表 4-1-8)。. 31.

(43) 表 4-1-8. 髖關節與膝關節最大角速度擺臂. 不擺臂. t value. 一級選手 (n=11) 髖關節* 膝關節*. 731.9 ± 92.6 1576.7 ± 128.9. 584.7 ± 89.6 1482.8 ± 185.8. 10.22 2.372. 二級選手 (n=11) 髖關節膝關節. 651.3 ± 119.5 1422.3 ± 123.6. 598.7 ± 136.9 1373.6 ± 177.2. 1.522 1.402. Unit: deg/s. * p < .05. 四、壓力中心面積與旋轉軸分析層級與擺臂皆不影響 COP 移動面積 (擺臂 F(1,20)= 0.436；層級 F(1,20)= 0.309)，如表 4-1-9。在旋轉軸的分析表示，一級選手之旋轉軸活動角度在擺臂踢球時，額狀面和橫斷面有較大的活動角度 (額狀面 F(1,20)= 28.411， p < .05；橫斷面 F(1,20)= 20.582， p < .05)，而二級選手則是在擺臂踢球時橫斷面有較大的活動角度 (表 4-1-9)。此外，層級不影響旋轉軸活動角度 (矢狀面 F(1,20) =1.712；額狀面 F(1,20) = 0.039；橫斷面 F(1,20) = 0.430) ，. 表 4-1-9. 支撐腳 COP 移動面積與旋轉軸移動角度擺臂. 一級選手 (n=11) COP 移動面積 (mm2) 旋轉軸矢狀面移動角度旋轉軸額狀面移動角度* 旋轉軸橫斷面移動角度* 二級選手 (n=11) COP 移動面積 (mm2) 旋轉軸矢狀面移動角度旋轉軸額狀面移動角度旋轉軸橫斷面移動角度*. 不擺臂. t value. 127.3 ± 28.7 ± 45.3 ± 26.8 ±. 33.6 7.4 7.0 12.1. 123.1 ± 27.1 28.3 ± 5.9 38.0 ± 6.4 16.7 ± 8.2. 0.333 0.226 5.330 2.636. 122.8 ± 33.2 ± 41.3 ± 30.9 ±. 41.3 8.6 6.2 11.5. 115.1 ± 41.9 31.3 ± 7.4 42.2 ± 5.4 18.8 ± 16.4. 0.600 1.234 -0.640 3.979. 註: 移動角度單位為度 (degree)。 * p < .05。. 32.

(44) 五、肌電訊號分析肌電訊號分析以百分比 MVC 表示，分析踢球腳上擺期和下擺期下肢肌肉活化程度、股直肌與股二頭肌共同收縮比例、肌肉開始活化時間與到達活化峰值之時間。研究發現，二級選手脛前肌上擺時肌肉活化程度較一級選手高 (F(1,20)= 4.7190，p < .05)，而其他肌肉的活化程度皆不受擺臂或層級影響，下擺期各肌肉活化情形亦不受擺臂或層級影響。如表 4-1-10 與表 4-1-11。. 表 4-1-10 不同層級選手上擺期肌肉活化百分比上擺期 MVC %. 擺臂差異. 層級差異. F value. F value. 23.0 ± 10.8. 0.519. 2.419. 21.6 ± 9.2 21.9 ± 10.4 24.1 ± 12.9. 24.6 ± 13.9 24.0 ± 13.4 43.4 ± 27.1. 0.510 0.000 0.954. 0.530 0.312 4.719*. 103.5 ± 38.3 88.4 ± 22.1 112.6 ± 32.7. 112.6 ± 30.5 103.1 ± 21.4 108.4 ± 39.5. 0.001 0.496 0.367. 0.432 3.120 0.098. 擺臂差異. 層級差異. F value. F value. 一級. 二級. 股直肌外側廣肌內側廣肌脛前肌. 15.5 ± 13.6. 臀大肌股二頭肌腓腸肌 * p < .05. 表 4-1-11 不同層級選手下擺期肌肉活化百分比下擺期 MVC % 股直肌外側廣肌內側廣肌脛前肌臀大肌股二頭肌腓腸肌. 一級. 二級. 95.1 ± 28.9 129.0 ± 27.8 118.5 ± 27.0 64.3 ± 37.3. 120.5 ± 38.4 121.7 ± 26.6 124.7 ± 28.6 80.2 ± 28.7. 0.384 0.128 1.242 0.680. 3.228 0.503 0.430 1.576. 44.3 ± 26.2 32.4 ± 18.8 62.1 ± 27.9. 46.5 ± 27.6 36.8 ± 16.7 82.0 ± 46.3. 1.851 2.827 0.021. 0.440 0.444 1.593. * p < .05. 兩種踢球方式在各肌群活化程度上皆無差異，一級選手的結果如表 4-1-12 和表 4-1-13。踢球腳上擺時，臀大肌、股二頭肌、腓腸肌為主要活化的肌群，活化超過 85 % 33.

(45) MVC；上擺時大腿的拮抗肌群包含股直肌、外側廣肌、內側廣肌的活化程度於 25 % MVC 以內。下擺時，股直肌、內側、外側廣肌為主要活化的肌群，活化超過 90 % MVC。. 表 4-1-12. 一級選手踢球腳於上擺期肌肉活化百分比. Unit: MVC % (n=11) 股直肌外側廣肌內側廣肌脛前肌臀大肌股二頭肌腓腸肌. 擺臂. 不擺臂. t value. 16.2 ± 14.1 23.3 ± 8.5 24.0 ± 12.2 25.6 ± 14.8. 14.9 ± 13.7 19.8 ± 9.8 19.3 ± 8.2 22.6 ± 11.2. 0.358 0.940 0.924 0.743. 104.1 ± 27.0 91.5 ± 22.9 114.7 ± 29.8. 102.8 ± 48.4 85.3 ± 21.9 110.4 ± 36.6. 0.145 1.127 0.288. * p < .05. 表 4-1-13. 一級選手踢球腳於下擺期肌肉活化百分比. Unit: MVC % (n=11) 股直肌外側廣肌內側廣肌脛前肌臀大肌股二頭肌腓腸肌. 擺臂. 不擺臂. t value. 95.7 ± 27.9 127.4 ± 23.0 116.2 ± 20.1 62.0 ± 32.4. 94.5 ± 31.3 130.6 ± 32.1 120.8 ± 32.8 66.6 ± 41.9. 0.220 -0.357 -0.756 -0.430. 41.6 ± 21.7 30.7 ± 18.4 65.7 ± 33.6. 47.1 ± 30.0 34.1 ± 19.1 58.5 ± 19.2. -0.641 -0.616 0.959. * p < .05. 二級選手結果如表 4-1-14 和表 4-1-15，在兩種踢球方式下在各肌群活化程度皆無差異，二級選手踢球時，在上擺期臀大肌、股二頭肌、腓腸肌活化超過 100 % MVC。在下擺踢球時，股直肌、外側廣肌、內側廣肌肢活化皆超過 100 % MVC。擺臂會影響股直肌與二頭肌在踢球腳下擺時的共同收縮比例 (F(1,20)= 12.738，p < .05)，二級選手擺臂踢球時有較高的比例，擺臂時的比例為 4.7 ± 2.6，不擺臂時為 3.2 ± 1.5 (t10 = 2.401，p <.05) ，一級選手在兩種踢球方式下未有差異，擺臂時的比例為 4.3 ± 2.6，不擺臂時為 34.