實驗參與者基本資料如表3-1

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第參章、研究方法

本研究方法共分成五個部份來加以說明：一、實驗參與者；二、實驗器材；三、實驗步驟；四、實驗設計；五、資料處理；六、統計分析。

第一節、實驗參與者

本實驗的實驗參與者為15名中華民國大專甲級籃球聯賽女子球員。實驗參與者皆為自願參與本實驗，無膝關節傷害病史並且精熟運球這項技術，

慣用手皆為右手。在實驗開始之前先向實驗參與者解釋實驗流程，並簽屬實驗同意書。實驗參與者基本資料如表3-1。

表3-1實驗參與者基本資料

Mean(N=15) SD

年齡(年) ^22.47 ^2.33 身高(公分) ^168.20 ^5.24 體重(公斤) ^62.27 ^7.04 接觸籃球的時間(年) ^9.27 ^1.98

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第二節、實驗器材

一、本實驗使用的器材如下:

(一) Vicon motion analysis system 十台攝影機(MX13+ Oxford Metrics Ltd., Oxford, England, sampled at 200Hz)收集黏貼於身體各肢段的反光球在實驗室座標系統中的軌跡。 (二) 42顆反光球，反光球的位置如圖3-1。

(三) 德國製 KISTLER 9281(60x40) 測力板一塊，擷取頻率 1000HZ，放大器一塊。

(四) 紅外線分段計時器兩組。

(五) 斯伯丁女子六號球一顆。

(六) 數位攝影機一部。

(七) 同步訊號接收器一部。

(八) 個人電腦兩部。

(九) 德國 Biovision 生物訊號擷取系統一部。

(十) 十六個頻道（Channel）的訊號接收器。

(十一) 電極片數包。

(十二) DASY Lab 6.0版電腦軟體一套。

(十三) A/D類比-數位訊號轉換器。

(十四) 膠帶、棉花酒精及刮鬍刀。

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二、反光球黏貼位置

反光球黏貼的部位將人體下肢分為骨盆、左腿、右腿。分別在身體各個特定部位貼上反光球，總共42個反光球。圖3-1為黏貼的部位示意圖，表3-2 為各反光點所代表的位置及代表的肢段。

圖3-1 反光球黏貼位置示意圖。黃色為定義解剖位置的反光球，紅色為用來追蹤下肢關節相對位置的反光球(Tracking Markers)

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表3-2 反光球位置以及所代表的肢段

肢段名稱標記名稱解剖標記位置英文對照

骨盆

（pelvis）

RASI 右腸骨前上棘 anterior superior iliac spine RPSI 右腸骨後上棘 posterior superior iliac spine LASI 左腸骨前上棘 anterior superior iliac spine LPSI 左腸骨後上棘 posterior superior iliac spine 大腿

（thigh）

RTRO LTRO 股骨大轉子 greater trochanter

RLFC LLFC 股骨的外側髁 lateral femoral epicondyle center RMFC LMFC 股骨的內側髁 medial femoral epicondyle center 小腿

（shank）

RLFC LLFC 股骨的外側髁 lateral femoral epicondyle center RMFC LMFC 股骨的內側髁 medial femoral epicondyle center RMMA LMMA 脛股的內側髁 medial malleolus

足（foot） RHEE LHEE 腳後跟 heel

RTOE LTOE 第三蹠骨基 tuberosity of3rd metartasal bone RFOO LFOO 第一蹠骨粗隆 tuberosity of 1st metartasal bone RFOO' LFOO' 第五蹠骨粗隆 tuberosity of 5th metartasal bone 註：在大腿與小腿上左右側各黏貼4顆Tracking Markers

三、肌電圖測量：

德國 Biovision 生物訊號擷取系統一部（如下圖3-2），擷取頻率：1000Hz。

電極片黏貼位置參考Jeffrey R. Cram, PhD等人（1998）（如下圖3-3）；為了進行肌電訊號的標準化，參考『Muscle testing：techniques of manual examination』，進行徒手測試實驗參與者最大自主等長收縮（MVIC）（如

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下圖3-4）：

圖3－2 Biovision肌電擷取系統

股直肌電極片黏貼位置股內側肌電極片黏貼位置

股外側肌電極片黏貼位置股二頭肌與半腱半膜肌電極片黏貼位置

圖3－3 各部位電極片貼圖（摘自Jeffrey R. Cram, PhD等人；1998）

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股四頭肌群(股直肌、股外側肌、股內側肌) 股二頭肌及半腱半膜肌

圖3－4 收取最大自主等長收縮姿勢（取自『Muscle testing：techniques of manual examination』）

第三節、實驗步驟

步驟一、對實驗參與者說明實驗流程並填寫同意書。

步驟二、黏貼肌電貼片。

黏貼肌電貼片之前先用刮鬍刀除去多餘毛髮並用酒精消毒，貼片與貼片之間相隔兩公分以避免干擾，貼於受試者各作用肌群肌腹上且需平行於肌纖維方向。

步驟三、收集最大等長收縮肌力(Maximal Voluntary Isometric Contraction)。

運用徒手收集最大等長收縮肌力，方法如圖 3-4。對實驗參與者先做兩次最大等長收縮，每次時間為 5 秒鐘在測試的時間之內全程記錄肌電訊號。

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分析時取其積分肌電為用來作為標準化之基準。

步驟四、黏貼反光球。

黏貼位置如圖 3-1，一共 42 顆反光球，黏貼完之後先做靜態動作，先收集實驗參與者在自然解剖位置下靜態站立動作以建立身體各關節在實驗室中的座標。

步驟五、簡單熱身及練習所要求的動作。

步驟六、開始進行實驗試作。

每種試作收取五個成功試作，包括空手以及運球側向跨步切入，以隨機方式決定順序。成功試作為直線衝刺速度達到所要求的 4.5m/s 與 5.5m/s 之間，並且軸心腳左腳完全踩踏在測力板上，並以右腳做 45 度的側向跨步切入。

第四節、實驗設計

一、動作說明

本實驗將分為空手側向跨步切入(Non-Dribbling Side Step Cutting)及運球側向跨步切入(Dribbling Side Step Cutting)。在快速行進下運球推進，籃球員第一選擇往往運用最習慣的慣用手來運球，本研究實驗參與者皆以右手為慣用手，因此在側向跨步切入的瞬間，左腳通常被當作軸心腳。因此，

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本實驗統一以左腳為軸心腳。

(一) Non-Dribbling Side Step Cutting組--從起點到力板前維持直線前進，以軸心腳左腳踏在KISTLER 9281力板上，並以右腳為跨步腳向右側45度側向跨步。

(二) Dribbling Side Step Cutting組—以右手運球，從起點到力板前維持直線前進，以軸心腳左腳踏在KISTLER 9281力板上，並以右腳為跨步腳向右側45度側向跨步。

地板上用膠帶貼出直線衝刺的路線以及45度切入的遵循方向，提供實驗參與者視覺的線索依據。

二、速度控制

要求實驗參與者在變換方向之前的直線前進階段保持最大速度，藉由分段計時器測量其速度，收集直線行進速度在4.5m/s至5.5m/s的試作加以分析並確認所選擇的試作變換方向的角度達到要求。直線衝刺距離為5公尺(起點至測力板中心的距離)。分段計時器擺設的位置為距離測力板中心前4公尺擺設第一組分段計時器，測力板中心點擺設第二組分段計時器。藉由通過這兩組計時器的時間計算其直線前進的速度。詳細實驗場地佈置圖請見圖3-5。

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圖3-5 實驗場地佈置圖

依照實驗目的，比較女子籃球員在空手及運球狀態下側向跨步切入時，

運球對軸心腳膝關節運動學(包括膝關節屈曲/伸展角度、內外翻角度、內外旋角度)、動力學(膝關節內外翻力矩、內外旋力矩、垂直及側向地面反作用力)以及下肢包括股直肌(Rectus Femoris, RF)、股外側肌(Vastus Lateralis,

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VL)、股內側肌(Vastus Medialis, VM)、股二頭肌(Biceps Femoris, BF)、半腱半膜肌( Semitendinosus/ Semimembranosus)等肌群肌電訊號。

第五節、資料處理

利用Visual3D (C-Motion, Rockville, MD, USA) 處理反光球在空間中的軌跡，各關節角度參數依照Carden angle 旋轉順序XYZ求得。反光球的軌跡以8Hz的低通濾波來過濾雜訊，測力板資料則使用50Hz的低通濾波進行濾波動作( Milner，2007)。所有的資料都以測力板資料來判斷軸心腳著地到離地之間的時間，著地到離地之前這段時間稱之為支撐時間，並將其做百分比標準化。

一、運動學與動力學分析 (一)各肢段建立與定義

肢段定義：

Pelvis 以 R/LASI 與 R/LPSI 四點定義出；Thigh 以 R/LTRO、R/LLFC 與 R/LMFC 定義出；Shank 以 R/LLFC、R/LMFC、R/LLMA 與 R/LMMA 定義出。

骨盆(Pelvis)座標定義為:

RASI 與 LASI 的中點為 PELVIS 的座標原點，中點到 RASI 定義出 X（屈曲為正，伸展為負）軸。RPSI 與 LPSI 的中點與原點的連線定義出 Y（外展

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為正，內收為負）軸，Z（內旋為正，外旋為負）軸則為垂直於 XY 平面。

如圖 3-6 所示。

圖 3-6 Pelvis 座標示意圖(資料來源：http://www.c-motion.com/help)

若以 ASIS 與 PSIS 四點定義出 Pelvis，Visual 3D 計算出髖關節中心的公式為：

RHJC=

(0.36*ASIS_Distance-0.19*ASIS_Distance-0.3*ASIS_Distance) LHJC=

(-0.36*ASIS_Distance-0.19*ASIS_Distance-0.3*ASIS_Distance)

(Bell 等人，1990)

大腿(Thigh)座標定義：

以右腳為例，以計算出的髖關節中心為原點，RLFC 與 RMFC 中點為膝關節中心，膝關節中心往髖關節中心連線為 Z 軸，髖關節中心往大轉子方

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向連線為 X 軸，X 軸與 Z 軸外積出 Y 軸。如圖 3-7 所示。

圖 3-7 大腿(Thigh)與小腿(Shank)座標定義。

小腿(Shank)座標定義：

以右腳為例 RLFC 與 RMFC 中點為膝關節原點，原點往 RLFC 的連線定義出 X 軸，RLMA 與 RMMA 的中點向原點的連線垂直方向定義出 Z 軸，

X 軸與 Z 軸外積出 Y 軸。如圖 3-7 所示。

足部(Foot)座標定義：

足部由 R/LHEE R/LTOE R/LFOO 與 R/LFOO'定義出，足部座標定義：

以右腳為例 RLMA 與 RMMA 中點為踝關節原點，RFOO 與 RFOO'的中點朝踝關節原點連線定義出 Z 軸，踝關節原點朝 LLMA 定義出 X 軸，X 與 Z 軸外積出 Y 軸。如圖 3-8。

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圖 3-8 足部(Foot)座標定義

根據右手定則，下肢肢段座標方向的左右腳在 Y 軸與 Z 軸屬不同向，

因此本研究將左腳 Y 軸與 Z 軸的旋轉方向定義改為與右腳相同。髖關節屈曲角度定義為正，伸展角度定義為負；外展角度為正，內收角度為負；內旋角度為正，外旋角度為負。膝關節屈曲角度定義為正，伸展角度定義為負；內翻角度定義為正，外翻角度定義為負；內旋角度定義為正，外旋角度定義為負。踝關節蹠屈為正/背屈為負；外展角度定義為負，內收為正；

外旋角度定義為正，內旋角度定義為負。(詳細角度以及關節力矩計算公式見附錄一及附錄二)

第六節、統計方法

一、統計方法

所有參數皆以成對樣本T-test進行差異性檢定。顯著水準定為α=0.05。

二、所選擇的參數

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許多研究皆指出前十字韌帶傷害的發生有幾項預測因子，如：膝關節屈曲角度、膝關節外翻角度、膝關節內旋角度以及膝關節伸展力矩、膝關節外翻力矩、膝關節內旋力矩等(Rosen等人，1991；Kaplan等人，1992；Graf 等人，1993；Zeiss等人，1995；Boden等人，2000)。分別從每位實驗參與者空手側向跨步切入與運球側向跨步切入組別中選擇直線衝刺的速度介於

4.5到5.5之間的三個試作，以三次試作的平均數作為分析的依據，並且軸心腳完全踩踏在測力板上的成功試作。支撐階段前20%被認為是發生非接觸性前十字韌帶最主要的階段(Boden等人，2000)，因此我們比較膝關節在支撐階段前20%的：

(一) 著地瞬間膝關節屈曲角度

將每一位實驗參與者所選出的三次成功試作做支撐期百分比標準化後，

選取著地瞬間膝關節屈曲角度，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節屈曲角度。

(二) 膝關節外翻角度峰值

選取支撐期前20%內膝關節外翻角度峰值，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節外翻角度峰值。

(三) 膝關節內旋角度峰值

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選取支撐期前20%內膝關節內旋角度峰值，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節內旋角度峰值。

(四) 膝關節伸展力矩峰值

選取支撐期前20%內膝關節伸展力矩峰值，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節伸展力矩峰值。

(五) 膝關節外翻力矩峰值

選取支撐期前20%內膝關節外翻力矩峰值，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節外翻力矩峰值。

(六) 膝關節內旋力矩峰值

選取支撐期前20%內膝關節內旋力矩峰值，並以三次平均數做為代表其實驗參與者的膝關節內旋力矩峰值。

本研究更進一步將分別比較在支撐期前20%間外翻角度峰值以及內旋角度峰值發生時膝關節各參數是否有顯著差異。

針對髖關節與踝關節部分，比較髖關節與踝關節在膝關節外翻角度峰值與膝關節內旋角度峰值兩種不同狀況下，相對髖關節各方向角度與相對踝

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關節各方向角度是否有不同。髖關節與踝關節各方向角度亦以三次試作平均代表其一實驗參與者。

三、肌電部分

本實驗肌電部分僅收集六位實驗參與者的資料，將支撐期股直肌、股外側肌、股內側肌、股二頭肌、半腱半膜肌等肌電訊號，由 DasyLab 6.0 版信號分析軟體將原始資料做 10～400Hz 的帶通濾波(band pass filter)處理，進行全波整流（full wave rectification），最後以截止頻率為 10Hz 的低通率波

（low pass filter）作平滑處理，求得肌電訊號的線性封包（linear envelope），

之後進行積分運算程序，得到積分肌電（iEMG），再與 MVIC 的肌電振福進行標準化。求出股四頭肌群股外側肌、股直肌以及股內側肌標準化後的活化訊號總和並以平均數代表股四頭肌群的肌電活化，除以屬於後腿肌群的股二頭肌與半腱半膜肌標準化後的活化訊號總和的平均數，並以其比值作為判斷共同收縮比率(Besier 等人，2003)。因本研究肌電部分僅收集六名實驗參與者，因此並未對肌電部分進行統計分析。