「髖部屈曲」的力量在許多運動項目中是一項不可或缺的能力,尤其在短距離衝刺的下肢擺動階段,髖部屈曲的力量是獲得更大加速度的重要因素。因此,擁有優秀的髖屈肌能力對於運動能力的提升十分重要。
過去已有研究使用手提式測功機與等速測功機 (Isokinetic dynamometer) 測量髖屈肌的力量,但是這些器材皆無法有效評估衝刺運動下的真實情況,更不用說其所需要的昂貴儀器和專業知識。此外,也有研究嘗試使用垂直跳躍測驗,間接評估髖關節屈曲能力,但是此測驗方式不容易在現場精確評估。鑑於以上測驗方法的限制,若能找出一種簡單且準確的方法來評估髖關節屈曲能力,對於想預測衝刺成績與監控訓練成效的教練與運動員會有很大的幫助。
為了能準確的計算肢段運動參數,通常需要使用到運動捕捉系統 (Motion Capture)來獲得各部位的端點座標,但此系統操作複雜且價格昂貴,難用於現場與日常監控。慣性感測器 (IMU, Inertial Measurement Unit) 是由加速規、陀螺儀和磁力計所組成的輕巧無線設備,非常適合攜帶並用於實際現場測試。通過感測器中的座標轉換和角度變化,可以估算出關節力矩與功率,如此一來就可以使用 IMU 準確地獲取髖關節屈曲力矩和力量,而這些數據信息對於預測短跑成績十分重要。因此,利用 IMU 來預測髖屈力量或許是一個簡單且有效的方法。
2020 年有一篇實證性的研究就嘗試使用 IMU 發展出一套髖屈肌檢測方式,並驗證其作為短跑表現指標的有效性。此研究分成兩個部分,第一個實驗先招募 8 位參與者同時使用動作捕捉系統與 IMU 紀錄測試期間腿的運動,再進行 6 次的髖屈肌強度測試 (如下圖);每位參與者分別以最大努力的 50%、75% 和 100% 來進行兩次測試,並以最快的速度屈曲和伸展髖部,過程中不可以改變膝蓋和腳踝角度。
第二個實驗,是招募 24 位男性運動員,使用慣用腳進行兩次最大努力的髖屈肌強度測試,兩次測驗間休息至少 1 分鐘,並以第一個實驗相同的程序紀錄髖關節屈伸運動;測驗結束後再進行兩次最快速度的 50 米衝刺,兩次試驗間休息時間至少為五分鐘,觀察短跑速度、步幅和步頻與 IMU 髖屈肌強度測試的關係。
根據研究的結果,IMU 可以準確提供與動作捕捉系統相當的髖屈角衝量、平均力矩、正向功和力量,尤其是平均力矩呈現較小的偏差,因此建議將平均力矩視為髖屈肌強度測試的最佳指標。而藉由 IMU 測得的髖屈肌平均力矩通過衝刺性能和步幅的正相關關係被認為是衝刺性能的最佳指標,並且在衝刺過程中的第 5-8 步時呈顯著相關性,而步頻則沒有。作者認為,可能是因為提高髖部屈曲能力會導致步幅增加且不會影響步頻,進而提高了短跑的速度與性能。
但這篇研究也表明,雖然此測試可以作為短跑加速中期到後期的性能指標,但數據變量僅能解釋不到 50% 的短跑成績,在過去已有研究發現垂直跳躍能力 (例如:反向跳躍、腳踝連續回彈測試),對於初始和後期的加速度階段有顯著的關聯。因此建議可以將髖屈肌強度測試與垂直跳躍測試一起進行,確保對運動員進行更全面的身體素質評估,該測試的準確性使其成為監測運動員短跑成績的有效工具,並提供傷害預防和康復計畫的方向。
參考文獻: Nagahara, R., Kameda, M., Neville, J., & Morin, J. B. (2020). Inertial measurement unit-based hip flexion test as an indicator of sprint performance. Journal of Sports Sciences, 38(1), 53-61.
撰文/楊琇甯 、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:抬腿對衝刺表現的影響
在國立台灣師範大學的實驗室裡,一群由相子元教授帶領的研究團隊正全心投入運動科學研究,和你一樣對未知的領域充滿探索熱忱。
面對運動科學興起的熱潮,許多人想瞭解正確的運動資訊卻不知道從何下手? 運動科學網持續更新經過科學驗證的運動知識與運動觀點。不論是創新產品、研究結果,甚至是專業理論,我們都會轉譯成簡單易懂的文字,讓讀者利用最短的時間瞭解運動的最新趨勢。
為了讓健康的運動觀念進入日常生活,我們創立了運動科學網;為了讓正確的運動知識提升生活品質,我們創立了運動科學網,我們致力於運動科學的研究,希望這些努力不僅僅侷限於學術領域中,而是讓熱愛運動的普羅大眾更健康快樂地運動。
跑步能鍛鍊肌肉嗎?提到跑步,人們很少會把它跟鍛鍊肌肉聯想在一起,因為多數精英跑者的身型都跟專注於練肌肥大的健身人南轅北轍。然而,肌力的鍛鍊目標不只是能舉起多少重量,還包括爆發力、肌纖維執行動作的能力,基於此,跑步能鍛鍊肌肉答案是肯定的!
肌肉力量,一般稱為肌力,是肌肉產生最大力量的能力,控制著身體的運動。但是最大力量的獲得,可能是肌肉在不同的速度下作等長、向心或離心的收縮所產生的。因此,肌肉力量可能是由單一肌肉或肌群在不同的動作型態、動作速度及肌肉長度下收縮產生的結果。(資料來源:運動生理學網站)
運動生理學家暨美國田徑協會(USATF)認證跑步教練Joe McConkey指出,跑步時,大部分的肌肉運作特性是「離心收縮」(肌肉慢慢被拉長的過程,例如做深蹲在蹲下時,大腿前側股四頭肌也是離心收縮),對人體的負擔最重;另一方面,跑步的著地動作也是離心收縮,此時跑者會承擔自身體重2-4倍的壓力。而上述是跑步過程中對肌肉生長的主要刺激,特別是對於跑步新手。
上述論述是有研究證明的,一項發表於《運動與體育科學評論》雜誌的研究顯示,有氧運動足以產生一些骨骼肌的生長。問題在於,如果你的跑齡很長,那麼你可能已訓練起慢縮肌纖維的功能,而慢縮肌主要為長距離慢跑提供動力。雖然一直保持均速跑的跑者不會增加肌肉質量,但當你增加訓練的里程數,肌肉線條會隨著身體組成發生變化而看起來更加明顯。
什麼是快縮肌與慢縮肌?詳細介紹請見《白肌與紅肌》
新手跑者通常只要增加跑步頻率或比第一次練跑久一些,就能明顯看出肌肉質量和力量的改變;但這不意味如果你是個進階跑者,就無法從跑步中獲得任何肌肉上的好處。就爆發力和肌肉能力而言,每一位跑者都可以藉由訓練快縮肌纖維的功能來增強肌力。
與慢縮肌相比,快縮肌耐力較差但有較多力量,如果要徵召快縮肌,你需要做一些需要更大輸出功率的訓練。怎樣算是更大的輸出功率?任何高強度、短時間的運動,只要它是漸進式的(例如比之前更艱難、更快、更高),都可以增加快縮肌纖維的大小,進而增加肌肉質量。
跑坡訓練:與平坦的公路相比,跑坡需要更多的肌力,雖然沒有舉起槓鈴,但你正在承受自己的體重並抵抗地心引力,這也算是一種阻力訓練。
速度訓練:速度訓練會刺激快縮肌纖維,可以考慮在5公里配速下合併間歇跑,這樣的配速會使你的雙腳每次著地都需要更多力量,如此一來產生更大的推動力,也正是加快速度的方式。
要提醒的是,跑步雖然可以鍛鍊肌肉,但平時做肌力訓練仍然相當重要!一項發表於《英國運動醫學雜誌》的研究指出,肌力訓練不僅可提高耐力跑的表現、跑步經濟性(跑步時身體使用能量的效率)、最快衝刺速度,更能透過增強肌肉和結締組織來預防受傷,而這些都能讓你跑得更強、更長久。
以下跑步訓練菜單讓你運用更多肌肉、鍛鍊肌力,不過里程、強度和總距離應取決於自身的體能狀況。
初學者跑坡訓練
.暖身輕鬆跑至少1.6公里(或是當天課表總距離的1/3)
.找一個需要30-60秒能輕鬆完成的緩坡,以與平地相同的強度感受跑上坡(此時速度會放慢)
.以與平地相同的強度感受跑下坡(此時速度會變快)
.視身體狀況重複1-4次
.恢復輕鬆跑至少1.6公里 中級速度訓練
中級速度訓練
.暖身輕鬆跑至少1.6公里
.以5公里配速跑400公尺(努力但不到衝刺)
.以恢復跑速度跑200公尺
.如果週跑量少於32公里,請重複2-4次;週跑量32公里以上,重複6次;週跑量48公里以上,重複8次
資料來源/Runner's World
責任編輯/Dama