「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。
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來自紐奧良,今年39歲的詹姆士‧費舍爾James Fisher,是一位電視台的總監,過去從不運動的他,自2012年起開始加入跑步行列,到底試什麼契機使他想開啟不同人生呢?
2011年的時候他的第二次婚姻破裂,父親也在同年去世。當時33歲的他幾乎精神崩潰,導致體重嚴重超標,重達147公斤。費舍爾表示:「我當時認為自己活不到40歲,甚至無法看著我的兒子長大。」
一次偶然的機會,費舍爾來到了健身房,他想嘗試一下跑步機,做一些有氧運動。但嘗試了之後他卻深受打擊,因為自己連慢跑400公尺都做不到。雖然如此,但是那天他還是在跑步機上走完了5公里,雖然花費很久的時間,卻也意外地發現自己突然愛上了跑步。
而後,費舍爾開始盡力的跑步,不管是在健身房還是公園,只要能跑步的地方,都會出現他的身影。5年後的現在,他從一個只能完成5公里的胖爸爸變成一位可以輕易完成50英哩的帥爸爸,他表示:自己目前正在為邁向100英哩做準備。
現在,費舍爾的練習方式是平均每週跑步五天,其中有兩天;甚至清晨與中午都各跑一小時,他說:「這是唯一能完成超級馬拉松訓練的方法了。」畢竟,費舍爾還要工作,以及照顧孩子。
在日常訓練中,費舍爾都是盡全力去跑。當然,也要看自己的感覺和身體狀況。他說:「如果我感覺很棒,我就會跑得更遠,或者進行速度訓練。但如果我感覺自己需要休息,我就會進行輕鬆跑或者直接休息。」在周末,他通常至少會練習32公里,此外,還會安排其中一天進行肌力訓練。
2015年,費舍爾第一次完成了半程馬拉松比賽,2016年又完成了全馬。他表示當自己在跑人生初馬的時候,邊跑邊覺得許多人都在跑馬拉松,卻沒有太多人跑超級馬拉松。也因此這個原因與決心,現在他已經完成了三項超馬比賽,也正為9月份的100英哩超馬和11月份的48小時比賽而訓練。
「跑步拯救了我的生命,我真的相信,如果有人想像我這樣改變自己的生活,都是有可能的;從當年的病態肥胖,到如今跑超級馬拉松,是我人生中最棒的經歷之一。」費舍爾說。