「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。
跑步教練曾說過,沒有真正正確的跑姿,只有自己適合的跑姿,因著程度的增進,跑姿也會跟著改變。常參加比賽的跑友便可知,即使是菁英選手,跑到後面的階段,即便再快,但卻會因為疲勞而開始改變跑姿,但若長期在一個錯誤的跑姿中進行練習,會在大幅提高受傷風險,因此糾正跑姿也是跑者一個不容忽視的問題。
跑者通常認為,臀部和大腿後肌太緊只是一種職業傷害。如果他們想再次能摸到腳趾,就不得不減少訓練里程數或花上數小時去練瑜伽。但其實,沒必要將罪過歸給跑步,不良的姿勢很可能才是問題的關鍵;而伸展只能治標不能治本。
很多跑者都會不自覺維持一種被稱之為伸展的姿勢。在這種情況下,人的下肋骨會被頂在身體前側,臀部向後凸,這樣下背部就會出現一個很大的曲線。這不僅僅讓身體外形看起來不平均,且還會影響橫隔膜的運動能力。
橫隔膜應該是用於呼吸的主要肌肉。如果身體處在上述的伸展姿勢,橫隔膜就會被拉平,且不能有效地工作。而橫隔膜工作不正常又會引發一系列問題。為使身體正常呼吸,你的大腦會調動其它肌肉幫助呼吸,比如髖屈肌群和下背部肌肉。
如果橫膈膜不能正常工作,那呼吸效率就會降低,當髖屈肌群因重複使用而緊張時,相應的張力也會施加在橫膈膜上。緊張的髖屈肌群還可能會拉扯腰椎及骨盆,並使臀部向外凸。這樣的狀況稱之為「骨盆前傾」;當骨盆前傾時,背側的腿筋就會被延伸,這會使它們感到緊張。
可能有人會問:「那難道就不要伸展了嗎?」當然應該伸展,但前提不該是骨盆前傾。骨盆前傾會使大腿後肌緊繃,要想緩解這種感覺就需要調整姿勢。用瑜伽的下犬式伸展大腿後肌是不錯的選擇,但它並不能緩解你的慢性緊張問題。
專家表示:真正的解決方法在於矯正姿勢。你需要整天想著良好的姿勢並努力調整你的體態。
以下是一個簡單的呼吸練習以幫助刺激你的橫膈膜並練習伸展大腿後肌。掌握了這些,你就能將伸展過度的髖關節歸回原處,回到正確的姿勢,並給大腿後肌長期的放鬆。
要突破錯誤的伸展姿勢,你就必須學會如何呼氣,這將刺激橫膈膜並將骨盆恢復正確的位置。每天做這個練習,以幫助你的身體學會最佳姿態。
將背部平躺在地上,雙腳屈膝於地面。用鼻子吸氣吸滿至胸腔,注意腹部隆起以及尾骨推向地面的感覺。
慢慢用嘴巴吐氣,不要太快,把胸腔所有空氣都排空;裡面的空氣會比你想像的更多。保持呼氣。你的腹部會越來越接近地面,背部曲線的弧度將會變小,骨盆會更多地接觸地面。
所有空氣都吐出後,維持底部的呼吸3-5秒,你的胸腔慢慢也會下降。用下腹部帶動骨盆到自然位置,背部和上臀部貼在地面。在下次吸氣時,嘗試保持這種姿勢,吸氣進入腹腔和胸腔。用這種方法呼吸4-5次。