跑步是一項相對安全、有效率,且方便的運動,諸多好處使得跑步廣受歡迎,不過,隨著參與人數日漸增多,因跑步所導致的傷害也陸續產生。跑步最主要的受傷原因是過度訓練,在每次跑步訓練中,下肢需經歷不下千次踩踏,使足部累積了反覆性的負荷,且隨著疲勞發生,跑者的跑姿往往會變化,使關節、軟組織受力出現問題,進而形成傷害。過往研究發現,跑步疲勞所產生的髖、膝內旋、膝外翻等變化,與髕骨股骨疼痛症候群,以及髂脛束症候群皆有關聯。更令人擔心的是,這些研究大多是針對有訓練經驗的跑者進行,此條件下已能明確發現疲勞對跑者的差異,對未經訓練的大眾跑者來說,疲勞對跑姿的影響是否會更加顯著?
針對上述疑慮,2017 年有學者在 Sports Biomechanics 期刊發表了一篇研究予以解惑。他們招募了有經訓練的菁英跑者,以及未經訓練的初階跑者分為兩組,並分別在疲勞前後觀察各組的關節角度變化。研究人員事前假設,兩組皆會因疲勞而出現運動學的變化,但預期無經驗組的變化會較大。
研究分析跑者們疲勞前後的運動學參數變化,結果發現,兩組跑者的骨盆前傾角度、骨盆旋轉角度都會隨著疲勞而增加(下表黃色標記處)。然而,初階跑者組的變化皆大於菁英跑者。
此外,從表上也可看出,跑動時的軀幹前傾角度會同時受跑者程度以及疲勞影響,初階跑者的軀幹傾角變異性本身就較大,疲勞後則會呈現更顯著的變化(下表紅色標記處),此現象也能從圖中所看出,圖左、右側分別為初階與菁英跑者疲勞前後的角度變化圖,可明顯看出初階跑者疲勞前後(實現與虛線的差距)角度差異較大,且整體的變異性也明顯較高。
不論是初階或是菁英跑者,疲勞皆會影響跑姿,唯有透過實驗,我們才能深入探究問題的根源所在。本研究提出了骨盆的前傾與旋轉角度會隨疲勞增大,這也間接暗示了我們應該針對控制該關節動作的相關肌群作強化。舉骨盆前傾角度為例,提升腿後肌群以及核心的肌耐力或許能有效降低跑步疲勞後的變化角度,讓跑者能以更穩定的跑姿完成每一項訓練。
參考文獻:
Maas, E., De Bie, J., Vanfleteren, R., Hoogkamer, W., & Vanwanseele, B. (2018). Novice runners show greater changes in kinematics with fatigue compared with competitive runners. Sports Biomechanics,17(3), 350-360.
撰文/周奕呈、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站,原文:疲勞對不同層級跑者的影響
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。
從數學觀點來說,Y軸速度、X軸時間,兩者所成面積即是距離,若要畫到最大化的面積,則是以最理想速度[註1]從頭跑到尾,畢竟人不是機器,但是越趨近這個概念越是趨近面積最大化,換句話說就是將體力最佳化的平均分配。
[註1]最理想速度是從選手多次測試中找到的,過(越)快速度造成體力衰竭、過(越)慢雖可保持體力卻無法有效累積里程,兩者卻都是悖離理想的數學模式越遠、無法將面積最大化。
從這個理想數學模式配速概念,來看2016.12.17~18東京神宮外苑[註2]所舉辦的24小時賽[註3],從賽事成績前三名選手、正巧也是三種不同典型配速策略,來分析歸納其中特性。
[註2]神宮外苑賽道一圈距離為1.325公里(選手每整點晶片感應距離與所跑實際距離可能誤差<1.352KM)。
[註3]日本作為進軍2017年世界盃的選手選拔依據、超馬好手精銳盡出,最終有10位(男子7位、女子3位)選手達到國際標準(男子240以上、女子220以上),也非常漂亮的成就了金牌賽事(5位達國際標準)。毫無疑問是一場高水準24小時賽事,更展現日本超馬實力的雄厚。
從1~7小時晶片感應距離83.447KM推算,開賽速度約12+Kph,8~11小時127.158KM,推算維持約11Kph,12~16小時174.842KM維持約10Kph,17~24小時約以 9+Kph推進里程至248.404KM。從這樣逐次掉速現象來看,是不是開賽速度稍快造成,體力衰減而掉速 ? 至於是不是可以將配速調整得更貼近理想數學模式,應該是有值得精進的空間。(楢木十士郎Naraki Toshiro配速與小谷近似,開賽速度略高小谷,在22小時被追越,最終推進至247.994KM略遜小谷,也是一個很有趣的現象。)
從1~10小時晶片感應距離100.667KM,推算開賽速度約以10+Kph維持了10小時,11~21小時晶片感應推進至214.579KM,推算約10.5Kph維持了11小時,22~23小時237.096KM,推算此間加速至12Kph,最後時刻加速推進至249.804KM。從這樣逐次加速現象來看,高橋到了賽事末段體力仍然充沛十足,至於是不是可以將配速調整得更貼近理想數學模式,應該是有值得精進的空間。
從第1及2小時晶片時間推算開賽速度約為11.5Kph,整個24小時賽事隨著時間推進,從每小時晶片感應距離推算,速度大致維持在11+至11-(不快過11.5、也不慢過10.5Kph),在配速策略執行上,可以說幾乎是一個速度從頭跑到尾,時間來到最後的24小時將里程推進至263.127KM(幾乎吻合11x24=264、只有0.003%差;或許在石川心中仍會有一點點的不滿意)。在配速上表現既傑出又穩定,真是無懈可擊。只有27歲的石川,初登24小時超馬賽場即展現無比意志、一鳴驚人,真是英雄出少年、令人讚嘆呀!
假設賽前目標設定為264KM,這11Kph無疑是無懈可擊的最佳速度,也是理想數學模式配速的最佳示範。由此觀之,可以窺見其個人性格,必然蘊含著高度聰明、冷靜、沉穩、睿智、刻苦、堅毅與自律…...,內在的精神品行以無懈可擊的配速模式展現,真是令人尊敬呀!
至於11Kph是不是石川發揮極致的最佳速度 ? 仍不可知。倘若以此配速模式嘗試將成績向上提升,配速每增加0.1公里,里程增加2.4公里、能增加到甚麼程度 ? 或是開賽速度增加到哪個速度,在哪個小時會發生掉速現象、速度掉多少、會呈現甚麼樣的曲線變化,最後可以推進到多少里程。相對和這次11Kph、263.127總里程相比,才可以得知石川發揮極致最佳速度是多少。會不會是繼關家良一之後,成為引領日本超馬界數年、甚至打破原良和2014在東吳大學所創285KM紀錄的當代頂尖跑者、真是令人引頸期盼、深深期待呀!
從上述三種不同典型配速模式中比較,以石川11Kph為基準,高橋與小谷以上下各約1Kph的差異速度開賽,不論高橋後段加速、小谷後段掉速,其最終結果與石川的263.127KM相比(高橋249.804、小谷248.404KM),仍都有一段不小距離的差距,隨著選手速度震幅越大(與平均速度相比)相對越不穩定,也離理想數學模式越遠。也給踏入這領域的跑者一個無懈可擊準備方向的示範,才能夠在賽道上有更好的表現。或許許多跑者心中存在著許多實際執行層面的疑問。但是,石川佳彥做到了!還需要多作解釋嗎?
未來也期待著石川佳彥能夠來到東吳大學24小時賽場大放光芒,是不是能夠與中國單盈博士,攜手展現高度內在精神品行、發揮極致,以數字方式呈現將紀錄向上推升。掀起另一段有如過去關家良一與工藤真實時代旋風。用“江山代有才人出、各領風騷數十年”形容,真是令人引頸期盼、深深期待呀!
*除配速策略直接影響成績表現之外,當然也更包含其他許多重要的必要條件,此處就不另作陳述。
*以上不是絕對的模式、數據、觀點與看法,僅供參考。
*資料擷取自主辦單位網路連結公布之每小時成績。
*石川佳彥曾於2016來台,參加南橫100KM賽(高度爬升約2200M)以 7:12奪冠;並將於2017再次來台尋求衛冕,參與該場賽事的跑者有福能在賽道上一睹風采。
*此次神宮外苑達到國際標準選手 : 楢木十士郎247.994、古北隆久242.215、大河原齊揚241.926、吉田隆太241.133、青谷瑞紀230.609、松本ゆり(Yuri)228.609、岡さゆり(Sayuri)222.760KM。
*從GOOLE氣相資料中得取12/17、18日賽事期間東京溫度約介於2~9度C之間。
*感謝葉東哲博士、傅祺育理事長協助提供相關內容資料。
關於陳瑞龍台灣超馬勇者。2013年參加中華民國超馬協會舉辦的環台超級馬拉松,雖因公無法全程參與,卻開啟連日長距離超級馬拉松之路。2014年自己規劃20天跑步環島、2015年完成43天跑步環法2800公里、2016年完成自己規劃和好友一行三人,38天從廈門跑到北京2300公里壯舉。