你是否還在運用傳統或東拼西湊的方式來制定運動訓練課表?其實,這樣的方式並無法適合任何一個人,因為,每個人的運動處方都不盡相同。而運動處方又是什麼?所謂運動處方裡的「處方(Prescription)」兩個字,在醫學領域裡是指醫生針對病人的症狀輕重,給與適合的醫藥來改善患者的病情,因此,運動處方(Exercise Prescription)就是由運動或復健相關的生、治療師或是教練,特別針對一般大眾、復健病患或是運動員等等,依據他們身體的肌耐力、肌力、年齡、心肺功能、柔軟度以及過去病史等等的身體狀況,來制定適合當下的運動強度、項目、持續時間以及頻率,安排精準的個別化訓練課程。
那我們該如何運用科學的方式來制定專屬的運動處方?這裡面將牽扯著風險評估、體適能的量測與運動大數據的分析等等,經由這樣的數據分析與報告,我們才能了解每個人的肌耐力、肌力、年齡、心肺功能與柔軟度等身體狀況,進而安排該如何進行訓練;要用什麼工具訓練以及每個訓練動作該做多久,也能藉由這樣的科學化體適能評估,更快速有效率的達成你所設定的目標,並且減少突如其來的運動傷害。
因此,這次運動星球特地邀請到擁有醫學、復健及物理治療背景的長庚大學物理治療學系暨復健科學碩士(博士)班教授-王鐘賢先生親自開班授課,透過簡單又明確的課程內容及最新的體適能健康評估系統,特別針對如何運用數位儀器與科學量測方式,從健康體適能評估到開立正確運動處方籤的觀念及技巧,指導你如何在各項運動訓練之前,優先做好風險與訓練評估,並準確的開立出正確的運動處方籤,讓運動訓練更有效率。十分適合想要為學員設定專屬訓練計劃的教練,以及想讓自己擁有更正確運動方式的人。
PART1.科學化的體適能評估與數位量測方式。
●由基礎的體適能理論課程,了解何謂健康體適能。
●運用科學儀器的量測,評估運動風險。
PART2.運動風險的評估與設定專屬訓練課表。
●從科學與生理學的角度,設計出更適合個人的訓練課程。
●如何由體適能評估系統報告,正確做出精準的運動風險評估。
PART3.運動訓練工具的運用及推敲預知訓練階段的能力。
●有氧運動與阻力訓練該如何搭配,及如何達到更有效的成果。
●如何經由運動數據,設定訓練器材的使用與個人化課表規劃。
●運動恢復的輔助。
●現職
長庚大學物理治療學系暨復健科學碩士(博士)班/教授
●經歷
長庚大學 物理治療學系暨復健科學研究所: 教授兼主任
長庚醫療體系 心臟衰竭中心: 心臟復健研究顧問
工業技術研究院 服務系統科技中心: 資深特聘顧問
●專長領域
運動劑量科學化:運動處方與健康促進/疾病預防
結合環境因子之創新復健醫療策略:運動合併低氧介入與健康促進/疾病預防
心臟衰竭之生物/功能指標至臨床治療:轉譯復健醫學之實踐與落實。
●學術成就
第一屆國家科學會委員會 吳大猷 先生紀念獎
國家科學會委員會 [ A 級] 主持人研究獎勵
科技部 大專校院特殊優秀人才獎勵
長庚大學 研究優良教師
中山醫學大學 研究傑出校友
發表國際性學術論文共計一百餘篇(SCI)。論文成果已為復健醫學、運動科學等相關教科書收錄,並獲登載於英國醫學百科全書 [“Exercise and haemostasis in health and disease” on Medical Encyclopaedia]。
擔任二十餘本SCI級國際學術期刊審查或編輯者
1.想要自行設計訓練菜單的人。
2.想要從事專業運動教練的人。
3.想要學習了解科學運動的人。
4.想要讓獲得學員們信任的人。
5.想要知道避免運動傷害的人。
6.想要了解開立運動處方的人。
7.想要進行專項運動教學的人。
8.想要讓自己知識更專業的人。
近年運動市場的新穎跑鞋如雨後春筍般出現,無論是外觀上繽紛色彩或是特殊的結構設計,不知道身為跑者的你是否有觀察到一個趨勢:「跑鞋鞋頭上揚的趨勢日益明顯,尤其在厚底的跑鞋之中特為突出!」這對跑步會有什麼影響呢?厚底跑鞋上揚的鞋頭結構,真的對跑步時的順暢性有幫助?該結構會對跑步姿態有什麼影響?本文將透過科學的方式,解析跑鞋設計對前足順暢性的影響。
為了揭開順暢性相關的疑惑,首先我們必須了解跑步著地的過程,可比擬為一個滾動的動作。從腳跟著地到離地,可分為三個滾動機制,腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker) 以及前足滾動 (Forefoot Rocker)。腳跟滾動 (Heel Rocker) 指腳跟初著地到全腳掌踩平;腳踝滾動 (Ankle Rocker) 指全腳掌貼平到腳跟抬起之前;前足滾動 (Forefoot Rocker) 則指腳跟抬起到腳掌完全離地。
下圖由左至右依序是:腳跟滾動 (Heel Rocker)、腳踝滾動 (Ankle Rocker)、前足滾動 (Forefoot Rocker)
著地時,若是腳掌的滾動過程不流暢,則會產生「卡卡」的感覺,使整體滾動動作的速度不平順,而有不佳的順暢感。其中較容易受跑鞋影響的滾動為腳跟滾動及前足滾動,在此我們稱為「後足順暢」與「前足順暢」。本文將著重在前足順暢的部分。
或許你能直接感受到有些跑鞋順暢性的差異,但透過科學儀器量測,將能更清楚地看到差異,即量測前後方向足底壓力中心 (Center of Pressure, COP) 移動的速度變化。2018 年 Lam 等學者研究認為,良好的順暢感,COP 前後方向速度變化應該是漸進式地增加,而並非突然地遽增,換言之,當前後方向 COP 移動速度的變化越平緩,表示滾動過程較不會突然大幅加速,而是平順的滾動。
延伸閱讀:慢跑鞋的順暢感
下圖透過量測足底各部位的壓力大小,可計算出壓力中心(COP,即圖中的圓點);隨著跑步的滾動機制 COP 會由後至前移動,形成不同的速度變化,藉此可分析跑鞋的順暢性。
本文選定 6 雙市售跑鞋,分為一般跑鞋組以及鞋頭上揚組。所謂一般跑鞋組是指無特別設計鞋頭上揚的結構,鞋內也無設計幫助滾動的硬板之鞋款;而鞋頭上揚組,即該跑鞋設計底部較厚,且鞋頭有特別上揚,試圖引導跑者在前足滾動時保持順暢感受,如同蹺蹺板一般。
量測由一名跑步經驗豐富的測試員輪流穿著 6 雙市售跑鞋,並於鞋墊處使用 Pedar 足底壓力系統,且於跑步機上以每小時 10 公里的時速 (10KPH) 跑步,每一雙鞋至少跑 3 分鐘以上,擷取穩定的足底壓力訊號並匯出數據,以分析完整步態週期為主。
量測結果出爐,對比一般跑鞋組(虛線)與鞋頭上揚組(實線),在腳跟開始離地的階段,尤其是 60-85% 的時間軸,鞋頭上揚組的 COP 移動速度曲線變化較為平緩,COP 移動速度峰值約落在 0.8-1.2m/s 之間;而一般跑鞋組的 COP 移動速度曲線變化遽增,COP 移動速度峰值約在1.2-1.6m/s之間。綜上所述,COP 移動速度變化較平緩的鞋頭上揚組,有較佳的前足順暢性。
為了呈現跑步著地時的鞋底滾動變化,我們於操場拍攝慢動作影片,以利了解跑鞋結構改變對動作的影響。由下圖動畫可以清楚看出,鞋頭上揚組有較順暢的滾動過程,這也呼應了上述所分析 COP 移動速度較平順的結果。
ASICS MetaRun, NIKE free RN 5.0, MIZUNO Wave Sky 3 Waveknit:
ASICS MetaRide, NIKE Air Vaporfly Next%, HOKA ONE ONE Carbon X:
我們從一般跑鞋組(黑,ASICS MetaRun)與鞋頭上揚組(白,ASICS MetaRide)各挑出一款鞋,並搭配定格的截圖來做更詳細的解釋。
ASICS MetaRun(一般跑鞋組)與 MetaRide(鞋頭上揚組)的分解動作變化:
從全掌貼平到腳跟離地的過程中,一般跑鞋組在啟動前足滾動機制 (Forefoot Rocker) 時,需較大程度地彎折蹠骨關節;而鞋頭上揚組則是像蹺蹺板般,順應著跑鞋的結構與上揚弧度向前。從黃、紅、藍色點的相對位置便能清楚知道,當一般跑鞋組向前時,黃點位置幾乎是不動的;相對地鞋頭上揚組向前時,黃點位置則是向下,同時間藍點上升,代表鞋頭向下貼平地面,而鞋跟隨之揚升。
從最大彎折到離地瞬間的過程中,前腳掌與掌趾會推蹬地面,我們可觀察到一般跑鞋組推蹬的位移較大,伸展的幅度亦大;反之,鞋頭上揚組的位移較平緩,伸展的幅度小。對比紅點與藍點的軌跡線就能明顯看到一般跑鞋組上升幅度較大;反之,鞋頭上揚組則上升幅度較小。顯示一般跑鞋組在推蹬時會有較大的蹠骨關節彎折動作,而鞋頭上揚組則會受限於鞋子的結構,不須做出較大的延展動作;這樣的動作變化,可降低蹠骨關節推蹬的出力,但會使跑者感受到「推不到的感覺」,形成一種「還沒推蹬就離地」的感受。
本文比較鞋頭上揚組與一般跑鞋組,希望利用足底壓力中心(COP)的移動速度變化探討著地與離地時的現象,並試著解析其中的過程,這並不代表跑鞋的優劣。
跑鞋的結構設計百百種,鞋頭上揚設計的跑鞋並不一定適合每位跑者。有些跑者偏愛一般跑鞋推蹬時腳掌彎折的感受;而有些跑者則偏愛順暢的過渡感。挑選適合自己的跑鞋才是最重要,而透過科學的驗證方式可以提供客觀的數據分析,並排除主觀感受錯誤的可能。
參考文獻:
Lam, C. K. Y., Mohr, M., Nigg, S., & Nigg, B. (2018). Definition and quantification of ‘ride’ during running. Footwear Science, 10(2), 77-82.
撰文/董智尚、陳韋翰、相子元
*文章授權轉載自《運動科學》網站
原文:厚底跑鞋鞋頭上揚對前足順暢性的影響
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。
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