「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。
身為跑者的你還認為「跑步當然是用腳跑」嗎?那觀念要修正一下了!為了減少跑步時對膝蓋的依賴、降低受傷風險,你的每一步力量出處其實應該在臀部,也就是要「用屁股跑」。事實上,跑步時股四頭肌和小腿出的力量較小,髖屈肌、臀肌與大腿後側的膕旁肌需產生的力量大得多,三個肌群產生力量的過程在生物力學上稱為「髖關節伸展」,因此跑者除了練腳,把屁股練好更實在!以下6個動作,助你增加跑步表現、減少膝蓋傷害。
1. 雙腳直立預備。
2. 單腿微彎,另一隻腿向後抬,身體保持打直,腿抬到盡可能讓身體與地板平行。
3. 回到站立姿,每條腿各做2-3組12次。
這項運動除了鍛鍊髖屈肌和臀肌,還能鍛鍊腹斜肌。
1. 側躺在地面,靠地面的手自在伸展,另一手可放在臀部。
2. 靠上方的腿向天花板方向抬起,放下時腿仍保持離地。
3. 若要增加強度,抬起的腿放下時可讓腳趾觸碰地面。
4. 每側各做2-3組30秒。
這項運動非常適合訓練下背部、髖屈肌和臀肌。
1. 上半身平躺地面,一條腿彎曲、另一條腿伸直。
2. 運用彎曲腿的力量把臀部向上推,使肩頸、背部、臀部與伸直腿呈一直線;同時彎曲腿以腳跟著地增加強度。停在此動作深呼吸數秒鐘。
3. 放鬆平躺回地面。
4. 每條腿做2-3組15次。
1. 彈力帶的一邊綁在重物上,單腳的腳後跟套上彈力帶。
2. 站立,沒套彈力帶的腳踩地保持平衡(手可抓其他物體保持平衡),套著彈力帶的腳先往前伸預備,再往後拉至彈力帶緊繃,重複此動作。
3. 每條腿做20-25次。
1. 四肢著地跪姿,背部打直。彈力帶一端纏繞在膝蓋上、另一端纏繞在腳底。
2. 纏繞腳底的腿向後上方伸展,伸到盡量超過身體高度,過程中專注於臀肌收縮。
3. 每條腿做15-20次。
1. 雙腳站立地面,使用臀部力量左右腳輪流向前大步跳躍,全程保持雙腿伸直。
2. 可隨訓練次數逐漸加速。
3. 練習起初以50公尺為目標,之後漸進延長到100公尺。