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。

先了解跑步著地過程 －滾動機制

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。

科學量測 6 雙跑鞋

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。

鞋頭上揚對動作的影響

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。

結語

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

脛後肌位於小腿肚內側，脛後肌肌腱則是位於足踝內側的其中一條肌腱，它沿著脛骨遠端的後面走向腳底，它支撐了腳的骨頭，包括舟狀骨、骰骨、內中外的楔形骨、跟骨，最後附著在第二、三、四的蹠骨上，脛後肌還有負責支撐腳的足弓有穩定腳的功能，在日常生活中走路、跑步、墊腳尖、開車時、騎腳踏車等，都需要用到它。

當脛後肌的肌腱功能發生障礙時，它出現的典型症狀就是在行走或跑步時，足踝內側在內踝骨後緣沿著後脛肌腱循行路線部位會產生疼痛與壓痛，更嚴重時造成後脛肌肌腱無力失去支撐的功能，就會有足外翻的現象即內旋足，足弓會因不同程度的擠壓可以完全消失變成扁平，走路時著力點變成在內側，外觀像扁平足所以也有被診斷為成人的後天扁平足，足底筋膜就位於這些肌腱的下面，肌腱無力和足型外翻都是增加足底筋膜的拉扯，長期下來筋膜附著在跟骨的支點就會因此疼痛，若生活或運動習慣並無改變接踵而來的就是足底筋膜也發炎了，此時患者就會有寸步難行的情況。

一般來說，訓練脛後肌的方式有伸展或是和一些非負重的彈力帶訓練到有負重的訓練，像是雙腳墊腳尖、單腳墊腳尖、墊腳尖走一段路，最後進階到最重要的階段，也就是脛後肌的離心收縮訓練，在每次訓練之後都必須要做脛後肌的伸展和按摩放鬆，如果本身還有嚴重的足弓問題的話，建議穿著合適的鞋墊來支撐足弓，這樣不但可以加速治療的效果，也可以縮短治療的時間。

但是，如果有先天性扁平足的人也比較容易出現脛後肌肌腱障礙，但腳底痛大部分是發生在高年齡的人，極少數會發生在兒童或中小學生身上，因這是和組織退化同時合併長期不恰當的使用或負重有關。

所以如果常常過度的行走或跑步給予腳無法承受的重量，最後韌帶鬆了支撐力減少了使腳的骨頭排列結構鬆動，這種現象直接增加了脛後肌肌腱的支撐負擔，漸漸的產生發炎反應而形成肌腱炎，肌腱重複的發炎就變得無力加速退化。

肝醣超補法多半用於頂尖跑者為了馬拉松做準備時的飲食方法，提高身體的肝醣含量，保持自己在賽事中的體能狀況，避免因為體能不足，導致在最後的成績不佳，所以大多的馬拉松選手都會在正式比賽前一週開始進行肝醣超補法。

肝醣超補法簡單來說，就是利用賽前一週的時間分段攝取不同類型的營養素，跑者會在第一到三天，減少醣類的攝取，改由大量的脂肪與蛋白質為主，並且增加訓練的量，希望藉由這樣的方式讓身體中的肝醣存量達到最少，在第四天到比賽前一天時，大量補充碳水化合物，因為前期身體意識到肝醣過少的問題，會避免未來再發生這樣的情況，身體會因此開始產生危機意識，大量的血糖會轉換成為肝醣儲存，這時候身體的肝醣含量就會比原本身體狀態高。

在當身體肝醣含量提高時，當運動員去進行這種長時間的運動，就能夠減緩因為肝醣耗盡，無法再從肝醣轉換成能量時的那種無力感，簡單來說就是同樣油耗的車子，若是攜帶的油量較多，可以跑相對比較遠的距離的道理。

至於在飲食上的調整，前期的選擇可以適度地減少碳水化合物的攝取，增加脂肪與蛋白質，也就是對於碳水化合物攝取減少，增加肉類的攝取，並大量運動，讓身體感到肝醣缺乏，第四天後開始減少蛋白質與脂肪攝取，改由高碳水化合物的食物，並減少運動時間，增加身體的轉換與儲存，就能增加身體對於肝醣的儲存量，以便應付之後的比賽。

最後，這樣的飲食方式並不適合多次使用，這種激進的補充法，對於人體還是有一定的傷害存在，所以也不建議在一年之中以這種方式參與太多次的馬拉松比賽，避免造成身體上的負擔與危害，若要使用肝糖超補法，更建議經由專業的訓練師與營養師進行調配訓練方式與菜單，因為每個人的身體素質不同，若是貿然使用網路上分享的菜單會比較容易出現問題。

參考資料

1.《運動健身知識家》，旗標出版公司出版 (2015)
2.《運動生理學》，新文京出版公司 (2014)
3.《肌力訓練解剖學》，合記圖書出版公司 (2015)
4.《肌力訓練圖解聖經》，旗標出版公司出版 (2015)
5. 營養醫療網－單車、馬拉松選手的偷吃步：飲食之肝醣超補作用
6.運動銀行－運動前後補給-體大陳裕鏞副教授專訪
7. 山姆伯伯工作坊－如何針對馬拉松賽事進行肝醣超補法(Carb-loading)？比賽前一天！