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  • 足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析
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足弓構造解析
足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析
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Nike Vaporfly Next%
破世界紀錄跑鞋Nike Vaporfly 恐被國際田聯禁用
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腿後肌腱拉傷 Hamstring Tendonitis
運動星球
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足底筋膜炎、扁平足是怎麼造成的﹖ 日本教授從足弓構造解析

2021-03-10
知識庫 跑步 運動生理 健走 觀念 知識 運動傷害

足弓對我們的影響從日常站姿、走路到跑步等生活和運動,擴及範圍之廣,其衍伸的常見問題如足底筋膜炎、扁平足更成為不少跑者心中永遠的痛。足弓是人體的靜態支撐結構,面對負載時,會保護足部構造與內部組織,吸收因變形造成的衝擊或失衡,並具彈性地積存能量、提升踢地力等作用。本篇深入探討足弓是怎麼保護我們的,也為你解析足底傷害如何產生,更教你一招有效舒緩足底筋膜慢性發炎的拉伸動作。

足弓的骨骼排列像座石拱橋

足部的縱弓構造含括了內側縱弓(從第一至第三蹠骨→楔骨→足舟骨→距骨→跟骨)與外側縱弓(從第四至第五蹠骨→骰骨→跟骨)。

足弓中的骨骼排列本身就像是石拱橋般,是維持弓形構造的基礎,如下圖。以前曾經很熱切議論過肌肉活動是否涉及這種弓形構造的靜態維持。有無數研究者對此議論紛紛,但根據Basmajian(1985)的彙整,以正常足部來說,在靜態的維持上弓形構造本身以及其連結的韌帶會同時發揮主要的作用,不見得需要肌肉的作用。然而一般認為,在承受龐大負荷的狀態或需要微調平衡之類時,肌肉也會 參與其中從旁輔助。

人類足部骨骼的排列就像石拱橋般
足弓中的骨骼排列就像石拱橋(如圖下)般,是維持弓型構造的基礎。此構造又由韌帶與其他支撐結構加以補強

韌帶是與骨骼排列構造同等重要的靜態支撐結構,而於內側縱弓的頂點處支撐著足部的是蹠側跟舟韌帶(彈簧韌帶)。這條韌帶強韌地連接起跟骨的載距突與足舟骨的下面。這條彈簧韌帶位於搭在跟骨之上的距骨中,比載距突更往前方突出,從下方支撐著連接足舟骨與幾塊軟骨的距骨頭。載距突與足舟骨之間沒有骨性的連結,而距骨頭就搭載於這條韌帶上。

足底短韌帶(蹠側跟骰韌帶)和彈簧韌帶一樣,於外側縱弓的頂點處結合,連接跟骨與骰骨的下面,是一條極為強韌的韌帶。足底短韌帶的淺層處有條足底最長的韌帶「足底長韌帶」,於深層處連結跟骨與骰骨,於淺層處則是連接跟骨與蹠骨,在維持外側縱弓上發揮著重要的作用。

足部縱弓的靜態支撐結構(韌帶)
足部縱弓的靜態支撐結構(韌帶)

足底筋膜緊繃與發炎

於最表層連結起跟骨與蹠骨頭的這片結實結締組織稱為足底筋膜(如上圖)。腳趾那側會隨著腳趾背屈而拉扯附著部位,以結果來說,這個動作會拉抬縱弓。此結構稱為絞盤機制(如下圖)。一般推測,在步行或跑步的push off狀態中,足弓因為這種機制而變強,足部的彈簧便會被有效活用在推進上。

當腳趾呈屈曲姿勢或是在放鬆的狀態下,足底筋膜會鬆弛,沒辦法清楚摸到它,不過張力會隨著腳趾的背屈而增加,因此從足底的腳跟部位前端(跟骨隆突的遠端邊緣)附近開始,便可明確摸到在足弓中央處逐漸緊繃的筋膜。

足部絞盤機制
足部絞盤機制

跑者的足底筋膜有時會發生慢性發炎,不過在這類足底筋膜炎的案例中,因其構造使然,每個案例主訴的症狀百百種,有的人是足弓感到疼痛,有的則是腳跟疼痛。這種疾患若疏於適切的治療,很容易演變成慢性病,目前已知使用毛巾等讓腳趾背屈進行拉伸,或是進行所謂的踏竹板,這類拉伸動作都能發揮不錯的效果。

足弓是這樣變平的

足弓變低時所引發的問題大多為內側的問題。如前所述,距骨頭位於內側縱弓的頂點處,來自其足底側的支撐只有彈簧韌帶,並無骨頭的支撐。筆者得知此事之初也深感驚訝。實際上,我曾遇過一個足部旋前而足弓明顯變低的案例,仔細觀察其足部發現,距骨頭跑出這條韌帶的支撐而變得搖搖欲墜。在這樣的案例中,有不少主訴症狀是彈簧韌帶有明顯的壓痛,總覺得就構造上來說,內側縱弓會發生問題是必然的。

另一方面,外側足弓本來就比內側還低,幾乎沒看過這裡塌陷的案例,這點以構造來說也是可以理解的。然而必須注意的是,雖然骰骨的疲勞骨折極其罕見,但外側蹠骨發生疲勞骨折的案例卻屢見不鮮。即便是為足弓塌陷所苦的人的腳,試圖拉伸縱弓構造施加外力時,要以肉眼確認足弓伸長的模樣應該不是件容易的事。請各位讀者務必測試看看。足弓的靜態支撐結構就是如此堅固。

限制前足部旋後的運動貼布
限制前足部旋後的運動貼布

然而,令人意外的是,一旦對足部施加扭轉的負荷,就能輕易造成足弓變低。請固定後足部,試著讓前足部旋後。肉眼即可看出縱弓變平坦了。這樣的狀況實際上會發生在支撐中且後足部旋前的情況下。後足部若在旋前姿勢下承受負載,光是這樣就會讓距骨幾乎從跟骨往內側崩塌,而前足部也會呈旋後姿勢,導致足弓變得平坦。

根據Arangio等人(2000)運用三次元力學模型來進行計算的研究,在距下關節位於中立位的狀態下,施加約70㎏重的負載,並讓後足部旋前5°,前足部便 會呈旋後姿勢,對第一蹠骨的負荷則變大了。此時,拉伸內側足弓頂點處的距骨頭與足舟骨之間的關節的力矩增加了47%,而拉伸足舟骨與內側楔骨之間的關節的力矩則增加了58%。

像這樣讓跟骨往內側倒,或是距骨頭、足舟骨逐漸往內側塌陷,是後足部旋前最具代表性的狀態,以結果來說,此舉讓內側的縱弓伸展而變得平坦,對內側的支撐結構強加了莫大的負擔。

順帶一提,在同一項實驗中,讓後足部旋後5°的情況中,拉伸跟骨與骰骨之間的關節的力矩增加了55%。

也就是說,旋後反而會加大外側縱弓的負擔。仔細觀察彈簧韌帶的纖維走向,看得出來是從後方外側往前方內側、往能限制前足部旋後的方向延伸。假設靜態支撐結構之核心的韌帶是依目的性配置而成,那麼便可得知在內側縱弓的維持中,對前足部旋後的控制果然十分重要。

足弓的靜態支撐結構相當堅固,但令人意外的是,一旦對足部施加扭轉的負荷,就能輕易造成足弓變低。

以筆者的經驗來說,實際上,沿著彈簧韌帶的走向貼上運動貼布(如上圖),強制前足部旋前,可以有效率地限制縱弓平坦化。考慮到關節的運動,並基於功能面的考量,筆者都會在競賽選手的腳上貼上限制前足部旋後的貼布,結果某天察覺到貼布的方向和彈簧韌帶的走向竟完全一致,驚訝得說不出話來。

話說回來,若稍微換個角度,從確保與地面的接觸面積或是推進的作用端這樣的觀點來看,足弓在旋前姿勢中會變平坦的這種足部關節的特性,在「應對著地位置的少許錯位」、「在轉彎處、不平整的地面或是斜坡上移動時」、「快速剎車或有效率地變換方向或往側邊推進」等情況下,都是十分重要的功能。

各位不妨也試著從這樣的視角來觀察足部。

資訊

• 本文摘自台灣東販,大山 卞 圭悟著
《圖解 運動員必知的人體解剖學:理解人體結構,讓訓練效果最大化》一書。

本書特色

     結合最新運動科學知識與多年現場指導經驗,
     清楚全面地講解「運動時人體的狀態」。
 
本書作者為日本筑波大學體育系副教授,於1999年、2001年與2005年擔任世界大學生運動會田徑日本選手團的培訓師,兼任JATI訓練指導者培訓講習會的講師,現場指導經驗豐富,最清楚運動員在訓練時最常見的問題,以及相應的訓練方式。
 
  要做出最有效率、最合理的動作,
  首先必須認識自己的身體。
 
本書主要針對肌肉骨骼系統的結構切入探討,希望藉由探討日常生活或運動中的身體結構,讓致力於訓練的人或競賽選手獲得助益,並另外費了些心思,透過一些圖片或身體相關的閒聊,讓一般人也能樂在其中。

更多《圖解 運動員必知的人體解剖學》資訊請點此

責任編輯/Dama

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香港01
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破世界紀錄跑鞋Nike Vaporfly 恐被國際田聯禁用

2020-01-16
新聞NIKE鞋子跑步話題

由4%到Next%,Nike Vaporfly系列跑鞋一推出,各地以至全球長跑紀錄不斷改寫,相關爭議亦未停止過。

到底穿上這對推進力特強的跑鞋參賽,算不算作弊?國際田聯(World Athletics,前名IAAF)正在調查之中,各大英國報章引述消息人士指出,這個國際田徑運動監管機構,將會對Nike Vaporfly頒下禁令。

Nike Vaporfly Next%
破世界紀錄跑鞋Nike Vaporfly 恐被國際田聯禁用 ©Nike

回想當Nike Vaporfly 4%推出時,以「可以將跑手成績推快4%」作號召。售價台幣8,200元,市民跑者們最初抱觀望態度,有人試過成績果然取得突破,紛紛躍躍欲試,貴價鞋款竟在短時間內賣斷貨。之後再出推進力更強的新版本Next%,價格再升一成,需求依然有增無減。

擅長市場推廣的Nike,早已由馬拉松世界紀錄保持者基普喬蓋(Eliud Kipchoge)穿上這王牌系列跑鞋。2018柏林馬拉松,他穿著Zoom Vaporfly 4%跑出2小時01分39秒的新世界紀錄。去年他在不計算為紀錄的Breaking 2挑戰,成功在2小時內完成馬拉松距離,突破眾人一直以為無法超越的人類極限,他當時穿上的一對屬非賣品的Vaporfly Elite,再次成為跑界熱門話題。

肯亞女選手科斯蓋(Brigid Kosgei)去年在芝加哥馬拉松以2小時14分4秒,打破英國跑手Paul Radcliffe保持16年的紀錄,她當日穿上的是Vaporfly Next%。

Nike Zoom Vaporfly 4%
Eliud Kipchoge於2018柏林馬拉松穿著Zoom Vaporfly 4%,跑出2小時01分39秒的世界紀錄 ©sneakerfreaker

因為一對跑鞋,一項又一項紀錄被打破,難免令人回想千禧年後游泳界一度掀起的「鯊魚泳衣」熱潮。當年泳衣科技快速發展,俗稱「鯊魚衣」的連身泳衣出現後大幅提升泳手表現,世界紀錄破完又破,令外界關注。國際泳聯(FINA)終在檢討後修例,禁止高科技泳衣,「鯊魚衣」自此絕跡泳池。

同樣情況會否在跑鞋界再次發生?

跑鞋界原本是個百花齊放的市場,每個品牌各有特色,但Nike Vaporfly跑鞋一出現,所有跑手無論是什麼程度,職業還是業餘,均對它趨之若鶩。

Nike成功攻陷全球跑界市場,各大馬拉松穿上這雙貴價跑鞋的平民跑手比比皆是,就連一向有名對自家產品忠誠度高的日本人,也出現同樣現象。剛剛在2020新年舉行的箱根驛傳,高達85%跑手穿上Nike Vaporfly,較2019年41%選手穿上Nike大幅增加,甚至出現冠軍得主青山學院大學由Adidas贊助,到比賽日全員穿上Nike Vaporfly的情況。

這個一面倒穿上同一雙鞋的情況,引發各界關注,2019年底國際田聯(World Athletics)開始作出調查,英國傳媒引述World Athletics消息人士指出,Nike Vaporfly將會被禁。

2020箱根驛傳
剛在2020新年舉行的箱根驛傳,高達85%跑手穿上Nike Vaporfly ©推特

Kipchoge反駁:跑鞋無罪

對於Nike Vaporfly擬被禁,Eliud Kipchoge並不同意,他認為科技進步無可避免,「它們是公平的。我努力訓練,科技一直在進步,這點是我們都不能否定的,我們必須與科技一起走下去。」

他以一級方程式賽車(F1)為例,「倍耐力(Pirelli)的輪胎供應給所有戰車,但只有平治是最優秀的,為什麼?分別在於引擎,那相當於人一樣。反對這雙跑鞋的人必須知道,是人在跑,而不是跑鞋。正如F1是人在駕駛,跟製造輪胎的人無關。」

Eliud Kipchoge
Eliud Kipchoge認為科技進步無可避免 @Nike

這對跑鞋引發最大爭議之處,是以泡綿和碳纖維製造的中底物料,為跑手提供有如彈弓一樣的「力量回饋」(Responsiveness),每跑一步的力量不會被中底吸收或卸走,反而會提供推進力。世界田徑一個集合運動科學專家、前跑手和倫理與法律專家的小組正在調查,預計本月底會有結果。

消息指出,國際田聯正考慮暫時禁止跑手穿上Nike Vaporfly參賽,禁止使用這款跑鞋的理由在於它為選手提供不公平的優勢,至於這系列跑鞋創出的紀錄卻預計可望保留。

此外,Nike專為短跑選手而設的革命性釘鞋,包括英國中距離女跑手Laura Muir 一雙去年協助她打破英國1英里紀錄的「高踭釘鞋」,預料亦會同時被禁。

*文章授權轉載自《香港01》,原文刊於「01體育」

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腿後肌腱拉傷 Hamstring Tendonitis

2016-11-23
運動生理保健運動傷害跑步知識庫

運動員最常發生後大腿肌拉傷,且演變致慢性發炎。腿後肌Hamstring包含股二頭肌、半腱肌及半膜肌,這三條肌肉在步態的早期站立期幫助穩定膝關節,在站立期後幫助下肢的推進,在搖擺期中幫助控制下肢動力。後大腿肌的受傷,不管是部分撕裂或是完全斷裂,一般發生在肌肉與骨骼連結的肌腱處,常見於短跑者或需要較多爆發力的運動,例如美式足球、網球、足球等。

後腿肌腱拉傷 ©drdavidgeier.com

症狀

典型的症狀為受傷處一壓就痛或腫脹,高抬腿、大跨部或身體前彎時疼痛會加劇,越用力就會越痛;如果局部出現瘀血,連走路都會疼痛,那就表示大腿肌肉有撕裂傷。跑者的部分主要是在快跑加速、跑在有坡度的地方或坐下時,臀部下方或大腿後側的腿後肌上半部會感到疼痛。

如何治療

首先要做身體檢查,確定骨盆沒有不正,或因為其他沒注意到的問題造成疼痛。如果你被診斷為腿後肌拉傷,就要開始做組織按摩,幫助鬆開沾黏和疤痕組織,並增加肌腱部位的血流,以加快復原。

參考資料
1.《完全跑步聖經》,天下出版公司出版 (2015)
2. 《筋膜線按摩伸展全書》,采實文化出版 (2016)
3.  runnersconnect.net
4. 骨骼肌肉徒手保健

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