「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。
全球歷史最悠久、世界六大馬拉松賽事之一的波士頓馬拉松將於4月16日開跑,今(19日)下午四時,中華長跑隊台灣隊長鄭英哲率129位台灣市民跑者從桃園機場出發參加,是歷屆波馬最多台灣選手參賽的一次,人數比去年大增3成以上。團隊成員堅強,有參加4次波馬的老手、視障選手,更有7名跑者在波馬完賽後,將獲得世界馬拉松界最高榮譽「六星獎牌」。
波士頓馬拉松將於4月16日周一當地時間10:00(台北時間22:00)開跑,今年台灣籍參賽者共129位,其中包括約10位女性及2位視障跑者。團員中,前宜蘭縣長呂國華、高齡74歲的退休校長胡登村、超馬好手蘆竹區體育會路跑委員會執行長蔡萬春,以及陳萬軍將軍4位都是再度參加波馬;另有黃智成等7位在波馬完賽後,即可順利成為六大馬(波士頓馬拉松、倫敦馬拉松、柏林馬拉松、芝加哥馬拉松、紐約馬拉松、東京馬拉松)世界馬拉松大滿貫系列賽的「六星跑者」。
鄭英哲表示,今年較特別的是,團員中超過20位菁英跑者目標都在3小時內;另除了7名「準六星跑者」,還有兩三名跑友波馬完賽後直飛倫敦,參與4月22日倫敦馬後將進入六星跑者俱樂部。今年集滿六星的現象是台灣空前之多,去年在波馬完賽取得六星獎牌的僅2位。
值得一提的是,台灣超级馬拉松協會理事長戴廷聯今年已第四次参加,他在2013年親歷波馬爆炸事件,當時已完賽在終點站附近休息的他,以跑者身份義不容辭協助救援傷患,在美國各大媒體引為佳話並受特別報導。
波馬是世界上開放身障跑友參賽的先鋒,台灣首次有兩位視障跑者-洪國展與呂冠霖進軍波馬。鄭英哲指出,波馬對參賽者歷年都有嚴格的成績門檻限制(Boston Qualify,簡稱BQ,詳情可見2018波士頓馬拉松 你不可不知的關鍵數字),視障參賽者也不例外,兩位都通過該組別的5小時門檻。
除了參賽者,賽事當天將有隨團親友、中華長跑協會駐紐約代表許文山、當地華僑組成的上百位加油團前往支持;另今天中華長跑協會理事長郭宗智總教練(台灣第一位參加1983年波馬,以2小時31分06秒締造台灣選手於波馬創下的最佳成績)也親自到機場歡送選手。
團隊中包括鄭英哲大部分都是第一次參賽,對比賽期待都很高,但鄭英哲提醒,大家常說「波馬準備100分,表現90分」,希望台灣代表隊在比賽中只求盡力發揮;至於部分跑友猶豫一生難得機會「要拍還是要拚?」拍照事就付錢交給專業的就好。
資料來源/中華長跑協會
責任編輯/Dama