「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。
如果你跑得好、跑得強,那真該感謝你的小腿肚﹗紐約 Mile High Run Club 認證跑步較練 Raj Hathiramani 指出,因為每一步觸地時,小腿後方的肌肉都在雙倍為你工作,以保護腳踝並提供動力。所以,強化這些肌肉將能增強腳踝穩定性,進而提高步幅和步頻、幫你突破更快的速度高牆﹗
小腿後側的「腓腸肌」是腿部最大的屈肌,俗稱為小腿肚,從膝蓋後方一直延伸到腿的下半部,可支持快速和爆發性動作;「比目魚肌」則從膝蓋後方外側延伸到腳跟,可保持腳踝穩定性和安全。跑步時,小腿透過使膝蓋彎曲和腳跟抬起,來幫助你的步伐往前邁進,因此,強壯的小腿可以讓你提高步幅和步頻,因而跑得更快。
以下由Hathiramani設計的5招循環訓練,結合了跑者需要的力量、活動度和爆發力,看似基礎簡單,但其實只要練一趟就能啟動你的小腿肌肉。
怎麼做:依序照指定次數做下列訓練動作,每組之間休息 30 秒,重複做 3 趟循環。
準備工具:一組中等重量的啞鈴、瑜珈墊。
Step1:雙腳與肩同寬站立,雙手臂垂放兩側(要增加強度可各握一個啞鈴)。
Step2:緊縮腹部核心以保持穩定性,雙腳跟抬離地面,用前腳掌蹠骨部位著地。維持5秒鐘再回到起始位置。
共做10次
Step1:雙腳與肩同寬站立,雙手各握一個啞鈴,手臂垂放在身體兩側。
Step2:緊縮腹部核心,保持抬頭挺胸、肩膀向後。
Step3:雙腳跟抬離地面,用前腳掌蹠骨部位著地,向前走幾小步,再向後退幾小步(步數視環境而定)。
來回走60秒鐘
Step1:雙手掌位於肩膀的正下方平貼地面,類似高平板式姿勢,並張開手指,將手掌往地面壓。
Step2:臀部抬高呈倒V形,保持雙腳伸直。
Step3:先將左腳跟盡可能貼近地面,以伸展左小腿,此時右膝蓋稍微彎曲。換邊同樣,將右腳跟盡可能貼近地面,以伸展右小腿,此時左膝蓋稍微彎曲。雙腳不斷交替。
每側重複20次
Step1:雙腳略比肩寬站立,腳趾略為向外,雙手抱胸保持平衡,呈深蹲預備姿勢。
Step2:膝蓋彎曲同時臀部向後,盡可能降低胸部位置,呈深蹲姿勢。
Step3:可利用向後擺手獲得動力,雙腳跳起來,在空中身體呈垂直跳躍。落下時回到深蹲姿勢。
連續動作20次
Step 1:雙腳併攏站直,雙手垂放身體兩側預備。
Step 2:跳起時,雙腳往外張開到大於臀部寬度,雙手經過身體兩側向頭頂上方拍手(也可不拍手)。落地回到起始動作,此時雙腳屈膝緩衝,以保護膝蓋。
重複跳躍20次
資料來源/Runner's World
責任編輯/Dama
在戶外練跑還是跑步機上練跑比較好?多數人取決於自己的習慣、天氣、跑步目的、甚至是否健身房會員。不過,一篇發表於《運動醫學》的研究發現,雖然一般來說兩者訓練效果相似,但其實會影響你的步態造成些微差異,尤其在傷後復健或恢復跑時,不同傷害應選擇完全相反的選項;研究更打破跑步機傾斜度調1%的傳統觀念,發現原來是特定少數人才需要這麼做!
<延伸閱讀:跑步遇瓶頸?用跑步機拉抬跑速的3大好處與8個提醒>
對多數跑者而言,在跑步機或戶外跑步,兩者心理感受、舒適度上大不同。例如戶外跑者覺得跑步機簡直是「懲罰」,乏味之外還要吹冷氣吹到頭痛,戶外新鮮空氣和風景好多了﹗跑步機跑者則認為邊看電視邊跑既療癒又殺時間,而且有效率,比戶外颳風淋雨飆汗好得多。
對此,2019年底剛發表於《運動醫學(Sports Medicine)》的系統性回顧與統合分析研究中,研究人員分析了33項比較跑步機跑步和戶外跑步的相關研究,發現雖然兩者都能給跑者相似的鍛鍊效果,但仍有不少細節差異,包括:
1. 步態差異:腳底著地點、膝關節屈曲,以及骨盆的垂直位移(跑步時上下跳動的幅度)。
2. 對於不同傷害部位的跑者,地面硬度等差異會對他們產生最大的影響。
3. 以往觀念將跑步機傾斜度調整為1%和緩上坡,有助模擬戶外跑步,但實際研究結果不完全如此。
腳後跟著地的情況在跑步機上不常發生,較多是以腳尖或是腳掌著地;但在戶外跑步時,跑者較常出現腳跟著地情形。該研究第一作者、荷蘭馬斯垂克大學健康、醫藥與生命科學博士Bas Van Hooren表示,這種生物力學上的變化,可能是因為身體試圖彌補地表的差異,而細微的差異可能源自你在跑步機上跑步時的舒適度(曾有研究針對不熟悉跑步機的跑者測試步頻,發現他們越不舒服,步頻越容易增加。「步頻」指步伐的頻率,多以每分鐘雙腳踏步的次數steps/min為單位)。事實上,當你在跑步機上推蹬時,輸送帶的速度會稍微改變你的步態。相較於路跑,身體在跑步機上下跳動的幅度降低,可能是因為較高的步頻導致。
傷後恢復跑的跑者要注意了!一項研究發現,與戶外跑步相比,在跑步機上跑步時脛骨的應力較低,也就是說,如果你在疲勞性骨折(應力性骨折)休息一陣子後恢復跑,跑步機是較好的選擇。原因可能是跑步機表面的硬度比混凝土路面的硬度小,可減少作用在脛骨上的衝擊力。
相反地,如果傷害部位在小腿後側或阿基里斯腱(跟腱),那路跑對你比較有益。因為一般路面對小腿肌肉和肌腱的作用力可能較小。
以往人們認為將跑步機傾斜度設定為1-2%和緩上坡,有助於模擬室外跑步強度,並彌補室內空氣阻力的不足。但事實證明,多數跑者不需要這樣做就能得到與戶外跑步非常相似的阻力和推蹬變化。
一般跑者不需要1%來補償在戶外遇到的阻力,主因在跑步機上,你必須以類似在戶外把自己往前推的力量去推動輸送帶,而不僅僅是抬起腳而已。
不過,對於每小時能跑12.8到16公里(配速約3:45-4:41)的神級跑者來說,將跑步機傾斜度調到1%是有幫助的。其原因可見本段開頭所述,可以補償他們以這種速度在室內練跑時缺乏的空氣阻力。
總體而言,跑者在跑步機上比較容易因為舒適度、覺得無聊或艱難等各種身心理因素,影響步頻、步幅和垂直反作用力。所以當你有運動傷害或剛恢復不久,必須相當注意跑道表面。但無論如何,只選擇戶外或只選擇跑步機,對任何跑者來說都不是一個好的訓練!
資料來源/Runner's World,《Sports Medicine》
責任編輯/Dama