「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。
跑步可不只是下半身運動!如果你是個跑步愛好者,那就該更加注重核心力量的重要性。許多跑者低估了核心肌群對跑步的重要性,但如果想提升自己的跑步耐力和表現,將核心肌群的訓練列入例行訓練中,是你非做不可的必修功課!
核心肌群是連結身體軀幹的重要肌肉,能幫助維持平衡、連結上下半身發力、身體發力的肌肉群。許多人誤以為核心肌群就是在肚子周圍的腹肌,其實位於人體軀幹中心、負責保護脊椎的肌肉群都統稱為核心肌群,位置約在人體橫膈膜以下,環繞著腰、腹、軀幹中心到骨盆底之間,由深層與淺層不同部位肌肉組成,例如腹肌、背肌、臀肌、大腿肌。
核心肌群雖然不是主要發力的肌肉群,但其功用在「穩定身軀」,無論深蹲、硬舉、划船或跑步,若身軀不穩定,四肢也無法給予更多的力量,所以正確去訓練及啟動核心肌群,才能確保我們的訓練更進步,同時減低運動傷害。
跑步時,尤其當體重從一條腿轉移到另一條腿,骨盆和軀幹必須保持穩定,而跑步當下,背肌和腹肌正是穩定整個身軀的最大功臣。肌肉和骨頭在脊椎上的連接處、肩胛部和骨盆,幫助你保持跑步時應有的穩定姿勢,而穩定的上半身是高效跑步的重要關鍵,如果你的核心肌群力量不夠,必須用其他低效運動去補償,而這將降低身體向前推送的作用,進而減低步伐往前該有的效率,這就是為什麼跑者不能輕忽上身的力量訓練。
強大的核心力量帶給跑步的好處多不可數,例如跑者常見的後背痛問題,常歸因於背部肌肉力量不足,因為跑步是一個高衝擊力的運動,當你的每一步落在地面,身體都必須承受你原本體重3-4倍的壓力,隨時間推移,這些看似小小的衝擊,可能導致椎間盤退化或萎縮,當這些狀況發生,身體降低跑步衝擊力的能力也跟著減弱。簡單來說,當你的核心力量越強、肌肉功能越好,就越能保護脊椎穩定,也能避免跑步造成的運動傷害。
為了預防核心力量不足可能帶來的風險,以下6招適用於任何人,對跑者而言更是特別有用,有助於提升高效跑步需要的穩定性和力量。
開始姿勢:雙腳與臀部同寬,左腳在前右腳在後,確保左膝蓋不超出左鞋尖,雙膝彎曲呈90度;後背打直;張開手臂使手心向前,雙手同肩膀高度。
正式動作:上半身向左旋轉,保持這個姿勢2秒鐘後,將身體轉回中心,並將前腳及旋轉方向切換為右腳/右轉。
開始姿勢:側臥,確認手肘在肩膀的正下方;將臀部收緊並將骨盆鎖定在安全穩定的位置;雙腳伸直交疊,理想姿勢是肩膀、臀部及腿成一條直線;將上方的手輕鬆擺在大腿上,或將它擺在臀部上;以前臂和腳部支撐重量。
正式動作:穩定身體,將上方腿抬起懸空並前後移動,確保腿部在每個移動位置停留2秒鐘;回到開始姿勢,並將身體切換到另一側。
開始姿勢:背部平貼地面,雙腳屈膝90度,腳底平放著地,手臂輕鬆放在兩側,手心朝下。
正式動作:使用臀肌讓臀部從地板上抬起,肩膀、骨盆和膝蓋形成一條直線;抬起左腳並保持90度屈膝,維持2秒鐘;將左腳放回地面,並切換抬起右腳。
開始姿勢:開始於四肢著地的跪姿。雙手與肩同寬,手肘稍微彎曲,並將手指展開、手掌按壓在地面;膝蓋著地在臀部正下方位置,與臀同寬;腹部肌肉緊繃,避免拱背姿勢;肩膀不擠在一起,並將肩膀向下盡量遠離耳朵。
正式動作:慢慢將左手臂向前伸展,同時將右腿抬起向後伸展,感覺右腳後跟和左手指尖不斷往外延伸;延伸到最極致位置並保持姿勢2秒;返回開始姿勢,並切換到右手/左腿伸展。
開始姿勢:同第4點的四肢著地跪姿。
正式動作:輕輕將右手放在頭部後方;抬起左腳並將左膝蓋接觸右手肘,同時保持核心肌群緊繃;將上半身向右旋轉,同時將左腿向上抬起;每個位置保持2秒鐘,在切換至另一側。練習中應注意:腿部必保持彎曲90度角、臀部與地面平行。
開始姿勢:開始於類似伏地挺身的開始姿勢。雙手與肩同寬,在肩膀正下方撐地,保持手肘稍微彎曲;夾緊臀部並使用核心肌群,使背部平直,此時肩膀、臀部應是一條直線。
正式動作:保持開始姿勢,首先將左膝蓋移動到左手肘外側;接著膝蓋抬到與右腿呈90度角的一側;上述兩個姿勢停留2秒鐘;返回開始姿勢,並切換到另一側。練習中應注意:肩膀與臀部始終呈一條直線,並保持臀部夾緊。
註:以上部分訓練名稱台灣無通用翻譯,以暫譯為主。
資料來源/runtastic、維基百科、台灣營養
責任編輯/Dama