髖部屈曲提高速度 跑步又快又穩就靠髖

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作者:楊琇甯、相子元

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,尤其在短距離衝刺項目中下肢擺動階段,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。

髖屈肌力量對短跑的重要性

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。

更方便的選擇─慣性感測器(IMU)

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。

髖屈肌強度測試
髖屈肌強度測試 圖片來源:Journal of Sports Sciences, 38(1), 53-61

髖屈肌強度測試:在試驗過程中,每位參與者的軀幹都用兩條皮帶固定在平台上,同時仰臥,右腿在臀部下方,不受平台支撐,再指示參與者將右髖部置於過度伸展擺位,執行時快速的從水平腿位置屈曲 20 度,而膝蓋(180 度)和踝關節(90 度)均保持不變。

抬腿與彈跳能力皆會影響

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.

內容來源:運動科學網

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