「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。
不少職業或是業餘運動員為了運動表現,在賽季或是訓練期間滴酒不沾。但也可以看到職業運動員在酒吧酒醉鬧事,甚至在休息室喝酒的新聞。理論上,喝酒會影響運動表現,但是職業選手面對酒精的行為並不一致。
不管職業或是業餘運動員應該如何面對酒精,一直沒有很好的答案,有的人建議應該禁酒,有的則建議少量無害。或許我們能從一些科學的證據中去找尋答案。完全禁酒對於有些人的生活或是工作並不可行,酒精畢竟在我們的社交生活中扮演了一定的角色。
過度飲酒會造成癌症、肝硬化、胰臟炎、精神疾病等等,並且造成近4%的死亡成因,也會因為過度飲酒酒駕肇事或是產生暴力事件,這些都是大家再清楚不過的事情。
各國對於每日建議飲酒的上限建議差異極大,從每日8g酒精到20g都有,相信各國政府的建議都是有所本。但對於運動員合理的飲用量並無法從中得到答案,理論上運動員在比賽及訓練中喝酒,會造成肌肉損傷,酒精會影響肌肉修補,但合理的量是多少應該跟一般人有所不同。
根據針對大學生的研究發現,有參與運動比賽的學生,喝更多的酒、更會讓自己喝到掛。過度飲酒佔一般人的比率約16%,在運動員中比例勢必會更高,尤其在飲酒行為調查,高度肢體碰觸的團隊運動,過度飲酒的比例更是高不少。
根據美國運動醫學會(ACSM)對於酒精造成運動表現的影響,會降低肌力、肌耐力、速度、心肺耐力;但是對於最大攝氧量、心律、心輸出量、肌肉血流等不會產生負面影響。不過許多研究卻得到跟ACSM不同的結論,這跟研究設計及所參與的運動會有所相關聯。
總結現有的證據,少量的酒精不會對運動表現產生正面的影響,對於耐力運動卻可能有所傷害。雖然有些教練或運動員認為賽前喝少量的酒,可以降低緊張感而去面對重要賽事,但是多數運動員還是在運動後才喝酒,因此酒精是否影響當下運動表現,似乎變得不是那麼重要。酒精對於後續恢復及密集賽事的影響可能才是重點。
酒精被列為有利尿作用,運動員如果有脫水的狀況,會造成運動表現的下降。因此運動後飲酒似乎會造成更嚴重的脫水狀況。
有科學家發現在產生脫水狀態的人身上,要飲用4%以上酒精才會產生利尿作用。但這樣的數字並不精確也不實用。另一組科學家研究運動後脫水的狀態,實驗了酒精0、0.24、0.49、0.92 g/kg當作部分水分的來源,發現只有0.92這組有脫水狀態,所以就脫水這個議題,0.49g/kg以下是不會增加脫水的嚴重性,但是仍然要強調,水分沒有補充足夠,仍然會影響隔天的運動表現。
比賽或訓練後,會消耗部分或是多數的肝醣,補充肝醣會對隔天的訓練品質或是比賽產生重要影響。研究發現,運動後酒精(1.5g/kg)搭配高碳水化合物飲食、酒精配低碳水化合物、正常飲食,發現只有酒精配低碳水化合物有缺乏足夠肝醣的情況。
運動及訓練都會造成肌肉等軟組織損傷,軟組織如果有受傷的情況會造成運動表現下降,更可能因為特定肌群無法正確使力,而造成更多組織受傷,也會讓訓練效果大打折扣。
在正常情況下,身體面對受傷會引起發炎反應,發炎反應由許多不同的激素、賀爾蒙偕同去修補組織。如果長期或是短時間大量飲酒會抑制這些免疫反應,使得軟組織無法正常修復。身體免疫機制被抑制,也會進一步造成容易生病、感染等運動員不樂見的情況。
受傷時,我們會採冰敷加上適度壓力性的包紮,這樣的做法除了止痛,還可以避免組織過度腫脹,延緩傷後恢復。然而飲酒會改變局部組織的血流,造成更多的血流積聚在受傷部位,造成更嚴重的水腫,因而延遲組織修復。
長期或是短時間大量飲酒,會破壞身體內分泌系統的平衡,有些賀爾蒙會增加分泌,有些則是減少。一些明顯變化像是降低睡眠品質、情緒不穩定、血糖平衡遭到破壞(可能增高也可能降低)。
當喝酒的量達到1.5g/kg會降低雄性激素分泌,進一步減少肌肉量、骨質密度、紅血球數量,也會造成男性女乳症及睪丸萎縮等情況。當飲酒量降低到0.5g/kg,則可能反而增加雄性激素(無法完整證實,但至少相對沒有明顯證據證明有害)。
運動員在訓練,就是需要為小肌肉損傷,藉由蛋白質合成來修補肌肉,讓肌肉更有力或是更加健美。在老鼠的實驗上發現,大量酒精會在24小時內減少肌肉75%合成,這樣的量換算成一般成人體重,約等於250g的酒精,約略是10瓶500cc啤酒的量。雖然一般人較少喝下這樣多啤酒,但並非不可能,如果長期喝烈酒或是紅酒就更有機會喝下這樣的量。
相對大量的飲酒研究,除了利用問卷調查,要設計人體實驗,因為事先已經知道極度危害身體安全,因此要在人體身上進行實驗變得非常困難,也讓動物實驗變成少數能解答問題的方式。
要所有進行運動的人都戒酒,顯然並不可行也無法長久。我們當然佩服有些運動員可以滴酒不沾,但是一般人工作、應酬、社交、參觀酒莊,要避免飲酒是相當困難的。以下建議一般人的飲酒原則:
1. 低濃度低量飲酒(4%以下、0.5g/kg,對於成年男子約等於500cc啤酒)
2. 酒精不能取代能量來源,應搭配正餐使用
3. 每週飲酒次數男性應低於3次,女性應低於2次(在此提醒女性運動員飲酒的研究相對較少,更應該要注意身體的反應)
經歷
Pose Method® Level 1 認證教練
Garmin 亞太區跑步教練培訓
RAD 自我肌筋膜放鬆國際指導員
醫師高考及格
衛生福利部署定專科醫師
部落格 陳柏長醫師的跑步筆記
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