運動生理週訊(第378期)
Performers跑步技術科技(March 15, 2019)
王順正、林玉瓊、陳朝福、鐘昱剴、王頌方
吳晨聖、林嘉芬、洪幼婷、廖斌宏、何承訓
儘管依據Folland等 (2017) 的研究結果顯示，影響跑步表現的技術因素，主要包含著地瞬間的小腿角度、整個步伐期間的骨盆最小水平速度、著地指數 (duty factor)、以及軀幹伸展角度；影響跑步經濟性的技術因素，則包含骨盆的垂直振幅、擺動期的膝關節最小角度。事實上，
運動生理週訊第361期「影響跑步經濟性與跑步表現的技術因素」文章中顯示，探究跑步技術的相關研究，呈現出相當大的差異與變化 (王順正、林玉瓊，2018)。想要透過跑步過程的動作分析，進行跑步表現與跑步經濟性的評估，似乎需要建立一個通用、即時的技術評量方式，才能夠在一致的研究基礎上，進行實務的分析與相互驗證。
運動生理學網站發展了一個通用、即時評估跑步技術的新方法：Performers跑步技術科技 (Performers running technology, PRT)。PRT是依據兩類的跑步技術變項進行跑步技術分析，一類是跑步基礎技術變項 (步頻 (step rate)、步幅 ((step length)、著地時間 (contact times)、騰空時間 (aerial times))，另一類是跑步進階技術變項 (著地指數 (duty factor)、步幅角度 (stride angle)、垂直硬度 (vertical stiffness)、腿部硬度 (leg stiffness))，建立跑步技術評量的新方法 (右圖)。依據八個技術變項的跑者常模資料，同時依據每一個技術變項的T分數得分，建立了跑步技術總分 (以百分等級方式呈現，跑步技術總分範圍在50-100等級之間) (下圖)。依據PRT跑步技術科技，具備了創新跑步技術評量、即時修正跑步技術、跑步的創新訓練科技應用 (跑步機、攜帶式裝置、跑鞋鞋墊、...) 的實際應用價值。
Performers跑步技術科技 (Performers running technology, PRT) 跑步機面板顯示
有關技術變項的意義方面。步頻 (spm) 指的是跑步時單位時間內的歩伐次數，跑步速度越快、最佳步頻越高。步幅 (m) 指的是跑步時兩足之間的距離，跑步速度越快、步幅越大。著地時間 (sec) 指的是跑步過程腳從落地緩衝、支撐到腳離開地面所用的時間，越優秀的跑者、著地時間越短。騰空時間 (sec) 指的是跑步過程中腳從離開地面至另一隻腳落地在空中的時間，越優秀的跑者、騰空時間越長。著地指數 (%) 指的是「著地時間/(著地時間+騰空時間)」，著地指數越低、跑步經濟性越好。步幅角度 (degree) 指的是跑步著地腳離地時的切線角度，優秀長距離跑步選手、步幅角度較大。垂直硬度 (kN/m) 指的是跑步時的最大地面反作用力 (Fmax) 與身體重心垂直位移 (∆y) 計算 (Fmax/∆y) 的彈性係數，垂直硬度越大、跑步經濟性越佳。腿部硬度 (kN/m) 指的是跑步時的最大地面反作用力 (Fmax) 與腿長垂直位移 (∆L) 計算 (Fmax/∆L) 的彈性係數。腿部硬度越大，跑步經濟性越佳。
為了確認PRT的理論與實際應用，我們先以12位經常運動的受試者為對象 (右圖)，在跑步機上進行二個不同速度 (9 km/h、11 km/h) 的跑步，使用高速攝影機拍攝每人、每次跑步速度至少30步，並且使用Kwon 3D動作分析系統進行跑步動作、著地時間、騰空時間的分析。研究發現跑步速度由9 km/h增加到11 km/h時，步頻、步幅、騰空時間、步幅角度、垂直硬度增加，著地時間、著地指數降低，腿部硬度則幾乎沒有改變 (下表)。基於研究結果的跑步技術變項數據，建立跑步技術分數的T分數評量常模，以便讓各個技術變項的技術分數範圍盡可能一致，達到創新、有效的跑步技術分析。
速度
km/h | 步頻
spm | 步幅
m | 著地時間
sec | 騰空時間
sec | 著地指數
% | 步幅角度
degree | 身體硬度
kN/m | 腿部硬度
kN/m |
| 9 | 171.57±19.75 | 0.88±0.13 | 0.29±0.03 | 0.07±0.03 | 0.82±0.07 | 1.73±1.31 | 22.69±5.09 | 10.41±2.11 |
| 11 | 177.91±22.55 | 1.04±0.16 | 0.26±0.03 | 0.08±0.04 | 0.76±0.07 | 2.24±1.35 | 25.09±6.20 | 10.12±2.59 |
實際進行PRT技術分析流程分為兩個階段，第一個階段是針對受檢測者進行跑步換氣閾值 (ventilatory threshold, VT) 速度的評量 (可以透過跑步表現進行評量)，第二個階段是讓受檢測者以VT速度進行跑步機跑步，或在平坦的跑步場地 (例如400公尺田徑場) 進行節奏跑 (或Threshold Training) 測試。如果跑步機或攜帶裝置的功能可以取得跑步時著地時間與騰空時間的資料，即可連結運動生理學網站Performers跑步技術科技的網頁
http://www.epsport.net/epsport/program/prt.asp，右圖即是連結網頁後顯示的內容。在網頁中輸入跑步機速度 (km/h)、體重 (kg)、腿長 (m)、著地時間 (sec)、騰空時間 (sec)，或者攜帶裝置紀錄的步頻 (spm)、步幅 (m)、著地時間 (sec)，即可獲得PRT分析的結果下圖。受檢測者可以在VT的速度下調整步頻、步輻等變項，直接由跑步機的面板顯示，進行跑步訓練與調整跑步動作 (只是這個跑步機目前還沒有被開發出來)。
Performers跑步技術科技 (Performers running technology, PRT) 網頁分析結果
Performers跑步技術科技是由跑步基礎技術變項 (步頻、步幅、著地時間、騰空時間) 與跑步進階技術變項 (著地指數、步幅角度、垂直硬度、腿部硬度) 所建構，是評量跑步技術的新科技，可能是未來跑步機或攜帶裝置具備的基本功能。實際進行跑步技術的評量時，可能必須在節奏跑 (閾值跑) 的速度上進行檢測，才有技術分析結果的實用效益。目前透過運動生理學網站的Performers跑步技術科技網頁，可以提供跑步技術分析的實際測試。有關Performers跑步技術科技在跑步訓練上的實用價值，仍然有待進一步後續研究釐清。
引用文獻
王順正、林玉瓊 (2018)。影響跑步經濟性與跑步表現的技術因素。運動生理週訊，361。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=361
Folland, J. P., Allen, S. J., Black, M. I., Handsaker, J. C., & Forrester, S. E. (2017). Running technique is an important component of running economy and performance. Medicine Science in Sports and Exercise. 49(7), 1412-1423.
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