運動生理週訊(第362期)
跑步的著地指數(duty factor)(January.9.2018)
王順正、林玉瓊
跑步的著地指數 (duty factor) 是指跑步過程中腳著地時間 (contact time) 、相對於騰空時間 (aerial time) 加上著地時間的比值 (右圖，Taboga等，2016)。簡單的說，著地指數是指左腳或右腳的著地時間，佔這隻腳著地時間與騰空時間的百分比 (著地時間/(著地時間+騰空時間))。依照Folland等 (2017) 的研究發現，跑步的著地指數 (duty factor) 是影響跑步表現的重要技術條件。
Nummela等 (2007) 以25位耐力運動選手為對象，在八個不同速度下跑步時的著地時間 (右圖實心點) 與騰空時間 (右圖空心點) 資料，顯示出跑步速度越快時腳著地時間越短，騰空時間在跑速6 m/s之前沒有什麼改變，跑速超過6 m/s之後騰空時間也有隨速度增加而縮短的趨勢。可惜作者並沒有整理出著地指數 (duty factor) 的資料。但是，依據著地指數是「著地時間/(著地時間+騰空時間)」的公式來看，隨著跑步速度的增加，著地指數確實會隨著跑速增加而減少的趨勢。
Millet等 (2009) 針對一位58歲、男性、由巴黎跑到北京 (161天跑8500公里，平均每天跑52.8公里，跑步前後的體重為63.5公斤與61.5公斤、脂肪百分比為21.5%與16.5%) 的跑者，在跑前3週、跑後3週、以及跑後5個月，進行實驗室跑步機的不同速度 (8、10、12、14、16 km/h) 跑步測驗。研究發現，隨著跑步速度的增加，著地時間 (contact time) 逐漸降低、騰空時間 (aerial time) 逐漸增加，造成著地指數呈現逐漸減少的現象 (右圖。跑速8 km/h的著地指數約90%、跑速16 km/h的著地指數約60%)。經過161天連續的長距離跑步之後，在不同速度下的跑步步頻皆會增加，跑步速度越快步頻增加的越多，就算經過5個月的休息之後，步頻增加的趨勢雖然有減少，仍然比開始跑之前還更快；不同速度下的著地時間皆沒有什麼改變，但是特定速度的騰空時間會下降，進而造成特定速度著地指數呈現增加的現象 (上右圖)。長時間連續的跑步後，腿部肌力的降低與地面垂直反作用力最大值的下降，是造成固定速度時騰空時間下降、著地指數增加的原因。
事實上，Nummela等 (2007) 與Millet等 (2009) 兩篇論文，對於跑步速度增加騰空時間是增加或降低的結果並不一致，由於Millet等 (2009) 的研究僅有一人，而且兩篇論文使用的跑步速度並不相同。後續能有需要釐清跑步速度增加對於騰空時間的影響。
Morin等 (2007) 的研究則在探討跑步步頻與著地時間的影響。以10名經常運動的受試者為對象，在3.33 m/s的跑步速度下，受試者以自選步頻的-30%, -20%, -10%, 0%, +10%, +20%, +30%，進行每趟2分鐘的跑步測驗，同時記錄步頻與著地時間、騰空時間的變化狀況。研究發現，步頻減少會想住降低騰空時間，步頻增加則會顯著降低著地時間；著地指數則僅在步頻減少-20%與-30%條件下會顯著的降低，步頻增加並不會顯著改變著地指數。在相同跑步速度下，減少跑步步頻會顯著增加騰空時間，並且造成著地指數顯著下降，類似跑步速度增加的動作變化；增加跑步步頻則僅會顯著降低著地時間，對於著地指數沒有顯著影響。
跑步的著地指數 (duty factor) 是影響跑步表現的重要技術條件。隨著跑步速度的增加，跑步著地時間有逐漸減少的趨勢，形成著地指數隨著跑步速度增加而降低。在相同跑步速度下，增加跑步步頻可以顯著減少著地時間，減少跑步步頻則會顯著增加騰空時間。由於跑步著地時間越短的跑者，跑步經濟性越佳，因此著地指數較低的跑者跑步經濟性也越好 (這個推論似乎仍需要實際研究驗證)。
引用文獻
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.
Millet, G. Y., Morin, J-B., Degache, F., Edouard, P., Feasson, L., Verney, J., & Oullion, R. (2009). Running from paris to beijing: biomechanical and physiological consequences. European Journal of Applied Physiology, 107(6), 731-738.
Morin, J. B., Samozino, P., Zameziati, K., & Belli, A. (2007). Effects of altered stride frequency and contact time on leg-spring behavior in human running. Journal of Biomechanics, 40, 3341-3348.
Nummela, A., Keranen, T., & Mikkelsson, L. O. (2007). Factors related to top running speed and economy. International Journal of Sports Medicine, 28(8), 655-661.
Taboga, P., Kram, R., & Grabowski, A. M. (2016). Maximum-speed curve-running biomechanics of sprinters with and without unilateral leg amputations. Journal of Experimental Biology, 219, 851-858.
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