運動生理學網站　跑步的絕對對稱指數 (ASI)

運動生理週訊(第376期)

跑步的絕對對稱指數(absolute symmetry index)(Febuary.2.2019)

王順正、林玉瓊、王頌方

　　慣用側的使用是人類日常生活中非常自然的現象，大部分人的慣用手為右手，但是慣用腳是右腳的人明顯的比右側慣用手少，這種側向偏好狀況與右腦或左腦優勢有關。跑步這種週期性運動型態，顯然不是棒球投球、持拍運動 (網球、羽球、桌球、......) 等習慣使用單側 (右側或左側) 的運動類型。因此。探討跑步的動作對稱狀況就顯得非常重要，尤其是雙側不對稱的狀況，是否與跑步運動表現優劣、運動傷害形成有關？

　　跑步的絕對對稱指數 (absolute symmetry index, ASI)，是由對稱指數 (symmetry index, SI) 發展而來。SI (%) = [(R-L)/((R+L)/2)]*100，SI (%) 代表右側與左側的差是右側與左側平均的百分比。也有研究採用不對稱指數 (asymmetry index, AI) 來呈現跑者的對稱狀況，AI (%)=[(L-R)/max(L, R)]*100，AI (%) 代表右側與左側的差是右側與左側最大值的百分比 (Vagenas & Hoshizaki, 1992)。更有研究採用慣用側與非慣用側的差是慣用側的百分比，來代表跑步動作的對稱狀況 (Chavet等, 1997)。Karamanidis等 (2003) 則提出採用ASI (%) 的方法，ASI (%) = [ | R-L |/((R+L)/2)]*100，透過絕對值的方式，標準化左右兩側的差異 (不管那一側比較大)，呈現跑步動作的對稱狀況。

　　Karamanidis等 (2003) 透過高速攝影機的使用，發現12名女性長距離跑者，在 3.0 m/s的速度跑步時，著地時間的ASI是6.01±4.18 %、騰空時間的ASI則達16.74±13.36 %，跑步步頻依照自選步頻-10%、+10% (跑步速度不變) 時，著地時間的ASI會降低成5.82±5.47 %、4.96±5.20 %，騰空時間的ASI則會增加到20.95±12.77 %、20.46±18.03 %。膝關節、踝關節在著地時角度的ASI則為3.04±2.84 %、5.75±4.61 %，步頻調整則幾乎不會改變這兩個關節的ASI。研究顯示關節角速度與騰空時間的ASI大於10%。

　　Carpes等 (2010) 整合文獻研究結果的研究，發現支持跑步是對稱的研究極少，優勢側與非優勢側的動作表現有明顯不同。環境特性 (environmental characteristics, 例如地面不規則) 可能是影響跑步對稱指數的主要原因，特別是在關節角度變化的不對稱性更明顯。跑步速度加快會讓受傷與非受傷跑者的跑步ASI趨向一致。對於長距離跑步能力與ASI的關聯部分，似乎還沒有研究進行探究。

　　Korhonen等 (2010) 針對18名年輕與25名老年短跑者，進行跑步地面反作用力與時空參數 (temporal-spatial variables) 的對稱指數 (SI) 分析，研究發現最大速度跑步的對稱狀控並不會受到老化的影響。Nigg等 (2013) 研究17名健康受試者、在3.33±0.5 m/s速度下跑步，下肢運動學與地面反作用力的對稱 (SI) 狀況。Pappas等 (2015) 研究22名年輕男性受試者、在4.44 m/s速度下跑步，腿部硬度 (leg stiffness) 與垂直硬度 (vertical stiffness) 的對稱 (ASI) 狀況，研究發現的著地時間的ASI為2.83±2.02 %、騰空時間的ASI為5.64±6.58 %，腿部硬度的ASI為6.38±4.43 %、垂直硬度的ASI為5.59±3.93 %。有關跑步的SI、AI、ASI研究仍然以描述性研究為主。

　　跑步運動雖然是對稱性的反覆週期運動，但是有關跑步的ASI分析結果顯示，跑步運動並不是對稱性運動。研究發現，跑步騰空時間與下肢關節角速度的ASI可能大於10%。有關跑步能力優劣是否與ASI有關？跑步速度高低的ASI是否改變？相同跑步速度下調整跑步步頻對ASI的影響？田徑場、一般道路、山坡地、跑步機跑步時的ASI差異？都有待進一步釐清。

引用文獻

Carpes, F. P., Mota, C. B., & Faria, I. E. (2010). On the bilateral asymmetry during running and cycling - a review considering leg preference. Physical Therapy in Sport, 11, 136-142.

Chavet, P., Lafortune, M. A., & Gray, J. R. (1997). Asymmetry of lower extremity responses to external impact loading. Human Movement Science, 16(4), 391-406.

Karamanidis, K., Arampatzis, A., & Bruggemann, G. P. (2003). Symmetry and reproducibility of kinematic parameters during various running techniques. Medicine and Science in Sports and Exercise, 35(6), 1009-1016.

Korhonen, M. T., Suominen, H., Viitasalo, J. T., Liikavainio, T., Alen, M., & Mero, A. A. (2010). Variability and symmetry of force platform variables in maximum-speed running in young and older athletes. Journal of Applied Biomechanics, 26, 357-366.

Pappas, P., Paradisis, G., & Vagenas, G. (2015). Leg and vertical stiffness (a)symmetry between dominant and non-dominant legs in young male runners. Human Movement Science, 40, 273-283.

Nigg, S., Vienneau, J., Maurer, C., & Nigg, B. M. (2013). Development of a symmetry index using discrete variables. Gait and Posture, 38, 115-119.

Vagenas, G., & Hoshizaki, B. (1992). A multivariable analysis of lower extremity kinematic asymmetry in running. International Journal of Sport Biomechanics, 8, 11-29.