運動生理週訊(第305期)
增加步頻會改變著地腳著地方式嗎？(September.13.2014)
陳朝福、王顥翔、鄭婉廷、林玉瓊、王順正
(參與者：李-潾、白-軒、巫-昌、賴-傑、鄭-元、蔡-伃、李-)
判定跑步時著地腳的著地方式，通常使用著地指數 (strike index, SI) 來推算。以腳著地瞬間的著地腳垂直壓力中心，落在腳掌的位置 (以33%、67%來分界) 來定義，腳跟著地 (rearfoot strike, RFS) 、腳掌著地 (midfoot strike, MFS)、腳尖著地 (forefoot strike, FFS) 是指著地瞬間的垂直方向壓力中心，落在腳掌的後1/3 (SI小於0.33)、中1/3 (SI大於0.33、小於0.67)、或者前1/3 (SI大於0.67)。也有研究以著地瞬間著地腳的踝關節角度 (foot strike angle, FSA) 來判定SI，並且進一步推算著地方式 (Altman與Davis, 2012；Richardson, 2013)。(
運動生理週訊第292期「跑步應該用腳跟或腳尖先著地呢？(April.19.2014)」)。
跑步著地方式的操作性定義 (左Richardson, 2013; 中右Altman與Davis, 2012)
Richardson (2013) 讓自願參與實驗的休閒跑者，在跑步機以每小時6英哩速度跑步，測量受試者自選的步頻為每分鐘168.8±11.3步，18名受試者有10名RFS (56%)、6名MFS (33%)、2名FFS (11%)。然後，實驗設計以自選步頻的-10%、-5%、+5%、+10%跑步，研究發現SI預測值改變量為-19.02%、-12.18%、+5.33%、+22.84% (步頻降低時SI更趨向腳跟，步頻增加時SI更趨向腳尖)，在步頻增加10% (168.8+16.8=185.6) 時，有3名RFS受試者改變為MFS；在步頻減少5%、10%時，則分別有3名、2名MFS受試者改變為RFS。研究結果顯示，增加跑步的步頻確實會讓跑者著地腳壓力中心趨向腳尖，但是以腳跟、腳掌著地方式跑步的比例仍達90%。
如果跑步步頻每分鐘160步、180步，會不會改變著地腳著地方式嗎？以一般大學生、研究生為對象 (年齡24.91±5.03 歲、身高168.27±11.59 公分、體重62.55±15.49 公斤)，進行每小時8公里的跑步機跑步兩次，一次採用的步頻為每分鐘160步、另一次步頻則為每分鐘180步，透過攝影分析紀錄FSA (下圖)，並且依據SI = (FSA-27.4)/-0.39) 預測公式 (Altman與Davis, 2012) 進行受試者SI的預測。研究發現，每分鐘160步、180步的著地角度分別為16.67±5.20 度、15.10±4.91 度，SI則分別為 27.52±13.33 %、31.53±12.58 %；在每分鐘160步的條件下，11名受試者中RFS 8名、MFS 3名，在每分鐘180步的條件下，RFS 6名、MFS 5名。當跑步的步頻由每分鐘160步增加到180步時，有兩位 (圖中的第二、第五名受試者) RFS的受試者調整為MFS。
跑步著地腳的攝影分析實驗設計圖
每分鐘160步、180步的著地角度、著地指數變化圖
透過實際的攝影分析實驗，增加跑步步頻 (由每分鐘160步增加到180步) 確實會讓部分 (18%) 受試者，跑步時由腳跟著地調整為腳掌著地。但是，以每分鐘180步的步頻跑步時，仍然有55%跑者以腳跟著地的方式跑步。改變著地方式 (腳跟著地、或者腳掌著地) 是不是好的現象呢？則還需要進一步的研究 (步頻增加會增加跑步經濟性嗎？) 來確認。
引用文獻
Altman, A. R., & Davis, I. S. (2012). A kinematic method for footstrike pattern detection in barefoot and shod runners. Gait Posture, 35(2), 298-300.
Richardson, J. L. (2013). Effect of step rate on foot strike pattern and running economy in novice runners. All Graduate Plan B and other Reports. Paper 287. Utah State University.
