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運動生理週訊(第96期)

靜態平衡能力的測量(June 22, 2001)

王順正

　　人體靜態平衡能力的測驗方式相當多，最簡單且普遍的方式即為「單腳閉眼站立測驗」(目前最流行的測驗方式)，測驗時受測者以慣用腳單腳站立，非慣用腳前舉(或後舉)，其腳跟至少需離地面15公分以上，測驗開始時受測者必須將支撐腳的腳跟提高，當支撐腳的腳跟著地或身體其他部分觸及地面時，即以其時間(秒)的長短來評估受測者的平衡能力(阮志聰，1989；Hirst，1986；陳天嵐，1982)。此種測驗方式與「棒上單足立(林錦英，1989；楊基榮，1975)」的測驗方式極為接近。1991年徐錦興更以「平衡板站立時間」來評量幼兒的平衡能力，顯示出以維持某種固定姿勢的持續時間，來評估人體平衡能力的測量方式有其特定的意義存在。但是，由於測驗時受測者的身體並沒完全固定不動，而且也不是一有移動身體的現象即停止計時，而是當身體的某一部份觸及地面、掉落地面、或者平衡板的任一端觸到基底面而定，因此出現不重視靜態平衡時間內的身體偏移情況，在測量的效度上有其不足之處。

　　

楊基榮(1975)提出「直立時頭頂動搖測量」，來評量受測者在某一段時間內的身體偏移情形，實驗是利用戴在頭頂上的筆(右圖)畫出受測時間的頭部偏移情形，分析時以筆跡的包圍面積以及搖動的內容性質來評估平衡能力，此種測量方式顯然優於時間長短的評估方式。1989年王振烽更提出以測力板分析射箭時的身體重心，並且以身體重心在平面上的改變情形來分辨射箭選手的平衡與穩定能力。Takata等人(1983)亦以身體直立時，壓力中心在矢狀軸與橫軸上搖動的標準差來評估受測者的平衡能力，由研究中發現，身體直立時在矢狀軸上的偏移大於橫軸。一般來說，在特定時間內的身體重心或某部位的偏移面積(或標準差)，來評估受測者的平衡能力受到相當的肯定。當我們在評量人體平衡能力的優劣時，愈輕微的全身重心或特定部位偏移，表示受測者的平衡能力愈佳。相反的，王振烽的研究也發現，重心的偏移量並不是成績表現的最重要因素，Dillman亦提出「最優異的成績表現並不一定由於身體最小的活動，而是程度最適中的動作」(王振烽，1989)，因此，以偏移面積與標準差大小來評量身體靜態平衡能力，似乎仍有其缺陷存在。

　　

1988年Gowitzke與Milner提出以頻譜分析(spectral analysis)來評估身體重心的頻率變化與振幅大小，來代表身體靜態平衡期間的身體震動情形。頻譜分析的意義即在於說明身體搖動的頻率以及搖動頻率的大小，對於測量平衡時間內的特定移動情形，有其特殊的功能。右圖即顯示Watanabe等人(1987)以測力板分析系統所獲得的壓力中心資料與其頻譜分析結果(水平面壓力中心在橫軸[frontal,X]與矢狀軸[sagittal,Y]上的位置變化[A]、位置頻譜分析[B]以及位置加速度的頻譜分析[C])。以頻譜分析法來評量受測者身體重心或壓力中心的變化，已被證實是極為有效的靜態平衡測量方式。基本上，透過這種測驗過程中的身體重心或特定部位的移動狀況來評量靜態平衡的能力，顯然會比僅以維持靜態平衡的時間與偏移面積(或標準差)來的有意義，可惜測驗時需要相當複雜的測驗工具與資料計算過程，利弊之間仍須進一步評估。

　　

然而，到底分析身體重心或壓力中心較能有效評估身體的靜態平衡能力呢？Odenrick等人(1987)即利用測力板與動力學模式(dynamic biomechanical model)，同時分析重心投影在水平面上與壓力中心在水平面上的位置變化，以瞭解兩者間的關係，研究結果顯示身體重心的位置變化小於壓力中心，而且重心的位置變化有較低頻率的組成(右圖，身體直立時身體重心與壓力中心的位置變化與頻譜分析圖，圖中虛線為身體重心、實線為壓力中心)。研究者認為，為了使重心能在支撐的範圍內，使得壓力中心有較大的位置變化與高頻振幅，肌肉活動是形成重心與壓力中心不同結果的主要原因。由此可見，透過壓力中心的測量結果，顯然優於測量重心所獲得的靜態平衡意義。無論如何，不管評量時採用身體重心或壓力中心為測驗的變項，整個測驗的過程雖然簡單，卻不易達成普遍應用的層次。

　　除了上述的靜態平衡測量方式以外，也有研究利用肌電圖(electromyogram)研究不同站立方式的身體穩定情形(Kobayashi等人，1974)，研究發現肌肉的活動情形嚴重的影響身體站立的穩定。石慶賀(1991)也發現射箭成績的表現與特定肌肉的積分肌電位(IEMG)標準差之間有顯著關連。有關身體靜態平衡能力(身體靜止時的穩定能力)的測量，隨著科學知識與研究儀器的發展而不斷進步。至於哪一種方法最好，在同時考量正確與普遍的條件下，其實是相當難以評估的。

參考資料：
王振烽(1989)：射箭選手瞬間穩定性分析，國立體育學院體育研究所碩士論文。
石慶賀(1991)：射箭技術與穩定性之肌電圖分析，國立體育學院運動科學研究所碩士論文。
阮志聰(1984)：幼兒智力與運動能力相關之研究，國教學報第二期，251-277頁。
林錦英(1989)：年齡與幼兒運動能力之相關，國教學報第二期，279-300頁。
徐錦興(1991)：不同指導者參與運動遊戲課程對幼兒體能發展的影響，國立台灣師範大學體育研究所碩士論文。
陳天嵐(1982)：登山體能訓練，野外雜誌社，168-169頁。
楊基榮(1975)：體育測驗與統計，正中書局，180-183頁，284-287頁。
Gowitzke,B.A. & Milner,M. (1988) Scientific Bases of Human Movement. Third Edition. Willams & Wilkins,340-342.
Hirst,C.C. (1986) Evaluating motor performance of preschool aged children. Eric No.ED-251466, Abstract.
Kobayashi,K., Miura,M., Yoneda,Y. & Edo,K. (1974) A study of stability of standing posture. Biomechanics,6,53-59.
Odenrick,P., Tropp,H. & Ortengren,R. (1987) A method for measurement of postural control in upright stance. Biomechanics,10-A,437-443.
Takata,K., Kakeno,H., Watanabe,Y. & Takeuchi,S. (1983) Time series analysis of postural sway and respiration using an autoregressive model. Biomechanics,8-A,591-596.
Watanabe,Y., Yoloyama,K., Takata,K. & Takeuchi,S. (1987) An evaluation of control mechainsms in a standing posture using velocity and acceleration of body sway. Biomechanics,10-B.,1005-1010.