運動生理週訊(第358期)
運動心跳率評量跑步最佳步頻(November.27.2017)
王順正、林玉瓊、林冠宇、王頌方、陳子儀
跑步的最佳步頻 (optimal stride frequency, OSF) 會受到跑步速度的影響，能力越佳跑者的OSF越高。對於一般跑者來說，似乎應該先確認最佳跑步速度，再依據最佳跑步速度進行OSF的選定。一般休閒跑者的跑步速度較慢，OSF約在每分鐘145至160步，跑步選手的跑步速度較快，OSF約每分鐘在170至185步 (王順正、林玉瓊，2015)。
實際進行跑步最佳步頻的評量時，採用相對速度攝氧量 (ml/kg/km，也可以稱為攝氧成本 (oxygen uptake cost)) 的方式，做為評量跑步經濟性的依據 (Foster & Lucia, 2007；Snyder & Farley, 2011；王順正、林玉瓊、李昭慶，2014)。右圖即為Snyder & Farley (2011) 提出評量跑步最佳步頻的攝氧成本或跑步成本 (cost of level running) 方法。但是，對於一般跑者來說，進行跑步經濟性的評量時，需要攝氧分析的設備才能夠評量，讓這種透過攝氧成本評量跑步最佳步頻的方法，顯得難以進行。
de Ruiter等 (2013) 也是採用跑步成本 (running cost, 單位ml/kg/km) 的方法，進行自選步頻 (self-selected stride frequency, RCsel) 與理想步頻 (optimal stride frequency, RCopt) 的跑步成本分析。研究結果顯示，當跑者以換氣閾值 (ventilatory threshold) 強度的80%速度，進行不同步頻 (自選步頻與±6%, 12%, 18%，共7個不同步頻) 的跑步測試時，一般跑者的RCsel 為77.89±2.8 步/分鐘 (平均每分鐘155.78步)、經常訓練跑者則為84.49±5.3 步/分鐘 (平均每分鐘168.98步)，RCopt則分別為84.99±5.0 步/分鐘 (平均每分鐘169.98步)、87.19±4.8 步/分鐘 (平均每分鐘174.38步)，經常訓練者的RCSel與RCopt都高於一般跑者 (原因應該是經常訓練者的換氣閾值較高)。一般跑者RCsel與RCopt的跑步成本分別為239±31ml/kg/km與236±31 ml/kg/km，經常訓練跑者RCsel與RCopt的跑步成本分別為192±13ml/kg/km與189±13 ml/kg/km，經常訓練者具備較低的跑步成本。
針對經常訓練跑者進行跑步成本 (攝氧成本) 與運動心跳率評量跑步最佳步頻的方法，則如下圖所示 (一位經常訓練跑者兩次跑步成本與運動心跳率評量最佳步頻的結果)。一般跑者出現最佳步頻的運動心跳率為166±13 次/分鐘，經常訓練跑者出現最佳步頻的運動心跳率為159±11 次/分鐘，兩者沒有顯著差異。研究的結論確認，透過運動心跳率的評量，也是獲得跑步最佳步頻的有效評量方法。只是由下圖的結果來看，兩次相同運動內容的狀況下，運動心跳率的最低值似乎有每分鐘10次的差異？
跑步成本 (攝氧成本) 與運動心跳率評量跑步最佳步頻 (de Ruiter等, 2013)
van Oeveren等 (2017) 的研究，則是以經常訓練跑者的自選速度來進行實驗，實際選定跑步速度是以自選速度、90%、110%自選速度來進行跑步測驗，選定的跑步步頻則是以每分鐘70, 80, 90, 100步 (strides)，以及自選步頻來進行隨機次序的跑步測驗，每次跑步測驗間隔休息15分鐘。由右圖跑步運動心跳率與步頻的關係，可以發現跑步最佳步頻出現在83 strides/min (每分鐘166步) (受試者跑步的速度在2.4至2.9 m/s，最低運動心跳率在每分鐘166次至176次)。三次不同速度的跑步測驗，最佳跑步步頻幾乎都相同。
透過攝氧成本、跑步成本的分析，可以明確獲得特定跑步速度下的跑步最佳步頻。但是攝氧分析系統取得不易，透過運動心跳率進行跑步最佳步頻的分析，反而是方便又有效的評量方法。目前攜帶式心跳偵測的便利性越來越高，除了可以用來評量跑步最佳步頻之外，其實仍然有一些需要釐清的問題，例如兩次相同跑步測驗下運動心跳率差異的原因？跑步速度增加時跑步最佳步頻會不會提高？
引用文獻
王順正、林玉瓊 (2015)。跑步的最佳步頻。運動生理週訊，第330期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=330
王順正、林玉瓊、李昭慶 (2014)。跑步經濟性的測量。運動生理週訊，第312期。http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=312
de Ruiter, C. J., Verdijk, P. L., Verker, W., Zuidema, M. J., & de Haan, A. (2013). Stride frequency in relation to oxygen consumption in experienced and novice runners. European Journal of Sport Science, 14(3), 251-258.
Foster, C., & Lucia, A. (2007). Running economy -the forgotten factor in elite performance. Sports Medicine, 37(4-5), 316-319.
Snyder, K. L., & Farley, C. T. (2011). Energetically optimal stried frequency in running: the effects of incline and decline. The Journal of experimental Biology, 214, 2089-2095.
van Oeveren, B. T., de Ruiter, C. J., Beek, P. J., & van Dieen, J. H. (2017). Optimal stride frequencies in running at different speeds. Plos One, 12(10), e0184273. https://doi.org/ 10.1371/journal.pone.0184273
