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研究生:陳文毅
研究生(外文):Chen, Wen-Yi
論文名稱:不同跑步坡度對下肢關節角度變化之分析研究
論文名稱(外文):A Study Of The Influence From Different Running Slope On The Angles Of Limb Joints
指導教授:林清山林清山引用關係
指導教授(外文):Lin, Ching-Shan
口試委員:王顯智徐台閣
口試委員(外文):Wang, AdiSu, Tai-Ger
口試日期:2012-07-16
學位類別:碩士
校院名稱:輔仁大學
系所名稱:體育學系碩士班
學門:教育學門
學類:專業科目教育學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2012
畢業學年度:100
語文別:中文
論文頁數:83
中文關鍵詞:跑步動作分析人體下肢關節角度斜坡跑
外文關鍵詞:Running position analysisLower Limb Joint's Declining AngleDeclining Slope Running
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本研究主要目的是在分析比較受試者在相同上下坡度跑步時,支撐階段與擺動期的下肢髖、膝與踝關節角度的變化差異情形以及平地跑步與上下坡跑步時下肢關節角度變化之差異,藉此瞭解在不同坡度跑時對於下肢關節角度是否有顯著影響,以作為跑者及教練在進行斜坡跑訓練或健身時參考之依據。研究方法是運用一台Mega Speed牌MS30K高速攝影機,擷取10秒鐘受試者在不同坡度跑時矢狀面的跑步動作週期,再使用Kwon3D動作分析軟體所蒐集數據資料,以SPSS統計軟體進行運動學之分析比較。所得結果經分析討論後獲得的結論如下:
一、坡度的改變對於支撐階段髖關節角度具有顯著影響,與平地跑做比較當上下坡度愈大,髖關節角度差異會隨之變大,而4個坡度中以上坡5%的各關節角度差異最大,其餘坡度之間關節角度變化未達顯著差異。
二、坡度的改變對於擺動期的各關節角度變化皆有顯著影響,當上坡坡度愈大,髖、膝、踝關節角度愈小,下坡坡度愈大,髖關節與膝關節角度愈大。
三、在平地跑時的膝關節與踝關節角度與上下坡跑時來做比較,下坡跑無顯著的差異變化,顯示下坡跑時所參與的肌肉群較上坡比起來相對來的少,因此在下坡跑步比在上坡跑步來的較為輕鬆。
四、各關節角度之變化,如與平地跑時做比較,上坡跑之角度變化顯著大於下坡跑,可推論上坡跑時所參與的肌肉群比下坡跑時較多所致,因此如為了健身消耗能量或訓練肌肉群,則上坡跑效果優於下坡跑。
本研究經由以上的發現可以得知在不同上下坡度跑時,為達到與在平地跑時的協調舒適感,髖關節角度必須做出適當的調節變化。從下肢關節角度變化當中也可以得知,在下坡跑步比在上坡跑步時來得較為輕鬆,而如果以健身消耗能量或訓練肌肉群為目的,則上坡跑的效果優於下坡跑。

This researchmainly aims at analyzing how the examinees' hip joint, knee joint and ankle joint would differ when running upwards and downwards on the same slope and how the lower limb joint's angle would be influenced substantially while running on different slopes for the reference basis that the runners and the coach conduct slope running training. The research methodology adopts a "Mega Speed" "MS30K" "Video Recorder" for capturing each examinee running on different slopes for up to 10 seconds and then conducting comparison. The analysis are concluded as below:
1. The changes of decline angles influence substantially the hip joint declining angle during the supporting phase. When those declining angles are compared with 0%, the more upwards the slope is, the bigger the influence the hip joint would have. Among those 4 slopes, the upward slope at 5% demonstrate that the difference among each of the 3 joints would be the biggest. The other slope declining angle don't demonstrate significant differences.
2. During the swinging phase the changes of the declining slope angles pose significant influence on the changes of each of the joint's angles. The declining angles of the upward slope vary reversely with the angles of the hip, knee and ankle joints. The declining angles of downward slope vary positively both the hip and knee joints.
3. The declining angles of the knee and ankle joints were compared together for during running on horizontally and upwards and downwards. There demonstrates no significant difference. It indicates downward slope running involves with less muscle than during upward slope running and therefore the downward slope running could be easier than the upward slope running.
4. If the angles of each those joints are compared with that conducted on horizontal running, the upward slope running involves more muscle be use than the downward slope running. For the purpose of physical fat burning or muscle training, the upward slope would be better.
Therefore, there can be concluded from the aforesaid discovery that among running on slope of various angles, for reaching the coordination and comfort to the same extent that can be done on the horizontal running, the hip joint shall adapt properly by changing its angles. The changes of upper limb joint can also indicate that the downward slope running could be easier than upward slope running. For the purpose of physical fat burning or muscle training, the upward slope running could be more efficient than the downward slope running.

中文摘要 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••i
英文摘要 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••ii
謝誌 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••iv
目錄 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••v
表目錄 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••viii
圖目錄 •••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••x
第壹章緒論
第一節研究背景 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••1
第二節研究目的 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
第三節研究範圍 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••5
第四節研究假設 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••6
第五節名詞操作性定義 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
第貳章文獻探討
第一節跑步動作相關研究 ••••••••••••••••••••••••••••••••••15
第二節跑步與運動傷害相關研究 ••••••••••••••••••••••••••••20
第三節不同坡度跑走相關研究 ••••••••••••••••••••••••••••••26
第四節本章總結 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••35

第參章研究方法與步驟
第一節研究對象 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••37
第二節實驗時間與地點 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••38
第三節實驗場地佈置 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••39
第四節研究方法與步驟 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
第五節資料處理與分析 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••47
第肆章結果與討論
第一節支撐階段各關節角度變化分析比較 ••••••••••••••••••••49
第二節擺動期各關節角度變化分析比較 ••••••••••••••••••••••55
第三節討論 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••62
第伍章結論與建議
第一節結論 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••65
第二節建議 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••67
參考文獻
一、中文部份 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••68
二、英文部份 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••74
附錄一受試者同意書 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••76
附錄二受試者健康調查表 ••••••••••••••••••••••••••••••••••77
附錄三受試者須知 ••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••78
附錄四受試者肢段長度表 ••••••••••••••••••••••••••••••••••79
附錄五受試者膝關節座標點變化時間圖 ••••••••••••••••••••••80
附錄六受試者髖關節、膝關節、踝關節角度變化圖 ••••••••••••81
附錄七受試者不同坡度支撐階段各關節角度變化表 ••••••••••••82
附錄八受試者不同坡度擺動期各關節角度變化表 ••••••••••••••83

表目錄
表2-1不同速度、坡度跑步時下肢各關節角度變化 •••••••••••••34
表3-1受試者基本資料表 •••••••••••••••••••••••••••••••••••37
表3-2 跑步機速度校正表 ••••••••••••••••••••••••••••••••••40
表3-3二度空間X、Y座標點值 ••••••••••••••••••••••••••••••43
表4-1支撐階段各關節角度 •••••••••••••••••••••••••••••••••49
表4-2支撐階段髖關節角度變異數分析摘要表 •••••••••••••••••51
表4-3支撐階段膝關節角度變異數分析摘要表 •••••••••••••••••51
表4-4 支撐階段踝關節角度變異數分析摘要表 ••••••••••••••••51
表4-5支撐階段髖關節角度變化成對比較 •••••••••••••••••••••52
表4-6支撐階段膝關節角度變化成對比較 •••••••••••••••••••••53
表4-7支撐階段踝關節角度變化成對比較 •••••••••••••••••••••54
表4-8 擺動期各關節角度 ••••••••••••••••••••••••••••••••••55
表4-9 擺動期髖關節角度變異數分析摘要表 ••••••••••••••••••57
表4-10 擺動期膝關節角度變異數分析摘要表 •••••••••••••••••57
表4-11 擺動期踝關節角度變異數分析摘要表 •••••••••••••••••57
表4-12 擺動期髖關節角度變化成對比較 •••••••••••••••••••••58
表4-13 擺動期膝關節角度變化成對比較 •••••••••••••••••••••59
表4-14 擺動期踝關節角度變化成對比較 ••••••••••••••••••••60
表4-15平地與上下坡差異變化比較 •••••••••••••••••••••••••61
表4-16相同坡度關節角度變化比較 •••••••••••••••••••••••••61

圖目錄
圖1-1髖關節角度示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••7
圖1-2膝關節角度示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••8
圖1-3踝關節角度示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••9
圖1-4支撐階段(頂撐-後蹬)示意圖•••••••••••••••••••••••••10
圖1-5騰空階段示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••11
圖1-6擺動期示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••12
圖1-7步態週期示意圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••13
圖3-1實驗場地佈置圖••••••••••••••••••••••••••••••••••••••40
圖3-2 Mega Speed牌MS30K高速攝影機•••••••••••••••••••••••41
圖3-3 Gaitway跑步機•••••••••••••••••••••••••••••••••••••••41
圖3-4二度空間座標架••••••••••••••••••••••••••••••••••••••42
圖3-5 LED光源照明燈••••••••••••••••••••••••••••••••••••••43
圖4-1 各坡度支撐階段髖關節角度平均數•••••••••••••••••••••50
圖4-2 各坡度支撐階段膝關節角度平均數•••••••••••••••••••••50
圖4-3 各坡度支撐階段踝關節角度平均數•••••••••••••••••••••50
圖4-4 各坡度擺動期髖關節角度平均數•••••••••••••••••••••••56
圖4-5 各坡度擺動期膝關節角度平均數•••••••••••••••••••••••56
圖4-6 各坡度擺動期踝關節角度平均數•••••••••••••••••••••••56
一、 中文部分
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10. 吳忠芳等(2008)。橢圓機坡度改變對下肢肌群肌電訊號與生理反應之影響。體育學報,41卷2期,31-41頁。
11. 呂傳欽、周崇頌、鍾進燈、王俊富(2004)。蹠骨應力性骨折:病例報告。臺灣復健醫學雜誌,32卷3期,147-153頁。
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