運動生理學網站　優秀馬拉松跑者著地型態差異的影響

運動生理週訊(第494期)

優秀馬拉松跑者著地型態差異的影響(July 30, 2022)

王順正、林玉瓊

　　跑步時，使用腳跟或腳尖先著地？一直是大家熱烈討論的課題。一般來說，跑步時的著地方式，分為腳尖著地 (forefoot strike, FFS)、腳掌著地 (midfoot strike, MFS)、腳跟著地 (rearfoot strike, RFS) 三種。三種跑步著地方式的操作性定義，通常以著地指數 (strike index, SI) 來區分。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) 來區分RFS (腳跟著地)、MFS (腳掌著地)、FFS (腳尖著地) (右圖，Altman與Davis, 2012)。

　　由以往的相關研究成果來看，以腳尖先著地來跑步的跑者比例還是很少。如果你是已經有固定的跑步時腳著地習慣，沒有必要改變腳著地瞬間的碰撞方式 (王順正、林玉瓊，2020)。但是，坊間很多網路資料，呈現著地時以前腳掌著地的方式比較正確的說法。為了讓跑者能夠理解正確的跑步著地型態！顯然有必要分析跑者跑步著地型態的比例與影響。

　　Hanley等 (2019) 分析2017 IAAF World Championships比賽的71名男性 (2:20:20±7:18)、78名女性 (2:41:20±10:23)，在8.5、19、29.5 和 40 公里 (第1至4圈) 處，記錄了運動員的著地型態 (攝影分析)，並將跑者歸類為腳跟著地 (RFS)、腳掌著地或腳尖著地 (後兩者歸類為非腳跟著地 (non-rearfoot striking, NRFS))。研究發現，優秀馬拉松跑者最常見的著地型態是腳跟著地，男女在不同的跑步距離的比例都不會低於54% (男)、67%(女)。男性前50%、後50%的平均成績分別為2:14:58 (±2:56)、2:25:50 (±6:15)，女性則分別為2:33:13 (±4:20)、2:49:26 (±7:55)，不同著地型態跑者的人數如下圖所示。研究結果顯示，男性優秀馬拉松跑者，腳跟著地的比例會隨著比賽距離增加而增加 (54%增加到66%、53%增加到69%)；女性優秀馬拉松跑者也有增加但是沒有顯著差異。比賽前四名的跑者都是採用腳跟著地型態跑步，腳尖著地的跑者也很少見 (3-6 %)。由此可見，跑步著地型態是RFS或NRFS都是正常的，跑者不需要特別改變著地型態。

優秀馬拉松跑者在比賽不同距離的著地型態變化狀況 (Hanley等，2019)

　　Hanley等 (2020) 的研究也是收集2017 IAAF World Championship marathons比賽的資料，以優秀男女馬拉松跑者 (男女皆28名，男女分別是71、78名完成比賽選手的39%、36%)，腳跟著地 (RFS)、非腳跟著地 (NRFS) 跑者各一半，在馬拉松比賽的29.5公里、40 公里處，進行跑步時空參數 (spatiotemporal) 與關節運動學資料的分析。研究發現，這兩個距離位置的跑步速度、步長、步頻都沒有顯著差異，但是男性在速度改變比女性多、步長和步頻的減少幅度更大。腳跟著地跑者腳在重心前方 (0.02-0.04 m) 接觸地面，非腳跟著地跑者則更多地依賴飛行距離來獲得總步長；男性初始接觸 (initial contact) 時膝蓋、腳踝背屈和肩部的伸展角度，都比女性多。除了初始接觸之外，腳跟著地與非腳跟著地跑者在著地期中間 (midstance)、腳趾離地 (toe-off)、騰空期中間 (midswing) 的動作幾乎無法區分。研究發現，兩種著地型態都無法阻止馬拉松後段的跑步速度降低。研究結論還指出，教練若鼓勵馬拉松跑者從腳跟著地型態轉向非腳跟著地型態的跑法，不太可能帶來任何表現上的好處。訓練的關鍵在於下肢肌肉-肌腱單元的抗疲勞能力，避免比賽後期的步長和步頻減少，才能有效防止在比賽后期的速度降低。

　　右圖是在29.5公里處，男子和女子比賽中，RFS、NRFS型態跑者在一個完整步態週期內的平均膝關節角度變化。垂直線代表所指的每組的平均初始接觸時間 (步態週期的百分比)。由右圖可以看到，男性NRFS型態跑者的著地時間最短，男性RFS型態跑者的著地時間較長；女性跑者也有類似的狀況，而且女性跑者的著地時間較長原因，應該都是跑步速度較慢造成。由此可見，著地時間的長短，似乎是造成著地型態方式不同的主要因素。

　　優秀馬拉松跑者最常見的著地型態是腳跟著地 (RFS)，男女在馬拉松比賽時，不同跑步距離的比例都不會低於54% (男)、67%(女)。以腳尖著地 (FFS) 型態跑步的比例很少，而且腳跟著地 (RFS) 的比例會隨著比賽距離增加而增加。跑步著地型態是RFS或NRFS都是正常的，跑者不需要特別改變著地型態。造成跑步型態差異的原因，似乎與著地時間的長短有關。教練若鼓勵馬拉松跑者從腳跟著地型態轉向非腳跟著地型態的跑法，不太可能帶來任何表現上的好處。訓練的關鍵在於下肢肌肉-肌腱單元的抗疲勞能力，避免比賽後期的步長和步頻減少，才能有效防止在比賽後期的速度降低。

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.

Hanley, B., Bissas, A., & Merlino, S. (2020). Men's and Women's World Championship Marathon Performances and Changes With Fatigue Are Not Explained by Kinematic Differences Between Footstrike Patterns. Frontiers in Sports and Active Living, 2, 102.

Hanley, B., Bissas, A., Merlino, S., & Gruber, A. H. (2019). Most marathon runners at the 2017 IAAF World Championships were rearfoot strikers, and most did not change footstrike pattern. Journal of Biomechanics, 92, 54-60.