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跑步应该用脚跟或脚尖先着地呢?

2018-11-11 08:26:09  马拉松跑步

跑步时,使用脚跟或脚尖先着地?一直是大家热烈讨论的课题。一般来说,跑步时的着地方式,分为脚尖着地 (forefoot strike, FFS)、脚掌着地 (midfoot strike, MFS)、脚跟着地 (rearfoot strike, RFS) 三种。

Altman与Davis (2012a、2012b) 、Richardson (2013) 在研究中,进行三种跑步着地方式的操作性定义 (着地指数,strike index, SI。指着地瞬间的垂直压力中心位置至脚跟距离与脚掌长度的比值),以脚着地瞬间的着地脚垂直压力中心,落在脚掌的位置 (以33%、67%来分界) 来定义,RFS (脚跟着地)、MFS (脚掌着地)、FFS (脚尖着地) 是指着地瞬间的垂直方向压力中心,落在脚掌的后1/3 (SI小于0.33)、中1/3 (SI大于0.33、小于0.67)、或者前1/3 (SI大于0.67,参考图1) ,而且,Altman与Davis (2012b) 的研究同时提出RFS、MFS、FFS,在着地过程的垂直方向作用力变化 (图1中) 差异,主要在于着地瞬间的碰撞、以及垂直反作用上升率的差异 (RFS最大、MFS其次、FFS最小);研究同时也提出赤足跑步者 (barefoot runner, BF) 的地面垂直反作用力变化,与FFS的垂直反作用力变化极为类似。尽管这种透过着地脚压力中心的评估方式相当明确,可是实际进行一般人的评量时,由于测力板系统的不普遍性,在实际执行上有其限制。

跑步应该用脚跟或脚尖先着地呢?

除了垂直方向压力中心的操作性定义之外,Altman与Davis (2012a)、Richardson (2013) 皆提出以着地瞬间着地脚的踝关节角度 (foot strike angle, FSA),来确认跑者的着地方式。Altman与Davis (2012a) 的研究发现,RFS者的FSA大部分大于10度 (脚尖向上),FFS者的FSA则大部分小于零度 (着地瞬间脚尖向下),而且FSA与SI呈现线性的正比关系 (FSA角度越大、SI的百分比越小)。这种透过摄影分析即可基本定义着地方式的方法,显然更适合一般爱好跑步运动者应用。

跑步应该用脚跟或脚尖先着地呢?

跑步者若以着地瞬间的压力中心位置,定义跑步着地是使用脚尖、脚掌、或者脚跟时,跑者仍然需要知道脚着地瞬间的碰撞之后,很快的着地脚成为支撑脚,着地脚的压力中心会转移到脚掌中央 (RFS、FFS着地都会将压力中心转移到脚掌中心,也就是FFS的压力中心会先向后移动) ,再进一步移到脚尖的现象 (图3左,Cavanagh与Lafortune, 1980)。如果,跑步者以脚踝关节的角度作为评估脚跟或脚尖着地的依据时,在踝关节以向上 (RFS) 或向下 (FFS) 碰撞之后,很快的着地脚的踝关节角度会转移向上;Hamill与Gruber (2012) 的研究即发现,着地脚只有在支撑期的碰撞初期,出现踝关节角度上的明显差异,很快的 (支撑期的20%),当着地脚在逐渐支撑体重之后,踝关节的角度变化就不会有RFS与FFS的差异 (图3右)。由此可见,跑步时着地瞬间采用脚跟或脚尖着地,主要影响的是脚与地面接触的初期碰撞。

跑步应该用脚跟或脚尖先着地呢?

Lieberman等 (2010) 以美国与肯亚的跑步选手为对象,发现SI百分比与着地碰撞时体重的有效转移有显著影响 (图4,赤足FFS者的Meff显著低于赤足RFS者);赤足RFS、穿鞋RFS、赤足FFS的地面垂直反作用力,以FFS的方式着地时显著低于赤足、穿鞋RFS着地方式 (图5 右上图);穿鞋RFS、赤足FFS在着地时的垂直反作用上升率则显著低于赤足RFS着地方式 (图5 右下图)。依据着地瞬间的碰撞负荷来看,穿鞋可以显著降低垂直反作用力的上升率,以FFS方式着地则不仅可以降低垂直反作用力的上升率,还可以降低垂直碰撞的反作用力最大值。这种以跑者的着地瞬间动作为分类的比较方式,虽然有一定程度的代表性与科学依据,可是跑者的体型差异、动作技术差异、体能差异等 (实验设计的问题),仍然有可能影响到地面垂直反作用力的产生速率与大小。实际上,目前有相当多有关赤足跑步与穿鞋跑步的相关研究,对于赤足跑步是否可以降低跑步伤害的问题,仍有待更多的研究成果来厘清 (Altman & Davis, 2012b; Hamill & Gruber, 2012)。

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