关于“跑步”你知道多少？跑步人体步态分析

　　（图片来源：Quino Al）

　　跑步是人类与生俱来的移动方式之一，从早期的抓捕狩猎、躲避危险的战逃反应（Fight-or-flight response），随著文明的发展进程，在现代社会里，跑步可以是一种生活态度，而跑者则是许多朋友工作之余的另一个身份。继上周的专栏文章《你真的知道“走路”是什么吗？人体走路步态大解析！》之后，本周要继续介绍跑步的步态周期。长期关注、喜爱运动笔记的朋友或多或少都有涉及到跑步步态相关的议题，本篇文章将介绍跑步步态中的动作分期，并讲解跑步与走路之间的差异性。

　　  跑步步态动作分期

　　跑步的步态周期主要分为“腾空期”（或称摆荡期，Swing）与“支撑期”（或称站立期，Stance），我们透过图1 来解释“腾空期”与“支撑期”之中的各项动作分歧。

　　图1 跑步的步态分期 

　　注：引用自 Howard， Róisín. （2017）. The application of data analysis methods for surface electromyography in shot putting and sprinting. 10.13140/RG.2.2.15907.04640.

　　一、初始著地（initial contact， IC）：

　　此阶段是指脚掌接触到地面的瞬间，传统的步态周期多以脚跟著地 （heel contact/ heel strike）来描述初始著地的状态，但是未必每个人都是以脚跟著地，所以在某些教科书会使用脚掌著地（foot contact）来解释，而非特定的脚掌部位（前足、中前足、脚跟）。请以单侧脚来理解完整的步态周期，本专栏文章是以右脚为例（深灰色标明）。

　　二、制动期（Braking）： 

　　本专栏文章的“制动期”指的是右脚跟接触到地面，至右脚脚掌贴平地面的过程（依图 1 所示）。在传统的运动生物力学理论中，“制动期”广义代表初始著地到站立中期的过程，在英文的动作分期中常见到用 absorption 来解释 braking，意味著跑步著地煞车到脚掌贴平的过程，这过程内冲击力逐渐地被肌肉与骨骼系统所吸收。

　　三、站立中期 （Mid-stance Phase）：

　　通常是指脚掌完全承重（loading response）且贴平地面的状态。

　　四、推进期（Propulsion）：

　　“推进期”主要是脚跟离地起算（Heel-off），至前脚掌趾完全离地的过程（Toe-off， TO）。脚掌会向地面施加一个向下且向后的力，而身体质心在移动过程中会向上且向前。身体质心上下的垂直位移就称为垂直震幅（Vertical Displacement， or Vertical Oscillation）。

　　＊备注：站立终期（Terminal-stance Phase）通常是指脚掌趾推蹬地面离地的阶段。

　　五、支撑期／站立期（Stance phase）：

　　从初始著地到推进期结束即为完整的“支撑期／站立期”，简单来说，就是脚掌在地面上的整个过程（第一点至第四点）。

　　六、恢复期（Recovery）：

　　右脚掌推蹬地面后，至左脚掌推蹬地面之间的过程，是为左脚的初始著地期至站立终期（如图1 所示）。

　　七、预先收缩期（Pre-activation）：

　　本专栏文章的肌肉预先收缩期为著地前 50 毫秒。肌肉预先牵张以储备弹性能，借此累积肌肉张力，并使肌肉能提前因应著地时的冲击力

　　＊注：引自 T.， Horita & Komi， P & Nicol， Caroline & Kyröläinen， H.， 2002）。

　　八、摆荡期／腾空期（Swing Phase or Flight Phase）：

　　以右脚来说，就是离地（TO）至再次著地（IC）的过程，期间的距离亦有飞程之称（第六点至第七点）。

　　（图片来源：Ben Stern）

　　  走路与跑步的步态差异

　　走路与跑步的步态差异的主要差异在于有无“双脚腾空期”与“双脚支撑期”。走路的步态会出现双脚支撑的情况（double-leg support），而跑步的步态只会有单脚支撑（single-leg support）。有趣的是，走路的最高身体质心会出现在支撑期，而反观跑步的最低身体质心也出现在支撑期，读者朋友们不妨可以想一想。

　　图 2 走路与跑步的身体质心差异