慈大洪士文利用動作分析 找「職業病」傷害原因

隨著我們工作資歷的累積，我們會「收集」到職業病：如老師一站就是一、二小時，或護理師/物理治療師常常要協助搬運病人，久而久之便出現腰酸背痛或膝蓋酸痛的狀況，導致即使在休假日也還是要受到工作的折磨，這些情況是否能透過訓練或者學習來避免呢？除此之外，為什麼只是單純韌帶受傷後，再回到運動場打球實力就不如以往，甚至還有可能受到更嚴重的傷害，需要作什麼樣的治療或者訓練，才能讓這樣的「舊傷」完全復原？

慈大物理治療學系洪士文老師，他的研究領域是「動作分析」，幫助大家瞭解自己的身體動作，並從中發覺問題所在，進一步進行必要的處理。洪老師畢業於國立台灣大學醫學工程學研究所，在博士班時即開始學習動作分析之相關理論與量測，讓過去只是依靠肉眼觀察與臨床經驗來進行的動作分析，能夠藉由攝影機與電腦運算建立工程數據，並經由這些數據來理解。例如:到底關節要如何協調才能完成功能性動作？究竟一個動作要用多少力才會受傷？甚至，什麼樣的動作才是正確的動作？

要怎麼建立這些數據呢？洪士文老師表示，目前量測的動作方法有很多種，理論上根據物理原理可以量測得到的資訊，都可以用來進行動作分析，例如光學、磁場、電磁波等。但在目前主要研究中，光學系統仍是動作分析廣泛使用的工具。我們會先在感興趣的肢段貼上感光標記，利用攝影機拍下這些感光標記的動作，接著利用運動學的理論計算這些肢段在空間中的運動以及相對運動，從而獲得關節角度、角速度等動作資訊。除此之外，我們常常利用測力板或力規來量測動作過程的反作用力，由反作用力與動作資訊，再根據模型計算，就可以獲得各個關節的力學上的資訊，如關節作用力、力矩或關節功率等，進而了解每個瞬間的動作，也因此能發現任何瞬間的異常動作或受力，進而給予建議以及治療。

洪士文老師目前研究的主題包括了（一）前十字韌帶與後十字韌帶受傷後的動作分析探討，（二）藉由設計鞋墊來減低病人膝關節的不正常受力，以及（三）物理治療師搬運病人的動作分析等等。前/後十字韌帶負責膝關節活動時的穩定度，如果十字韌帶受傷或斷裂，膝關節會因為不穩定而導致一連串不利的影響，例如大腿肌群萎縮、關節控制不協調、關節平衡變差或者膝關節提早退化等，因此就算是單純的十字韌帶受傷，物理治療師要考慮的問題相當廣泛，目前臨床常使用的評估如X光、MRI或超音波僅限於靜態關節量測，而無法了解整個動作過程的全貌。透過系統性地了解前後十字韌帶受傷後的動作機制，則有助於篩選韌帶受傷後可能的後遺症以及開刀或復健治療上的效果，也因此這些資訊也可以進一步用來設計個人化的矯正鞋墊，藉由鞋墊來改善下肢在活動時的力學環境，以避免前/後十字韌帶受傷後對於肌肉或關節的進一步傷害。

洪士文老師說，理論上良好的動作要具備效率以及最小能量的特徵，但是人體動作控制上的複雜度遠遠超過我們的想像，任何一個微小缺陷的動作，累積起來都是相當可觀的傷害風險。也因為如此，現今醫學或體育領域已經無法滿足於肉眼觀察累積的經驗，而是需要透過更精準或更周到的量測，建立科學化的數據系統，以找出動作過程缺失的各種原因，進而更有效率地進行治療與訓練，以預防進一步傷害的發生。

隨著科技的進步，動作分析（生物力學）已經成為臨床與工程之間的跨領域學門。透過這樣的動作分析，甚至可以找出過去曾有小中風的病人的動作缺失。過去像這類的病人，以肉眼觀察他們的動作，通常都可以拿滿分；但是透過以系統進行數據分析、與正常人做比較，卻還是可以看到不同之處。從這些不同之處，研究者可以協助他們預防未來可能發生的跌倒危機，避免不必要的悲劇發生。

(撰文：葉綠舒／圖片：葉綠舒、洪士文)