Full Squat VS Half Squat มุมมองในเชิงชีวกลศาสตร์

ศิริเชษฐ์  พูลทิพายานนท์

ภาควิชาวิทยาศาสตร์การกีฬา มศว

เป็นที่ถกเถียงกันในวงการเทรนเนอร์ในเรื่องของ Half Squat VS Full Squat นะครับ วันนี้เลยอยากจะเสนอมุมมองใหม่ในทางชีวกลศาสตร์กันดูบ้างสำหรับเรื่องของการสควอท ท่ายอดฮิตนะครับ สำหรับเทรนเนอร์ทั้งหลาย 

โดยวันนี้ผมจะขอเขียนเป็นสามด้านนะครับ เปรียบเทียบกันทั้งสองท่าน ระหว่าง Half Squat และ Full Squat แต่ต้องขอออกตัวก่อนนะครับ นี่เป็นเพียงแค่การทำตัวอย่างนะครับ ยังไม่ได้ข้อสรุปแต่อย่างใด สำหรับว่าท่าไหนจะดีกว่ากันนะครับ ซึ่งจะต้องมีการศึกษาวิจัยกันอีกต่อไป แต่ที่แน่นอนนั่นก็คือ จุดมุ่งหมายแตกต่างกันแน่นอน ครับ แต่การนำไปใช้ก็ต้องมีข้อควรระวังด้วยนะครับ 
*****ไม่งั้นจะหาว่าเจ้าของบล็อกไม่เตือน****

ผมทดลอง Squat อาสาสมัครเป็นผู้หญิง น้ำหนักประมาณ 65 กิโลกรัม ส่วนสูง 170.5 เซนติเมตร ผมลองทำโมชั่นแคปเจอร์ ของอาสาสมัคร โดยทำท่าสควอท สองแบบ นะครับ แบบแรกก็คือ การทำ Half Squat และ อีกแบบนึงก็คือการทำ Full Squat ครับ โดยผมเก็บการเคลื่อนไหว ด้วย IMU Sensors ซึ่งเป็นเซนเซอร์วัดความเร่งและการเคลื่อนไหวติดตาม ส่วนต่างๆของร่างกาย จากนั้นผมนำข้อมูลออกมาแปลงเป็น BVH File และใช้ Matlab แปลงเป็นข้อมูลการเคลื่อนไหว (ขั้นตอนนี้อาจจะซับซ้อน แต่ก็คือวิธีการที่ผมจัดกระทำข้อมูลนั้่นแหละครับ) Subject Parameter เดียวกันใช้เทคนิค Scaling จากข้อมูล Anthropometry ที่วัดจากไฟลล์ BVH Environment เดียวกัน 

นำข้อมูลมาวิเคราะห์ด้วยโปรแกรมจำลองการทำงานของกระดูกและกล้ามเนื้อ AnyBody Tech AB. เพื่อลองคำนวณกลศาสตร์ย้อนกลับ Inversed Dynamics จากข้อมูลการเคลื่อนไหว และใช้เทคนิค Ground Reaction Forces Prediction (1,2,3) การทำนายแรงสะท้อนกลับจากพื้น ครับ เนื่องด้วยวันที่ทำ ผมไม่มี Force Plate เรามาดูข้อมูลกันเลยดีกว่าครับ 

สำหรับแรงที่หัวเข่า 

    

Pattelo-Femur Joint Force (Full_Squat)

Knee Joint Reaction Force (Full Squat)

ต่อมาเรามาดูค่าเดียวกันสำหรับการทำ Half Squat นะครับ

Pattelo Femural Reaction Force (Half Squat)

Knee Joint Reaction Force (Half Squat)

ลองทำเปรียบเทียบแรงที่บริเวณหัวเข่า ในการเปรียบเทียบกันระหว่าง Full Squat กับ Half Squat ให้ดูนะครับ 

การทำ Full- Squat จะเกิดแรงกระทำที่หัวเข่ามากกว่า การทำ Half Squat นะครับ แรงที่มีผลต่อหัวเข่า ลิกาเมนต์และ เอ็น Compression Forces เส้นสีส้มและเส้นสีน้ำเงิน ครับ แต่มันคือ Shear Force แรงเฉือนนั่นเองครับ ในสองภาพแรก เส้นสีน้ำเงินคือแรงเฉือนครับ Shear Force ที่เกิดบริเวณเข่าและลูกสะบ้า

ค่าที่คำนวณได้ อาจจะสูงกว่าความเป็นจริง เนื่องจากจริงๆแล้ว กระดูกในโมเดลนั้นเป็น Rigid Body ครับ วัตถุแข็งครับ ซึ่งคุณสมบัตินั้นแตกต่างจากกระดูกจริงๆ แต่ทั้งสองรูปแบบผมก็ใช้โมเดลเดียวกันนะครับ และ Subject Parameter เดียวกัน ไม่ได้ปรับ

ต่อมาเรามาดู การ Recruit Muscle กันนะครับ ระหว่างการทำ Full-Squat และ Half Squat ผมใช้เทคนิค ของ Moment - แรงที่ถูกดูดซับด้วยกล้ามเนื้อ Substract Forces.

สองภาพบน เป็นการทำท่า Full Squat และสองภาพล่างเป็น Half Squat นะครับ แน่นอนว่า เมื่อเราทำท่า Full Squat การระดมของกล้ามเนื้อ ก็จะมีมากกว่า การทำ Half Squat โดยกล้ามเนื้อที่มีการระดมเพิ่มขึ้นมานั้นก็คือกล้ามเนื้อกลุ่มกล้ามเนื้อก้น Gluteus Muscle นั่นเองครับ ดังนั้นที่บอกว่า การเทรน Deep Squat นั้น จะมีการระดมกล้ามเนื้อมากกว่านั้นเป็นเรื่องจริงครับ แต่ ลองคิดนอกกรอบนะครับ ในกีฬาจริงๆ นั้น การทำ Deep Squat นั้นมีน้อยมากนะครับ อาจจะเห็นแค่ กีฬายกน้ำหนัก ก็เท่านั้นที่เราเห็นการทำ Deep Squat แต่โดยทั่วไปนั้นกีฬาอื่นๆ เช่น วิ่ง จักรยาน หรือกีฬาที่มีการเคลื่อนที่แบบเป็นวงรอบ นั้น มันก็ไม่ต้องทำถึงขั้น Deep Squat ครับ เนื่องจาก เราไม่ได้ต้องลงลึกแบบนั้น และอีกอย่างเข่าเราจะพังก่อน จากภาพของแรงที่กระทำต่อหัวเข่าจะเห็นว่าการทำ Deep Squat นั้น มีแรงมากระทำที่หัวเข่าและสะบ้าเยอะมากครับ คนที่ไม่แข็งแรงหรือแข็งแรง แล้วก็ลองพิจารณาถึงเหตุผลกันดูนะครับ จาก Subject คนเดียว ผมเปลี่ยนน้ำหนักไปเรื่อยๆ ก็พบว่า

1. ถ้าหากมีการเพิ่มน้ำหนักมากขึ้น แรงที่กระทำต่อหัวเข่า และลูกสะบ้าก็จะยิ่งมากขึ้นนะครับ ในขณะเดียวกันการระดมกล้ามเนื้อ Muscle Synnergy ก็เป็นแบบเดิมครับ แต่เพิ่มขนาดของแอมปลิจูดมากขึ้นก็เท่านั้น  

2. ถ้าจะฝึกความแข็งแรงของกล้ามเนื้อกลุ่ม Gluteus มีท่าอื่นๆ ที่เป็นทางเลือกอีกมากมายครับ ที่สามารถระดมเส้นใยกล้ามเนื้อได้ เหมือนกับการทำ Deep Squat และไม่มีแรงมากระทำต่อหัวเข่า เหมือน Deep Squat นะครับ

3. ผ้ารัดหัวเข่า ถ้าสามารถลดแรงเฉือน ที่หัวเข่าได้คุณสมบัติการรองรับแรง จะต้องสูงกว่า แรงเฉือน ให้มาก ซึ่งต้องลองพิสูจน์ดู ในครั้งต่อไป

4. ยังไม่พูดถึงกลุ่มกล้ามเนื้อหลังนะครับ

Reference

1. Fluit R, Andersen MS, Kolk S, Verdonschot N, Koopman HF. Prediction of ground 
reaction forces and moments during various activities of daily living. J Biomech.
2014 Jul 18;47(10):2321-9. doi: 10.1016/j.jbiomech.2014.04.030. Epub 2014 Apr 29.
PubMed PMID: 24835471.

2. Karatsidis, A., Bellusci, G., Schepers, H. M., de Zee, M., Andersen, M. S., & Veltink, P. H. (2016). Estimation of Ground Reaction Forces and Moments During Gait Using Only Inertial Motion Capture. Sensors (Basel, Switzerland), 17(1), 75. doi:10.3390/s17010075

3. Karatsidis, A., Bellusci, G., Schepers, H. M., de Zee, M., Andersen, M. S., & Veltink, P. H. (2017). Net knee moment estimation using exclusively inertial measurement units. Paper presented at XXVI Congress of the International Society of Biomechanics, ISB 2017, Brisbane, Australia.

***ลองพิจารณากันดูนะครับ ยินดีแลกเปลี่ยนข้อมูลและข้อคิดเห็นนะครับ ***