國立高雄大學運動健康與休閒學系(所)
碩士論文
肌力訓練對於下背不適之影響
-以空軍 AT-3 教練機學官為例
Effects of Muscle Strength Training on Low Back
Discomforts in ROC Air Force AT-3 Trainees
研究生:陳真妏 撰
指導教授:劉紹東 博士
誌 謝
「耶和華必在你前面行;他必與你同在,必不撇下你,也不丟棄你。不要懼怕,也 不要驚惶。」-申命記 31 章 8 節 首先感謝我的指導教授劉紹東老師,在這兩年間藉著豐富且專業的解剖知識無數次 的指導我的論文,劉老師在指導論文時像嚴師,論文以外十足的像個慈父,謝謝劉老師 使我在這兩年間透過撰寫論文的過程獲益良多,雖然過程中有過擔心且害怕無法順利畢 業,但您依然用心的指導且使我能夠安心、放心的走完最後一哩路,順利完成此論文。 感謝口試委員張志成老師與林曉蔓老師,感謝您們在最後論文的口試中,如此費心詳細 地審閱,給予精闢的見解及啟發。在此,僅向三位老師至上最大的謝忱。 感謝系上的助教美娟姐,在論文最後的階段提醒並且指導我該準備的各項事宜,感 謝同班同學瑩珍、如瑾、裕銘、映旭、森立、旻家、棻華、雅萍、海勤、淳芳在這兩年 的陪伴與扶持,在論文上相互打氣與鼓勵,很幸運能夠與你們同班。 感謝職場上我的主管玉如主任,幫助我論文摘要的英文翻譯,使我的英文摘要能夠 翻譯的如此精闢。感謝我的外公林有義、外婆林蘇梅菊、爸爸洪宏長與媽媽林寶玲的支 持,使我有動力堅持到最後。也謝謝我的男友威霖,每天下班後陪我去圖書館與星巴克 撰寫論文,陪伴我走過 2 年的在職研究所生活。 上帝為愛祂的人所預備的,是眼睛未曾看見、耳朵未曾聽見、人心也未曾想到的, 最後將一切的感謝、榮耀都歸給愛我們的上帝。 真妏 謹致 108 年 9 月肌力訓練對於下背不適之影響
-以空軍 AT-3 教練機學官為例
指導教授:劉紹東 博士 國立高雄大學運動健康與休閒學系(所) 學生:陳真妏 國立高雄大學運動健康與休閒學系(所) 摘要 研究顯示,我國戰鬥機飛行員有 35.3%在飛行生涯中曾發生下背不適。而在成為每 任一機種飛行員前,皆需於空軍官校順序實施 T-34C 及 AT-3 教練機訓練。經本研究 106 年調查飛行 AT-3 完訓的 30 位學官中,有 18 位表示存在下背不適之困擾;於 108 年調 查飛行 AT-3 完訓的 33 位學官中,有 14 位表示存在下背不適之狀況。下背不適可能影 響睡眠品質、排斥體能活動及工作情緒等,嚴重甚至被迫停飛。而造成飛行員下背不適 常見原因可能為高振動、G 力、傘包影響坐姿、不合適的座艙座椅角度及束帶系統等。 因此,本研究希望藉由不穩定懸吊系統訓練介入 AT-3 訓練過程,希望藉此訓練腹 部及背部的肌力,改善學官下背不適之問題。本研究有 23 位 AT-3 教練機學官自願參與, 分別於飛行 AT-3 教練機 0、20、40 及 60 架次時測試腹、背部肌力、動作評估測試及下 背不適調查問卷等。並於飛行 20 架次後開始接受不穩定懸吊系統每週一次,每次 20 分鐘的訓練。 結果顯示,在不穩定懸吊系統訓練介入前(即飛行 20 架次後),腹、背部肌力及動 作評估測試均顯著降低。而在不穩定懸吊系統訓練介入後(即飛行 20-60 架次後),不 穩定懸吊系統訓練不但減緩學官在飛行 20 架次後之腹、背部肌力下降及下背不適人數 增加等情況,並超越學官在 0 架次時之成績。動作評估測試方面,除其中一項與 0 架次時之成績相仿外,其餘三項均超越 0 架次時之成績。同時,此系統亦改善了在飛行 20 架次後 7/11 人下背不適之症狀。因此,不穩定懸吊系統訓練可有效地增強 AT-3 教練機 學官飛行訓練後腹、背部肌力、動作穩定性及達到對下背不適症狀之緩解。
Effects of Muscle Strength Training on Low Back
Discomforts in ROC Air Force AT-3 Trainees
Advisor: Shao-Tung Liu, Ph.D.
Department (Institute) of Kinesiology, Health, and Leisure Studies National University of Kaohsiung
Student: Cheng-Wen Chen
Department (Institute) of Kinesiology, Health, and Leisure Studies National University of Kaohsiung
Abstract
Related studies have shown that 35.3% of fighter pilots in Taiwan suffer lower back discomfort during their pilot career. Due to the fact that all the fighter pilots need to undergo training of T-34C and AT-3 trainer aircrafts in sequence at the Air Force Academy, this study administered a preliminary study of surveying trainees who completed AT-3 training. The results indicated that 18 of 30 trainees in 2017 and 14 of 33 trainees in 2018 suffered lower back discomfort. The pain affected pilots’ sleep quality, physical activities, and mood at work. The worst scenario might lead to terminate flight status. Common factors causing pilots’ lower back discomfort include violent shaking, G-force, sitting posture affected by parachute bags, and inappropriate cockpit seat angles or seat belt systems.
Therefore, this study aims to provide interventions of unstable suspension training in the AT-3 training process to reduce the trainees’ lower back discomfort by building abdominal and back muscle strength. This study recruited 23 AT-3 trainees. Abdominal and back muscle strength tests, movement assessments, and lower back discomfort questionnaires were administered at the 0, 20th, 40th, and 60th flights. A 20-minute unstable suspension training was conducted weekly starting at the 20th flight.
The results of the abdominal and back muscle strength tests and movement assessments were significantly lower before the intervention of unstable suspension training (before the 20th flight). After the intervention (20th to 60th flights), unstable suspension training helped to reduce the decline of abdominal and back muscle strength and the number of participants who suffered lower back discomfort. In addition, the outcome surpassed the
conditions before the training (0 flight). Regarding movement assessments, except for one item, the performances of the other three items exceeded the conditions before the training (0 flight). Furthermore, the training improved the 7/11 trainees’ lower back discomfort after 20th flights. Accordingly, the unstable suspension training effectively enhanced the AT-3 trainees’ abdominal and back muscle strength, movement stability as well as relieved lower back discomfort.
目錄
中文摘要 ……… 英文摘要 ……… 目錄 ……… 表目錄 ……… 圖目錄 ………第一章 導論
第一節 中華民國空軍飛行員訓練過程 ……… 第二節 下背部之解剖構造 ……… 第三節 下背痛的界定與引發原因 ……… 第四節 下背痛之處理及改善 ……… 第五節 飛行員發生下背痛之情況 ……… 第六節 Redcord 不穩定懸吊系統與 TRX 懸吊系統比較 ……… 第七節 研究目的 ……… 第八節 研究假設 ………第二章 研究方法
第一節 研究流程 ……… 第二節 研究對象條件 ……… 第三節 研究工具 ……… 第四節 資料處理與分析 ………第三章 研究結果
……… I III V VII VIII 1 9 10 13 18 21 24 24 25 26 26 32 33第四章 討論與結論
………參考文獻
……….附 錄
附錄一 飛行員體格基準 ……… 附錄二 空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(A) ……… 附錄三 空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(A)結果 ……… 附錄四 受試者參與研究同意書 ……… 附錄五 空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(B) ……… 附錄六 空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(C) ……… 附錄七 壓力生物反饋儀 STABILIZERTM Pressure Bio-feedback …… 附錄八 研討會發表證明 ……… 43 45 48 51 52 53 54 56 57 58表目錄
表 1 空軍戰轟機部隊飛行訓練表解 ……… 表 2 下背痛症狀鑑別診斷 ……… 表 3 飛行員各項體能訓練 ……… 表 4 Redcord 不穩定懸吊系統與 TRX 懸吊系統之比較 ……… 表 5 飛行 AT-3 教練機學官之平均年齡、身高與體重 ……… 表 6 飛行 AT-3 教練機 0 與 20 架次間,各項測試之結果及改善程度 ………. 表 7 飛行 AT-3 教練機 0 與 20 架次間,增加下背不適人員之個別表現結果 ……… 表 8 飛行 AT-3 教練機 20 與 40 架次間,各項測試之結果及改善程度 ……… 表 9 飛行 AT-3 教練機 20 與 40 架次間,下背不適獲得改善人員之個別表現結果 … 表 10 飛行 AT-3 教練機 40 與 60 架次間,各項測試之結果及改善程度 ……… 表 11 飛行 AT-3 教練機 40 與 60 架次間,下背不適獲得改善人員之個別表現結果 表 12 各階段腹、背部肌力、動作評估測試及下背不適問卷分數之結果 ………… 表 13 不穩定懸吊系統訓練介入後,對飛行 AT-3 教練機造成下背不適問題改善程 度之比較 ………... 5 12 19 23 24 33 34 35 36 37 38 39 41圖目錄
圖 1 中華民國空軍飛行員各階段機種 ………... 圖 2 空軍官校飛行員各階段訓練流程圖 ………... 圖 3 實驗流程圖 ………... 圖 4 各階段腹、背部肌力及下背不適問卷分數之結果 ……… 圖 5 各階段動作評估測試分數之結果 ………... 2 3 25 40 40第一章 導論
本章主要說明「肌力訓練對於下背不適之影響-以空軍AT-3教練機學官為例」的研 究,包括了(一)中華民國空軍飛行員訓練過程、(二)下背部之解剖構造、(三)下 背痛的界定與引發原因、(四)下背痛之處理及改善、(五)飛行員發生下背痛之情況、 (六)Redcord不穩定懸吊系統與TRX懸吊系統之比較、(七)研究目的及(八)研究 假設。第一節 中華民國空軍飛行員訓練過程
中華民國空軍飛行員的訓練是一個長期且嚴謹的過程,訓練過程中須面對多重自我 的挑戰及各個階段嚴苛的考核。不論任何軍機機種(見圖1)的飛行員,其基本戰鬥飛 行訓練皆需於中華民國空軍軍官學校(簡稱:空軍官校)實施及完成,且空軍官校是全 國唯一訓練軍機定翼機飛行員之學校,也是全國唯一結合航空專業教育與飛行術科訓練 之大專院校。 空軍官校飛行組學生可經由四年制大學教育學程,或飛行常備軍官班學生一年軍事 訓練課程後,即進入下一階段的各項飛行員訓練,包括(一)航空生理訓練、(二)求 生訓練、(三)基礎飛行訓練、及(四)高級飛行戰鬥兵科(見圖2)。這些階段訓練 之過程及內容分別簡介如下: 一、航空生理訓練 在進入飛行訓練前,為使參訓人員了解高空人員生理狀況及因應作為,須接受 40小時包含錯覺認識、飛行疲勞、人體缺氧等學科,並執行低壓艙、彈射椅及離心 機訓練。圖2 空軍官校飛行員各階段訓練流程圖 二、求生訓練 為使參訓之空勤人員學習並熟練海、陸上求生裝備及各項基本求生知識與技 能,期於執行任務遭遇意外狀況時,能立即提昇求生信心與應變能力,以減少傷害 並確保戰力。 (一)訓練對象: 1.初訓:國軍新進空勤人員、新進航空醫官、護士,本校飛行學生,現役代 訓行政院下轄海巡署、空中勤務總隊等,空勤機組人員。 2.高訓:國軍各部隊已完成初訓之現役空勤人員,每3年1訓,及行政院下轄 海巡署、空中勤務總隊等,空勤機組人員。 (二)訓練期程:
1.初訓:海上求生訓練一週(學、術科目計27科目39小時),陸上求生訓練 一週(於國軍空勤人員求生訓練中心教室、陸訓場及大崗山實施), 共計兩週(海巡署學員不參加陸上求生訓練課程)。 2.高訓:每期訓練時程三天。 (三)訓練項目:每週授予學術科授課時數39小時,並配合錄影帶輔教,以增進訓 練效益。學術科訓練項目如下: 1.學科:求生總論、無線電介紹及呼救引導程序、附件包及裝備介紹、救生 背心使用介紹、救生艇使用介紹、海上求生、急救處理與急救藥包、 海洋環境與體溫保持、陸上求生。 2.術科:游泳池預習、直昇機吊掛預習、樹上人員下降器、海上求生實習(登 艇及登陸實習等)、陸上求生實習(繩結、植物識別、水源尋找、 方向方位判定、生火、住棚搭建、無具野炊。) 3.學術科配當: (1)游泳池實習 (2)直昇機吊救實習 (3)人員下降器實習 (4)海上求生實習 (5)深山求生實習 飛行學員在接受航空生理訓練及求生訓練後,即進入第一階段基本飛行訓練,為期 六個月的時間完成T-34C的基礎飛行訓練後,須接受離心機訓練,接著再依其意願及成 績分發至戰鬥或空運兵科;戰鬥兵科人員繼續接受AT-3機種之高階飛行訓練,再以六個 月的時間來完成高階訓練,並於完訓後分發至台東志航基地繼續接受飛行訓練,以學習 更高深之戰鬥技巧(見表1);而空運兵科人員則於 BH-1900C 機種完訓後分發至屏東 基地、松山專機隊及嘉義基地救護隊,以利後續訓練。
表1 空軍戰轟機部隊飛行訓練表解 空軍戰轟機部隊飛行訓練做法表解 階 段 基礎訓練 權 責 官校 第七聯隊 主力戰機換訓部隊 期 程 16 個月 11 個月 12 個月 目 標 具基礎戰備能力 訓 練 重 點 基 礎 訓 練 換 裝 訓 練 換 裝 訓 練 主 力 戰 機 換 裝 訓 練 主 力 戰 機 戰 備 持 續 訓 練 基 本 飛 行 訓 練 高 級 飛 行 訓 練 F -5 戰 機 換 裝 訓 練 第 一 階 段 過 渡 訓 練 單 飛 、 基 本 操 作 能 力 訓 練 第 二 階 段 轉 換 訓 練 空 對 面 換 裝 訓 練 參 考 各 型 機 特 性 並 按 各 型 機 訓 練 教 範 訂 定 之 課 目 執 行 訓 練 各 機 種 戰 備 訓 練 訓 練 標 準 具 基 本 儀 飛 操 作 能 力 具 單 機 起 落 操 作 能 力 具 飛 機 基 本 操 作 能 力 具 單 機 起 落 操 作 能 力 具 飛 機 基 本 操 作 能 力 具 儀 飛 操 作 能 力 具 一 般 戰 術 戰 鬥 能 力 具 基 本 戰 技 應 變 能 力 具 單 機 起 落 操 作 能 力 具 儀 飛 操 作 能 力 具 飛 機 基 本 操 作 能 力 具 一 般 戰 術 戰 鬥 機 能 力 具 基 本 戰 技 應 變 能 力 具 機 種 戰 備 能 力 資料來源:國防部空軍司令部(2019)。【空軍108年部隊訓練計畫大綱】。未出版之原始資料。
三、基礎飛行訓練 (一)T-34C教練機 此階段的訓練目的為教育仍未接觸飛行的學員,使其具備基本的飛行概 念和操作能力,以利此一階段完成後,能繼續進入高級飛行訓練。 1.訓練目的:在於培養優秀飛行軍官,使其具有正確的飛行觀念與專業基本 知識,並養成良好的飛行技術,俾能循序漸進,陶鑄成健全的飛行幹部。 2.訓練重點: (1)樹立基本飛行理論與技能。 (2)嚴格遵守飛行紀律,培養良好飛行素養。 (3)瞭解飛機裝備性能,熟練各項處置程序。 (4)磨練技能建立操作信心,奠定良好基礎。 3.訓練期程:基礎飛行訓練共計26週。 (1)地面教育學科:計12課目/140小時。 (2)基本飛行學科:計13課目/162小時。 (3)基本飛行術科:計88架次/90:00小時(含額外訓練5架次/5:00小時)。 (4)模擬機:38架次/37:00小時。 (二)T-34C模擬機 本校於民國七十五年引進美製T-34C教練機、T-34C模擬機六套,該型模 擬機屬基礎程序訓練儀,訓練目的著重於操作程序、儀器飛行及緊急狀況處 置練習等。為達低成本、高效益之訓練目標,已於92年度新增三套視效系統, 可提供真實之仿真地貌及天地線作為飛行參考,亦可設定雲量、能見度、風 速大小,更可增加多項飛行的功能。例:起落航線、真天氣飛行及部份性能 課目,使模擬飛行與真實飛行環境差距拉近,可提升習飛學員生學習效果及 降低淘汰率。
模擬機系統裝備可分為下列部份: 1.視效系統:T-34C模擬機具平面廣角、高解析度、清晰明亮之視覺影像, 提供水平135度、垂直33度之視角;並採用三台高解析度彩色投影器,影 像顯示解析度為1024*768。投影器及其支架固定於模擬機座艙後上方,不 會造成人員及裝備之安全顧慮。 2.座艙儀表:T-34C模擬機座艙內部之儀表形狀、大小、排列及電門功能均 與真飛機相同,學員生可藉此功能實施座艙實習,瞭解各儀表之位置及各 項操作程序,俾利後續實施基本儀器、高級儀器訓練及緊急狀況處置時, 能達正確、迅速及安全的符合操作要求。 3.教官控制台:教官控制台為T-34C模擬機之控制中心,控制台上有兩部監 視器,一部顯示座艙內主要儀表,所有數據與座艙儀表同步顯示;另一部 顯示飛行空域及下滑道,教官可藉此功能有效監控及指導學員生操作。 四、高級飛行戰鬥兵科 (一)AT-3教練機 主要訓練目標即為訓練出具備基本戰鬥噴射機操作能力,並具有最佳緊 急應變能力之飛行員,在戰鬥組完訓的人員即可配戴飛行胸章,正式成為空 軍飛行員。 1.訓練目的:主要任務旨在培訓基礎分行訓練T-34C型機完訓學員,繼續施 以戰鬥兵科高級訓練,藴育德才兼備的噴射戰鬥機飛行員為主要目標,訓 程中注重於各項飛行原理與操作要領探討,以奠定深厚學術理論及正確飛 行技能,以銜接後續部隊換裝訓練,持續磨練戰術與戰技,以達擔負後續 保國衛民之任務。 2.訓練重點: (1)性能飛行。
(2)起落航線。 (3)儀器飛行。 (4)編隊飛行。 (5)戰鬥編隊。 (6)基礎戰術動作。 (7)夜航。 3.訓練期程:高級飛行訓練共計24個月。 (1)地面教育學科:計8課目/120小時。 (2)高級飛行學科:計17課目/171小時。 (3)高級飛行術科:計92架次/110:00小時(含額外訓練7架次/7:00小時)。 (4)模擬機:43架次/42:00小時。 (二)AT-3模擬機 於民國八十二年委由美國ECC公司籌建完成AT-3模擬機三套,為達低成 本、高效益之訓練目標,系統將可提供真實之仿真地貌及天地線作為飛行參 考,亦可設定雲量、能見度、風速大小,更可增加多項飛行的功能。例:起 落航線、真天氣飛行及部份性能課目,使模擬飛行與真實飛行環境差距拉 近,可提升習飛學員生學習效果及降低淘汰率。 模擬機系統裝備可分為下列部份: 1.視效系統:由3台3槍投影機及3片6x8呎的螢幕組合而成,整個影像是經由 人造衛星拍攝,再以電腦壓縮製板套色而成,影像係以2D方式呈現,其仿 真度高達百分之九十以上,範圍涵蓋本島250浬半徑及新竹以南六個軍用 基地三浬內之仿真地形,當飛行至某一空域時,視效投影系統會同時將該 空域之地形放映出來,飛行員所看到的地貌與實際飛行是完全一樣的。
2.座艙系統:座艙內部各儀表、電門的位置及功能與實際飛機座艙內部完全 相同,可實施課目包括:基本儀器、高級儀器、起落航線、性能飛行、夜 航及長途飛行等。同時模擬機本身預留全套武器系統擴充模組,以因應未 來課目汰舊換新需求。 3.教控台:由DEC5000/125及240型電腦工作站組合而成。教控人員可因教學 課目之內容輸入各種不同的飛行狀況與條件,例:真天氣飛行及各種緊急 狀況設定,以配合訓練使用,並可全程錄影教學過程,有效提昇教學品質 及供課後完整之檢討。 4.電子艙:由視效光碟機、視效電腦、系統主機板、介面板及電源供應組等 四組裝備組合而成,可有效控制模擬機的輸出入動作信號,同時提供本島 四個基地三浬內之仿真地形,以供飛行訓練使用,是全套模擬機系統的中 樞。(取自中華民國空軍官校網頁https://www.cafa.edu.tw/index.asp)
第二節 下背部之解剖構造
人體的脊椎由脊椎骨、椎間盤、椎關節、韌帶、血管及神經等構成。脊椎骨共有32 至34塊,分別為頸椎7塊、胸椎12塊、腰椎5塊、薦椎5塊(成年融合成1塊薦骨)、尾椎 3-5塊(成年融合成1塊尾骨)(陳牧如,2003;謝宜倫,2013);而下背部則泛指背部 下側之腰薦區 (lumbosacral area)。 下背部之解剖構造包含(陳牧如,2003;Moore, et al., 2010): (一)骨骼:腰椎由五塊脊椎骨構成,其椎體較其它區域之脊椎為大,椎體之間有 椎間盤。椎管斜後方為上及下椎間關節突,椎體與椎間關節突之間為椎間 孔,此為腰脊髓神經(共五對)的出口。而薦椎則在成年後融合成一塊呈倒 三角形之薦骨,因此椎間孔已從外部不可見,而薦脊神經(共五對)之腹枝及背枝 (ventral and dorsal rami) 則分別由薦骨之腹側及背側薦孔 (ventral and dorsal sacral foramina) 發出。
(二)神經:脊髓只延伸至第一或第二腰椎之高度,因此第二腰椎以下之椎管中只 包含由脊髓發出之第二腰神經以下之所有脊神經所形成之馬尾構造;這些脊 神經則再由其對應之椎間孔發出。 (三)肌肉:依肌肉與脊椎的相關位置,與下背部穩定有關之的肌肉包括: 1. 脊椎外側-腰方肌、腰肌及髂肌 2. 脊柱後側-豎脊肌肌群及臀肌肌群 3. 腹前側及腹外側-腹直肌、腹外斜、腹內斜及腹橫肌。 (四)韌帶:椎體的前後分別具前縱韌帶及後縱韌帶;連接椎弓的是黃韌帶;上下 棘突間是棘間韌帶及棘突上方的棘上韌帶,這些韌帶具有保持脊椎穩定之功 能。
第三節 下背痛的界定與引發原因
根據衛生福利部(2017)105年全民健康保險醫療統計,在國內因背痛疾病使用全 民健保就診總人數為2,588,303人(男性1,164,701人,女性1,423,602人),每十萬人口就 診率為11,007人。一般民眾下背痛之危險因子與年齡老化、身高、體重、肥胖、抽煙、 懷孕、姿勢不良、椎間盤老化、脊神經受壓迫、生理健康狀況、心理壓力過大、缺乏運 動導致肌力不足、從事重體力工作者、經常需彎腰與扭轉腰部者、長時間靜態的工作姿 勢者、從事搬運、推和拉之工作者等均有一定之關聯性(林大豐,1993;郭浩然,2000; Duthey, 2013)。因此可能引起下背部疼痛或不適的原因有很多,亦有不明原因而引起的下背疼痛。 但根據下背部之解剖構造所能推測,造成此區域部不適之機制大致可分為四類(陳泰 良,2009): 一、脊椎活動的三向位之壓迫:脊椎的運動有三向位的方向,即左右旋轉、前後彎曲與 兩側側彎運動。傷害多發生於前後彎曲運動時,因脊椎體間的椎間盤所承受的壓力 不一致,而使椎間盤內位於纖維環中之髓核向前或後外側突出而壓迫到脊髓或其神 經根,而形成疼痛的症狀。 二、脊髓神經的損傷:指由脊髓發出的脊神經受壓迫時產生疼痛的症狀,常見的原因有 椎間盤脫出、骨刺或脊柱體周邊組織變性增生時,所造成對脊髓神經的刺激症狀。 三、肌肉代謝障礙或損傷:因腰部除脊柱支撐整個人體上部位的身體運動及重量外,其 他則由腹部及腰背部的肌肉來輔助支撐及進行運動的功能,因此當肌肉的代謝障礙 或損傷時,即會引發疼痛。 四、內臟神經的轉移:因內臟病變所造成的內臟轉移性疼痛,例如腎結石、腫瘤或子宮 後傾壓迫腰脊神經等。 據此推測,能夠造成上述下背部痛疼痛或不適的原因可分為三大類(黃千毓,2017): 一、結構性損傷,例如:肌肉拉傷、椎間盤突出,腰椎滑脫、脊椎狹窄等。 二、非結構性損傷,例如:腫瘤、感染、發炎性關節炎等。 三、轉移痛引發,例如:腎結石、腎盂腎炎、胰臟炎等。 而下背疼痛引發後之症狀可見表2:
表2 下背痛症狀鑑別診斷 原因(盛行率) 症狀及徵候 結構性損傷(97%) 腰部扭傷(≧70%) 廣泛性的腰肌疼痛,有時會輻射至臀部 退化性椎間盤(10%) 侷限性的腰部疼痛,與腰部扭傷相似 椎間盤突出(4%) 腿痛大於背痛,輻射至膝蓋以下 骨質疏鬆導致的壓迫性骨折(4%) 脊椎僵硬疼痛,通常有外傷病史 脊椎狹窄(3%) 脊椎屈曲或坐時疼痛會改善,步行下坡時 會更加疼痛;通常是雙側 脊椎滑脫(2%) 活動時疼痛改善 非結構性損傷(1%) 腫瘤(0.7%) 脊椎僵硬疼痛,體重減輕 發炎性關節炎(0.3%) 晨間僵硬疼痛,體重減輕 感染(0.01%) 脊椎僵硬疼痛,感染本身的症狀 轉移痛(2%) 骨盆腔器官: 前列腺炎、骨盆腔發炎、子宮內膜異位 通常為下腹痛 腎臟:結石、腎盂腎炎 通常有腹部症狀;異常的尿液檢查 主動脈瘤腸 上腹痛;有脈動的腹部mass 胃道系統:胰臟炎、膽囊炎、消化道潰瘍 上腹痛;噁心、嘔吐 帶狀疱疹 單側;皮節疼痛;特殊疹子 資料來源:黃千毓、吳孟霖、任東輝(2017)。下背痛的鑑別診斷與針灸治療,中華針灸醫學會雜誌, 20,3-4。
根據下背痛之症狀持續時間可分為三期(陳泰良,2009;Duthey, 2013): (一)急性下背痛 (Acute Low Back Pain):疼痛持續期間為1至7天。 (二)亞急性下背痛 (Sub-acute Low Back Pain):疼痛持續期間為1至7週。 (三)慢性下背痛 (Chronic Low Back Pain):疼痛持續期間超過7週以上。
第四節 下背痛之處理及改善
一、藥物治療
患部如瘀腫熱痛者,可外敷活血消腫的藥物,如無瘀腫但有疼痛者,可用藥膏 或貼布。內服方式,一般以非類固醇的抗發炎止痛藥為主,使用內服藥物時務必遵 循醫囑,使用有效及副作用小的消炎止痛藥、肌肉鬆弛劑,或注射;包括:非類固 醇消炎劑 (Nonsteroidal anti-inflammatory, NSAID) 之止痛劑,肌肉鬆弛劑,抗憂鬱 劑,硬膜腔注射或小面關節注射類固醇類藥物和鴉片類製劑等。綜合上述藥物對慢 性下背痛患者的運用,以非類固醇消炎劑在患者疼痛的改善上具良好的成效,而其 他類藥物則仍具爭議性(Furlan et al., 2001;陳泰良,2009)。藥物治療大致可分 為以下三類(謝宜倫,2013): (一)非類固醇抗發炎藥物(NSAIDs):對於下背痛的疼痛控制是有效的 (Roger Chou,2007) ;如果病人有消化性潰瘍或潛在的危險可 cox-2 類藥物來取代傳 統的非類固醇抗發炎藥物以降低胃出血的可能性。 (二)Opioids(鴉片類)治療藥物:主要針對急性下背痛或是有坐骨神經痛的病人, 可能需要用到口服 Opioids 來控制疼痛,但一般適用於二、三線用藥且適合 短期使用,避免長期使用。 (三)肌肉鬆弛劑 (Cyclobenzaprine) :低劑量的肌肉鬆弛劑,可以鬆弛運動所導
致的肌肉扭傷或拉傷,使肌肉充分地休息與康復。 二、物理治療 包括冷熱敷、按摩療法、電刺激療法等方法。冷敷適用於急性疼痛的一、二天 內,有止痛和消腫的作用;而熱敷則較適用於慢性痛,有改善局部循環,增進組織 修復能力。電刺激療法是利用電刺激,緩解肌肉硬化及抽痛(Airaksinen O et al, 2006;陳泰良,2009)。 (一)冷敷:下背痛在急性期以冷敷為主,可以止痛解抽筋,消腫及減少出血,降 低發炎等療效。 (二)熱敷:適當溫度可增加對人體有鎮定跟止痛作用,熱敷可增加局部血液循環、 加速乳酸代謝的目的。熱敷且可分淺部治療及深部治療兩大部分,淺部治療 如熱敷、水療,深部治療如短波、超音波及微波。 (三)按摩療法:按摩有助釋放或降低身心壓力及舒緩緊張的肌肉,因此也是消除 腰酸背痛重要的方法之一。
(四)經皮神經電刺激療法 (Transcutaneous electrical stimulation, TENS) :是利用 由裝置產生的電流來刺激神經以用於治療目的,中頻干擾電波,阻止肌肉萎 縮,促進肌肉收縮可促進靜脈血液和淋巴流出骨骼肌,亦可達到止痛及鬆弛 痙攣性肌肉等功效或「門閥控制理論」電流刺激興奮傳遞速度較快的神經纖 維對小的痛覺神經纖維門閥產生抑制作用達到止痛效果。 三、內視鏡雷射手術 在藥物及物理治療方式皆無效的狀況下,且須經醫師評估診斷下背痛為腰椎椎 間盤突出所引起及三個月以上的保守治療無效者,醫師一般會對腰椎椎間盤突出患 者考慮作內視鏡雷射手術,因內視鏡雷射手術具有包括有較短住院天數、較少組織 破壞、採用局部麻醉、減少全身麻醉風險及快速復原的優點(謝宜倫,2013)。 五、運動訓練
慢性下背痛患者主要以減低疼痛及減輕椎間盤的壓力,提高腰椎與身體軀幹肌 群的支撐力量為主。運動訓練運用在慢性下背痛患者的研究中發現,對核心肌群之 訓練和加強可有效改善下背疼痛的問題,運動訓練的的形式必須以強化肌力、柔軟 度及規律地從事有效的有氧訓練等為重點;核心肌群是指軀幹、腰部、腹部、髖部 的肌群,可分為淺層及深層(王秀華,1999;蔡玉敏,2015): (一)淺層肌群,即外核心肌群(廣義的核心):由腹肌、背肌、臀肌等具爆發力 肌群所組成,主要幫助身體動作的完成,例如跑步、丟擲等動作,而馬甲線 及人魚線即是由腹部肌群之輪廓所露出的線條。 (二)深層肌群,即內核心肌群(狹義的核心):由腹部最深層的腹橫肌、掌管呼 吸的橫膈、脊椎旁的多裂肌、骨盆底肌組成,能穩定軀幹、保護脊椎、傳遞 力量及增加平衡感。 一般的健身訓練方式並不容易強化到深層核心肌群,但此肌群對軀幹的穩定性 非常重要。若軀幹無法穩定,則可能有協調性、姿勢性或肌肉痠、痛等代償的問題 發生。雖然代償是人體的一種生存保護機制,當有部分肌肉無法正常運作時,會藉 由其他的肌肉,進行暫時性的幫助。但在錯誤運動持續維持下,會讓代償作用不斷 介入,輕則造成肌肉酸痛,重則可能導致肌肉損傷。為避免代償作用重複出現,因 此鍛鍊核心肌群對軀幹的穩定性是非常重要的。目前市面上有二種運動訓練系統可 達到對核心肌群之訓練: (一)TRX 懸吊系統訓練:
TRX 懸吊系統全名為「Total Body Resistance Exercise」,最早源自於美 軍海豹突襲隊 (U.S. Navy SEAL) 之訓練概念,在缺乏資源的戰場環境中, 利用修船工具將降落傘帶與握把縫製成最初的原型訓練繩,經過 Fitness Anywhere 創辦人 Randy Hetrick 所設計改良與研發後成為現今的 TRX。TRX 懸吊系統訓練繩體積輕巧並可隨身攜帶,只需要一個懸吊點(如單槓、柱子
或門檔等)就能隨時隨地進行健身及訓練(柯莉蓁,2016;游晴惠,2017)。 TRX 懸吊系統訓練是利用身體重量做為阻力,可自行調整傾斜角度或站 姿來控制合適的強度,適用於有基礎肌肉控制力以上的使用者。它可讓身體 矢狀面、額狀面及水平面同時參與運用,並藉由一個固定錨點以單手、雙手、 單腳或雙腳懸掛,相對的身體端與地面接觸,利用自身體重運用力臂與地面 垂直角之物理特性做為調整訓練強度的依據。用 TRX 懸吊系統訓練做單一 部位肌肉訓練時會連動人體核心表層肌群及核心穩定肌群,並增加關節穩定 性、強化韌帶。其獨特的懸吊原理能增加全身肌群的平衡、協調與穩定,對 於強化肌力、核心肌群、燃燒脂肪、雕塑曲線有極佳的效果。 許多對懸吊訓練的研究中指出,懸吊運動能增進核心肌群力量、增強體 適能,而運動員也因核心肌群強壯,有效地固定脊柱,加強軀幹與四肢的連 結,進而提升運動表現(楊建志、高明峰,2010)。 (二)Redcord 不穩定懸吊系統訓練: Redcord 不穩定懸吊系統源自於北歐挪威一群物理治療師經改良舊式的 懸吊訓練器材及方法而創立。最早是為了解決下背痛 (Low Back Pain) 所研 發出來的運動治療設備,所開發出一套多用途的懸吊治療系統 (TerapiMaster System)。這個系統由兩組帆船用的繩索架構而成,並有其他附加配備可串 接而上,增加該系統在臨床運用上的變化性及困難度,透過臨床與研究的實 證下,研發出一套適合治療、訓練、增強運動表現的全方位訓練及治療系統, 歐美先進國家包含英國、美國、德國、瑞典、丹麥、義大利等等都有 Redcord 不穩定懸吊系統發展的足跡(張曉昀,2011;郭仕政,2018)。 Redcord 不穩定懸吊系統訓練可用來改善患者關節活動角度 (range of motion) , 達 到 肌 肉 伸 展 及 放 鬆 、 肌 力 訓 練 、 神 經 肌 肉 控 制 訓 練 (neuromuscular control training) 及協助治療師執行關節鬆動 (mobilization)
的目的 ;並透過神經肌肉活化 (neuromuscular activation) 的功能達到治療 與訓練的效果,並可針對身體各部位設計出不同運動強度及困難度之訓練模 式(鄭世忠,2012;張曉昀,2011)。為了提升神經肌肉控制的能力,會應 用到閉鎖鏈式(closed kinetic chain)訓練、不穩定平面、多面向運動的原理, 在治療與訓練的過程中,在無痛的狀態下,精細的微調動作難度。因身體在 長期傷痛或姿勢不良下,會造成許多代償動作,大腦與身體在長時間的錯誤 使用下,很難進行矯正。而 Redcord 不穩定懸吊系統訓練在評估中有獨特的 懸吊測試,可以分級評估身體在各平面(矢狀、冠狀、水平面)、各肌群(核 心、周邊)中的能力,進而找出筋膜鍊較弱連結的部分,針對弱連結下去做 治療與訓練,可以快速解除身體代償問題。 核心肌群是在運動中維持脊椎的穩定度,提供上肢與下肢的動作控制。 而 Redcord 不穩定懸吊系統可以有效訓練身體核心穩定:針對核心肌群設計 一套完整的腹、背部肌力運動,並依個人需要及能力設計不同階段的運動訓 練方式,在不穩定的繩索上,可以挑戰身體的控制與平衡,在動作中,同時 活化多組肌肉,增進肌力、肌耐力、平衡感、協調性以及核心控制。,因此 此套訓練方式是近年來極為熱門的運動治療工具。
第五節 飛行員發生下背痛之情況
在飛行員的養成過程中,不但須符合各項體格檢查「體位區分標準」之常備役體位 規定及「國軍飛行常備軍官班學生體檢體格區分表」所列基準(見附錄一),且須不間 斷地接受各項體能訓練(見表3)。在這些訓練下,飛行員在飛行訓練中卻仍發生不同 程度的下背痛症狀。根據劉峻正、溫德生、蘇文麟(1999)調查飛行員下背痛之相關原 因為: 一、振動:人體脊椎的振動頻率範因為7-16Hz,外界的機械性振動或亂流,皆會引起脊 椎的隨意震動,其形式主要為垂直方向,但也包含水平和轉動的方向;振動可激化 骨骼肌上的肌梭感受器,進而使支配肌肉的運動神經亢奮,導致肌肉過度收縮,進 而使肌肉痙攣導致更加疼痛。 二、G力:飛行中的正縱向加速度(+Gz)為與體軸平行之分向量,實際上,其方向量 仍可能以某種角度作用於脊椎。在不斷重複的G力作用之下,可能導致椎間盤韌帶 和肌肉拉傷;在更嚴重的情況下,下背部的疼痛將導致膕旁肌(?)和豎脊肌的痙攣。 三、傘包:飛行員背後背負的傘包及求生裝備,常造成飛行員向前傾斜的不自然坐姿, 使得背部、腰部無法緊貼椅背,特別是如果傘包的型號與飛行員的體型及尺寸不相 符時,將使下背痛的嚴重程度加劇。 四、座椅角度:新一代戰鬥機F-16及IDF使用仰角較大的座椅,迫使飛行員的身體必須 向前傾斜,以獲得操作上的便利,但在背後須緊貼座椅的情況下,對下背的傷害是 可以預期的。 五、束帶系統:束帶系統中的肩帶連接點之位置不當,不僅會干擾身體運動的束縛性, 而且將會導致肌肉骨骼的不平衡與疲勞。如果能提高肩帶的解脫點,則可以改進此 一缺點。表3 飛行員各項體能訓練 飛行員各項體能訓練 基本體能訓練 二分鐘仰臥起坐 二分鐘伏地挺身 3000公尺徒手跑步 重量訓練 最大肌力 仰臥推舉 肌耐力 蹲舉 滑輪下拉 直立高拉 捲臂 捲腿 游泳訓練 6分鐘內游畢200公尺 資料來源:中華民國國防部(2019)。【108 年國軍體能訓測實施計畫】。未出版之原始資料。;國防部 空軍司令部(2019)。【國防部空軍司令部抗 G 重量訓練實施計畫】。未出版之原始資料。
我國空軍軍機飛行員不但負責平日戰鬥及運輸工作,更需負擔不定期之救援等工作 而經常處於高空、高 G 力、振動、座艙侷促、高分貝噪音等環境,故身心承受之壓力異 於常人,因此也易導致一些職業病,如下背痛和頸痛,雖然症狀的表現無異於一般的民 眾,但其致病原因卻有所差異(陳建良,2005)。
一、民航機飛行員下背不適成因
根據 Prombumroong J, Janwantanakul P, Pensri P (2011) 調查民航機飛行員下背 不適的盛行率為 55.7%。研究結果發現,經常劇烈運動的多寡,飛行之間休息時間 的長短,遇到亂流的頻率和提行李的重量與民航機飛行員下背不適有顯著相關。飛 行員的工作條件和精神壓力亦可能會對下背不適的發展和持續存在一定風險。 二、國外軍機飛行員下背不適成因(劉峻正,1999) (一)美國:根據美國陸軍航空醫學實驗室之研究發現,美國陸軍直升機飛行員有 72.8%主訴有下背痛之經驗,通常在任務逾一小時後發生,其中 50.1%患者 的疼痛持續逾一日以上。疼痛部位以下背部最多,佔 70%以上,其次為臀部 (16.6%)。在飛行中如發生下背痛,飛行員之處置方法依序為由副駕駛操作 32.7%、倉促結束飛行 28.4%、放鬆膝帶 22.9%,使用腰墊 16.8%,添加坐墊 11.0%和拒絕再飛行 7.5%。 (二)德國:依據德國航太醫學中心針對噴射機及螺旋槳機飛行員調查發現,52.3% 的飛行員曾罹患下背痛,且與飛行時數呈現顯著相關。噴射機患者主訴為戳 刺性疼痛,螺旋槳機患者主訴為牽曳性疼痛。下背痛的原因,主要是坐姿不 良及的座位設計不佳所致;冬天時座位太冷、束帶系統不舒適、下背及上腿 部缺乏支持物等,皆可能影響坐姿,使得骨盆前傾,進而增加肌肉負荷。 (三)英國:根據英國航空醫學研究所調查空地勤人員發現,飛行員下背痛之發生 率為地勤人員之二倍,使用彈射椅之戰門機飛行員比固定座椅之直升機飛行 員易發生。下背痛之發生頻率:每次飛行皆發生者佔 13%,每週發生一次者
佔 22%,每月約發生一次者佔 44%;下背痛發生時,經常伴有疲倦、刺激敏 感、飛行時分心及睡眠不佳等問題。 (四)以色列:根據以色列航空醫學中心調查發現,飛行中或返場後發生下背痛之 機率依次為直升機 34.5%、戰鬥機 12.9%、運輸機 4.8%;而飛行生涯中發生 急性下背痛之機率,依次為戰鬥機 25.6%、運輸機 6.9%、直升機 5.9%,其 疼痛感常延伸至腿部,且 X 光檢查中顯示戰鬥機飛行員多有椎間盤突出之現 象。 三、國內軍機飛行員下背不適成因 根據劉峻正、溫德生、蘇文麟(1999)調查國內於 87 年間由空軍總部軍醫組 發出 515 份,交由空軍各基地飛行員以不具名之方式填寫,實際回收有效問卷份數 498 份當中有 35.3%的飛行員表示飛行生涯中曾發生下背不適的症狀。有此些症狀 之飛行員表示:發作後會影響睡眠品質、排斥體能活動及影響工作情緒。飛行因素 之影響,依次為下背部缺乏支撐物、傘包影響坐姿及飛行時間過長等。
第六節 Redcord不穩定懸吊系統與TRX懸吊系統之比較
Redcord 不穩定懸吊系統最初是為了醫療目的而設計的,之後延伸出兼顧運動訓練 之功能。Redcord 不穩定懸吊系統訓練是對神經肌肉的再教育,來矯正或優化身體的動 作模式。此系統可製造一個局部不穩定的狀況,讓身體專注於本體感覺和神經肌肉的控 制能力,以達到訓練深層肌群的目的。當患者的患部不適合負重卻又需要做些運動治療 時,可透過 Redcord 不穩定懸吊系統的彈性繩來減輕一部分的負擔,更可依照不同的懸 吊方式,誘發出欲加強的肌群,及配合各種動作檢測並瞭解身體的穩定性與控制性。 而 TRX 懸吊系統源於軍方,使軍事人員隨時隨地可進行訓練。TRX 懸吊訓練是利 用身體重量做為阻力,可自行調整傾斜角度或站姿來控制合適的強度,其適用於有基礎肌肉控制力以上的使用者,能增加全身肌群的平衡、協調與穩定,對於強化肌力、核心 肌群、燃燒脂肪及雕塑曲線有極佳的效果。
一、Redcord 不穩定懸吊系統與 TRX 懸吊系統三大差異(郭仕政,2018;侯鐘堡,2019)
(一)懸吊點 (Suspension points) 的不同:Redcord 不穩定懸吊系統和 TRX 懸吊系 統皆利用「身體承重運動 (body weight bearing) 」原則,使產生閉鎖鏈動作。 然而 TRX 懸吊系統僅只有單一懸吊點,而 Redcord 不穩定懸吊系統訓練過 程中可有多個懸吊點,且運用上提供更多變化性。此外,TRX 懸吊系統訓練 由於器械設計原理,在身體承重運動過程中會受到相對的地面及關節反作用 力,進而限制了許多功能性動作的關節角度。
(二)完整重力效應 (Full Gravity Effect) 的不同:Redcord 不穩定懸吊系統訓練中, 可以藉由彈力帶的支撐,以減少身體完全承重時對動作關節的負擔,確切有 效率的誘發活化目標動作肌群,並串聯起完整的肌筋膜鏈,進而穩定及強化 動作關節之核心與動作肌群,而 TRX 懸吊系統沒有這樣的功能。
(三)普遍適用性 (Fit for every body):TRX 懸吊系統起源於提供美國海軍陸戰隊 的肌力訓練,因此訓練動作皆建立在有極佳的肌力狀態下。而 Redcord 不穩 定懸吊系統訓練,則是適用於各種年齡、體型與身體功能族群的懸吊運動, 並且 Redcord 不穩定懸吊系統訓練也同時兼具安全性、評估原理和訓練效率。 Redcord 不穩定懸吊系統與 TRX 懸吊系統之比較請見表 4:
表 4 Redcord 不穩定懸吊系統與 TRX 懸吊系統之比較 Redcord 不穩定懸吊系統 項目 TRX 懸吊系統 評估、復健、運動訓練 功能 訓練 多點式 懸吊點 單點式 懸吊垂直地面,配合上多點懸吊, 可以依照每個部位分別調整強弱。 懸吊方式 懸吊角度因使用者而不同,垂掛時多為 A 型吊點。難易度只能靠懸吊夾角度調 整。 圓形,有不同彈性與強度可選。 繩子 扁平,無彈性,負重力強。 診所、物理治療所、健身房等,需 要較大的空間。 空間 任何可把繩子吊起來的地方(公園、家 裡、辦公室等)。 較廣,老人小孩到運動選手皆可。 適用對象 有基礎肌肉控制力以上的人。 通常需要了解解剖學、生物力學及 肌動學的專業人員在旁協助。 專業人員 可自己練。有教練教學協助更好。 資料來源:郭仕政(2018)。Redcord 和 TRX 有什麼不同?你知道嗎?(by 郭仕政物理治療師)。 取自:https://blog.easepain.tw/kuo-shih-cheng/redcord-vs-trx/ 綜合以上敘述,空軍飛行員已有基本體能訓練及重量訓練等,幫助身體維持基礎的 肌肉控制力,然而因下背部缺乏支撐物、傘包影響坐姿及飛行時間過長等因素促使飛行 員容易罹患下背不適之情形,因此本研究將透過 Redcord 不穩定懸吊系統之訓練對喚醒 並加強 AT-3 教練機學官淺層及深層核心肌群,並測試此套系統能否有效增加其腹、背 部肌力及改善下背不適等狀況。
第七節 研究目的
本研究利用Redcord懸吊系統介入AT-3教練機學官日常訓練,以探討其增加腹、背 部肌力及改善下背不適之效果,進而做為未來處理AT-3教練機學官改善下背不適之參考 及衛教上的指導。 研究目的有以下三項: 一、探討AT-3教練機學官在腹、背部肌力及動作評估測試之狀況。 二、分析下背不適的AT-3教練機學官其腹、背部肌力及動作評估測試等指數可能之相關。 三、探討Redcord不穩定懸吊系統訓練介入後對下背不適的AT-3教練機學官在腹、背部 肌力及動作評估測試之影響。第八節 研究假設
一、下背不適的AT-3教練機學官在接受Redcord不穩定懸吊系統訓練介入前後,其腹、 背部肌力及動作評估測試的結果有顯著性差異。 二、下背不適的AT-3教練機學官接受Redcord不穩定懸吊系統訓練介入後,能有效改善 下背不適狀況。第二章 研究方法
第一節 研究流程
根據以往文獻資料顯示,國內外戰鬥機飛行員均有下背不適的問題出現,因此本研 究先對空軍官校已完成 AT-3 教練機飛行訓練後的33位學官調查下背不適之情況(調查 問卷見附錄二)。結果發現33位學官中有14位表示有下背不適之情況(請見附錄三)。 因此本研究決定對另一梯次尚未開始飛行AT-3教練機訓練之學官進行實驗。 首先針對已完成基礎飛行訓練(T-34C教練機)的學官辦理受試者說明會,在獲得 32位學官之同意後(受試者參與研究同意書請見附錄四),進行第一次的下背不適問卷 調查(見附錄五)、腹、背部肌力測試及動作評估測試。在於飛行AT-3教練機達到20 架次時,進行前測之下背不適問卷調查(見附錄六)、腹、背部肌力測試及動作評估測 試,爾後受試者立即接受每週一次,一次約20分鐘的不穩定懸吊系統訓練。在於飛行AT-3 教練機達到40架次時,進行中測之下背不適問卷調查(見附錄六)、腹、背部肌力測試 及動作評估測試;接著,在飛行AT-3教練機達到60架次時,進行後測之下背不適問卷調 查(見附錄六)、腹、背部肌力測試及動作評估測試。所得之問卷調查及測試評估結果, 即進行量測統計分析(見圖3)。 圖3 實驗流程圖第二節 研究對象條件
本研究共選取32位已完成基礎飛行訓練(T-34C教練機),並且尚未開始飛行AT-3 教練機的學官,其選取條件為: 一、年齡介於22至24歲之間。 二、已完成基礎飛行訓練(T-34C教練機),並且尚未開始飛行AT-3教練機的學官。 三、有意願參與實驗並簽署同意書。 本研究在實驗期間,有9位受試者因各項因素暫時無法飛行而退出本研究,因此完 成不穩定懸吊系統訓練者共23位男性學官,其基本資料請見表5。 表5 飛行AT-3教練機學官之平均年齡、身高與體重 (N=23) 年齡(歲) 身高(公分) 體重(公斤) 23.30±0.76 175.35±4.21 70.65±7.66第三節 研究工具
本研究所採用之 Redcord 不穩定懸吊系統訓練之計畫之內容,均在合格之物理治療 師之監督及指導下實施。一、Redcord 不穩定懸吊系統訓練動作如下: 各組動作在進行訓練時均以十次為標準。 訓練肌群及動作 動作說明 【動作一】 背部延伸至下肢肌群 【起始位置】 仰臥(面朝上)雙手置於胸前,腳踝置於懸吊帶上,離地面 30 公分。 【動作說明】 1.將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 2.返回起始位置。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。 【動作二】 背部延伸至下肢肌群 【起始位置】 仰臥(面朝上)雙手置於胸前,腳踝置於懸吊帶上,離地面 30 公分,將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 【動作說明】 雙腳做外展內收為一組。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。
【動作三】 背部延伸至下肢肌群 【起始位置】 仰臥(面朝上)雙手置於胸前,腳踝置於懸吊帶上,離地面 30 公分,將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 【動作說明】 單腳做屈膝伸直,左右腳反覆為一組。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。 【動作四】 背部延伸至下肢肌群 【起始位置】 仰臥(面朝上)雙手置於胸前,腳踝置於懸吊帶上,離地面 30 公分,將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 【動作說明】 上背部貼地,雙腳屈膝伸直為一組。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。
【動作五】 腹直肌 腹內/外斜肌 【起始位置】 伏地(面朝下)前臂支撐上身,腳踝置於懸吊帶上,離地面 40 公分。 【動作說明】 1.將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 2.返回起始位置。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。 【動作六】 腹直肌 腹內/外斜肌 【起始位置】 伏地(面朝下)前臂支撐上身,腳踝置於懸吊帶上,離地面 40 公分,將骨盆向上提至身體呈直線,避免腰部拱起。 【動作說明】 雙腳做外展內收為一組。 【動作次數】 一組 10 次,每次維持 10 秒。
二、評估方式 (一)腹、背部肌力評估 以壓力生物反饋儀 STABILIZERTM Pressure Bio-feedback(請見附錄七) 評估腹、背部肌力,評估動作及說明如下;可維持之次數越多,則表示成績 越好: 評估動作 操作說明 【動作一】 受試者俯臥於床上,將壓力生物反饋儀放置受試者腹 部下方,並充氣至 70mmHg,在不移動脊柱或骨盆的 情況下保持 10-15 秒正常呼吸,重複十次,需維持在 70±6mmHg。 【動作二】 受試者仰臥並屈膝於床上,將壓力生物反饋儀放置受 試者腰椎下方,並充氣至 40mmHg,在不移動脊柱或 骨盆的情況下保持 10-15 秒正常呼吸,重複十次,需 維持在 40mmHg。 【動作三】 受試者仰臥並屈膝於床上,將壓力生物反饋儀放置受 試者腰椎下方,並充氣至 40mmHg,將單腳抬離床 面,保持 10-15 秒正常呼吸,右腿重複十次,需維持 在 40mmHg。 【動作四】 受試者仰臥並屈膝於床上,將壓力生物反饋儀放置受 試者腰椎下方,並充氣至 40mmHg,將單腳抬離床 面,保持 10-15 秒正常呼吸,左腿重複十次,需維持 在 40mmHg。
(二)動作評估測試 (Novy DM, 2002)
1.十六公尺快速行走測試 (16-meter fast walking test) :計時受試者以最快速 度一次折返行走在八公尺直線走道;秒數越少,則表示成績越好。 2.反覆五次坐到站測試 (repeated sit to stand) :計時受試者以最快速度連續
做出五次坐到站的動作;秒數越少,則表示成績越好。
3.反覆站姿體前彎測試 (repeated trunk flexion) :計時受試者以最快速度連續 十次將身體向前彎曲至最大範圍再回到站立姿勢,注意膝蓋不可彎曲;秒 數越少,則表示成績越好。 4.負重前傾測試 (loaded reach) :在牆上水平貼置一條與受試者肩膀等高的 皮尺,受試者兩手握著一根綁有重量約為其體重百分之五沙包的棒子,手 肘伸直並將棒子舉起對準皮尺零點,然後向前水平移動並帶動身體前傾, 注意腳跟不可離地,直到受試者開始感覺腰部疼痛或不能再繼續前移為 止,紀錄棒子水平移動距離;距離越遠,則表示成績越好。 (三)問卷評估 1.空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(A)見附錄二:為已完成飛行 AT-3 教練機之非受試者填寫。 2.空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(B)見附錄五:為受試者尚未 開始飛行 AT-3 教練機前填寫。 3.空軍官校 AT-3 飛行學官下背不適調查問卷(C)見附錄六:為受試者於飛 行 20、40 及 60 架次後填寫。
第四節 資料處理與分析
本研究使用SPSS 23 for Mac成對樣本 T 檢定,用來比較單一組別中兩個變數的平 均數。它會計算每個觀察值兩個變數值之間的差異,以及檢定平均是否為0。因此以成 對樣本 T 檢定比較不穩定懸吊系統訓練介入各階段之腹、背部肌力、動作評估測試及 下背不適調查問卷數據之差異及顯著性。
第三章 研究結果
本研究針對已完成基礎飛行訓練(T-34C教練機),並且尚未開始飛行AT-3教練機 的學官,實施四個階段點(完成0、20、40及60架次時)的腹、背部肌力測試、動作評 估測試及下背不適問卷之調查。 一、不穩定懸吊系統訓練尚未介入前(飛行AT-3教練機與20架次間)之各項測試結果(見 表6)及下背不適人員之個別表現(見表7)。 表6 飛行AT-3教練機0與20架次間,各項測試之結果及改善程度 (N=23) 測試項目 0 架次 mean±SD 20 架次 mean±SD 改善程度 p 值 腹、背部肌力測試動作一(次) 5.39±3.26 4.74±3.78 -0.65(-12.10%) .002* 腹、背部肌力測試動作二(次) 6.22±3.30 6.00±3.53 -0.22(-03.50%) .308* 腹、背部肌力測試動作三(次) 5.00±3.41 4.13±3.85 -0.87(-17.39%) .002* 腹、背部肌力測試動作四(次) 4.96±3.52 4.13±3.85 -0.83(-16.73%) .034* 十六公尺快速行走測試 (秒) 7.98±0.77 8.10±0.64 -0.12(-01.50%) .172* 反覆五次坐到站測試 (秒) 9.36±1.66 9.96±1.55 -0.60(-06.44%) .008* 反覆站姿體前彎測試 (秒) 15.58±1.86 16.38±2.08 -0.79(-05.10%) .000* 負重前傾測試 (公分) 18.57±4.27 18.35±3.89 -0.22(-01.17%) .396* 下背不適調查問卷 (人數) 7.00 11.00 +4.00(-57.14%) * p < .05 註:計次及公分改善之百分比之計算方法=(訓練後−訓練前)⁄訓練前×100% 計秒及人數改善之百分比之計算方法=(訓練前−訓練後)⁄訓練前×100%34 表7 飛行AT-3教練機0與20架次間,增加下背不適人員之個別表現結果 測試項目 編號 008 編號 014 編號 018 編號 030 0 架次 20 架次 改善 程度 0 架次 20 架次 改善 程度 0 架次 20 架次 改善 程度 0 架次 20 架次 改善 程度 腹、背部肌力測 試動作一(次) 2 0 -2 8 8 0 6 6 0 6 4 -2 腹、背部肌力測 試動作二(次) 1 1 0 9 9 0 4 3 -1 10 10 0 腹、背部肌力測 試動作三(次) 1 0 -1 9 8 -1 2 0 -2 7 6 -1 腹、背部肌力測 試動作四(次) 2 0 -2 10 8 -2 3 0 -3 9 6 -3 十 六 公 尺 快 速 行走測試(秒) 7.36 8.22 -0.86 09.36 8.82 0.54 7.43 8.09 -0.66 6.83 6.96 -0.13 反 覆 五 次 坐 到 站測試 (秒) 10.48 12.02 -1.54 7.23 9.22 -1.99 8.66 9.94 -1.28 7.28 8.96 -1.68 反 覆 站 姿 體 前 彎測試 (秒) 16.19 17.22 -1.03 14.97 16.89 -1.92 15.63 15.63 0 15.53 16.63 -1.10 負重前傾測試 (公分) 13 11 -2 18 18 0 18 18 0 17 18 1
由表6之數據中可看出,在飛行AT-3教練機至20架次時,四項腹、背部肌力測 試結果均下降,且除動作二外其餘動作皆有顯著差異;四項動作評估測試結果均顯 示退步的情形,且反覆五次坐到站測試及反覆站姿體前彎測試有顯著差異;而下背 不適之人數中由原本7人多增加4人至11人。 由表7之數據中看出,再多增加4人中之四項腰椎定性測試結果均下降或不變; 四項動作評估測試中除編號014之十六公尺快速行走測試進步0.54秒及編號030之負 重前傾測試進步1公分外,其餘結果均下降或不變。 二、不穩定懸吊系統訓練介入後(飛行AT-3教練機20與40架次間)之各項測試結果(見 表8)及下背不適獲得改善人員之個別表現(見表9)。 表8 飛行AT-3教練機20與40架次間,各項測試之結果及改善程度 (N=23) 測試項目 20 架次 mean±SD 40 架次 mean±SD 改善程度 p 值 腹、背部肌力測試動作一(次) 4.74±3.78 5.65±2.84 0.91(19.27%) .002* 腹、背部肌力測試動作二(次) 6.00±3.53 6.61±2.74 0.61(10.14%) .019* 腹、背部肌力測試動作三(次) 4.13±3.85 4.96±3.24 0.83(20.00%) .001* 腹、背部肌力測試動作四(次) 4.13±3.85 4.65±3.21 0.52(12.63%) .049* 十六公尺快速行走測試 (秒) 8.10±0.64 8.00±0.74 0.10(1.29%) .189* 反覆五次坐到站測試 (秒) 9.96±1.55 9.49±1.42 0.47(4.70%) .000* 反覆站姿體前彎測試 (秒) 16.38±2.08 16.00±2.00 0.38(2.30%) .001* 負重前傾測試 (公分) 18.35±3.89 19.00±3.42 0.65(3.55%) .001* 下背不適調查問卷 (人數) 11.00 6.00 -5.00(45.45%) * p < .05 註:計次及公分改善之百分比之計算方法=(訓練後−訓練前)⁄訓練前×100% 計秒及人數改善之百分比之計算方法=(訓練前−訓練後)⁄訓練前×100%
36 表9 飛行AT-3教練機20與40架次間,下背不適獲得改善人員之個別表現結果 測試項目 編號 006 編號 016 編號 018 編號 029 編號 030 20 架次 40 架次 改善 程度 20 架次 40 架次 改善 程度 20 架次 40 架次 改善 程度 20 架次 40 架次 改善 程度 20 架次 40 架次 改善 程度 腹、背部肌力測 試動作一(次) 2 3 1 6 7 1 6 7 1 0 3 3 4 6 2 腹、背部肌力測 試動作二(次) 7 9 2 3 4 1 3 3 0 1 3 2 10 9 -1 腹、背部肌力測 試動作三(次) 6 7 1 0 2 2 0 2 2 0 2 2 6 7 1 腹、背部肌力測 試動作四(次) 6 5 -1 0 3 3 0 1 1 0 1 1 6 6 0 十 六 公 尺 快 速 行走測試(秒) 8.32 8.89 -0.57 9.33 9.10 0.23 8.09 7.55 0.54 7.39 7.32 0.07 6.96 6.68 0.28 反 覆 五 次 坐 到 站測試 (秒) 7.94 7.33 0.61 12.09 11.93 0.16 9.94 8.77 1.17 7.76 7.59 0.17 8.96 8.44 0.52 反 覆 站 姿 體 前 彎測試 (秒) 16.12 16.22 -0.10 19.33 19.59 -0.26 15.63 16.22 -0.59 16.02 15.72 0.30 16.63 16.07 0.56 負重前傾測試 (公分) 21 22 1 23 24 1 18 19 1 23 23 0 18 19 1
由表8之數據中可看出,在不穩定懸吊系統訓練介入後(飛行AT-3教練機20至 40架次間),四項腹、背部肌力測試結果均有顯著改善;而四項動作評估測試結果 亦均顯示進步,但除十六公尺快速行走測試之外,其餘三項動作評估測試之成績皆 有顯著差異;且下背不適之人數中11人有5人已獲得改善降至6人。 在不穩定懸吊系統訓練介入後,並未有新的下背不適情況的人員出現;且下背 不適獲得改善的5人中之四項腰椎定性測試結果除編號006之動作四退步1次及編號 030之動作二退步1次外,其餘結果均顯示維持或進步;四項動作評估測試中除編號 006之十六公尺快速行走測試退步0.57秒、反覆站姿體前彎測試退步0.10秒及編號 018之反覆站姿體前彎測試退步0.59秒外,其餘結果均顯示維持或進步。 三、不穩定懸吊系統訓練介入後(飛行AT-3教練機40與60架次間)之各項測試結果(見 表10)及下背不適獲得改善人員之個別表現(見表11)。 表10 飛行AT-3教練機40與60架次間,各項測試之結果及改善程度 (N=23) 測試項目 40 架次 mean±SD 60 架次 mean±SD 改善程度 p 值 腹、背部肌力測試動作一(次) 5.65±2.84 6.39±2.61 0.74(13.08%) .000* 腹、背部肌力測試動作二(次) 6.61±2.74 8.04±3.18 1.43(21.71%) .006* 腹、背部肌力測試動作三(次) 4.96±3.24 5.78±3.01 0.83(16.67%) .000* 腹、背部肌力測試動作四(次) 4.65±3.21 5.43±2.97 0.78(16.82%) .000* 十六公尺快速行走測試 (秒) 8.00±0.74 7.99±0.80 0.01(0.14%) .825* 反覆五次坐到站測試 (秒) 9.49±1.42 9.24±1.39 0.25(2.61%) .002* 反覆站姿體前彎測試 (秒) 16.00±2.00 15.65±2.02 0.35(2.18%) .002* 負重前傾測試 (公分) 19.00±3.42 19.78±3.44 0.78(4.12%) .000* 下背不適調查問卷 (人數) 6.00 4.00 -2.00(33.33%) * p < .05 註:計次及公分改善之百分比之計算方法=(訓練後−訓練前)⁄訓練前×100% 計秒及人數改善之百分比之計算方法=(訓練前−訓練後)⁄訓練前×100%
表11 飛行AT-3教練機40與60架次間,下背不適獲得改善人員之個別表現結果 測試項目 編號 007 編號 028 40 架次 60 架次 改善 程度 40 架次 60 架次 改善 程度 腹、背部肌力測試動作一(次) 1 2 1 9 10 1 腹、背部肌力測試動作二(次) 3 5 2 9 10 1 腹、背部肌力測試動作三(次) 2 4 2 10 10 0 腹、背部肌力測試動作四(次) 3 5 2 9 9 0 十六公尺快速行走測試 (秒) 8.30 8.25 0.05 8.54 9.00 -0.46 反覆五次坐到站測試 (秒) 8.28 8.11 0.17 10.72 10.03 0.69 反覆站姿體前彎測試 (秒) 16.93 15.95 0.98 18.12 17.95 0.17 負重前傾測試 (公分) 19 20 1 23 23 0 由表10之數據中可看出,在第二階段不穩定懸吊系統訓練介入後(飛行AT-3 教練機40至60架次間),四項腹、背部肌力測試結果均有顯著改善;而四項動作 評估測試結果亦均持續進步,但除十六公尺快速行走測試之外,其餘三項動作評 估測試之成績皆有顯著差異;且下背不適之人數中6人有2人已獲得改善降至4人。 在第二階段不穩定懸吊系統訓練介入後,並無新增下背不適之人員,且由表11 之數據中看出,在此階段訓練後獲得改善的2人中之四項腰椎定性測試結果均顯示 維持或進步;而在四項動作評估測試中除編號028之十六公尺快速行走測試退步0.46 秒外,其餘結果均顯示維持或進步。
四、各階段腹、背部肌力、動作評估測試及下背不適問卷結果 整體各階段腹、背部肌力、動作評估測試及下背不適問卷結果如下(請見表 12、圖4及圖5) 表12 各階段腹、背部肌力、動作評估測試及下背不適問卷分數之結果 (N=23) 測試項目 0 架次 mean±SD 20 架次 mean±SD 40 架次 mean±SD 60 架次 mean±SD 腹、背部肌力測試動作一(次) 5.39±3.26 4.74±3.78 5.65±2.84 6.39±2.61 腹、背部肌力測試動作二(次) 6.22±3.30 6.00±3.53 6.61±2.74 8.04±3.18 腹、背部肌力測試動作三(次) 5.00±3.41 4.13±3.85 4.96±3.24 5.78±3.01 腹、背部肌力測試動作四(次) 4.96±3.52 4.13±3.85 4.65±3.21 5.43±2.97 十六公尺快速行走測試 (秒) 7.98±0.77 8.10±0.64 8.00±0.74 7.99±0.80 反覆五次坐到站測試 (秒) 9.36±1.66 9.96±1.55 9.49±1.42 9.24±1.39 反覆站姿體前彎測試 (秒) 15.58±1.86 16.38±2.08 16.00±2.00 15.65±2.02 負重前傾測試 (公分) 18.57±4.27 18.35±3.89 19.00±3.42 19.78±3.44 下背不適調查問卷 (人數) 7.00 11.00 6.00 4.00
圖4 各階段腹、背部肌力及下背不適問卷分數之結果
由整體各階段之評估及測試結果顯示,在最初飛行AT-3教練機0與20架次間 時,各項結果均退步;而當在不穩定懸吊系統訓練介入後,每階段成績均有進步及 改善,且下背不適之學官人數持續下降。 五、不穩定懸吊系統之訓練對飛行AT-3教練機學官下背不適改善程度之比較(請見表13) 表13 不穩定懸吊系統訓練介入後,對飛行AT-3教練機造成下背不適問題改善程度之比 較 (N=23) 測試項目 20 與 60 架次 0 與 60 架次 改善程度 p 值 改善程度 p 值 腹、背部肌力測試動作一(次) 1.65(34.86%) .000* 1.00(18.55%) .001* 腹、背部肌力測試動作二(次) 2.04(34.06%) .002* 1.83(29.37%) .003* 腹、背部肌力測試動作三(次) 1.65(40.00%) .000* 0.78(15.65%) .004* 腹、背部肌力測試動作四(次) 1.30(31.58%) .000* 0.47 (9.57%) .217* 十六公尺快速行走測試(秒) 0.12(1.42%) .257* -0.00 (-0.06%) .957* 反覆五次坐到站測試 (秒) 0.72(7.18%) .000* 0.11 (1.20%) .482* 反覆站姿體前彎測試 (秒) 0.72(4.43%) .001* -0.07 (-0.45%) .705* 負重前傾測試 (公分) 1.43(7.82%) .000* 1.22 (6.56%) .001* 下背不適調查問卷 (人數) -7.00(63.64%) -3.00(42.86%) *p < .05
由表13結果顯示在不穩定懸吊系統介入後: (一)腹、背部肌力測試之改善程度方面: 1.在不穩定懸吊系統介入後,因飛行AT-3教練機所造成之下背不適均有顯著 性改善。 2.在與飛行AT-3教練機前比較後發現,除動作四無顯著改善外,其餘三項之 結果均顯著優於飛行AT-3教練機前。 (二)動作評估測試之改善程度方面: 1.在不穩定懸吊系統介入後,除十六公尺快速行走測試無顯著改善外,其餘 項目均有顯著性改善。 2.在與飛行AT-3教練機前比較後發現,唯有負重前傾測試有顯著性改善,其 餘項目均無顯著差異。
第四章 討論與結論
根據衛生福利部105年全民健康保險醫療統計(2017),下背不適普遍出現在一般 民眾中,其原因包括結構性損傷、非結構性損傷及轉移痛所引發(黃千毓,2017)。除 了急性下背痛時需要使用藥物治療以及立即的舒緩外,其他大部分皆為姿勢性、缺乏運 動導致肌力不足或是核心肌群穩定性不足所造成,這些症狀大多屬於慢性下背痛(陳泰 良,2009),可使用運動訓練來改善,且效果頗佳 (Airaksinen O et al, 2006)。 然而下背不適的問題,同樣發生在國內、國外、民間或軍用飛行員中(劉峻正,1999; Prombumroong J, 2011)。而造成飛行員下背不適的原因,往往是因為高振動、高G力、 傘包導致坐姿不良及座椅角度的設計等造成(劉峻正,1999)。在中華民國空軍飛行員 的養成訓練過程中,根據研究前的問卷調查顯示,下背不適的情況亦有相當的比例 (42%)出現於完成AT-3教練機的訓練後。然而空軍官校飛行學官在日常訓練中雖已有 三項基本體能訓練及重量訓練的課程加入,卻仍有不小比例之下背不適的狀況發生。因 此本研究欲借助可加強深層核心肌群之不穩定懸吊系統訓練,希望能夠幫助腹、背部肌 力的提升以及深層核心肌群之加強(Saliba SA, 2010;張曉昀,2011),進而改善下背 不適之狀況。 本研究利用不穩定懸吊系統訓練對於已完成基礎飛行訓練(T-34C教練機),且尚 未飛行AT-3教練機之學官於飛行AT-3教練機20架次後,展開每週一次20分鐘的訓練。 結果顯示,在開始飛行AT-3教練機0與20架次時腹、背部肌力有明顯的下降,且下 背不適的人數增加;在增加下背不適的人當中,腹、背部肌力普遍的下降。在第一階段 之不穩定懸吊系統訓練介入後,腹、背部肌力有明顯的上升且下背不適的人數減少;在 減少下背不適的人當中,腹、背部肌力普遍上升。在第二階段不穩定懸吊系統訓練介入後,腹、背部肌力持續有明顯的上升且下背不適的人數減少;且在下背不適獲得改善的 人員當中,其腹、背部肌力亦同時增加。 在比較整體的表現上,每週一次20分鐘的不穩定懸吊系統訓練介入後,不但對有下 背不適學官在腹、背部肌力及動作評估測試上得到一定的改善外,對於沒有下背不適狀 況的學官在腹、背部肌力及動作評估測試上也有相對的提升。 本研究為第一篇利用不穩定懸吊系統訓練介入對空軍飛行員下背不適狀況之論 文。然而,不穩定懸吊系統訓練如能持續介入,或對其他軍用機種飛行員的腹、背部肌 力加強及下背不適問題之改善,是否亦有相同之效果則尙需進一步探討。但是,不穩定 懸吊系統訓練對於空軍官校學官在腹、背部肌力加強及下背不適狀況之改善效果確實良 好。因此建議希望軍方能在未來能將這套訓練系統納入空軍官校學官及各型機種飛行員 的日常訓練中,以提升我國空軍整體戰鬥能力。