國內大專甲組優秀網球選手身體型態、無氧動力與骨質密度之分析

國內大專甲組優秀網球選手身體 型態、無氧動力與骨質密度之分析

蔡宗晏

¹

陳志榮

²

林勁帆

²

許政成

³

詹貴惠

²

許美智

²

陳淑枝

^2＊

1

慈濟技術學院

2

國立體育大學

3

臺北醫學大學

摘 要

背景：網球運動主要仰賴無氧系統供能，高大、結實的體型較具 發展無氧動力的優勢，且經常從事爆發力型的運動可提升骨質密度。

然而，目前國內仍缺乏國內大專甲組優秀網球選手的人體型態測量、

無氧運動能力測試以及骨質密度的研究。目的：了解國內大專甲組優 秀網球選手的身體型態、無氧動力以及骨質密度的情形。方法：以大 專甲組網球選手為受試者，男性17 名（平均年齡 20.47±1.50 歲）、女 性 7 名（平均年齡 19.71±0.76 歲），平均訓練年數為 9.62±1.74 年。本 研究以 Inbody 2.0 身體組成分析儀測量選手身體組成；以 Wingate 30 秒腳踏車無氧動力測驗評估選手之無氧動力，以及利用骨質定量超音 波儀測量選手右腳跟骨。結果：男性與女性選手之各項生理數值分別 為：身體質量指數（公斤∕公尺 ²）：24.14±2.74 vs. 22.80±2.64；體脂

＊ 通訊作者：陳淑枝

服務單位：國立體育大學

肪率（%）：17.42±4.36 vs. 26.33±4.46；最高無氧動力（watt/kg）：

11.47±2.61 vs. 7.80±1.88，平均動力（watt/kg）：8.81±1.50 vs. 6.16±1.67；

骨硬度指數：119.35±16.50 vs. 119.43±16.70。結論：與過去針對國外 相同層級之網球選手的研究相較下，本研究結果顯示國內大專甲組優 秀網球選手身材略顯矮小、體脂肪率較高，女性大專甲組優秀選手無 氧動力較低。然而，國內大專甲組優秀網球選手的骨質密度與國外所 提及之優秀選手數值相近。我們建議大專甲組優秀網球選手可降低體 脂肪，此外，女性選手可多強化無氧動力的訓練，以更裨益運動表現。

關鍵詞：身體組成、體脂率、最高無氧動力、平均動力、骨硬度指數

壹、緒論

網 球 運 動 是 一 種 隔 網 對 抗 、 長 時 間 間 歇 型 的 運 動 （prolonged intermittent exercise），在網球比賽中，選手卻必須在短時間內，肌肉間交互協調，以執行 強勁的擊球技術。從生理負荷而言，Pluim, Staal, Marks, Miller and Miley（2007）

歸納選手從事網球比賽時的心跳率，指出網球比賽時的生理負荷約70%～90%最 大心跳率。依照美國運動醫學學會（American College of Sports Medicine, ACSM）

對於運動強度的分類，網球運動應屬中高強度之運動（ACSM, 1998）。然而，

由於網球運動過程中具備瞬間爆發以及起始─停止的特性（start-stop nature），

以能量系統的觀點，更傾向於ATP-CP 系統供能，其供能比率約在 70%～80%，

而乳酸系統供能約在 10%～15%，其餘為有氧系統供能，約佔 10%（Richers, 1995）。綜言之，網球運動主要仰賴無氧系統供能。因此，具備優異的無氧運 動能力實為提升網球選手體能的重要因素。

高大、結實的體型特徵較具備發展無氧動力的優勢，此項體能特質或許是 近來世界網壇朝力量型發展的趨勢之部分原因。以 2009 年美國網球公開賽前 32 強選手為例，男性選手平均身高為187.77±7.42 公分，身體質量指數（Body mass index, BMI）為 23.20±1.30；女性選手平均為 175.47±5.53 公分，BMI 為 20.64 ±1.62

（United States Tennis Association 2009, n.d.）。而過去文獻也指出，優秀男性網 球選手的體脂肪率在12%以下（Kovacs, 2007），女性網球選手體脂肪率則約在 19.1%～23.7%（Bergeron et al., 1995; Kraemer et al., 2003）。相較於國外，目前 國內仍缺乏大專優秀網球選手的人體型態測量和無氧運動能力測試的資料。

另外，在網球運動過程中，常需要作不同方向的瞬時位移、急停，以迎擊 對向來球，這些動作易對骨骼產生扭轉、牽拉、剪力、彎曲等機械壓力。研究 指出骨骼重塑的過程中，會因應其受到機械壓力的程度，來調節骨質密度（Bone mineral density, BMD），使之能承受更大的負荷（Robling & Turner, 2009）。證 據顯示網球選手慣用手的BMD 高於非慣用手約 20%（Calbet, Moysi, & Rodríguez, 1998）；陳智仁（1998）研究也發現，青少年網球選手的股骨與前臂骨之 BMD 大於同年齡之男生。從預防醫學的觀點而言，提升 BMD 可降低骨質流失，延緩 骨折閾值（fracture threshold）的出現，減低骨頭傷害的發生率（Barlow, 2007）。

優秀選手由於長期接受運動訓練，故可能有較高的 BMD，然而，近來亦有 研究發現，優秀選手在歷經一年的訓練後產生BMD 下降的情形（Barry & Kohrt, 2008）。因此，關於國內長期接受網球訓練之優秀選手，其 BMD 的數值高低為 多少？是值得探究的問題。

BMD 的檢測中，骨質定量超音波儀（quantitative ultrasound, QUS）因為操 作簡便易實施，不會產生輻射傷害，且可同時提供骨骼的密度與結構等訊息，

因此近來漸受矚目（Laabes, Vanderjagt, Obadofin, Sendeht, & Glew, 2008a; Laabes, Vanderjagt, Obadofin, Sendeht, & Glew, 2008b; Shin et al., 2005）。骨質定量超音 波 儀 檢 測 的 原 理 為 利 用 音 波 在 傳 導 時 的 寬 頻 衰 減 值 （broadband ultrasound attenuation, BUA）以及音波速度（speed of sound, SOS）之參數，以推算骨質硬 度指數（stiff index, SI），來評估 BMD（Holi, Radhakrishnan, Swaranamani, &

Jayavelan, 2005）。骨質定量超音波儀檢測中，以跟骨（calcaneus）測量最能反映 BMD 的變化，因其 90～95%為海綿骨（trabicular），部位近似腰椎骨承受身體 的重量，能反應骨質流失的情況，也易被受測者接受（Vogel, Wasnich, & Ross, 1998）。基於前述之背景，本研究目的在於了解國內大專甲組優秀網球選手之 身體型態、無氧動力以及 BMD 的情形。並透過與文獻提及之數值做對照，以評 估 國 內 大 專 甲 組 優 秀 網 球 選 手 這 些 生 理 數 值 的 水 準 ， 期 能 提 供 相 關 訊 息 給教 練、選手和運動科學研究人員作參考。

貳、方法

一、受試者與實驗設計

本研究以國立體育大學 29 名網球選手為受試對象，因有 5 名受試者因故未

完成部分實驗測試，故最後僅呈現 24 名選手的統計數值。這 24 名選手中，男 性 17 人（平均年齡 20.47±1.50 歲）、女性 7 人（平均年齡 19.71±0.76 歲），且 皆為甲組選手，近來成績表現為全國性的網球比賽（例如全國運動會、大專運 動會、全國中等學校運動會）名次在第一至第八之間。這些選手平均訓練年數 為 9.62±1.74 年，於實驗期間皆無運動傷害或疾病狀況。本實驗進行期間適逢網 球選手訓練期之準備階段，受試者的訓練量為每天至少訓練3 小時，每週訓練 5 天。實驗在選手每週的第一個訓練日之訓練前進行檢測，使選手在接受檢測時 與上個訓練課保有 2 天的休息時間。本研究經過國立體育大學人體試驗委員會 同意後實施。

二、實驗流程

受試者在實驗前禁食10 小時，以求得精確的身體組成數據。當受試者抵達 實驗室時，依序測量身高、身體組成、BMD，最後進行無氧動力測驗。

三、身體組成分析

我們以 Inbody2.0 身體組成分析儀（Biospace Co. Ltd, USA）測量受試者之 體脂肪率。測量時令受試者赤足站立於儀器足部電極感應處，待輸入受試者年 齡、身高、性別後，讓受試者手持儀器握把，拇指按住手部電極感應鈕，當施 測人員按下啟動鈕後，即開始測量；施測結束後印表機自動列印測量數據，這 些數據包括受試者體重、體脂肪率、以及 BMI…等與本實驗目的有關的生理數 值。

四、骨質密度檢測

本研究利用骨質定量超音波儀（GE Lunar Corporation, Madison, WI, USA.）

測量受試者右腳跟骨之 SOS 及 BUA，以計算 SI 值。測量之前先於跟骨兩側噴 上酒精，再將受試者腳跟完全密貼於儀器凹槽中，而小腿則倚靠在固定架上；

測量過程中令受試者採坐姿，並令受試者右肩、大腿、膝蓋與腳跟成一直線，

且保持固定不動，以確保測量之準確度。

五、無氧動力測驗

本 研究 以受試 者在 固定式 腳踏 車（Monark 829E, Varberg, Sweden）進行 Wingate 無氧動力測驗的方式，來評估受試者無氧運動能力。本研究腳踏車的負

荷設定是依照 Bar-or（1987）的方法，男性選手的負荷為體重乘以 0.098，女性 選手為體重乘以 0.085。若受試者預計踩車的負荷超過 Monark 固定式腳踏車的 負荷上限（大於 6kp），則以 6kp 進行之。

受試者於測驗前先調整腳踏車座椅高度至自覺踏車時最容易使力的位置，

接著輕踩腳踏車作為熱身運動。待受試者充分熱身後，即開始進行測驗。當施 測人員發出“開始”的口令時，受試者即全力踩車，施測人員則於口令開始的 2

～4 秒將踏車阻力調整至受試者既定的負荷，並記錄之後受試者全力踩腳踏車 30 秒的圈數。受試者在 30 秒全力踩車結束時，繼續以低負荷踩車 2~3 分鐘，以 作為緩和運動。我們將受試者全力踩車 30 秒的過程中，以 5 秒為一階段，計算 六個分段的無氧動力，以求得最高無氧動力（peak anaerobic power）、平均動力

（average power）和動力遞減率（power decline）。

六、資料分析

本研究以敘述統計呈現選手之各項生理數值。研究結果之各項數值皆以平 均數±標準差（mean±SD）表示。

參、結果

一、身體型態

選手身體型態特徵與體脂肪率如表一所示。與同年齡常模對照下，本研究 男女選手身高、體重和 BMI 數值皆在常模百分等級 70%以上。

表一 甲組優秀網球選手之身體型態

身高（cm） 體重（kg） ²BMI（kg/m²） 體脂肪率（%）

男性(n=17) 176.11±6.22 74.79±8.31 24.14±2.74 17.42±4.36 女性(n=7) 164.57±5.38 61.57±5.72 22.80±2.64 26.33±4.46

1男性常模對照 75%-80% 85%-90% 70%-75% 無

1女性常模對照 85%-90% 90%-95% 80%-85% 無

註1：資料來源，教育部體適能網站；註2：BMI= 身體質量指數（body mass index）。

二、 Wingate 無氧動力測驗

表二顯示選手Wingate 無氧動力測驗結果。

表二 甲組優秀網球選手 Wingate 無氧動力測驗

最高無氧動力（watt/kg） 平均動力（watt/kg） 動力遞減率 (%) 男性（n=17） 11.47± 2.61 8.81± 1.50 40.95±11.86 女性（n=7） 7.80± 1.88 6.16± 1.67 37.27±13.29

三、骨質定量超音波之骨質密度參數

表 三 顯 示 男 性 選 手 與 女 性 選 手 在 骨 質 定 量 超 音 波 儀 所 測 得 之 骨 質 密 度 參 數。一般而言，評估骨質密度時常見的參數尚有T 值（T-score），此係指將受測 者之骨質密度與年輕成人之骨質密度平均值相減，除以年輕成人骨質密度之標 準差，所得之標準誤差數值。由於本研究有許多受試者未滿 20 歲，在儀器上無 法顯示T-score 值，故在表三中並未列出 T-score 值。

表三 甲組優秀網球選手之骨質定量超音波骨質密度參數 BUA (dB/MHz) SOS (m/s) SI

男性（n=17） 133.56±14.28 1612.88±37.77 119.35±16.50 女性（n=7） 129.37±17.03 1619.84±34.19 119.43±16.70 註：BUA=寬頻衰減值（broadband ultrasound attenuation）；SOS=音波速度（speed

of sound, SOS）；SI=骨硬度指數（stiffness index）。

肆、討論

一、網球選手身體型態

本研究之男性與女性大專甲組優秀網球選手的平均身高分別為 176.11 公分 與 164.57 公分，雖然皆高於國內同年齡之常模（表一），但相較於過去國外文 獻（Kovacs, Pritchett, Wickwire, Green, & Bishop, 2007; Kraemer et al., 2003〔男：

183.7 公分；女 167.0～167.9 公分〕）以及 2009 美國網球公開賽官方網站（United States Tennis Association 2009, n.d.〔男：187.77 公分；女 175.46 公分〕）所提及 之優秀網球選手的身高，可得知國內大專甲組優秀網球選手身高略顯矮小。

BMI 與體脂肪率可反映出個體胖或瘦的體型特徵。本研究之大專男性甲組

優秀網球選手的 BMI 為 24.14kg/m²，女性選手為 22.80kg/m²，符合 Garrido- Chamorro, Sirvent-Belando, Gonzalea-Lorenzo, Martin-Carratala, and Roche（2009）

所述之運動員 BMI 正常數值範圍（範圍在 18.5-27kg/m²）。進一步分析選手體 脂肪率可得知，本研究男性大專甲組優秀網球選手之體脂肪率為 17.42%。然而 Kovacs（2007）的綜論指出，優秀男性網球選手的體脂肪率在 12%以下；更甚 者，Kovacs et al.（2007）檢測美國全國大學體育協會（National Collegiate Athletic Association, NCAA）第一級男性網球選手的體脂肪率，發現這些選手的體脂肪 率僅有 7.71%；在女性網球選手部分，本研究之女性大專甲組優秀網球選手體脂 肪率為 26.33%，高於 Bergeron et al.（1995）檢測 NCAA 第一級女性網球選手之 體脂肪率結果（21.3%），也高於 Kraemer et al.（2003）檢測女性優秀網球選手 於不同訓練階段的體脂肪率之研究結果（範圍在 19.1%～23.7%）。顯示國內大 專甲組優秀網球選手之體脂肪率皆高於同性別之國外優秀網球選手。此外，一 份資料顯示：男性運動員體脂肪率若高於 15%，女性運動員高於 25%則屬於過 重的狀態（Topend Sports, 2009）。對照這些資料可得知，國內大專甲組優秀網球 選 手 的 體 脂 肪 率 稍 有 偏 高 的 情 形 。 個 體 擁 有 較 高 的 體 脂 肪 對 運 動 表 現 是 不利 的，優秀網球選手被建議的體脂肪率為男性應努力維持在 12%以下，女性則宜 在 23%以下（Kovacs, 2007）。因此，我們建議大專甲組優秀網球選手可調整訓 練計劃（例如增加減脂的訓練計畫），以將體脂肪率控制在建議範圍。

二、網球選手無氧動力

Wingate 無氧動力測驗之最高無氧動力反映出 ATP-CP 系統的分解情形，平 均動力反映出乳酸系統的供能狀態。本研究Wingate 無氧動力測驗之踏車負荷，

乃依照 Bar-or（1987）對運動員建議的負荷基準進行設定，男性網球選手的負荷 為體重的 0.098 倍，女性網球選手的負荷為體重的 0.085 倍。因 Bar-or（1987）

指出運動員肌力通常較佳，在略高於傳統以 0.075 倍體重的負荷設定基準下進行 Wingate 無氧動力測驗，可產生較高的無氧動力數值。本研究結果發現男性大專 甲組優秀網球選手的最高無氧動力為11.47 watt/kg，平均動力為 8.81 watt/kg。

過去僅有一篇研究與本篇研究相似，為 Kovacs et al.（2007）讓美國 NCAA 第一 級男性網球選手以 0.075 倍體重進行 Wingate 無氧動力測驗之研究。雖然本研究 大專甲組優秀選手的無氧動力數值似乎高於 Kovacs et al.（2007）研究的選手（最 高無氧動力：10.62 watt/kg，平均動力：8.35 watt/kg），但由於Kovacs et al. （2007）

研究中對選手設定的相對踏車負荷較低，因而可能產生的無氧動力數值較低，

基於此，甚難比較本研究男性大專甲組優秀網球選手與國外同等級的網球選手 之無氧動力優劣情形。即便如此，本研究男性大專甲組優秀網球選手之無氧動 力的數值，可供未來研究作對照；本研究女性大專甲組優秀網球選手的最高無 氧動力為7.80 watt/kg，低於 Kraemer et al. （2003）針對不同訓練階段的女性 網球選手以 0.075 倍體重進行無氧動力之測驗結果（註：範圍約在 9.29~11.36 watt/kg，此為除以平均體重後的估算數據，原文單位以 watt 呈現）。而在平均 動力方面，則缺乏相似的研究作比較。就網球比賽平均每次得分點選手來回擊 球的時間不到 10 秒，且有愈益縮短的趨勢而言（Kovacs, 2007），發展無氧動 力體能要素以供快速的位移和強勁的揮拍擊球是需要的，近來 Kovacs（2007）

也建議網球體能訓練中應納入高比率的間歇性、無氧運動的訓練內容。因此，

本研究女性大專甲組優秀網球選手之較低的無氧動力對於網球運動表現應較處 於劣勢。我們建議女性大專甲組優秀網球選手訓練的方式可多強化無氧動力的 訓練，進而對運動表現有正面的助益。

三、網球選手骨質密度

SI 為骨質定量超音波儀用來評估 BMD 的參數，其數值約在 30-39 歲時達高 峰（Maasalu, Kirjanen & Haviko, 2002）。本研究男性網球選手與女性網球選手之 SI 值（約 119，表三）皆分別高於國內學者王慧卿、曾泓富、陳榮福、凌美貝、

張玉珍（2002）針對 39 歲以下成年人所量測的數值（男：97.7；女：84.9），

也高於韓國健康成年人（男性：96.5；女性：91.1）之相同性別參照（Shin et al., 2005）；顯示本研究大專甲組優秀網球選手之 BMD 高於健康成年人。

由於國內外皆缺乏網球選手之骨質定量超音波儀的研究數據，因此我們僅 與過去針對選手為受試者的研究作比較。在男性選手的研究部分，Laabes et al.

（2008a）以骨質定量超音波儀檢測奈及利亞 102 名優秀黑人選手之 SI，該研究 之選手為68 名足球選手組、15 名徑賽選手組，以及 19 名其它項目的選手組（包 括跳高、跆拳道、角力、自行車、羽球和柔道選手）。所得到的SI 數值分別為：

足球選手組=130；徑賽選手組=130；其它項目選手組=115。本研究男性大專甲 組優秀網球選手的數值略高於該研究之其它項目類型的選手，然而低於足球與 徑賽選手。在女性選手的研究方面，Laabes（2008b）同樣以骨質定量超音波儀 檢測 52 名女性選手的 SI，所得之平均值為 118，與本研究女性大專甲組優秀網 球選手的數值相近。以上資料顯示本研究大專甲組優秀網球選手的 BMD 應有很 好的水準。

運動是提升骨質密度的一種有效方法。就運動的類型而言，以承重的運動

（weight-bearing exercise）和衝擊性的運動對提升 BMD 的效果似乎較佳，例如 肌力型和爆發力型的選手，通常具有較高的骨質密度（Suominen, 2006）。近來 以骨質定量超音波儀測量跟骨的研究也得到相似的結果（Laabes et al., 2008a;

Taaffe, Suominen, Ollikainen, & Cheng, 2001）。若近一步考慮無氧爆發力的訓練 模式，Laabes et al.（2008a）認為長期間斷性的運動訓練模式對 SI 的效果可能不 如固定訓練（consistent training）模式（如徑賽）。此或許可解釋為何本研究男 性選手 SI 略低於 Laabes et al.（2008a）研究中之足球與徑賽選手之原因。儘管 如此，由於本研究受試者皆為大專甲組網球選手，平均已接受 9.62±1.74 年的訓 練，且每天至少訓練 3 小時，每週訓練 5 天，其 SI 高於健康成年人，因此，可

推論網球運動能有效提升 BMD。可能是網球運動的特性為需要經常作瞬時位

移、急停以及強勁的揮拍，這些動作似乎能對骨骼產生足夠的機械壓力，而產 生適應性的骨重塑作用，因此提升 BMD。

四、結論

本研究結果顯示國內大專甲組優秀網球選手BMD 處於良好水準，因此經從 事網球訓練應可提升BMD。然而國內大專甲組優秀網球選手身體型態較國外優 秀選手矮小、體脂肪率則較高，且女性大專甲組優秀選手無氧動力較低。基於 體脂肪的多寡是限制運動表現的重要因素，因此建議大專甲組優秀網球選手可 降低體脂肪。此外，女性大專甲組優秀網球選手可多強化無氧動力的訓練，以 更裨益運動表現。

參考文獻

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致謝

誠心感謝參與本研究的受試者。

The analysis of anthropometric profiles, anaerobic power capacities

and bone mineral density in elite division I college tennis athletes in

Taiwan

Zong-Yan Cai

¹

Chih-Jung Chen

²

Chin-Fan Lin

²

Cheng-Chen Hsu

³

Kuei-Hui Chan

²

Mei-Chich Hsu

²

Shu-Chich Chen

^2＊

1

Tzu Chi College of Technology

2

National Taiwan Sport University

3

Taipei Medical University

Abstract

Background: Tennis sport is mainly energized by anaerobic system.

People who are tall and

muscular in

stature have the advantages of developing anaerobic power. Additionally, people who usually perform dynamic exercise will enhance bone mineral density. There is scant research on examining the anthropometric profiles, anaerobic power

＊ Shu-Chich Chen

National Taiwan Sport University

capacities and bone mineral density in elite division I college tennis athletes in Taiwan. Purpose: This study was to understand the anthropometric profiles, anaerobic power capacities and bone mineral density of the elite division I college tennis athletes in Taiwan. Method:

Subjects were college division I tennis athletes composed of 17 males (mean age 20.47±1.50 yr) and 7 females (mean age 19.71±0.76 yr) who have trained for 9.62±1.74 yr on average. The InBody 2.0 body composition analyzer was used to estimate athletes’ body composition;

Wingate anaerobic 30s sprint test was employed to determine athletes’

anaerobic power capacity; Ultrasound bone densitometer instrument was used to measure the right calcaneus of the athletes. Results: Various parameters for male versus female athletes were: BMI (kg/m²):

24.14±2.74 vs. 22.80±2.64; body fat (%): 17.42±4.36 vs. 26.33±4.46;

peak anaerobic power (watt/kg): 11.47±2.61 vs. 7.80±1.88; average power (watt/kg): 8.81±1.50 vs. 6.16±1.67; stiffness index: 119.35± 16.50 vs.

119.43±16.70. Conclusion: Compared with the previous studies on the foreign tennis athletes in the similar level, the results suggest that elite division I college tennis athletes in Taiwan were slightly smaller in stature and having higher levels of percentage body fat, as well as elite division I female tennis athletes showed lower anaerobic power level. However, the bone mineral density of the elite division I college tennis athletes was similar to the foreign elite athletes’ values that were previously reported.

We suggested that the elite division I college tennis athletes reduce body fat. Additionally, female athletes should place more emphasis on anaerobic power training to enhance their performance.

Key words: body composition, body fat percentage, peak anaerobic power, average power, stiffness index