六週不同轉動慣量之慣性式阻力訓練對下肢肌力表現的影響

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(1)國立臺灣師範大學運動競技學系運動競技學系碩士學位論文. 六週不同轉動慣量之慣性式阻力訓練對下肢肌力表現的影響. 研究生：研究生：戴一涵指導教授：指導教授：相子元. 中華民國一百零二一百零二年七月中華民國臺北市.

(2) 六週不同轉動慣量之慣性式阻力六週不同轉動慣量之慣性式阻力訓練慣性式阻力訓練對下肢肌力表現的對下肢肌力表現的影響 2013 年 7 月. 研究生：戴一涵指導教授：相子元. 中文摘要目的：欲了解使用不同轉動慣量之自主最快動作速度慣性式阻力訓練，對於其造成的訓練效果進行分析比較。方法方法：方法：35 名健康男女參與本研究，使用轉動慣量可調整之自製慣性式阻力訓練器材，各組別給予不同的轉動慣量訓練並紀錄三週以及六週的等長及等速肌力測試結果，並使用二因子重複量數變異數分析法比較不同轉動慣量組間以及訓練前後的差異。結果：結果：等長收縮肌力訓練後皆有顯著增加，但不同轉動慣量組別間並無差異；低等速向心肌力測試方面，組別間及訓練前後皆無顯著差異，而離心肌力測試訓練後皆有顯著增加，但組別間並無差異；高等速向心及離心肌力測試方面，訓練後皆有顯著增加，但組別間並無差異；肌電圖表現不論中位頻率或平均功率頻率皆顯示下降。結論結論：結論：六週慣性式阻力訓練能有效增加自主最大收縮力量，而且在高測試速度動作表現上由於向心或是離心收縮的肌肉能力都可有效提升。因此建議應藉由調整轉動慣量大小，達到低於其目的的速度再進行自主最快的動作訓練，以獲得較佳的訓練結果。關鍵詞：關鍵詞：訓練速度、訓練速度、離心收縮、離心收縮、肌肉活化、肌肉活化、等速肌力.

(3) The effect on lower limb strengthening by using different moment of inertia resistance for 6 weeks. 2013,July. Student: Tai,I-Han Advisor: Tzyy-Yuang Shiang. Purpose: To identify the effect of different Moment of inertia (MoI) resistance on lower limbs strengthening by using inertia resistance training. Method: 35 healthy college students were recruited and arranged to different MoI groups for 6weeks training. Maximal voluntary contraction (MVC) force, isometric contraction peak torque (ICT) of quadriceps muscle were obtained. Two-way analysis of variance (mixed design) was processed. Significant level was set at α=.05. Results: Significantly improve after 6 weeks training upon MVC, ICT of eccentric contraction on high and low testing speed, and concentric contraction on high testing speed. There is no difference between groups. Mean power frequency and middle frequency were both lower. Concussion: Inertial resistance training can enhance lower limb strength especially in high speed movement and eccentricperformance. And training should use maximal voluntary velocity whether the MoI. However, which training velocity is the most efficiently still unknown and will need further research. Keywords: eccentric, EMG, isokinetic performance.

(4) 致謝詞研究所的兩年，累積了許多處事經驗也開闊了自己看待事物的遠近角度，雖然沒有一鳴驚人的研究成果，但這一路上遇到的貴人卻是點滴在心，謝謝相子元博士帶領我走入運動科學以及運動器材的天地，是您的開路引見與慷慨分享，才能將我有機會在這陌生的領域裡找到屬於自己的一小片立足地，也謝謝所有的研究室夥伴：家祥學長(異性緣跟研究實力一樣堅強)、尹鑫學長(體能怪物兼烏克麗麗達人)、依蘋學姐(學校行政流程的編譯者)、振芳(多愁善感但總是貼心溫柔)、冠樺(迷戀紫色的高雄少女)以及玫伶(頭髮總是很香的排球人)，感謝你們在我研究路上的力挺以及包容。再者，感謝口試委員黃長福博士以及劉強博士，於撰寫論文期間，給予最寶貴及極有價值的意見。最後，這一路走來，特別感謝默默支持我的英宏老爸、陳雲老媽以及姿榕，是你們讓我在最忙碌又容易感到沮喪的階段，有著無懈可擊的精神力量。謝謝你們大家，將來的日子仍有許多挑戰，我不敢妄言必定成功，但我一定會以謙卑的心理持續學習前進。一涵于台北 2013.07.

(5) 目. 次. 中文摘要英文摘要致謝詞目次…………………………………………………………………………….i 表次…………………………………………………………………………….iv 圖次…………………………………………………………………………….v. 第壹章、緒. 論. 一、. 研究背景…………………………………………….……...……1. 二、. 研究問題…………………………………….……………...……2. 三、. 研究目的……………………………………………….………...3. 四、. 研究假設……………………………………………….………...3. 五、. 研究範圍與限制……………………………….………………..4. 六、. 名詞操作型定義……………………………………….……….4. 第貳章、文獻探討一、. 一般肌力訓練對人體之影響與機轉…………………………….10. 二、. 慣性式肌力訓練對人體之影響與機轉………………………….12. 三、. 文獻總結………………………………………………………….14 i.

(6) 第參章、方. 法. 一、. 研究對象…………………………………………………………16. 二、. 測量儀器與設備…………………………………………………16. 三、. 實驗步驟…………………………………………………………20. 四、. 實驗流程…………………………………………………………22. 五、. 資料蒐集與分析…………………………………………………23. 六、. 統計分析……………………………..………..…………………24. 第肆章、結. 果. 一、. 受試者基本資料………………………………………………….25. 二、. 訓練前各組間同質性…………………………………………….25. 三、. 六週訓練後之訓練速度表現………………………………….....26. 四、. 六週訓練後之等長收縮肌力與肌肉表現……………………….28. 五、. 六週訓練後之低測試速度收縮肌力與肌肉表現……………….32. 六、. 六週訓練後之高測試速度收縮肌力與肌肉表現……………….36. 第伍章、討. 論. 一、. 不同轉動慣量訓練對等長收縮肌肉表現之影響…………….....41. 二、. 不同轉動慣量訓練對低測試速度收縮肌肉表現之影響…........42. 三、. 不同轉動慣量訓練對高測試速度收縮肌肉表現之影響.….......43 ii.

(7) 四、. 結論……………..... …….……..... ……………..... …………….44. 五、. 建議……………..... …………..... ……………..... …………….44. 引用文獻……………………………………………………………….……..46. iii.

(8) 表. 次. 表 4-1 受試者基本資料之描述統計………………………...………………25 表 4-2 六週訓練速度之描述統計………………………...…………………27 表 4-3 六週訓練之等長收縮肌力與肌肉表現描述統計…………………...30 表 4-4 六週訓練之低速收縮肌力與肌肉表現描述統計…………………...34 表 4-5 六週訓練之高速收縮肌力與肌肉表現描述統計…………………...38. iv.

(9) 圖. 次. 圖 1-1 自製轉動慣量可調整之慣性式訓練器材……………………………..2 圖 1-2 轉動慣量調整重量塊與慣性輪盤……………………….…….……..4 圖 1-3 股四頭肌向心收縮訓練動作……………………………...….………5 圖 1-4 股四頭肌離心收縮訓練動作……………………………….…...……6 圖 1-5 中位頻率示意圖………………………………………….……………8 圖 1-6 平均功率頻率示意圖………………………...……………..…………9 圖 2-1 坐式股四頭肌慣性式訓練器材………………………...…..…………14 圖 2-2 躺式下肢慣性式訓練器材…………………………….....……………14 圖 3-1 慣性輪盤與轉動慣量調整重量塊……………..………...……………17 圖 3-2 皮帶與張力彈簧組……………………………………………….……17 圖 3-3 驅動輪盤、纜線絞盤以及纜線…………………..……………………18 圖 3-4 轉速計與定位磁鐵……………………………………...…..…………18 圖 3-5 膝踢直/彎曲動作訓練椅、纜線與慣性式阻力器材…….……………19 圖 3-6 轉動慣量測定方式；已知力矩及角加速度比值……………………20 圖 3-7 受試者分組示意圖……………………………………....……………21 圖 3-8 下肢膝踢直向/離心訓練動作…………………………………………21 圖 3-9 有效訓練動作示意圖…………………………..……………...………22 圖 3-10 實驗流程圖………………………………………….………………23 v.

(10) 圖 4-1 前測之訓練速度……………………………………….………...……26 圖 4-2 六週訓練組別間之轉速…………………………….….………...……27 圖 4-3 六週訓練前、中、後測之轉速…………………………………………28 圖 4-4 六週訓練前、中、後測之最大等長收縮肌力表現……………………31 圖 4-5 六週訓練前、中、後測之最大等長收縮肌力平均功率頻率表現……31 圖 4-6 六週訓練前、中、後測之低速離心收縮肌力最大力矩表現…………35 圖 4-7 六週訓練前、中、後測之低速收縮平均功率頻率表現………………35 圖 4-8 六週訓練前、中、後測之低速收縮中位頻率表現……………………36 圖 4-9 六週訓練前、中、後測之高速向心收縮肌力最大力矩表現…………39 圖 4-10 六週訓練前、中、後測之高速離心收縮肌力最大力矩表現………39 圖 4-11 六週訓練前、中、後測之高速收縮平均功率頻率表現……………40 圖 4-12 六週訓練前、中、後測之高速收縮中位頻率表現…………………40. vi.

(11) 第壹章一、. 緒論. 研究背景. 慣性式阻力訓練這種特殊的設計概念，不僅擁有不需仰賴重力以及動作型態上成對向心-離心收縮，甚至強調離心收縮的獨特性 (Anna & Artur, 2012; Alkner & Tesch, 2004)，更具有符合力量產生型態 (肌肉力量-長度關係)、提升身體素質、增加動作穩定及協調性等的優點 (Onambélé et al., 2008)，因此，從 20 年代開始即被運用在航太科技中的太空旅行肌力訓練，近年，更因為對於訓練需求上的增加，而也被部分運用於專項運動員運動表現增進、傷後復健或是大眾族群的疼痛 (Romero-Rodriguez, Gual, & Tesch, 2011)、協調平衡改善方面等 (Caruso, 2012; Onambélé, et al 2008; Berg & Tesch, 1998; Bjorn, 2005)，然而即使具有這些訓練效果，為什麼無法在一般市場上被普遍運用？目前慣性式訓練法與其他訓練法相較後尤存在著一些缺陷，在過去文獻中，並沒有依賴或是建立一個完整的訓練指引，因此無法控制或操作訓練內容中的參數，因此無法了解造成訓練效果的原因，或是無法針對不同目的進行強調性的訓練。綜觀肌力訓練時影響效果的主要因子，除了本身訓練動作的型態以外還包含兩個重要的訓練操作參數：動作速度以及負荷重量。根據過去文獻指出，訓練動作速度的快慢主要影響包括有力量產生的快慢以及動作加速與減速期的協調等，因此對應於其訓練效果，則包含有爆發力訓練、協調 1.

(12) 性訓練或是神經適應等方面 (Blazevich, 2012; Wallerstein et al., 2012; Selvanyagam, Riek, Carroll, 2011)；而負荷重量的大小，主要是藉由負重程度的不同，影響神經適應、肌肉肥大的程度以及最大自主收縮力量值等訓練效果 (Claflin et al., 2011; Suetta et al., 2004; Aagaard, Simonsen, Anderson, Magnusson, & Dyhre-Poulsen, 2002)。因此，再針對不同目的進行肌力訓練時，訓練員可以藉由調整這些參數，以獲得有效率的成果。探討「慣性式訓練法」無法調控所需效果的缺陷，本研究選擇使用自製轉動慣量可調整之慣性式訓練器材，針對速度以及負重大小進行調整與測量，並期望經由本研究之結果，提供慣性式阻力訓練法更有效率及目的的建議。. 圖 1-1 自製轉動慣量可調整之慣性式訓練器材 (由左至右：慣性輪盤側、力量輸出側、纜線絞盤側) 二、. 研究問題. 當前運用慣性做為阻力來源的肌力訓練文獻，皆因為設備上的限制而無法對於訓練參數有所選擇，縱使每個人的能力不相同，也都一律使用相 2.

(13) 同負重 (轉動慣量) 及自主最大動作速度來進行訓練，對於肌力訓練中重要的速度與負重大小等影響訓練效果因素，無法有所量化或有效設定，乃至於訓練處方或訓練進展等基本紀錄也無法有一個確切的標準值及目的。. 三、. 研究目的. 本研究藉由使用轉動慣量可調整之阻力訓練器材，給予不同的訓練負重 (轉動慣量)，並紀錄六週肌力訓練期間受試者每次的最大自主動作速度，針對使用慣性式器材於不同訓練負重與速度情況下，造成的訓練效果進行分析比較，期望能夠建立起使用慣性式肌力訓練器材之訓練強度依據，以提供將來使用者更有效率的肌力訓練計畫。. 四、. 研究假設. (一)、運用慣性式阻力訓練使用高轉動慣量者，因訓練負重較重且訓練動作較慢，因此在最大肌力及低速動作肌肉表現會較低轉動慣量訓練者佳。 (二)、運用慣性式阻力訓練使用低轉動慣量者，因訓練負重較低且訓練動作較快，因此在爆發力及高速動作肌肉表現會較高轉動慣量訓練者佳。. 3.

(14) 五、. 研究範圍與限制. (一)、本研究預計針對年輕族群進行六週肌力訓練，因此無法適用於其他不同族群或訓練時間長度進行推論。 (二)、本研究僅針對下肢膝關節伸直動作進行訓練，因此無法適用於其他不同肌群或部位進行推論。 (三)、本研究使用可調整轉動慣量之肌力訓練器材，然而在轉動慣量的選擇上仍有範圍限制，故無法涵蓋所有訓練負重與速度之情況。六、. 名詞操作型定義. (一)、轉動慣量 (Moment of Inertia；I)：描述一物體對於其旋轉運動所造成的體抗現象，也就是物體對於旋轉運動的慣性。在力學公式上指在受到固定力矩 (Torque；τ) 作用下，成反比於轉動角加速度 (angular acceleration；α) 的數值，公式如下；可藉由增減轉動慣量調整重量塊改變慣性輪盤質量的分布狀況而進行調整。 . 公斤 ∙ 公尺 . 徑度/秒 . 圖 1-2 轉動慣量調整重量塊(左)與慣性輪盤(右) 4.

(15) (二)、動作型態與分期 1. 向心期 (concentric phase)：肌肉收縮的向心期是指肌肉施力與動作方向相同，意即肌肉作正功的階段。本研究定義大腿與小腿垂直時為 0 度，大腿與小腿完全伸直為 90 度。當膝關節由 0 度伸直至 90 度的途徑範圍，為訓練動作的向心期。. 圖 1-3 股四頭肌向心收縮訓練動作. 2. 離心期 (eccentric phase)：肌肉收縮的離心期是指肌肉施力與動作方向相反，意即肌肉作負功的階段。本研究定義大腿與小腿垂直時為 0 度，大腿與小腿完全伸直為 90 度。當膝關節由 90 度彎曲至 0 度的途徑範圍，為訓練動作的離心期。. 5.

(16) 圖 1-4 股四頭肌離心收縮訓練動作. 3. 肌電訊號觸發點 (electromyography onset time; EMG onset time)：本研究定義當肌電訊號較靜止時平均值大於 2 個標準差時為肌電訊號觸發點。 4. 力量訊號觸發點 (force onset time)：本研究定義當力量訊號較靜止時平均值大於 2 個標準差時為力量訊號觸發點。 (三)、肌力表現 1. 最大等長肌力指數：在膝關節固定於 60 度下，受試者盡最大自主做膝伸直動作之力矩極大值，用以測試最大等長肌力的表現。最大等長收縮力矩公斤 ∙ 公尺. 2. 發力率指數：在膝關節固定於 60 度下，受試者盡最大自主做膝伸直動作之初始 0.2 秒力矩變化量，用以測試力量產生能力的表現。. 6.

(17) 0.2 秒等長收縮力矩公斤 ∙ 公尺 − 動作起始等長收縮力量矩(公斤 ∙ 公尺). 3. 最大向心等速肌力指數：於等速肌力測試儀上，進行膝關節 0~60 度之最大自主膝伸直動作，量測股四頭肌向心收縮動作之最大力矩數值，用以測試最大向心等速肌力的表現。最大向心等速收縮力量矩 (公斤 ∙ 公尺). 4. 最大離心等速肌力指數：於等速肌力測試儀上，進行膝關節 0~60 度之最大自主膝伸直動作，量測股四頭肌離心收縮動作之最大力矩數值，並對受試者體重進行標準化，用以測試最大離心等速肌力的表現。最大離心等速收縮力矩 (公斤 ∙ 公尺) (四)、神經表現 1. 肌活程度：當動作進行時，對肌電訊號施以濾波與修勻並進行均方根計算，所得之數值可以用來表示用力程度，並將該數值對最大自主收縮時的數值相除，所獲得之百分比即可作為用力程度的比較值。用力時期的肌電均方根數值最大自主收縮時期的肌電均方根數值 7. × 100%.

(18) 2. 中位頻率 (Median frequency, MF)：當動作進行時，將肌電訊號轉換成頻譜，並將其強度由低頻積分至高頻，當其積分面積為全部面積的一半時，該頻率即為中位頻率。. 圖 1-5 中位頻率示意圖. 3. 平均功率頻率 (Mean power frequency; MPF)：當進行最大自主收縮時，以公式 (1) 將肌電訊號先以快速傅立葉轉換 (Fast Fourier transform; FFT) 計算出功率頻譜密度 (Power spectral density; PSD) 後，再經由公式 (2) 換算得知平均功率頻率。. PSDf |FFT | ………(1) ಮ. MPF . బ ∙ ∙

(19) ಮ. బ ∙

(20). 8. ………(2).

(21) 圖 1-6 平均功率頻率示意圖. 9.

(22) 第貳章一、. 文獻探討. 肌力訓練對人體之影響與肌力訓練對人體之影響與機轉. 肌力訓練可以增加肌力表現以及肌肉質量，其動作大多是由肌肉向心收縮以及離心收縮的重複施力達到訓練目的，但也由於運動表現的增加仍攸關於肌肉本身素質以及神經適應等多個面向，因此，許多研究藉由調控訓練時的強度，來達到不同的目的以及效果。以下為不同強度以及訓練效果之簡述。肌力訓練的強度：訓練強度大致包含負重以及速度，在負重方面，根據運動項目的特殊性若要增加爆發力，於比賽準備期可先針對大肌群進行 70~90% 最大負荷阻力訓練，隨動作逐漸改變接近專項技術動作時，則可降低至 30~50% 最大負荷阻力訓練 (王文筆，2003)；針對一般族群須增加最大肌力、爆發力以及肌耐力等，文獻曾比較使用 90%最大肌力 4 次反覆、 70%最大肌力 12 次反覆與 50%最大肌力 20 次反覆之差異，四週訓練後各表現皆有顯著增加；至於訓練速度方面，例如：彈震式阻力訓練強調表現出動作之最大速度及加速度，運用其開放式以及包含周遭知覺的中樞回饋特性，針對高肌肉激發頻率、肌肉快速收縮以及爆發力等進行訓練 (王翔星與劉強，2000)；過去文獻曾比較使用高速 (上肢 350 度/秒；下肢 250 度/ 秒) 與低速 (上肢 90 度/秒；下肢 30 度/秒) 之漸進式阻力訓練，結果發現兩組對於肌肉質量、力量與爆發力的訓練皆有顯著效果，但針對肌肉纖維 10.

(23) 組成並沒有影響；收縮形態方面，文獻曾指出肌肉離心收縮時可產生較向心收縮時大的力量，例如：離心收縮訊練等，而至於訓練效果的比較方面，根據不同文獻整理，單針對離心收縮訓練者，對於動態肌力以及靜態等長肌力的增加，可以明顯大過向心收縮訓練或是向離心成對訓練的研究，因此建議，若要針對神經適應等目的進行訓練，可多使用離心收縮機制 (Blazevich, 2012; Claflin et al., 2011; Selvanyagam et al., 2011)。肌力訓練對肌肉質量之影響：肌力訓練後所造成的肌肉肥大，主要是因為肌肉體積、截面積或是肌纖維數量的增加 (特別是 type II 纖維) 而造成，一般認為肌力訓練可以增加肌漿網橫向及縱向的纖維分布，因此在動作表現上藉由參與動作之纖維數量增加，不僅可以增加輸出力量也可對於增加承擔外在負擔力量的能力。過去文獻對於人類及鼠類進行離心收縮訓練，結果發現其對於肌肉肥大的效果優過於僅進行向心收縮訓練，然而，對於向心及離心收縮影響肌肉肥大的機制仍未確認，因此無法對於結果有所定論。肌力訓練對力量與神經適應之影響：肌力訓練針對神經適應結果的差異，主要是因為增加徵召運動元數量、改變結抗肌收縮協調性或者是降低抵抗機制等神經適應現象造成，依據這些歷程並在表現上有所增進，除此之外，訓練的形式也被證實與訓練效果息息相關，例如：動態的肌力訓練效果對於動作表現會比靜態等長收縮的訓練成效來的顯著。神經適應效率 11.

(24) 也可因為肌力訓練而有所增加，例如：產生單位力量所需徵召肌肉的百分比下降等 (Blazevich, 2012; Wallerstein et al., 2012; Claflin et al., 2011; Selvanyagam et al., 2011; Norrbrand, Fluckey, Pozzo, & Tesch, 2008; Suetta et al., 2004; Aagaard et al., 2002; Higbie, Cureton, Warren, & Prior, 1996)。從以上文獻結果可以發現，從事肌力訓練後會因肌肉以及神經適應而產生肥大以及動作表現上的增進，而且針對不同的訓練項目以及訓練型態，也都可以促成不同的訓練效果。. 二、. 慣性式肌力訓練對人體之影響慣性式肌力訓練對人體之影響與對人體之影響與機轉. 早在 20 年代，即已存在運用慣性進行肌力訓練的研究，針對需在無重力狀態下進行太空旅行之太空人進行肌力維持目的之肌力訓練，近年，由於各式訓練法的興盛，以及動作型態和神經肌肉等肌力訓練適應參數的重視，運用慣性作為組力來源的文章也日漸增加，其所觸及之範疇包含有運動員最大肌力、肌耐力之增進 (Norrbrand et al. 2008)、運動員身體肌腱強度或肌肉質量等增加 (Romero et al., 2011; Norrbrand et al., 2008)、疼痛指數降低 (Romero et al., 2011) 甚至是老年人動作協調 (Onambélé et al., 2008) 及平衡等 (肌肉觸發之協調性) 訓練 (Anna & Artur, 2012; Caruso, 2012; Berg & Tesch, 1998; Norrbrand, 2008; Alkner , 2005)。慣性式阻力訓練主要強調動作過程使用最大自主收縮速度，也因此在動作施力型態上，可以依照肌肉長度-力量關係獲得最大的訓練量，而當動 12.

(25) 作方向反覆轉折時產生之向心收縮與離心收縮 (Norrbrand et al., 2008)，也使得肌肉受徵召程度增加而使訓練效果優於傳統槓片式訓練 (Norrbrand, Pozzo, & Tesch, 2010)，造成其離心收縮加強主要是由於動作起始時，使用者施加於轉動輪盤之能量被儲存於轉動位能中，因此在動作轉折的同時會造成離心收縮抵抗力量的需求，此離心拉扯的現象會一直隨能量逐漸消耗而到動作停止為止 (Anna & Artur, 2012; Romero et al., 2011; Alkner & Tesch 2004)。過去文獻及相關研究對於慣性式肌力訓練器材所使用的訓練強度，主要是讓訓練者本身於動作向心期間，使用自主最大的動作速度，並且在動作向心期轉向離心期的轉折點，因為動作方向的轉變而產生一個短暫且強烈的離心封包收縮，整個訓練過程便是不斷的重複該循環，以達到最大且向心/離心成對發生的訓練週期 (Anna & Artur, 2012; Norrbrand et al., 2008; Alkner & Tesch, 2004)，由於目前市面上訓練器材種類限制，所以多數研究都是使用 YoYo (YoYo Technology AB, Stockholm, Sweden) 公司所製造的慣性式訓練器材，其配合之轉動慣量輪盤可分 0.1452 kg m2 以及 0.11 kg m2 兩種，訓練期間不變更或是調整慣性輪盤，且於文中亦未提及對於慣性輪盤選擇之依據，整體來說，訓練強度僅以受試者本身自主最大完成能力為主 (Anna et al., 2012; Onambélé et al., 2008; Norrbrand et al., 2008; Alkner, 2005)。 13.

(26) 圖 2-1 坐式股四頭肌慣性式訓練器材 (擷自 Romero-Rodriguez et al. 2011). 圖 2-2 躺式下肢慣性式訓練器材 (擷自 Alkner & Tesch, 2004). 三、. 文獻總結. 綜觀文獻所提及，欲達到運動元徵召增加、肌肉肌活效率增加、動態肌力增加或者是等長收縮肌力增加等效果，訓練分別應著重於不同的訓練參數設定，包含收縮型態、訓練速度或是訓練負重等等，然而，雖然慣性式阻力訓練器材具有離心收縮與全程最大自主努力等特性，卻不像以往傳 14.

(27) 統槓片式等肌力訓練可以直接針對速度以及負重進行直接量化，因為慣性式肌力訓練器材其使用動作速度與施力大小有正比關係，且比值大小又與轉動慣量相關，也因此必須推斷動作速度與負重同時與轉動慣量也有正比關係，此關係使得慣性式阻力訓練無法單獨針對速度以及訓練負重做量化，過去文獻中，雖對於訓練的方法及效果有所列數，但仍無法如一般肌力訓練陳述目的性效果，因此，本研究針對訓練的轉動慣量大小進行調整與測量，以期望經由提供慣性式阻力訓練法更有效率及目的的訓練法建議。. 15.

(28) 第參章一、. 方法. 研究對象. (一)、本研究招募國立臺灣師範大學乙組排球校隊男 (28 名)、女 (16 名)共計 44 名選手進行訓練，訓練期間不變更校隊原定之練習，但要求研究對象於訓練期間不參與任何其他重量訓練，以避免影響實驗結果 (二)、研究對象必須半年內無下肢骨骼肌肉疾病、無中樞或周邊神經病變等問題. 二、. 測量儀器與設備. (一)、轉動慣量可調整之慣性式訓練器材：本研究採用自製之轉動慣量可調整訓練器材，主要結構包含有慣性輪盤、轉動慣量調整重量塊 (內、中、外圍各四塊，共計 12 塊)、皮帶、張力彈簧組、驅動輪盤、纜線絞盤以及纜線等。. 16.

(29) 慣性輪盤. 轉動慣量調整重量塊. 圖 3-1 慣性輪盤與轉動慣量調整重量塊. 張力彈簧組. 皮帶. 圖 3-2 皮帶與張力彈簧組. 17.

(30) 驅動輪盤. 纜線絞盤. 纜線. 圖 3-3 驅動輪盤、纜線絞盤以及纜線. (二)、轉速計與定位磁鐵：本研究使用轉速計 (VDO cycle computing; model A4+) 及安裝於纜線絞盤上之定位磁鐵(共 4 個)計算及記錄每次訓練動作之速度. 定位磁鐵轉速計. 圖 3-4 轉速計與定位磁鐵. (三)、膝踢直/彎曲動作訓練椅：本研究使用市售之膝踢直/彎曲訓練椅 18.

(31) 進行改裝，受試者可依個人體型座椅背及座位深度之調整以完成完整之膝伸直動作；阻力來源由纜線安接於脛骨前擋軟墊下方之座台，並往後連接至慣性式阻力訓練器材上. 膝踢直/彎曲動作訓練椅. 纜線位置及方向. 慣性式阻力器材圖 3-5 膝踢直/彎曲動作訓練椅、纜線與慣性式阻力器材. (四)、等長/等速肌力測試儀：本研究以 Biodex system 4 pro (Biodex Medical System Inc, Shirley, NY) 等速肌力測試訓練儀並搭配內建 Biodex System 4 軟體來測試受試者膝伸直肌群－股直肌之等長及等速肌力表現測試 (五)、肌電訊號量測器：本實驗使用 Biopac 公司製造具有前置放大器的雙極表面電極 (bipolar surface electrodes) 肌電儀，其功能主要在收集表面肌肉電位之活化程度資料 19.

(32) 三、. 實驗步驟. (一)、測定轉動慣量與受試者分組 1. 測定轉動慣量：依序將轉動慣量調整重量塊裝置於慣性輪盤上，並分次測定與紀錄各別之轉動慣量。根據轉動慣量定義，將器材纜線端綁以 5 公斤重量塊作為固定力量來源，並乘以纜線絞盤半徑 0.057 公尺，再除以纜線絞盤轉動之角加速度，即可獲得慣性式訓練器材之總轉動慣量。. 圖 3-6 轉動慣量測定方式；已知力矩及角加速度比值. 2. 受試者分組：根據股四頭肌之最大自主等長收縮數值，男女分開依能力排序由高至低，並加以標示 A、B、C 組 (A 為高轉動慣量訓練組；B 為中轉動慣量訓練組；C 為低轉動慣量訓練組)。為了平衡組別間能力差異，標示順序為 A.B.C.C.B.A.A.B.C.C…並以此類推。 20.

(33) 圖 3-7 受試者分組示意圖. (二)、六週不同慣性強度下肢肌力訓練與前、中、後測 1. 六週不同慣性強度下肢肌力訓練：受試者依分組進行不同轉動慣量之下肢膝伸直訓練 (每週訓練 2 次，每次訓練兩組，每組動作 30 回，組間休息三分鐘)，動作過程皆為最大自主許可速度，並確認訓練動作之向心期與離心期皆為有效訓練動作 (具有向心力量峰值與離心力量峰值)。. 向心訓練. 離心訓練. 圖 3-8 下肢膝踢直向/離心訓練動作. 21.

(34) 膝彎曲. 膝踢直. 向心力量峰值. 離心力量峰值. 圖 3-9 有效訓練動作示意圖. 2. 前、中、後測：本研究預計於受試者為訓練前、訓練三週後以及完整訓練六週後，進行包含肌肉表現和神經表現等能力之測量。肌肉表現使用運用 Biodex 紀錄股四頭肌等長最大自主收縮能力 (依受試者體型調整並記錄座位及測量架刻度，固定受試者膝關節於 60 度，並要求進行最大等長膝伸直動作，收縮維持為 3 秒共三次，次間休息 1 分鐘)及股四頭肌等速收縮能力 (固定受試者膝關節活動範圍為 0 至 60 度，並要求進行最大等速膝向心-離心伸直動作，量測動作速度分為低速 (90 度/秒) 與高速 (360 度/秒)，每次動作收取 5 回，取中間 3 回計算)。. 四、. 實驗流程. 本研究預計先對受試者前測，並依其能力分組後進行六週訓練，訓練 22.

(35) 期間之第三週及第六週分別在進行中、後測。. 圖 3-10 實驗流程圖. 五、. 資料蒐集與分析. (一)、股四頭肌等長最大自主收縮能力：資料擷取每次之力量極值後平均 (二)、股四頭肌等速收縮能力：資料分別擷取向/離心期之力量極值後分別平均 (三)、發力率能力：在進行股四頭肌等長最大自主收縮能力測試時，計算受試者膝伸直動作之初始 0.2 秒力矩變化量 (四)、肌電訊號：於前、中、後測時，以 Butterworth (Signal processing \ filters) 模組，對 Biodex 上進行之股直肌所有測試動作肌電訊號進 23.

(36) 行濾波與修勻。肌電訊號首先採用帶通濾波 (Band pass filter，低頻 10 Hz，高頻 500 Hz)，再將肌電訊號進行全波整流翻正，並使用低頻 6 Hz 進行修勻，得到線性封包 (Linear envelope) 圖形，後進行肌活程度、MF 及 MPF 之計算 (五)、轉速計：於每次訓練時，紀錄該次所有動作中之最大動作速度. 六、. 統計分析. (一)、以描述性統計 (descriptive statistics) 呈現各測量參數表現以及受試者基本資料，包含性別、年齡、身高及體重 (二)、本研究使用二因子重複量數變異數分析法 (repeated measures two-way ANOVA)，進行前、中、後測組間以及組內之比較，若統計上達顯著差異水準時，再以 Tukey’s test 進行事後比較。 (三)、本研究使用 SPSS 17.0 for windows 軟體進行統計分析，各項顯著差異水準皆訂為 α＝.05 時. 24.

(37) 第肆章一、. 結果. 受試者基本資料. 受試者原定應有 44 名 (28 名男校隊以及 16 名女校隊)，排除參與意願不高者後，總計完成實驗人數為 35 名，其平均年齡、身高、體重之描述性統計如表 4-1。根據此 35 名受試者之實驗前測下肢股四頭最大等長肌力為分組依據，低轉動慣量組共計 11 人 (6 男 5 女)，中轉動慣量組共計 12 人 (7 男 5 女)，高轉動慣量組共計 12 人 (6 男 6 女)。. 表 4-1 受試者基本資料之描述統計平均數 ± 標準差. 二、. 年齡 (歲). 20.54 ± 1.87. 身高 (公分). 171.23 ± 8.92. 體重 (公斤). 64.69 ± 8.33. 訓練前訓練前各組間同質性各組間同質性. 各組間前測數值之間皆未達顯著差異，包含最大等長自主收縮、高/低測試速度向心收縮最大力矩、高/低測試速度離心收縮最大力矩。然而，各組間的前測訓練速度則有達顯著差異 F(2,34) = 3.437, p= .044，經 post hoc 檢定發現低轉動慣量組訓練速度顯著大於高轉動慣量組 (p= .046)，如圖 4-1。 25.

(38) 度/秒 350 300 250 200 150 100 50 0 低. 中. 高. 圖 4-1 前測之訓練速度註：不同組別間達顯著水準 (P < .05) 用*表示. 三、. 六週訓練後之訓練速度表現. 六週訓練後之訓練速度描述性統計如表 4-2，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果達顯著差異 F(4,32) = 8.644, p= .001，經 post hoc 檢定發現低組轉速顯著大於高組 (p= .001) ，如圖 4-2；訓練時間主要效果亦達顯著差異 F(4,32) = 28.154, p= .000 < .05，經 post hoc 檢定發現後測轉速顯著大於前測 (p= .000) 且後測轉速顯著大於中測 (p= .000)，如圖 4-3。. 26.

(39) 表 4-2 六週訓練速度之描述統計轉速 (度/秒) 前. 測. 中. 測. 後. 測. 低慣量. 278.06 ± 38.02. 287.2 ± 28.52. 326.31 ± 31.97. 中慣量. 268.85 ± 30.28. 255.24 ± 22.93. 295.97 ± 20.50. 高慣量. 241.27 ± 37.28. 246.51 ± 34.78. 275.49 ± 32.44. 度/秒 350 300 250 200 150 100 50 0 低. 中. 高. 圖 4-2 六週訓練組別間之轉速註：不同組別間達顯著水準 (P < .05) 用*表示. 27.

(40) 度/秒 350 300 250 200 150 100 50 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-3 六週訓練前、中、後測之轉速註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用*表示. 四、. 六週訓練後之等六週訓練後之等長收縮肌力與肌肉表現. 六週訓練後之等長收縮肌力與肌肉表現描述性統計如表 4-3，在最大等長收縮肌力方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 3.973, p= .024，經 post hoc 檢定發現後測 MVC 顯著大於前測 (p= .041)，如圖 4-4。在 200 毫秒發力率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；而且訓練時間主要效果亦未達顯著差異。在肌肉收縮的平均功率頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著 28.

(41) 差異 F(4,32) = 5.566, p= .008，經 post hoc 檢定發現前測 MVC 顯著大於中測 (p= .001)，如圖 4-5。在肌肉收縮的中位頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；而且訓練時間主要效果亦未達顯著差異。. 29.

(42) 表 4-3 六週訓練之等長收縮肌力與肌肉表現描述統計組別項目 MVC (kg(kg-m) 200msRFD (kg/s) MPF (Hz) MF (Hz). 低慣量. 中慣量. 高慣量. 前測. 中測. 後測. 前測. 中測. 後測. 前測. 中測. 後測. 149.18±45.83. 154.13±30.14. 166.57±48.50. 173.33±39.64. 166.97±42.76. 177.62±34.48. 151±42.40. 168.22±40.30. 170.85±34.98. 474.09±212.45. 519.51±215.74. 529.25±235.41. 528.94±234.1. 536.20±195.56. 539.26±165.98. 440.09±212.75. 498.11±172.84. 523.66±164.38. 85.72±12.78. 76.87±11.52. 80.36±21.09. 88.31±16.31. 77.01±9.93. 80.06±19.50. 92.21±16.26. 82.92±14.03. 82.20±17.32. 56.83±7.29. 51.12±10.24. 49.78±9.76. 55.01±8.20. 53.66±5.80. 55.90±13.70. 63.57 ± 9.90. 56.44±10.40. 59.36±17.17. 30.

(43) Kg-m 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-4 六週訓練前、中、後測之最大等長收縮肌力表現註：不同測驗時間結果達顯著水準(P < .05)用*表示. Hz 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-5 六週訓練前、中、後測之最大等長收縮肌力平均功率頻率表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用*表示 31.

(44) 五、. 六週訓練後之低測試速度收縮肌力與肌肉表現六週訓練後之低測試速度收縮肌力與肌肉表現. 六週訓練後之低測試速度收縮肌力與肌肉表現描述性統計如表 4-4，在向心收縮最大力矩方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 3.727, p= .035，經 post hoc 檢定發現各組間無顯著差異。在離心收縮最大力矩方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 9.816, p= .000，經 post hoc 檢定發現後測離心收縮最大力矩顯著大於前測 (p= .000)，如圖 4-6。在肌肉活化百分比方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；而且訓練時間主要效果亦未達顯著差異。在肌肉收縮的平均功率頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 12.499, p= .000，經 post hoc 檢定發現前測平均功率頻率顯著大於後測 (p= .000)，且中測平均功率頻率顯著大於後測 (p= .004)，如圖 4-7。在肌肉收縮的中位頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 13.933, p= .000，經 post hoc 檢定發現前測中位頻率顯著大於中 32.

(45) 測 (p= .000)，且前測中位頻率顯著大於後測 (p= .000) ，如圖 4-8。. 33.

(46) 表 4-4 六週訓練之低測試速度收縮肌力與肌肉表現描述統計組別. 低慣量. 中慣量. 高慣量. 項目. 前測. 中測. 後測. 前測. 中測. 後測. 前測. 中測. 後測. 向心收縮最大力矩 (kg(kg -m) 離心收縮最大力矩 (kg(kg -m) 肌肉活化百分比 (%) MPF (Hz) MF (Hz). 184.29 ± 58.1. 179.01 ± 70.22. 199.74 ± 58.83. 197.26 ± 80.28. 208.93 ± 49.89. 227.58 ± 46.53. 176.70 ± 53. 192.84 ± 53.14. 192.58 ± 43.04. 197.42 ± 69.15. 224.93 ± 74.1. 241.53 ± 69.45. 250.02 ± 67.46. 256.9 ± 59.62. 275.18 ± 56.87. 226.08 ± 45.52. 238.19 ± 53. 242.29 ± 49.38. 80.73 ± 41.49. 190.34 ± 36.76. 91.51 ± 36.69. 100.8 ± 26.91. 84.11 ± 29.59. 91.06 ± 38.2. 121.91 ± 67.02. 97.4 ± 44.33. 77.18 ± 46.71. 87.43 ± 17.24. 80.86 ± 11.48. 75.01 ± 4.27. 84.52 ± 9.12. 80.13 ± 10.94. 74.07 ± 6.27. 87.47 ± 10.65. 87.92 ± 15.317. 77.71 ± 7.11. 61.63 ± 5.6. 58.08 ± 5.36. 56.84 ± 3.88. 61.34 ± 8.57. 55.23 ± 7.61. 53.73 ± 6.36. 64.14 ± 7.41. 58.26 ± 7.83. 57.55 ± 8.28. 34.

(47) Kg-m 300 250 200 150 100 50 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-6 六週訓練前、中、後測之低測試速度離心收縮肌力最大力矩表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用*表示. Hz 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-7 六週訓練前、中、後測之低測試速度收縮平均功率頻率表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用*表示. 35.

(48) Hz 70 60 50 40 30 20 10 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-8 六週訓練前、中、後測之低測試速度收縮中位頻率表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用*表示. 六、. 六週訓練後之高測試速度收縮肌力與肌肉表現六週訓練後之高測試速度收縮肌力與肌肉表現. 六週訓練後之高測試速度收縮肌力與肌肉表現描述性統計如表 4-5，在向心收縮最大力矩方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 120.968, p= .000，經 post hoc 檢定發現中測向心收縮最大力矩顯著大於前測 (p= .000)，且後測向心收縮最大力矩顯著大於前測 (p= .000)，如圖 4-9。在離心收縮最大力矩方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 74.395, p= .000，經 post hoc 檢定發現中測向心收縮最大力矩顯著大 36.

(49) 於前測 (p= .000)，且後測向心收縮最大力矩顯著大於前測 (p= .000) ，如圖 4-10。在肌肉活化百分比方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；而且訓練時間主要效果亦未達顯著差異。在肌肉收縮的平均功率頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 6.845, p= .003，經 post hoc 檢定發現前測平均功率頻率顯著大於後測 (p= .006)，如圖 4-11。在肌肉收縮的中位頻率方面，訓練組別與訓練時間之間無交互作用，訓練組別主要效果也未達顯著差異；然而，訓練時間主要效果達顯著差異 F(4,32) = 4.821, p= .011，經 post hoc 檢定發現前測中位頻率顯著大於後測 (p= .017)，如圖 4-12。. 37.

(50) 表 4-5 六週訓練之高速收縮肌力與肌肉表現描述統計. 組別. 低慣量. 項目. 前測. 向心收縮最大力矩 (kg(kg -m) 離心收縮最大力矩 (kg(kg -m) 肌肉活化百分比 (%) MPF (Hz) MF (Hz). 74.1 ± 31.11. 中測. 中慣量後測. 高慣量. 前測. 中測. 後測. 前測. 中測. 後測. 148.68 ± 48.78 142.23 ± 41.78. 59.59 ± 32.75. 154.58 ± 34.97. 158.5 ± 42.03. 69.15 ± 53.62. 150.10 ± 38.1. 146.64 ± 27.9. 158.46 ± 44.66 235.62 ± 75.52 229.09 ± 76.03. 175.66 ± 50.7. 258.18 ± 55.4. 264.78 ± 57.45 162.07 ± 46.12 238.5 ± 58.49. 232.54 ± 48.84. 66.9 ± 33.6. 140.79 ± 25.14. 63.20 ± 20.95. 86.55 ± 35.12. 72.79 ± 36.46. 69.11 ± 24.39. 89.11 ± 41.55. 75.66 ± 28.33. 57.51 ± 36.8. 81.4 ± 8.43. 80.93 ± 12.62. 75.49 ± 3.53. 80.15 ± 8.07. 74.28 ± 9.52. 74.22 ± 7.12. 104.33 ± 30.64 84.72 ± 17.75. 78.02 ± 8.56. 58.82 ± 6.49. 60.39 ± 8.49. 55.45 ± 6.41. 58.41 ± 9.17. 52.45 ± 8.67. 51.75 ± 5.95. 74.74 ± 23.59. 59.42 ± 10.67. 38. 61.6 ± 12.84.

(51) Kg-m 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-9 六週訓練前、中、後測之高速向心收縮肌力最大力矩表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用#表示. Kg-m 300 250 200 150 100 50 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-10 六週訓練前、中、後測之高速離心收縮肌力最大力矩表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用#表示. 39.

(52) Hz 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-11 六週訓練前、中、後測之高速收縮平均功率頻率表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用#表示. Hz 70 60 50 40 30 20 10 0 前測. 中測. 後測. 圖 4-12 六週訓練前、中、後測之高速收縮中位頻率表現註：不同測驗時間結果達顯著水準 (P < .05) 用#表示. 40.

(53) 第伍章一、. 討論. 不同轉動慣量訓練對等長肌肉收縮表現之影響. 本研究顯示六週訓練後最大自主收縮能力有顯著進步，此結果與過往的研究有相同的結果 (Norrbrand et al. 2008)，表示慣性式阻力訓練對於等長肌肉收縮之最大力量能力確實是有所助益的，然而，雖然使用不同轉動慣量間的訓練速度已有顯著差異，但其等長肌肉收縮表現的最大力量數值卻仍沒有組別之間的顯著差異，此結果則顯示，轉動慣量的大小其實並不會影響肌肉等長收縮的表現，或可以推論本研究所使用的三種轉動慣量差異性可能仍不足以造成訓練效果上的顯著差異。至於等長肌肉收縮的發力率方面，不論在訓練前後或是不同組別之間皆沒有顯著差異，此結果與過去文獻是相異的 (Norrbrand et al. 2008, Norrbrand et al. 2010 )，該現象可能的原因為過去文獻之發力率是在使用慣性式阻力設備的情況下測量，也就是並非等長肌肉收縮時的發力能力，其與本研究所使用的等速肌力儀器設備並不相同造成。而在肌電圖表現方面，平均功率頻率於前測顯著大於中測，表示股四頭肌之收縮速度有變慢的趨勢，根據過去文獻發現平均功率頻率與肌纖維型態的相關，此結果可能表示慣性式阻力訓練對於慢縮纖維的訓練效果可能大於快縮纖維 (Gerdle et al. 1991)，該結果由於先前慣性式阻力訓練文獻並未呈現，因此可視為新發現。中位頻率方面，不同組別與訓練前後皆無 41.

(54) 顯著差異，表示在等長收縮方面，肌肉徵召速度並沒有因為訓練而有差異。二、. 不同轉動慣量訓練對低測試速度肌肉收縮表現之影響. 本研究顯示不同轉動慣量訓練組別間對於低測試速度向心收縮的最大力量數值並沒有顯著差異，而且訓練前後也顯示沒有顯著進步，此結果表示本研究所選用轉動慣量之訓練量無法對於低測試速度之向心收縮表現有所助益。然而在離心收縮方面，雖然不同組別間沒有顯著組別差異，但六週訓練前後比較，對於低測試速度離心收縮的最大力量數值則顯示有顯著進步，此結果與過去文獻中是有類似結果的 (Anna & Artur, 2012; Romero et al., 2011; Norrbrand et al. 2010)。此訓練前後效果表示本研究所使用之慣性式阻力訓練對於低測試速度之離心收縮表現是有所助益的，造成訓練的原因，則是因為慣性式阻力訓練器材在離心期會受予一個機械性的離心增強，所以在經過訓練後會有顯著效果產生；至於向心收縮方面，過去文獻結果顯示是有所增進的，此與本研究結果相異，推測可能是由於測量之方式不同造成，過去由於其測量之方式為直接使用慣性式阻力訓練器材並非等速肌力測試。另外，本實驗設計之三種轉動不同轉動慣量，雖然在前測方面的訓練速度已有達顯著差異，卻仍無法在六週的訓練後發現組別間對於肌力表現上的差異，此結果可以推論，本研究所使用的三種轉動慣量之間差異性可能仍不足夠造成訓練效果的顯著，亦或是使用該三種轉動慣量訓練，六週的訓練週期是不足夠的造成差異的。 42.

(55) 至於肌電圖表現方面，平均功率頻率於前測顯著大於後測且中測顯著大於後測，表示股四頭肌之收縮速度有變慢的趨勢，根據過去文獻發現平均功率頻率與肌纖維型態的相關(Gerdle et al. 1991)，此結果可能表示慣性式阻力訓練對於慢縮纖維的訓練效果可能大於快縮纖維。至於中位頻率方面，結果顯示前測顯著大於中測及後測，表示該肌群經過訓練後，肌肉徵召速度會有轉慢且對於慢縮纖維的訓練效果可能大於快縮纖維的趨勢 (Kupa et al.1995)。三、. 不同轉動慣量訓練對高測試速度肌肉收縮表現之影響. 本研究顯示不同轉動慣量訓練組別間對於高速肌肉向心及離心收縮表現的最大力矩皆沒有顯著的組別差異，然而，訓練前後則顯示，六週的訓練對於向心及離心最大力矩有顯著的進益。此訓練前後效果與過往的研究有相同的結果 (Anna & Artur, 2012; Romero et al., 2011; Norrbrand et al. 2010)，表示慣性式阻力訓練對於高測試速度的向、離心肌肉收縮能力是有所助益的，然而，本實驗設計之三種不同轉動慣量，雖然在前測方面的訓練速度已有達顯著差異，表示訓練方法已有差異，卻仍無法在六周的訓練後發現組別間對於肌力表現上的差異，此結果可以推論，本研究所使用的三種轉動慣量之間差異性可能仍不足夠造成訓練效果的顯著，亦或是使用該三種轉動慣量訓練，六週的訓練週期是不足夠的造成差異的。至於肌電圖表現方面，平均功率頻率於前測顯著大於後測，表示股四 43.

(56) 頭肌之肌纖維組成有逐漸增加慢縮纖維的趨勢 (Gerdle et al. 1991)，此結果可能表示慣性式阻力訓練對於慢縮纖維的訓練效果可能大於快縮纖維。至於中位頻率方面，結果顯示前測顯著大於後測，表示該肌群經過訓練後，肌肉徵召速度會有轉慢且對於慢縮纖維的訓練效果可能大於快縮纖維的趨勢 (Kupa et al.1995) 。. 四、. 結論. 六週慣性式阻力訓練對於肌肉表現，能有效增加自主最大收縮力量，而且在高測試速度動作表現上優於低測試速度，不論向心收縮或是離心收縮的肌肉能力都可有效提升，相對於慢測試速度動作的表現上，因為其離心收縮具有機械性增強的效益，因此僅對離心收縮的肌肉能力有所助益，至於訓練速度方面，在經過六週的訓練也可以有明顯增加的效果。然而，究竟該如何選擇轉動慣量以進行不同目的的訓練，本研究結果顯示，應藉由調整轉動慣輛大小，達到以低於其目的的速度，進行自主最快的動作訓練，即可以針對不論向心、離心等肌肉表現能力獲得有效的增益。五、. 建議. 將來研究除了可以朝著更大範圍的轉動慣量選擇進行後續研究外，在研究過程中亦發現一個現象，即是本研究所使用試驗的關節角度為全關節活動度，然而根據肌肉表現的長度-力量理論，在動作的起始以及結束兩端， 44.

(57) 由於肌肉力量的下降，因此無法有效地增高慣性輪盤轉動的速度而造成輪盤速度下降的現象，也間接地降低了訓練的效率，因此建議後續其他研究亦可以朝著限制關節角度，以獲得最大訓練量的方向進行研究。. 45.

(58) 引用文獻王文筆 (2003)。不同負荷肌力訓練對男性肌力素質與肢圍效果的研究。大專體育學刊，15(1)，175-183。王翔星、劉強 (2000)。彈震式阻力訓練之簡介，大專體育，48，137-143. Aagaard, P., Simonsen, E. B., Andersen, J. L., Magnusson, P., & Dyhre-Poulsen, P. (2002). Increased rate of force development and neural drive of human skeletal muscle following resistance training. Journal of Applied Physiology, 93(4), 1318-1326. Alkner, B. A. & Tesch, P. A. (2004). Efficacy of a gravity-independent resistance exercise device as a countermeasure to muscle atrophy during 29-day bed rest. Acta Physiologica Scandinavica, 181(3), 345-357. Alkner, B. (2005). Effect of unloading and resistance exercise on skeletal muscle function, size and composition in man. Stockholm. PA: Karolinska Institutet University Press. Anna, M. & Artur J. (2012). Muscle activity during inertial and free weights exercise. Occupational Therapy: the International Perspective, 6, 217-224. Berg, H. E., & Tesch, P. A. (1998). Force and power characteristics of a resistive exercise device for use in space. Acta Astronautica, 42(1), 219-230. Blazevich, A. (2012). Are training velocity and movement pattern important determinants of muscular rate of force development enhancement?. European journal of applied physiology, 112(10), 3689-3691. Caruso, J. F. (2012). Standard versus flywheel-based resistive exercise. Jornal of Sports Medicine & Doping Studies, 2(3), 100e110. doi: 10.4172/2161-0673.1000e110. 46.

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六週不同轉動慣量之慣性式阻力訓練 對下肢肌力表現的影響

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