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橢圓機(jī)/elliptical trainer  2025-4-2 16:35:43 8563pv
  橢圓機(jī)(elliptical trainer)

  在一般的健身俱樂部中,橢圓機(jī)(elliptical trainer)是相當(dāng)常見的心肺適能運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練工具,而且也廣為使用者喜愛。橢圓機(jī)的運(yùn)動(dòng)型態(tài)類似越野滑雪(cross-country skiing)的動(dòng)作,因此橢圓機(jī)的英文名稱也稱為elliptical cross-trainer。橢圓機(jī)被設(shè)計(jì)出來的時(shí)間雖短,但是由於受到大眾的喜愛,因此發(fā)展也相當(dāng)?shù)难杆???上?,到目前為止,在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的專業(yè)書籍中,介紹這個(gè)新運(yùn)動(dòng)工具的運(yùn)動(dòng)生理反應(yīng)資訊還不多。

  大部分有關(guān)橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)的生理反應(yīng)研究,是在2000年以后才被發(fā)表出來。Mercer, Dufek, and Bates (2001)以5名女性、9名男性,年齡25.0±4.6歲、身高1.78±0.10公尺、體重71.5±13.3公斤的自愿參與者,進(jìn)行跑步機(jī)與橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)的漸增強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)測(cè)驗(yàn),跑步機(jī)的測(cè)驗(yàn)流程是以每1分鐘為一階段,由速度1.3 m/s、坡度3%開始,第二、第三、第四階段的坡度為8%,速度分別為1.6 m/s、1.8 m/s、2.2 m/s,第五階段開始坡度維持8%,速度則每階段增加0.2 m/s,一直運(yùn)動(dòng)到衰竭。橢圓機(jī)的測(cè)驗(yàn)流程也是以每1分鐘為一階段,踩踏頻率(以右腳踏板為準(zhǔn))由60 rpm開始,每分鐘增加5 rpm,四階段以後阻力增加1個(gè)水準(zhǔn)(橢圓機(jī)機(jī)器設(shè)定的阻力水準(zhǔn)),一直運(yùn)動(dòng)到衰竭。研究結(jié)果(如下圖所示)發(fā)現(xiàn),橢圓機(jī)測(cè)驗(yàn)到的VO2max為51.6±10.7 ml/kg/min、HRmax為191.2±11.5 bpm、RPE(Borg’s自覺量表,6-20 scales)為18.5(沒有標(biāo)準(zhǔn)差詳細(xì)資料)、漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)的VO2與HR相關(guān)為 .88(p< .05),跑步機(jī)測(cè)驗(yàn)到的VO2max為53.0±7.7 ml/kg/min、HRmax為193.4±9.4 bpm、RPE為18.7(沒有標(biāo)準(zhǔn)差的詳細(xì)資料)、漸增負(fù)荷運(yùn)動(dòng)時(shí)的VO2與HR相關(guān)為 .95(p< .05)。由此可見,橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的生理反應(yīng)情形,與跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)極為類似。

  橢圓機(jī)與跑步機(jī)最大運(yùn)動(dòng)的生理反應(yīng)(Mercer, Dufek, & Bates, 2001)

  Batte, Evans, Lance, Olson, and Pincivero(2003)以8名男性、12名女性,年齡25.3±3.4歲、身高170.4±9.0公分、體重67.6±11.2公斤的志愿受試者,以Precor EFXTM 544 Elliptical Cross-trainer進(jìn)行兩次不同型態(tài)的運(yùn)動(dòng)(一次漸增強(qiáng)度的最大運(yùn)動(dòng)[測(cè)驗(yàn)流程如下表所示]、一次自覺量表為6[以Borg CR-10 scale評(píng)量,代表約以60%的強(qiáng)度]的強(qiáng)度進(jìn)行15分鐘的固定強(qiáng)度非最大運(yùn)動(dòng))。

  時(shí)間 踏踏頻率(cadence, strides/min) 阻力(resistance) 

  0 120 2 

  1 140 2 

  2 160 2 

  3 180 2 

  4 180 3 

  5 180 4 

  6 180 5 

  7 180 6 

  8 200 6 

  9 200 7 

  10 220 7 

  漸增強(qiáng)度的VO2max測(cè)驗(yàn)結(jié)果顯示,受試者的平均運(yùn)動(dòng)測(cè)驗(yàn)時(shí)間約7分30秒±1分15秒、平均VO2max為47.8±9.2 ml/kg/min、平均HRmax為188±7.82 bpm。以6的自覺量表強(qiáng)度進(jìn)行橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)時(shí)的VO2與HR如右圖所示,達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)的VO2百分表為75.2±12.9%,HR則為91.0±6.1%。研究結(jié)果顯示,以橢圓機(jī)進(jìn)行自覺強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)時(shí),VO2與HR都會(huì)有偏高的現(xiàn)象,特別是心跳率的偏高情形相當(dāng)明顯。

  Dalleck, Kravttz, and Robergs (2004)則以10名男性、10名女性,年齡29.5±7.1歲、身高173.3±12.6公分、體重72.3±7.9公斤、體脂肪17.3±5.0%,自愿參與實(shí)驗(yàn)的大學(xué)生與研究生,進(jìn)行修正Balke跑步機(jī)VO2max測(cè)驗(yàn)流程,以及橢圓機(jī)的VO2max漸增負(fù)荷測(cè)驗(yàn)流程。修正Balke跑步機(jī)VO2max測(cè)驗(yàn)流程,受試者在沒有坡度的情況下,在2分鐘內(nèi)自己選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)呐懿剿俣?;在開始測(cè)驗(yàn)後的3分鐘後,每分鐘坡度增加1%,一直跑步到衰竭(下圖)。

  修正Balke的跑步機(jī)VO2max測(cè)驗(yàn)流程(Dalleck, Kravttz, & Robergs, 2004)

  橢圓機(jī)的VO2max漸增負(fù)荷測(cè)驗(yàn)流程方面,依據(jù)受試者的性別與每周參與活動(dòng)的時(shí)間分為訓(xùn)練組(每周3-5小時(shí))與休閑組(每周2-3小時(shí)),依據(jù)下圖所示的方式,隨著運(yùn)動(dòng)測(cè)驗(yàn)時(shí)間的增加,踩踏頻率與阻力也隨著提高,并且以踩踏頻率低於目標(biāo)頻率20步(strides/min),做為判定是否達(dá)到最大努力的標(biāo)準(zhǔn)。研究的結(jié)果顯示(下表),橢圓機(jī)與跑步機(jī)的測(cè)量的VO2max、HRmax、RERmax等皆沒有顯著差異。透過橢圓機(jī)進(jìn)行漸增強(qiáng)度的最大努力運(yùn)動(dòng)測(cè)驗(yàn),可以獲得與跑步機(jī)類似的運(yùn)動(dòng)生理反應(yīng)。

  橢圓機(jī)的VO2max測(cè)驗(yàn)流程(Dalleck, Kravttz, & Robergs, 2004)

  橢圓機(jī)與跑步機(jī)進(jìn)行最大努力測(cè)驗(yàn)的生理反應(yīng)比較

  變項(xiàng) VO2max

  (ml/kg/min) HRmax

  (b/min) RERmax 持續(xù)時(shí)間

  (min) 

  橢圓機(jī)

  (范圍) 47.3±6.4

  (35.4-57.1) 184.4±8.8

  (159-197) 1.25±0.09

  (1.05-1.37) 12.17±1.40

  (9.60-14.72) 

  跑步機(jī)

  (范圍) 47.9±6.8

  (34.0-61.5) 185.7±7.7

  (163-199) 1.22±0.10

  (1.03-1.34) 11.56±1.60

  (8.31-13.25) 

  Wiley, Mercer, Chen, and Bates (1999)研究發(fā)現(xiàn),PreCor牌的橢圓機(jī),進(jìn)行漸增強(qiáng)度最大運(yùn)動(dòng)測(cè)驗(yàn)獲得的VO2max與HRmax,與利用跑步機(jī)進(jìn)行VO2max與HRmax測(cè)驗(yàn)的結(jié)果并沒有不同。Larsen and Heath (2002)研究發(fā)現(xiàn),不同踩踏頻率(每分鐘56, 69, 80轉(zhuǎn))的橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng),會(huì)有VO2(20.7±2.8, 25.2±3.4, 30.2±4.3 ml/kg/min)與HR(119.3±17.0, 135.7±18.2, 152.7±21.0 bpm)生理反應(yīng)上的顯著差異。Picard等(2002)以PreCor EFX 546型橢圓機(jī),進(jìn)行橢圓機(jī)預(yù)測(cè)能量消耗與實(shí)際消耗的比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn)在較高阻力時(shí)的能量消耗預(yù)估值,會(huì)有顯著高估實(shí)際能量消耗的現(xiàn)象。Schorner, Treeacciano, Hickner, and McCammon (2004)的研究則再次驗(yàn)證PreCor EFX546型橢圓機(jī)高估能量消耗。Browder and Dolny (2002)的研究則發(fā)現(xiàn),橢圓機(jī)的活動(dòng)方向(向前或向后)與不同的步長(zhǎng),會(huì)顯著影響下肢肌群的活動(dòng)方式。Dolny, Hughes, Caylor, and Browder (2004)的研究則發(fā)現(xiàn),不僅橢圓機(jī)的阻力會(huì)顯著影響到VO2、HR、RER、RPE的反應(yīng),橢圓機(jī)步長(zhǎng)(45cm, 53cm, 59cm, 65cm)的差異,也會(huì)顯著影響到VO2與HR,但是RPE與RER則不會(huì)受到步長(zhǎng)的影響。

  盡管大部分的研究發(fā)現(xiàn),最大橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)的VO2max與跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)沒有顯著的差別,但是,仍有研究發(fā)現(xiàn),利用橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)進(jìn)行最大運(yùn)動(dòng)時(shí)的VO2max與HRmax皆顯著低於跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)(Wallace, Sforzo, & Swensen, 2004);而且,三個(gè)自覺強(qiáng)度(RPE,11、13、15)下的VO2、HR與能量消耗(energy expenditure),都有跑步機(jī)運(yùn)動(dòng)顯著高於橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象,而且在性別上也沒有顯著的不同。在一般相同自覺運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的條件下,跑步機(jī)會(huì)產(chǎn)生較大的能量消耗,橢圓機(jī)則可能因?yàn)橥炔烤植康募∪庳?fù)荷較大,讓使用者感覺比實(shí)際的能量消耗還艱難一些。

  事實(shí)上,Egana and Donne (2004)的研究顯示,橢圓機(jī)的訓(xùn)練效果(12周)與踏步機(jī)(Stair climbing)、跑步機(jī)類似,代表橢圓機(jī)已經(jīng)被證實(shí)是有效的有氧適能訓(xùn)練工具。運(yùn)動(dòng)生理學(xué)的研究者,有必要針對(duì)橢圓機(jī)踏踏頻率快慢(有些文獻(xiàn)以兩腳的步數(shù)計(jì)算、有些以單腳完成的圈數(shù)計(jì)算)、阻力大小、步長(zhǎng)幅度(包含身高差異的影響)等變項(xiàng),進(jìn)行詳細(xì)的研究與規(guī)范,以便讓使用橢圓機(jī)的一般社會(huì)大眾,確實(shí)享受到橢圓機(jī)運(yùn)動(dòng)的效益。

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