全身振动训练

1 Whole Body Vibration 全身振動訓練 演講人：李恆儒 博士 振動刺激 Mester等 (1999)，早在十七世紀就提出導致馬伕 下背痛的原因，是來自於長期駕坐在馬背上，受 振動刺激而累積產生慢性傷害，學者才開始探討 振動刺激對人體的影響，並預防振動對人體造成 的傷害 之後相關的研究卻發現振動可運用在人體傷害的 復健上，運用振動刺激治療肌肉張力異常的病 人。 (Bishop, 1974) 振動訓練的發現 俄國科學家 Nazarov 利用這些發現並將振動刺激 結合阻力訓練應用在運動員上。他觀察到這種刺 激方法能夠有效的增加選手的靈活度與力量。 (Nazarov & Spivak, 1987; Kunnemeyer & Smidtbleicher, 1997) 90 年代起由歐洲學者更進一步重視與發展，並將 此機制運用在運動訓練中以增進運動表現。 (Issurin 等, 1989, 1994; Issurin & Tenenbaum, 1999; Torvinen 等, 2002 etc.) 振動訓練 ¾直接振動刺激 ¾全身振動刺激 目前振動訓練，可以透過一個機械平台，產生全 身的振動，稱為 全身振動訓練(Whole body vibration, WBV) 振動訓練的應用 振動訓練如何進行 全身性的振動訓練是 由三種不同的方向產 生： ¾側向 ( X ) ¾前後向 ( Y ) ¾上下 ( Z ) 2 振動訓練如何進行 目前振動平台多以商 業化，有以下品牌 ¾Nemes, Nemesis, 荷蘭 ¾Galileo, Novotech, 德國 ¾Power-Plate, 荷蘭 ¾其它 振動訓練如何進行 主要有以下兩種主要的系統: ¾側向交替系統(Side alternating systems)： 類似蹺蹺板的活動表現並且能夠有類似人體步 態的活動-總是一隻腳向上另外一隻腳向下 ¾全平台垂直振動系統： 整個平台進行上下垂直振動，這樣的動作令全 身都能受到刺激。 (Abercromby 等, 2007; Burkhard, 2006) 全身振動訓練如何產生 ? 利用振動機所產生的機械性的刺激產生加速的力 量並作用在人身體上。(影片) 這種力量使得肌肉延長,而這種外力的訊號會被人 體肌肉內的一種叫做「肌梭」的器官所接收。而 肌梭將會藉由中樞神經系統傳送訊號到肌肉產生 非自主意識控制的肌肉收縮。 全身振動訓練如何產生 ? 這種非自主意識的肌肉收縮，會比自主意識所控 制的收縮還要多，表示會產生更大的力量。 (Issurin & Tenenbaum, 1999 ) Bosco 等 (1999); Delecluse 等 (2003)另外也提到在 振動刺激時，肌肉電氣訊號(EMG)有觀察到明顯 的提高，表示了肌肉收縮強度增加。 3 振 動 訓 練 攝氧量 (Oxygen Uptake) 姿勢控制 (Postural control) 爆發力(Power) 賀爾蒙 (Hormones) 運動表現 (Exercise Performance) 骨密度 (Bone Mineral Density) 力量(Strength) 神經肌肉系統增進 (Neuromuscular improvement) 平衡(Balance) 結論 在最近幾年，使用振動刺激作為訓練已經增加與 風行。最近的發現說明了振動訓練能夠在神經肌 肉系統上有正面的立即效應以及長期效果。 但是，振動訓練的效果取決於訓練的流程 (Luo et al, 2005) ，包含 ¾振動特性 ¾運動流程 振動訓練 振動特性： 1.振動頻率 2.振動幅度 3.應用方法 運動流程： 1.訓練方式 2.訓練強度 3.訓練量 結論 振動訓練可以增強肌力與爆發力因此未來可考慮 的研究方向： – 對各種振動頻率與幅度等不同的特質對於振動 訓練的效果進行與探討 – 探討最佳化振動頻率與振幅組合以達到最好的 訓練效果 – 針對各式不同的運動項目應用振動訓練找出適 合的訓練方式與流程 結論 振動訓練可以對於平衡與姿勢控制及骨密度等方 面有良好的促進效果，因此： – 推廣應用幫助老人提升平衡與姿勢控制能力以 助於防跌 – 最佳化振幅與頻率結合以促進骨密度增加 振動訓練為一新興訓練方式且應用層面廣泛，未 來仍有極大發展空間。 Questions to think 全身振動訓練的”益處”仍是不確定及有爭議的。 (Nordlund, 2007) 全身振動訓練可能存有潛在的風險。 (Cardinale, 2003) 全身振動可能破壞正常生理與結構。包括：腰背部、消化 器官、生殖系統、視覺和前庭系統。 (Seidel, 1993) ISO 263-1 所訂定頻率加權加速度均方根值(RMS) 及振動 劑量值(VDV)之健康警戒範圍分別為為：0.45-0.9m/s2與 8.5 – 17m/s1.75。 (ISO, 1997) 於全身振動平台上，屈膝的角度會影響頭部的加速度。 (Abercromby, 2007) 阻尼（damping）是指任何振動系統在振動中，由於外界作 用和/或系統本身固有的原因引起的振動幅度逐漸下降的特 性，以及此一特性的量化表徵。 4 目前並無對於全身運動訓練(WBVT)定量化 的技術。也無使用ISO 2631-1 規範市售的全 身振動訓練機。 市售全身振動訓練機的不同使用的阻尼器也 會有所不同。而不同的體重或重量會影響阻 尼係數的改變直接造成振幅的下降，間而影 響訓練的效益。 全身振動定量測定評估與研究 法規 內容 勞工安全衛生設 施規則第三百零 一條 「雇主僱用勞工從事振動作業，應使勞工每天全 身振動 暴露時間不超過下列各款之規定」： 垂直振動三分之一八音度頻帶中心頻率之加速度 (m/s2)，不得超過表1規定之容許時間。 ISO 2631 全身振 動暴露評估(1997) 頻率加權加速度均方根值(RMS) ：0.5-1.15m/s2 振動劑量值(VDV)：8.5-17m/s1.75 最大瞬間振動值(MVTT)：0.5-1.15m/s2 歐盟振動指令 (2002) 頻率加權加速度均方根值(RMS) ：0.5-1.15 m/s2 振動劑量值(VDV)：9.1-21 m/s1.75 重力加速度 (acceleration) 受到地球重力的影響，當一物體不受到任何外力阻 擋時，則物體會受到一個指向地心的加速度作用， 稱為重力加速度，其值在地球表面約等於9.8 m/s2， 9.8m/s2 即為1g。本研究依據以下公式將振動盤加速 度控制在1g 之內。公式如下： 偏心軸加速度 (m/ s2) = (4*π2 * freq2 * amp) / 1000 偏心軸加速度g 值 = 偏心軸加速度 (m/ s2) / 9.8 m/s2 振動盤加速度 (m/s2) = 偏心軸加速度 (m/ s2) × (振動盤振幅 (mm) /2)] /偏心 軸半徑 (mm) DKN_Netherland DKN_Netherland 5.614.473.723.172.742.520.98G值 50 Hz 45 Hz 40 Hz 35 Hz 30 Hz 25 Hz 20 Hz 振動 頻率 5 一般狀況的處理 Band pass 10~500 Hz 全波整流翻正 平滑化(Smoothing) 讀取Mean值 有震動刺激下的處理 帶通濾波Band pass 10~500 Hz 快速傅立葉轉換(FFT) 進行頻譜分析 找到震動影響之peak 使用 Band stop 濾波 全波整流翻正(Abs = Full wave Rectification) 平滑化(Smoothing) 讀取Mean值 6 7 謝謝各位的聆聽! 敬請指教!