全身振动训练
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振動刺激
Whole Body Vibration 全身振動訓練
演講人:李恆儒 博士
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.)
振動訓練的應用
振動訓練 直接振動刺激 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)
振動訓練如何進行
全身性的振動訓練是 由三種不同的方向產 生:
側向 ( X ) 前後向 ( Y ) 上下 ( Z )
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振動訓練如何進行
目前振動平台多以商 業化,有以下品牌
Nemes, Nemesis, 荷蘭 Galileo, Novotech, 德國 Power-Plate, 荷蘭 其它
振動訓練如何進行
主要有以下兩種主要的系統: 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 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。
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平衡(Balance)
力量(Strength) 骨密度 (Bone Mineral Density)
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 振動特性 運動流程
爆發力(Power)
姿勢控制 (Postural control)
振 動 訓 練
神經肌肉系統增進 (Neuromuscular improvement) 運動表現 (Exercise Performance)
攝氧量 (Oxygen Uptake)
賀爾蒙 (Hormones)
結論
振動特性: 1.振動頻率 2.振動幅度 3.應用方法
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 訓練的效果進行分析與探討 – 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
振動訓練
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。
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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 勞工安全衛生設 施規則第三百零 一條 內容 「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 頻率加權加速度均方根值(RMS) :0.5-1.15m/s2 動暴露評估(1997) 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
振動 頻率 20 Hz
DKN_Netherland
25 Hz 30 Hz 35 Hz 40 Hz 45 Hz 50 Hz
G值 0.98 2.52 2.74 3.17 3.72 4.47 5.61
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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
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謝謝各位的聆聽! 敬請指教!
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