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大 專 體 育 第 91 期 /96 年 8 月
有 氧 能 力 或 心 肺 耐 力 一 般 認 為 是 一 個 人 運 動 能 力 的 重 要 指 標 , 也 攸 關 一 個 人 的 健 康 狀 況 ,
有 氧 能 力 越 好 代 表 心 肺 功 能 佳 , 肌 肉 利 用 氧 的 效 率 好 。 在 評 估 有 氧 或 心 肺 耐 力 上 , 最 大 耗 氧 量
(V ‧ O2max) 被 眾 多 研 究 者 視 為 最 佳 指 標 , 測 量 ‧ V O2max 不 僅 可 得 知 個 人 有 氧 運 動 能 力 , 亦 可 用 為 運
動 訓 練 時 負 荷 強 度 之 依 據 ( 林 正 常 ,1989)。
‧
V O2max 實 際 測 量 法 為 利 用 跑 步 機 、 腳 踏 車 等 測 功 儀 (ergometer), 以 漸 增 運 動 測 試 (graded
exercise test), 在 個 人 最 大 運 動 強 度 求 得 其 ‧ V O2max。 此 法 需 要 昂 貴 儀 器 , 並 且 含 有 危 險 性 , 而 隨
著 國 人 對 生 活 品 質 要 求 的 提 升 , 越 關 心 自 己 身 體 的 健 康 狀 況 以 及 有 氧 能 力 , 許 多 研 究 者 因 此 提
出 許 多 間 接 測 量 的 方 法 替 代 , 以 求 省 時 , 省 事 。 間 接 測 量 法 可 分 為 登 階 、 跑 走 ( 林 正 常 ,1989)
等 非 最 大 強 度 運 動 , 或 是 依 據 身 體 質 量 指 數 、 年 齡 、 安 靜 心 跳 率 、 脂 肪 率 ( 林 建 得 等 ,2002)、
腰 圍 長 (Larry, Andrew, Greta, & Brian, 2006) 等 非 運 動 身 體 參 數 。 一 般 而 言 , 間 接 測 量 法 的 預 估 能
力 與 直 接 測 量 法 相 比 尚 有 段 差 距 。
生 物 電 阻 分 析 法 (bioelectrical impedance analysis, BIA) 傳 統 上 用 於 人 體 身 體 組 成 的 估 測 , 因
其 方 便 快 速 , 使 用 甚 為 普 遍 , 其 估 測 之 脂 肪 率 也 曾 被 用 於 估 計 ‧ V O2max 之 上 ( 林 建 得 等 ,2002),
其 結 果 顯 示 與 實 測 之 ‧ V O2max 具 相 關 性 (r = -.58)。 最 近 Alexander, Elmarie, Sven, and Gunther(2006)
的 研 究 發 現 電 阻 指 數 (impedance index) 與 實 測 之 ‧ V O2max 有 高 度 相 關 (r = 0.914; p < 0.001), 首 次 證
明 了 BIA 法 有 高 度 預 估 ‧ V O2max 的 能 力 , 為 ‧ V O2max 測 量 增 添 一 項 快 速 簡 便 的 方 法 。
本 文 旨 在 探 討 以 生 物 電 阻 預 估 ‧ V O2max 的 原 理 , 希 望 使 這 項 新 穎 的 ‧ V O2max 估 測 法 受 到 國 人
重 視 , 並 廣 泛 應 用 於 各 年 齡 層 及 醫 療 領 域 。
最 大 耗 氧 量 是 指 一 個 人 在 單 位 時 間 內 ( 每 分 鐘 ) 能 使 用 氧 氣 的 最 大 量 , 或 者 能 消 耗 氧 氣 的
最 大 速 率 , 亦 稱 為 最 大 攝 氧 量 。 從 心 肺 循 環 來 看 , 最 大 耗 氧 量 是 單 位 時 間 內 , 呼 吸 器 官 吸 入 之
氧 氣 被 細 胞 吸 收 的 最 大 量 , 其 中 包 含 吸 氣 量 、 肺 泡 吸 收 量 與 細 胞 耗 氧 量 三 個 參 數 (Robert & Steven,
2003)。
賴 金 鑫 (1983) 指 出 肌 肉 收 縮 需 要 能 量 , 主 要 來 源 是 ATP, 可 是 它 在 人 體 的 儲 存 量 很 有 限 ,
主 要 聯 絡 者 : 黃 政 一 , 國 立 彰 化 師 範 大 學 運 動 健 康 研 究 所
聯 絡 電 話 :(047)232-105 轉 1985
500 彰 化 市 進 德 路 1 號
E-mail: s94552003@mail.ncue.edu.tw
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所 以 必 須 靠 一 些 製 造 ATP 的 機 制 , 才 能 應 付 肌 肉 收 縮 所 需 的 能 量 。 這 些 機 制 以 需 氧 性 與 否 , 分
成 無 氧 代 謝 及 有 氧 代 謝 兩 個 系 統 。 無 氧 代 謝 系 統 的 原 料 為 肌 酸 磷 酸 與 碳 水 化 合 物 ( 肝 醣 與 葡 萄
糖 ), 它 提 供 ATP 的 速 率 非 常 快 , 可 是 卻 不 能 長 時 間 供 應 , 若 盡 全 力 運 動 , 大 概 不 到 1 分 鐘 就
會 用 光 了 , 並 且 會 產 生 大 量 乳 酸 堆 積 在 肌 肉 中 , 會 造 成 呼 吸 頻 率 增 加 、 肌 肉 疲 勞 等 現 象 , 運 動
強 度 就 無 法 維 持 。 有 氧 代 謝 系 統 的 原 料 包 括 碳 水 化 合 物 與 脂 肪 , 此 系 統 可 產 生 的 ATP 總 量 比 無
氧 代 謝 系 統 多 很 多 , 例 如 等 量 的 葡 萄 糖 , 有 氧 系 統 產 生 的 ATP 數 量 是 無 氧 系 統 的 13 倍 之 多 ,
脂 肪 酸 就 更 多 了 。 此 外 , 有 氧 代 謝 不 會 產 生 乳 酸 堆 積 , 肌 肉 可 以 維 持 較 久 的 運 動 時 間 , 可 是 就
供 應 能 量 的 速 率 來 說 , 無 氧 代 謝 提 供 能 量 的 速 率 比 較 快 , 越 劇 烈 的 運 動 , 無 氧 代 謝 產 生 能 量 的
貢 獻 越 大 (Powers & Howley, 2002), 因 此 兩 種 代 謝 系 統 皆 有 其 優 劣 點 。
根 據 無 氧 與 有 氧 代 謝 的 理 論 , 可 以 看 出 無 氧 代 謝 系 統 適 用 於 短 時 間 而 強 度 高 的 爆 發 型 運 動 ,
而 有 氧 代 謝 系 統 適 合 長 時 間 且 強 度 低 的 耐 力 型 運 動 , 因 此 耐 力 運 動 員 非 常 重 視 氧 氣 攝 取 的 能 力 。
林 正 常 (1997) 認 為 最 大 耗 氧 量 與 心 肺 功 能 、 肌 肉 收 縮 及 神 經 傳 遞 等 身 體 作 業 能 力 (physical work
capacity) 有 關 , 它 不 僅 代 表 心 肺 耐 力 與 有 氧 代 謝 能 力 , 也 是 心 肺 功 能 的 最 佳 指 標 。 對 於 一 個 運 動
員 來 說 , 亦 可 以 鑑 定 他 訓 練 前 的 能 力 及 當 成 他 個 人 運 動 訓 練 的 負 荷 指 標 。 每 個 人 最 大 耗 氧 量 的
差 異 , 除 了 運 動 訓 練 造 成 的 影 響 之 外 , 影 響 因 素 還 有 外 在 環 境 的 氧 氣 分 壓 、 呼 吸 道 暢 通 度 、 肺
臟 換 氣 功 能 及 擴 散 能 力 、 心 臟 大 小 與 心 肌 收 縮 能 力 、 參 與 運 動 的 肌 肉 量 ( 賴 金 鑫 ,1983)、 性 別 、
年 齡 、 身 體 大 小 、 遺 傳 因 子 ( 林 正 常 ,1986) 等 , 如 表 一 所 示 。
表 一 造 成 ‧ V O2max 個 別 差 異 的 原 因
影 響 因 素
‧ V O2max 的 差 異
外 在 環 境 的 氧 氣 分 壓
環 境 的 氧 氣 分 壓 越 低 , 則 ‧ V O2max 越 低
呼 吸 道 暢 通 度
患 有 呼 吸 道 疾 病 的 病 人 , 或 者 抽 煙 後 一 小 時 內 立 即 做 劇 烈 運
動 ,V ‧ O2max 會 較 低
肺 臟 換 氣 功 能 及 擴 散 能 力 肺 活 量 越 大 或 者 擴 散 能 力 越 大 , 則 ‧ V O2max 越 大
心 臟 大 小 與 心 肌 收 縮 能 力 心 臟 越 大 與 收 縮 能 力 越 強 ,V ‧ O2max 越 大
參 與 運 動 的 肌 肉 量
參 與 運 動 的 肌 肉 量 越 多 ,V ‧ O2max 越 大
18-20 歲 之 前 , 年 齡 越 高 ,V ‧ O2max 越 大 ;20 歲 之 後 , 年 齡 越 高 ,
性 別
‧
V O2max 越 少
年 齡 發 育 期 後 , 男 子 ‧ V O2max 絕 對 值 較 女 子 多 出 13-16%
‧
V O2max 與 身 高 或 體 表 面 積 成 正 比 。 若 以 ml/kg/min 為 單 位 , 此
身 體 大 小
偏 差 值 較 低
遺 傳 因 子 遺 傳 對 ‧ V O2max 的 限 制 程 度 約 93.4%
資 料 來 源 : 林 正 常 (1986)、 賴 金 鑫 (1983)
測 量 ‧ V O2max 最 直 接 的 方 法 , 是 讓 受 試 者 使 用 運 動 設 備 , 接 受 接 近 最 大 負 荷 的 運 動 程 序 , 在
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運 動 過 程 中 收 集 呼 出 之 氣 體 , 分 析 呼 氣 之 含 氧 量 , 計 算 出 每 分 鐘 氧 氣 的 消 耗 量 ( 林 正 常 ,1989)。
各 專 家 提 出 的 程 序 並 不 盡 相 同 , 設 備 也 有 些 許 差 異 , 茲 介 紹 如 下 :
( 一 ) 運 動 裝 置
最 常 用 來 測 定 ‧ V O2max 的 運 動 裝 置 有 跑 步 機 、 腳 踏 車 測 功 計 與 踏 台 三 種 。 根 據 研 究 顯 示 ,
此 三 種 裝 置 的 優 劣 依 序 為 跑 步 機 , 其 次 是 踏 台 , 最 後 為 腳 踏 車 測 功 計 。 雖 然 測 定 ‧ V O2max 時 ,
踏 台 與 腳 踏 車 測 功 計 測 出 的 值 低 於 原 地 跑 步 機 , 但 由 於 差 異 不 大 , 仍 然 有 許 多 研 究 者 使 用 踏
台 與 腳 踏 車 測 功 計 。
( 二 ) 運 動 負 荷 施 加 方 法
測 量 V •
O 2 max
時 , 運 動 的 目 標 是 使 受 試 者 達 到 所 能 承 受 的 最 大 負 荷 強 度 , 因 此 需 要 一 連
串 的 運 動 程 序 , 找 出 可 以 判 定 受 試 者 已 盡 全 力 的 時 間 點 。 不 論 何 種 運 動 裝 置 , 其 運 動 負 荷 施
加 的 方 法 皆 可 分 為 固 定 式 與 漸 增 式 兩 種 。 固 定 式 負 荷 法 是 指 運 動 負 荷 從 測 定 開 始 至 結 束 維 持
固 定 , 直 至 達 到 最 大 耗 氧 量 的 判 定 標 準 為 止 , 此 法 又 可 分 為 持 續 法 與 間 接 法 , 前 者 不 讓 受 試
者 有 休 息 時 間 , 後 者 則 是 運 動 與 休 息 交 替 進 行 。 漸 增 式 負 荷 法 即 運 動 強 度 隨 著 時 間 增 加 , 此
法 也 分 為 持 續 法 與 間 接 法 , 間 接 法 中 間 安 插 休 息 時 間 , 不 休 息 則 為 持 續 法 。
( 三 ) 最 大 耗 氧 量 的 判 定 標 準
判 定 受 試 者 達 到 最 大 耗 氧 量 需 要 一 判 定 標 準 , 可 從 耗 氧 量 曲 線 來 判 斷 。 當 受 試 者 運 動 的
負 荷 漸 增 時 , 耗 氧 量 也 會 逐 漸 增 加 , 可 以 觀 察 到 耗 氧 曲 線 上 升 , 倘 若 運 動 負 荷 增 加 , 耗 氧 曲
線 卻 不 再 上 升 時 , 則 判 斷 受 試 者 的 耗 氧 量 已 達 到 最 大 值 , 這 是 最 準 確 的 指 標 , 因 為 一 般 人 往
往 達 不 到 這 點 , 因 此 有 些 學 者 提 出 其 他 指 標 作 為 判 斷 最 大 耗 氧 量 的 標 準 ,McConnell(1988) 整
理 大 部 分 研 究 人 員 的 意 見 , 提 出 以 下 判 定 準 則 :1. 當 受 試 者 自 覺 精 疲 力 盡 時 ;2. 呼 吸 商
(respiratory exchange ratio) 超 過 1.1;3. 血 乳 酸 濃 度 超 過 10 mmol/L;4. 運 動 強 度 自 覺 量 表 達 到
19 或 20。
目 前 雖 然 使 用 跑 步 機 做 最 大 運 動 強 度 的 ‧ V O2max 實 測 法 , 最 為 直 接 準 確 , 但 因 此 法 需 要 昂 貴
的 儀 器 ( 跑 步 機 、 氣 體 分 析 儀 等 ), 實 驗 流 程 需 富 有 專 業 知 識 的 人 員 操 作 , 最 大 強 度 的 運 動 對 於
受 試 者 亦 有 潛 在 的 危 機 , 使 人 意 願 不 高 , 因 此 許 多 研 究 者 相 繼 研 究 一 些 替 代 方 法 , 有 些 是 運 動
負 荷 不 需 達 到 極 限 , 有 些 不 須 受 試 者 做 運 動 , 有 些 不 需 特 殊 儀 器 測 量 , 目 的 不 外 乎 省 時 , 省 事 ,
或 省 錢 。
林 正 常 (1989) 指 出 對 於 下 列 之 情 況 , 更 有 採 用 此 類 測 量 法 之 必 要 :
( 一 ) 受 試 者 從 未 從 事 過 最 大 強 度 運 動 。
( 二 ) 無 醫 護 人 員 在 旁 監 控 時 。
( 三 ) 受 試 者 受 測 時 健 康 狀 況 未 明 時 。
( 四 ) 實 施 最 大 運 動 強 度 測 驗 前 , 運 動 負 荷 以 有 氧 能 量 百 分 比 (V ‧ O2max %) 做 基 準 時 。
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( 五 ) 為 了 心 肺 發 達 者 或 耐 力 訓 練 設 計 運 動 訓 練 內 容 。
‧
V O2max 替 代 測 量 法 以 受 試 者 運 動 與 否 , 可 分 為 非 最 大 強 度 運 動 測 量 法 , 以 及 利 用 身 體 參 數
估 算 兩 類 。 非 最 大 強 度 運 動 測 量 的 方 法 種 類 繁 多 , 現 今 多 使 用 的 1.5 英 哩 跑 走 ,Cooper 800/1,600
公 尺 跑 走 ,Cooper 3 分 鐘 登 階 測 驗 , 以 及 Cooper 12 分 鐘 跑 走 ; 利 用 身 體 參 數 估 算 方 法 , 受 試 者
不 需 運 動 , 分 別 可 利 用 年 齡 、 安 靜 心 跳 率 、 身 體 質 量 指 數 (BMI)、 皮 脂 夾 法 體 脂 肪 百 分 比 、 腰 圍
長 等 身 體 參 數 估 算 。
表 二 顯 示 ‧ V O2max 替 代 測 量 法 相 關 研 究 結 果 。 孫 美 蓮 (2006) 的 研 究 指 出 30 名 平 均 年 齡
20.37±1.79 歲 男 性 大 學 生 的 1,600 公 尺 跑 走 、12 分 鐘 跑 走 及 3 分 鐘 登 階 測 驗 三 種 ‧ V O2max 估 測 ,
分 別 與 跑 步 機 ‧ V O2max 實 測 之 相 關 係 數 為 -0.776、0.748 與 0.363。McNaughton, Hall, and Cooley(1998)
對 32 名 年 輕 男 性 ( 平 均 年 齡 20.14±0.34 歲 ) 測 驗 1.5 英 哩 跑 走 與 Cooper 12 分 鐘 跑 走 估 計 之
‧
V O2max, 與 ‧ V O2max 實 測 之 相 關 係 數 分 別 為 0.87 與 0.87。 林 建 得 等 (2002) 對 於 111 名 男 性 做
許 多 身 體 特 徵 測 量 與 腳 踏 車 ‧ V O2max 直 接 測 量 , 發 現 各 特 徵 與 ‧ V O2max 的 相 關 係 數 分 別 為 年 齡
-.65, 安 靜 心 跳 率 -.29, 身 體 質 量 指 數 (BMI)-.52, 皮 脂 夾 法 體 脂 肪 百 分 比 -.71, 皆 達 顯 著 相 關 。Larry
et al.(2006) 發 現 2,417 名 男 性 與 384 名 女 性 的 腰 圍 長 、 皮 脂 夾 法 體 脂 肪 百 分 比 以 及 BMI, 與 實 測
‧
V O2max 之 相 關 係 數 分 別 為 -0.392、-0.654 與 -0.392, 亦 達 顯 著 。 就 預 測 能 力 來 說 , 非 最 大 強 度 運
動 之 VO 2max 間 接 測 量 法 較 為 準 確 ; 但 是 就 測 量 簡 便 性 來 說 , 則 以 不 需 運 動 之 身 體 參 數 測 量 法 為
優 , 測 驗 者 可 依 其 身 體 狀 況 及 設 備 環 境 做 取 捨 。
表 二 兩 類 間 接 測 量 ‧ V O2max 方 法 之 比 較
文 獻 作 者
實 驗 對 象
與 實 測 ‧ V O2max 之
相 關 係 數
非 最 大 強 度 運 動 測 量
1.5 英 哩 跑 走 McNaughton et al.(1998) 32 名 年 輕 男 性 -0.871
Cooper 3 分 鐘 登 階 測 驗 孫 美 蓮 (2006) 30 名 男 性 大 學 生 -0.363
Cooper 800/1,600 公 尺 跑 走 孫 美 蓮 (2006) 30 名 男 性 大 學 生 -0.776
Cooper 12 分 鐘 跑 走 孫 美 蓮 (2006) 30 名 男 性 大 學 生 -0.748
McNaughton et al.(1998) 32 名 年 輕 男 性 -0.871
非 運 動 身 體 參 數 測 量
BMI 林 建 得 等 (2002) 111 名 健 康 男 性 -0.521
Larry et al.(2006)
2,417 名 男 性 與 384
名 女 性
-0.392
皮 脂 夾 法 體 脂 肪 百 分 比 林 建 得 等 (2002) 111 名 健 康 男 性 -0.711
Larry et al.(2006)
2,417 名 男 性 與 384
名 女 性
-0.654
安 靜 心 跳 率 林 建 得 等 (2002) 111 名 健 康 男 性 -0.291
年 齡 林 建 得 等 (2002) 111 名 健 康 男 性 -0.651
腰 圍 長
Larry et al.(2006)
2,417 名 男 性 與 384
名 女 性
-0.392
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大 專 體 育 第 91 期 /96 年 8 月
生 物 電 阻 分 析 法 根 據 人 體 的 電 氣 特 性 , 在 人 體 體 表 通 入 一 電 流 , 再 以 BIA 分 析 儀 測 得 的 人
體 電 阻 , 經 由 一 些 預 測 公 式 求 得 人 體 各 組 成 的 比 例 。BIA 首 見 於 1959 年 Nyboer 的 研 究 , 當 時
他 預 估 的 是 血 流 量 。 到 了 1990 年 代 , 生 物 電 阻 抗 分 析 儀 已 經 可 在 市 場 上 買 到 , 因 為 設 備 輕 便 且
安 全 , 步 驟 簡 單 且 可 採 用 非 侵 入 方 式 (non-invasive) 測 量 , 以 及 結 果 獲 得 快 速 且 有 重 複 性 , 使 得
生 物 電 阻 分 析 法 在 臨 床 上 的 使 用 有 越 來 越 增 加 的 趨 勢 (Ursula et al., 2004)。
生 物 電 阻 分 析 的 測 量 方 法 主 要 有 單 頻 BIA 法 (SF-BIA)、 多 頻 BIA 法 (MF-BIA)、 生 物 電 阻 光
譜 分 析 法 (BIS)、 分 部 BIA 法 (segmental-BIA)、 局 部 BIA 法 (localized-BIA) 與 向 量 BIA 法 (vector-
BIA)( 李 佳 怡 、 何 維 華 、 李 超 群 ,2004)。 以 單 頻 BIA 法 為 例 , 它 通 常 以 50kHz 的 頻 率 , 使 用
兩 組 電 極 , 一 組 貼 在 手 腕 與 手 背 上 , 另 一 組 貼 在 腳 踝 與 腳 背 上 , 通 電 流 測 量 電 阻 值 , 另 外 有 些
儀 器 採 用 不 同 的 位 置 , 例 如 腳 - 腳 或 手 - 手 。 測 得 的 電 阻 值 , 經 由 儀 器 商 設 計 的 公 式 計 算 , 可
得 出 各 身 體 組 成 的 數 值 。MF-BIA 法 與 BIS 法 與 SF-BIA 相 似 , 但 MF-BIA 的 頻 率 由 0 至 500kHz(0,
1, 5, 50, 100, 200 to 500 kHz), 而 BIS 的 頻 率 由 0 至 ∞, 範 圍 更 大 。Segmental-BIA 法 在 幾 個 部 位
多 加 電 極 片 , 如 尖 峰 、 髂 骨 棘 、 手 臂 近 側 或 者 大 腿 上 部 等 , 再 測 量 各 節 段 的 電 阻 。Localized-BIA
法 只 在 局 部 的 人 體 部 位 貼 電 極 , 只 測 量 電 極 間 的 局 部 電 阻 。Vector-BIA 法 根 據 測 出 的 電 阻 , 做
出 向 量 , 與 參 考 值 做 比 較 , 以 判 定 受 試 者 的 組 織 電 阻 是 否 正 常 (Ursula et al., 2004)。
目 前 的 BIA 法 通 常 將 人 體 劃 分 成 四 份 , 根 據 Ursula et al.(2004) 之 整 理 , 略 述 於 下 :
(FFM)
FFM 係 指 人 體 一 切 非 脂 肪 組 織 的 物 質 , 亦 稱 為 瘦 體 重 (lean body mass), 可 再 分 成 四 份 , 即
內 臟 的 蛋 白 質 、 細 胞 內 液 (ICW)、 細 胞 外 液 (ECW) 與 骨 頭 的 礦 物 質 。 內 臟 的 蛋 白 質 與 細 胞 內 液 合
起 來 稱 為 身 體 細 胞 質 量 (BCM), 而 細 胞 內 液 與 細 胞 外 液 合 起 來 稱 為 身 體 總 水 量 (TBW)。
(FM)
理 論 上 脂 肪 組 織 含 水 甚 少 , 電 阻 很 大 , 對 於 BIA 使 用 的 電 流 ( 約 800µA) 來 說 , 它 算 是 絕
緣 體 , 電 流 幾 乎 不 會 通 過 脂 肪 組 織 , 所 以 測 得 的 電 阻 值 並 不 含 脂 肪 組 織 的 電 阻 。 因 此 , 脂 肪 組
織 理 論 上 無 法 以 電 阻 值 預 估 , 但 去 脂 體 重 卻 可 以 。 根 據 人 體 四 劃 分 法 , 總 體 重 減 掉 去 脂 重 , 即
為 脂 肪 重 。 但 因 為 BIA 估 測 脂 肪 並 不 完 全 準 確 ( 李 佳 怡 等 ,2004), 許 多 研 究 者 仍 然 對 FM 提 出
不 同 的 預 測 公 式 。
TBW 是 細 胞 外 液 ) 與 細 胞 內 液 的 總 合 ,ECW 主 要 為 淋 巴 液 、 細 胞 間 液 與 血 漿 ,ICW 是 所 有
細 胞 內 的 液 體 。 一 般 成 人 TBW 佔 體 重 的 比 率 如 表 三 :
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大 專 體 育 第 91 期 /96 年 8 月
表 三 一 般 成 人 TBW 佔 體 重 之 比 率
個 別 差 異 性
TBW 比 率
一 般 健 康 者 男 性 50-60%
女 性 55-65%
非 一 般 健 康 者 肌 肉 發 達 者 70-80%
肥 胖 患 者 45-50%
資 料 來 源 :Dorhofer & Pirlich (2003)
TBW 佔 FFM 的 平 均 比 率 依 年 齡 不 同 而 有 差 異 , 初 生 兒 約 80%,10 歲 孩 童 約 75%(Heltmann,
1994), 健 康 成 人 約 73%。TBW 的 分 布 , 一 般 來 說 ECW 佔 43%,ICW 佔 57%。 為 了 檢 測 受 試
者 有 無 水 腫 症 狀 , 有 必 要 將 ECW/ICW 列 入 考 慮 參 數 , 若 ECW/ICW 的 值 上 升 , 代 表 受 試 者 可
能 有 積 水 症 狀 。
BCM 意 指 人 體 內 富 含 蛋 白 質 且 能 量 代 謝 活 性 強 的 細 胞 , 主 要 為 內 臟 及 肌 肉 組 織 。 由 於 脂 肪
代 謝 活 動 低 , 脂 肪 組 織 不 屬 於 BCM。BCM 包 含 以 下 類 型 的 組 織 : 骨 骼 肌 、 心 肌 、 平 滑 肌 、 內
臟 、 腸 胃 道 、 血 液 、 腺 體 及 神 經 系 統 。 因 為 代 謝 活 動 由 BCM 的 細 胞 運 作 ,BCM 常 用 於 評 估 病
人 的 營 養 狀 態 , 也 是 評 估 人 體 能 量 消 耗 與 熱 量 需 求 的 重 要 參 數 。BCM 細 胞 的 代 謝 有 合 成 與 分 解
作 用 , 合 成 作 用 可 維 持 細 胞 結 構 與 合 成 新 的 細 胞 , 因 此 BCM 常 用 於 評 估 病 患 細 胞 壞 死 的 狀 況
(Kotler, Tierney, Wang, & Pierson, 1989)。 遺 傳 、 年 齡 與 生 理 狀 況 皆 會 影 響 個 人 BCM 的 比 例 。 研
究 發 現 運 動 會 增 加 BCM 在 FFM 中 的 比 率 , 運 動 競 賽 選 手 的 比 率 可 達 60%FFM。 尚 未 發 育 的 兒
童 BCM 較 低 , 略 低 於 50%FFM, 成 年 人 的 BCM 高 於 50%FFM, 老 年 人 若 不 運 動 ,BCM 將 會
低 於 50%FFM。
為 了 降 低 測 驗 危 險 性 與 器 材 簡 便 考 量 , 許 多 研 究 者 提 出 從 次 最 大 運 動 強 度 中 估 測 ‧ V O2max,
而 最 近 有 些 研 究 建 議 採 用 建 立 在 非 運 動 參 數 上 的 ‧ V O2max 間 接 測 量 法 , 會 更 為 經 濟 。
靜 態 的 身 體 參 數 , 很 容 易 使 人 聯 想 到 身 體 組 成 , 因 此 方 便 的 BIA 法 自 然 會 派 得 上 用 場 。 林
建 得 等 (2002) 指 出 以 BIA 法 測 出 的 人 體 脂 肪 百 分 率 與 最 大 耗 氧 量 已 達 顯 著 相 關 (r = -.58), 但
其 預 測 能 力 似 乎 並 不 足 夠 。
倘 若 再 以 BIA 可 預 估 的 身 體 參 數 , 與 影 響 ‧ V O2max 的 因 素 連 結 探 討 , 從 傳 送 氧 氣 方 面 來 看 ,
血 液 量 與 血 紅 素 濃 度 扮 演 非 常 重 要 的 角 色 。Warburton, Gledhill, and Quinney(2000) 整 理 的 文 獻 指
出 , 血 液 量 的 差 異 顯 著 影 響 非 耐 力 運 動 員 的 ‧ V O2max, 對 於 耐 力 運 動 員 則 沒 有 影 響 的 跡 象 , 但 仍
然 有 兩 篇 研 究 顯 示 血 液 量 增 加 會 增 進 ‧ V O2max。
或 許 以 血 液 量 去 估 計 ‧ V O2max 不 是 非 常 準 確 , 那 麼 再 考 慮 肌 肉 量 看 看 , 理 論 上 , 一 個 人 肌 肉
較 多 , 運 動 時 可 參 與 的 肌 肉 也 多 , 而 肌 肉 正 是 運 動 消 耗 氧 氣 產 生 能 量 的 地 方 , 那 麼 有 可 能 肌 肉
含 量 較 多 , 則 耗 氧 量 較 大 。
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大 專 體 育 第 91 期 /96 年 8 月
2006 年 Alexander 等 參 考 前 人 以 身 高
2 / 電 阻 值 ( 電 阻 指 數 ,impedance index) 估 測 人 體 總 肌
肉 質 量 的 高 準 確 性 (Janssen, Heymsfield, Baumgartner, & Ross, 2000), 加 上 自 己 實 驗 室 發 現 電 阻 指
數 與 血 液 量 有 高 度 相 關 (r = 0.89), 大 膽 地 假 設 電 阻 指 數 可 能 可 以 預 測 ‧ V O2max。 他 們 對 平 均 年 齡
23-25 歲 的 33 名 男 性 與 33 名 女 性 , 分 別 以 BIA 分 析 儀 測 量 電 阻 值 , 填 寫 身 體 活 動 自 我 量 表
(PAR-Q), 以 及 跑 步 機 最 大 運 動 強 度 測 量 ‧ V O2max 做 分 析 比 較 , 結 果 顯 示 ‧ V O2max 與 電 阻 指 數 的
相 關 係 數 為 0.914, 並 與 PAR-Q 及 性 別 (gender) 總 結 出 ‧ V O2max 的 預 測 公 式 :V ‧ O2max(ml min -1 )=14.29
× H 2 /Z + 104.14 × PAR-Q – 440.79 × gender + 489.47, 其 中 H 是 身 高 , 單 位 為 公 分 ;Z 為 電 阻 值 ,
單 位 是 歐 姆 (Ω);gender 是 性 別 , 男 性 為 1, 女 性 為 0, 此 研 究 首 次 證 明 了 以 BIA 測 得 之 電 阻 指
數 與 ‧ V O2max 有 高 度 相 關 (r = 0.914; p < 0.001)。
生 物 電 阻 不 僅 可 預 測 一 般 人 的 有 氧 運 動 能 力 , 對 於 患 有 疾 病 的 人 也 有 相 當 的 預 估 能 力 。
Kobayashi et al.(2000) 將 50 名 慢 性 肺 病 患 者 分 別 做 BIA 去 脂 重 測 量 及 一 些 肺 部 功 能 檢 定 , 與 腳
踏 車 最 大 ‧ V O2max 測 驗 做 分 析 , 結 果 發 現 FFM 預 估 ‧ V O2max 能 力 相 當 高 ,MaMoto et al.(2003) 以
BIA 人 體 水 份 分 部 預 測 慢 性 肺 病 患 者 的 最 高 耗 氧 量 也 有 相 似 的 預 估 能 力 。
雖 然 生 物 電 阻 預 測 ‧ V O2max 有 效 的 族 群 範 圍 尚 未 確 定 , 但 其 測 量 方 便 , 設 備 符 合 經 濟 , 測 驗
流 程 簡 便 , 對 於 估 測 ‧ V O2max 實 為 一 項 符 合 現 代 需 求 的 發 現 。
綜 合 上 述 研 究 可 以 發 現 利 用 生 物 電 阻 分 析 法 估 算 最 大 耗 氧 量 , 很 接 近 利 用 呼 吸 氣 體 分 析 法
所 測 的 ‧ V O2max。 其 他 非 氣 體 分 析 估 算 ‧ V O2max 方 法 , 也 具 有 快 速 簡 便 的 優 點 , 但 是 預 估 能 力 與
呼 吸 氣 體 分 析 法 尚 有 段 差 距 。 因 此 , 利 用 生 物 電 阻 分 析 法 估 算 最 大 耗 氧 量 兼 有 省 時 省 事 與 預 測
能 力 較 高 的 優 點 , 實 為 一 值 得 重 視 的 發 現 。 未 來 若 能 更 進 一 步 增 加 生 物 電 阻 分 析 測 量 的 準 確 度 ,
則 可 提 供 預 估 最 大 耗 氧 量 一 個 簡 便 並 更 適 用 於 大 規 模 族 群 的 測 量 方 法 。
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