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運動處方(Exercise prescription)

家庭醫學部 陳全裕醫師

世界衛生組織在2020年11月25日發佈最新運動建議,18歲以上成人都應該定期身體活動,每週至少150-300分鐘的中等強度有氧運動、或一週至少75-150分鐘的高強度有氧運動、或合併中等與高強度活動,每週至少2天針對主要肌群的中等或更高強度肌力強化訓練;在所有年齡,都應該避免久坐,如果沒法達到上面建議,有活動仍然比不活動好。

根據美國運動醫學醫學會(American College of Sports Medicine, ACSM)運動測試和處方指引第11版(2021年)建議,運動(exercise)是一種計劃的、結構化的和重複的身體活動(physical activity),以改善、保持身體適能(physical fitness);一份完整的運動處方,基本原則有五大要點:1.運動模式(mode),2.運動頻率(frequency),3.運動時間(duration),4.運動強度(intensity)及5.運動進程(progression)。運動進行時應包括三個階段,分別為熱身階段(warm-up)、運動階段(exercise)及緩和階段(cool-down)。

臨床醫師在開立運動處方時應依據個案的疾病限制及健康需求,針對身體適能分別在心肺耐力、肌力及肌耐力、柔軟度,身體組成或平衡力及敏捷性的層面上作不同進程的目標設定,並定期評估以達運動處方的目標。

運動處方的基本五大要點

一、 運動模式(mode):

大致可分為有1.有氧運動,2.肌力運動/重力運動,3.伸展運動,4.平衡運動。有氧運動是指身體大部份的肌肉進行規律性及持續的協調活動,經常從事有氧運動,可改善心肺耐力及肌耐力,並有助降低體重,常見的有氧運動有快步、慢跑、游泳、騎腳踏車、跳繩、上下階梯及韻律操等。肌力運動/重力運動是指一些可訓練肌肉承受重力的運動,能改善肌力及骨質密度,例如舉啞鈴、伏地挺身、仰臥起坐、引體向上等。伸展運動是指可增加肌肉伸長度及關節活動力的活動,可以改善柔軟度,例如游泳、瑜珈等。平衡運動指任何鍛鍊下肢肌力的運動,藉以改善平衡力,例如太極、單足側提等。在選擇運動項目時,應依照運動者個人的喜好、體能狀況和環境設備等因素綜合考慮,不同運動模式的運動消耗平均功率可參考表一。

二、 運動強度(intensity):

運動強度就是指運動時的激烈程度,要評估運動強度,可以用心跳率(heart rate)、耗氧量(%VO2)、代謝當量數(MET)或主觀運動強度評分表(Borg’s Ratings of Perceived Exertion, RPE)等方式來作評估。一般健康人的運動強度建議由中等強度開始,最大心率(maximal heart rate, MHR)的60-95%的範圍或最大耗氧量(VO2max)的50-85%之間。代謝當量數(MET)是一種有用、方便且標準化的方法,用於量化身體各種行為和活動的絕對強度,輕度活動定義為1.6-2.9 METs,中度活動為3.0-5.9 METs,重度活動為6.0 METs(表一);由於年齡與最大有氧能力(%VO2)相關,當老年人和年輕人在相同的MET下活動時,相對運動強度通常會不同,年長者最大耗氧量的相對百分比將高於年輕者,但是身體活動多的老年人其有氧能力還是可能與不太活動的年輕人相當或更高。設定運動强度時,對平常體能不佳的人,應考慮從較低強度及較長時間開始規劃,可先設定MHR為55-64%,體能良好的人則可從較高運動強度開始。RPE評分是以個案在進行體能活動時,對所花氣力的感覺作出吃力程度的評估,RPE評分分為6至20級,6級表示非常輕微,一點都沒感覺,20級則表示最大極限(表二),健康人的運動強度建議在中度至重度即12至17級,若考量運動之遵醫囑性,可以輕度9至11級開始。若病人使用會改變心率的藥物,或嚴重肺病、心臟節律性病變的病人等,無法以心率作為運動強度的評估指標時,可建議使用RPE評分表來評估。

三、 運動持續時間(duration)及運動頻率(frequency):

依美國運動醫學會的建議,最佳的運動效果是每週3-5次,持續時間為20-60分鐘連續性或間歇性運動(指當天最少連續10分鐘運動之累計),且不包括熱身及緩和運動。每次運動時段,應包括熱身、運動及緩和三個階段;熱身運動目的在改變血液循環,伸展體位肌肉,準備應付有氧運動的需要,並可減低肌肉骨骼受傷的風險,建議時間3-5分鐘;緩和運動是調節血液循環反應,由運動後回復接近休息水平,改善靜脈血液回流情況,降低運動後出現血壓過低、頭暈及心血管併發症的風險(猝死),並可加速消除肌肉內積聚的乳酸,建議時間3-5分鐘;如有心臟血管疾病在服用藥物者,其運動前後的熱身及緩和運動期需延長至15-20分鐘。對於無法一次完成較長時間的持續運動,或是因健康狀況無法負荷較高強度的運動者,可以間歇性運動來完成,例如一次運動10分鐘,一日三次即達30分鐘的標準,但此時的運動強度,應達運動目標心率範圍。

四、 運動進程(rate of progression):

可概分為三個階段,第一段為起始適應階段(initial stage)「4-6週」;第二段為進展階段(improvement stage)「以2-3週為一階段,漸次增加運動強度及時間,用3-4個月的時間朝目標前進」;第三段為維持階段(maintenance stage),當體適能發展接近設立之目標時,可變化運動項目,增加趣味或競賽性,以期能持之以恆。

運動前健康篩檢評估

為能確保運動的安全性及設計一個良好有效的運動處方,無論是健康或是已知有慢性疾病者,均需作健康因素評估。

目前最簡單及有效的篩檢方法為加拿大運動生理協會的「體能活動準備度問卷」(Physical Activity Readiness Questionnaire, PAR-Q)(表三),可以幫助找出需要接受臨床評估及運動測試的個案或擁有潛在運動風險的病人;此問卷供15-69歲民眾自行作答,以瞭解其個人身體狀況,其敏感度近100%而特異性也有85%。

若針對老人的運動安全性做評估,可以使用運動評估和篩檢(Exercise Assessment and Screening for You, EASY)工具,這是一個有6個問題的問卷,可用於篩檢老人的健康問題和疑慮,並製定適合不同健康狀況的身體活動計畫(表四)。

運動處方

以下以運動模式、運動頻率、運動持繼時間、運動強度及運動進程等五大要點介紹如何提昇個人身體適能(physical fitness)的運動處方。

一、 心肺耐力:

(一)運動種類:在熱身階段,建議選擇四肢伸展運動如暖身操、慢步等。心肺耐力建議選擇有氧運動項目如慢跑、游泳、騎腳踏車、快步走及韻律操等等。緩和階段建議四肢伸展運動及慢步等。

(二)運動的強度:常用評估方法包括目標心率(training heart rate, THR),主觀運動強度評估(RPE)等(表二)。要計算出目標心率(THR),可採用兩個指標,包括最大心率(MHR)及儲備心率(heart rate reserve, HRR)或Karvonen方法計算: 

A:最大心率(MHR) =220 − 年齡

目標心率(THR) = MHR的設定心跳(condition intensity)

B:儲備心率(HRR) = MHR − 休息時的心率

目標心率(THR) = HRR的設定心跳(condition intensity) + 靜止時心率

C:設定心跳(condition intensity):如60-80%的心跳範圍。

例:一個40歲的病人,若他的休息時心跳數為每分鐘80下,最大心跳等於220−40=180下/分鐘,所以他的儲備心率:180−80=100下/分鐘,如果我們設定的運動強度在60-80%的心跳範圍,則目標心率範圍,等於(100× 60% + 80)到(100 × 80% + 80)之間,即140-160下/分鐘之間。

D:主觀運動強度評估RPE scale(表二):若設定中等強度的運動,RPE scale 12-13,要讓病人運動到有一點強烈的感覺,即RPE至少12分。

(三)運動的時間:扣除熱身時間在20-60分鐘之間,若無法一次運動足夠時間,可以用「少量多次,分期付款」的方式來完成。

(四)運動的頻率:每週3-5次。

二、 肌力及肌耐力訓練:

肌力是指肌肉的瞬間爆發力,肌耐力是指肌肉的持續做工能力;訓練上應該包括所有主要肌肉群的鍛煉,建議從肌力較差的部位開始作動態、低負荷重量的訓練,可選擇重量訓練器材例如啞鈴,或以身體重量作為負重的運動,例如伏地挺身、仰臥起坐、引體向上等;建議其由輕的負重開始,每個起始重量應該可以讓病人反覆做12-15次以上,否則就要調低負重。每個重量做5-7次,反覆做3個循環。在訓練部位上,除非病人有特殊疾病,一般以一次至少訓練7到8個肌肉群為原則(如大腿和臀部、胸部和上臂、背部和大腿部、小腿和踝部、肩部和上臂後側、腹部、上臂前側)。訓練的頻率原則一週至少2次,可以和心肺耐力的訓練隔日進行。

三、 柔軟度訓練:

柔軟度可選擇靜性伸展運動或漸進式、動性伸展運動以達到關節伸展的目的。靜性伸展運動指穩定的牽扯關節,保持10-30秒,一個關節重覆做3-5次的牽扯運動,勿快速反覆地拉扯關節,以免造成運動傷害。動性伸展運動以漸進式達到關節伸展的目的,例如頸部伸展、體側伸展、手臂伸展、轉體、直立體前彎、前弓後箭等。柔軟度訓練的重點要放在肩頸部,下背部及大腿後側,小腿及踝關節等。柔軟度可以和心肺耐力的訓練同日進行,亦即可將其併入有氧運動前的暖身運動中,一週至少訓練3次以上。

四、 身體組成:

身體組成是指人體的肌肉、脂肪、骨骼及其他重要組成部分的相對比例,開立運動處方時可以身體組成評估作為設定目標時之參考;目前測定身體組成多以BMI為最簡單之工具,衛生福利部目前定義的國人理想體重範圍是18.5≤BMI<24,過重:24≤BMI<27,輕度肥胖:27≤BMI<30,中度肥胖:30≤BMI<35,重度肥胖:BMI≥35。在測量身體組成之工具上,DXA雙能量X光測定儀(Dual-energy x-ray absorptiometry)可同時提供體脂肪、無脂肪身體質量(fat-free body mass, FFB)及骨密度三項數據,協助臨床人員更精準掌握個案健康的情况;配合BMI、體脂肪及FFB可更明確協助個案選擇適當運動,例如肥胖患者,大部份皆有足夠的無脂肪身體質量,運動種類考慮以有氧運動改善體脂肪及BMI為目標,對於體型較瘦小的對像,處方則可同時考量改善體脂肪及肌力為目標,而骨密度數據則可提供運動強度、頻率及種類之安全性考量。

五、 敏捷性及平衡力:

敏捷性是指身體迅速移動位置和快速改變方向的能力,訓練項目包含肌力、反應時間、瞬發力、動作速度、特殊動作協調性等;平衡感訓練著重於下半身的肌力訓練,使控制姿勢的能力較好,例如太極拳。 成功的運動處方,必需考慮病人的興趣及參與動機,在運動處方中加入不同種類的運動(如球類活動),可使運動處方更有趣,減少因重複進行同一種運動而令肌肉骨骼受迫,並使更多肌肉群得以活動。選擇合適的運動時段、運動場所、並安排休息日,以容易實行、不易中斷最為理想。個人對運動的成果可利用心跳及血壓記錄,運動進度表,主觀運動強度評分表(RPE),肌力、柔軟度及平衡力等等的進步程度,來評量運動成果、並提供肯定及自我鼓勵(表五,表六)。