椭圆机的生理测试研究

发布时间 : 2021-04-21
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什么是椭圆机

椭圆机 (elliptical trainer) 在一般的健身俱乐部中,是相当常见的心肺适能运动训练工具,而且也广为使用者喜爱。椭圆机的运动型态类似越野滑雪(cross-country skiing)的动作,因此椭圆机的英文名称也称为elliptical cross-trainer。椭圆机被设计出来的时间虽短,但是由于受到大众的喜爱,因此发展也相当的迅速。可惜,到目前为止,在运动生理学的专业书籍中,介绍这个新运动工具的运动生理反应资讯还不多。

生理反应研究

大部分有关椭圆机运动的生理反应研究,是在2000年以后才被发表出来。Mercer, Dufek, and Bates (2001)以5名女性、9名男性,年龄25.0±4.6岁、身高1.78±0.10公尺、体重71.5±13.3公斤的自愿参与者,进行爱康跑步机与椭圆机运动的渐增强度运动测验,跑步机的测验流程是以每1分钟为一阶段,由速度1.3 m/s、坡度3%开始,第二、第三、第四阶段的坡度为8%,速度分别为1.6 m/s、1.8 m/s、2.2 m/s,第五阶段开始坡度维持8%,速度则每阶段增加0.2 m/s,一直运动到衰竭。椭圆机的测验流程也是以每1分钟为一阶段,踩踏频率(以右脚踏板为准)由60 rpm开始,每分钟增加5 rpm,四阶段以后阻力增加1个水准(椭圆机机器设定的阻力水准),一直运动到衰竭。研究结果(如下图所示)发现,椭圆机测验到的VO2max为51.6±10.7 ml/kg/min、HRmax为191.2±11.5 bpm、RPE(Borg's自觉量表,6-20 scales)为18.5(没有标准差详细资料)、渐增负荷运动时的VO2与HR相关为 .88(pjss999.COm

椭圆机与跑步机最大运动的生理反应(Mercer, Dufek, 在开始测验后的3分钟后,每分钟坡度增加1%,一直跑步到衰竭(下图)。

修正Balke的跑步机VO2max测验流程(Dalleck, Kravttz, 而且,三个自觉强度(RPE,11、13、15)下的VO2、HR与能量消耗(energy expenditure),都有跑步机运动显著高于椭圆机运动的现象,而且在性别上也没有显著的不同。在一般相同自觉运动强度的条件下,跑步机会产生较大的能量消耗,椭圆机则可能因为腿部局部的肌肉负荷较大,让使用者感觉比实际的能量消耗还艰难一些。

事实上,Egana and Donne (2004)的研究显示,椭圆机的训练效果(12周)与踏步机(Stair climbing)、跑步机类似,代表椭圆机已经被证实是有效的有氧适能训练工具。运动生理学的研究者,有必要针对椭圆机踏踏频率快慢(有些文献以两脚的步数计算、有些以单脚完成的圈数计算)、阻力大小、步长幅度(包含身高差异的影响)等变项,进行详细的研究与规范,以便让使用椭圆机的一般社会大众,确实享受到椭圆机运动的效益。

椭圆机的优点和功能

一、椭圆机的优点:

1、提高心肺功能,还有助于减肥、增强腿部肌肉力度和全面提高身体素质。

2、椭圆车屏幕可以显示出各种数据,如训练者的心率、呼吸频率、时间、速度、耗能等使训练者清楚的了解自己的锻炼状况。

3、椭圆磁控车机可以很好地训练上下肢的协调能力,提高中枢神经系统对肌肉的支配效果,同时省掉了跑步机对膝关节的剧大冲击力,更安全。

4、椭圆机就保护关节的一种最佳运动器材。使用椭圆健身机训练时,训练者的膝关节承受的冲击力会比使用跑步机要小,且椭圆机更容易于初学者练习。加上练习时需要上肢的配合,可以使人得到更全面的锻炼。

5、椭圆机利用人体跑步时,脚踝的运动轨迹近似于椭圆形的原理,通过一空间机构,实现踏板轨迹的椭圆运动,使双椭圆机的健身运动与人的自然跑步相吻合。

6、椭圆机设计有步幅调节机构、运动规律调节机构、阻力调节机构。

二、椭圆机主要功能:

增加了髋关节的外展、内收和旋内、旋外运动,因此增加了对外展肌群、内收肌群、旋内肌群、旋外肌群的锻炼功能;可实现主动运动型康复性训练。

用于骨折、神经损伤后关节活动范围康复性训练和肌肉损伤后恢复肌力,改善肢体和肌肉的协调性,发展肌肉的耐力。

总之,椭圆健身既能供正常人健身运动,也可以根据伤残者不同的伤残程度、不同的康复阶段,为下肢伤残者提供有计划、有针对性的康复训练。