國立台灣大學醫學工程學研究所
近年來，健康的議題已經逐漸被大眾所重視。現代人由於飲食習慣改變、運動時間相對減少，生活型態逐漸以坐式為主，造成中廣身材族群的人數逐年攀升，且隨著年齡增加、身體代謝能力下降，許多症狀也相應產生，醫界統稱此為「代謝症候群」，代謝症候群不是一項疾病，而是疾病發生之前的症狀，在國人的十大死因中，與代謝症候群相關者就占了五項：包括腦血管疾病、心臟病、糖尿病、腎病變、與高血壓性疾病，佔民國96年國人死因統計的41%，遠高於十大死因首位的惡性腫瘤(圖一)，且有日益增加的趨勢。2002年《美國醫學會期刊》的研究也指出，有代謝症候群的人死亡率是沒有代謝症候群者的2.5倍。因此，若能有效地預防或減少代謝症候群的發生，便能降低這些疾病的發生率。
圖一、民國96年國人十大死因比率
目前大部份的研究顯示，代謝症候群的形成主要和胰島素阻抗性增加有關，而這除了可能和基因與環境有關之外，另外兩個重要的原因就是肥胖以及缺乏運動。《天下雜誌》第408期中提到台灣與日本的企業界已經開始重視主管及員工的健康情形，每年的健康檢查除了血壓、血糖、與血脂外，腰圍也是其中一項檢查的重點項目。男性的腰圍標準為不超過90公分 (約35.5吋)、女性則是不超過80公分 (約31.5吋)。有研究發現腰圍每超過標準值1公分 ，罹患高血壓、心臟病、糖尿病的風險就比一般人增加2~6%，但若是能減掉腰圍、降低腹部脂肪，將有助於血壓、膽固醇、血糖等數值下降，更能降低罹患心血管及腦血管疾病的危險性。
事實上，除了脂肪囤積外，腹肌長期缺乏運動也是小腹形成的原因之一，因此除了控制飲食習慣外，平時的規律運動更能強化腹部肌肉、避免小腹產生。以近年來盛行的高爾夫球為例，高爾夫球運動員在揮杆擊球時，腹部需要產生很大的力量而使身體轉向並將球擊出，此時強而有力的腹肌不僅可以完成動作，亦能保護脊椎、避免受傷。
本文接下來將針對腹部肌力訓練進行介紹。首先會概述骨骼肌之解剖及其生物力學，並分析適用於阻力訓練之基本原則，進而介紹常見之腹肌訓練方式及相關運動訓練器材。
一、骨骼肌之解剖與生物力學
骨骼肌是人體中唯一的隨意肌，佔總體重的40-45%。雖然全身約有600多條成對出現的骨骼肌，但實際上僅由少於80對的肌肉產生人體大部分的動作。中樞神經系統將神經衝動經由周邊神經系統傳至肌肉，當動作電位超過一定的閾值時，單一運動單位(motor unit)就會按照「全有全無律」收縮，進而產生力量帶動骨頭繞著關節旋轉而產生動作。而一塊肌肉通常是由數個運動單位所組成，每個運動單位所支配之肌纖維數量不同，根據受刺激的運動單位數目多寡，可以決定肌肉收縮的力量。因此，同一條肌肉內收縮的肌纖維數目愈多，則產生的肌力愈大。
單一條肌肉本身收縮力量的大小會受到肌肉收縮形式、收縮速度(圖二)、肌肉長度、肌纖維種類、運動單位活化數目、及神經興奮速率等因素影響。而不同肌肉間收縮力量的比較則通常是依據肌肉的生理性橫斷面(physiological cross-sectional area，是由肌肉體積除以肌肉真正長度所得之)來決定，且肌肉生理性橫斷面愈大則肌肉收縮的力量愈大。其他影響肌肉收縮力量大小的因素還包括性別、年齡、運動習慣、營養、荷爾蒙與基因等。
圖二、力量-收縮速度關係圖
肌肉透過肌腱的連結而與骨頭有兩個以上的接觸點，當肌肉收縮產生拉力，力量經由肌腱傳到所附著的骨骼上，便可帶動骨頭沿關節中心旋轉產生運動，並在關節處產生骨頭和骨頭間的相對運動，進而達到肢段的平移運動。
二、阻力訓練的意義
肌肉表現(圖三)是指肌肉作功的能力，而肌肉表現可被肌肉形態、神經生理、代謝、心血管、呼吸、認知等因素所影響，其中影響肌肉表現的基本要素則可分為力量、爆發力、以及耐力。肌肉若是由於傷害、疾病、不動(immobilization)、少用(disuse)等情況而造成損傷，皆可能會導致肌肉無力或肌肉萎縮，此時阻力訓練就成為增加肌肉力量、爆發力、以及肌耐力的有效方式，除了可增加功能性動作的表現外，還可以減少傷害與再傷害的發生機率。
阻力訓練是指肌肉主動收縮的型態。當給予一外力時，肌肉會產生靜態或動態收縮來抵抗外力，藉由不同的訓練強度、訓練頻率、與訓練時間的調整，可以影響不同的肌肉表現。肌肉力量是指肌肉收縮產生力量的能力，一般將最大肌力定義為只能作用一回合的最大負荷重量，也就是說，在此最大負荷重量下肌肉僅能收縮一次，因此若是肌肉力量不足，嚴重時可能會影響到日常生活的功能活動；而爆發力是指每單位時間肌肉所能產生的功，也就是肌肉收縮速度與產生力量之間的關係，因此爆發力對短時間高強度的運動而言最為重要；耐力指的是肌肉反復收縮或持續用力的能力，一般是指長時間工作或運動的能力以及抵抗疲倦的能力。
圖三、肌肉表現與收縮型態
三、阻力訓練原則
人類的生理肌力在25~30歲之間發展到巔峰並趨向穩定，但隨著年齡增加，肌力開始出現退化，進而逐漸影響到日常生活的功能表現。因此，為了維持身體各部位的肌力、強化骨質、與增進身體的運動能力，阻力訓練對各年齡族群而言都非常重要。在進行阻力訓練時，應包含下列三項基本訓練原則：
特定性原則
在進行運動訓練時，應依照運動的特色給予不同的訓練項目，此乃因為在訓練肌力、爆發力或耐力時，身體代謝和生理功能會產生不同之適應特定性，也就是有氧或耐力的訓練並不會訓練到無氧系統，而無氧訓練亦不會訓練到有氧系統，即使同樣是有氧或耐力的運動訓練，其運動效果也不會互相影響。
可逆性原則
運動訓練的效果是短暫且可逆的，因此當一個人停止運動時，運動的效果就會逐漸消失。通常只要維持兩周不運動其運動能力就會明顯下降，所以一般需要足夠程度的運動頻率與時間來維持體能。對健康的人而言，每週應至少運動3次，每次維持30-45分鐘的運動時間為佳。
過度負擔原則
訓練肌肉耐力時，通常必須給予高於訓練閾(threshold)的負擔，方能藉以調整身體的反應與狀況而產生適應作用，且當肌肉超載時，其肌力的增進最為有效。而訓練閾必須依照個人的健康狀況、活動能力、年齡、以及性別做調整，若要引起體能較佳者的改變，其運動強度便需要越高，因此當產生適應時，其訓練強度就必須因應增加。
四、腹肌訓練與器材市場
腹肌主要由三層肌肉組成，由外至內分別為腹直肌、腹外斜肌與腹內斜肌、以及腹橫肌。腹直肌扁平而長，主要產生腹部屈曲的動作；腹外斜肌與腹內斜肌是覆蓋腹部兩側外層的肌肉，主要產生腹部旋轉的動作；腹橫肌則是扁平成三角形，主要產生腹部橫向收縮以增加腹內壓。訓練腹肌的常見動作包括仰臥起坐、轉體仰臥起坐、仰臥屈腿收腹、和垂直抬腿等，這些是一般不需要器材輔助的簡單腹肌訓練活動，但若需要更大強度或更特定的腹肌訓練時，常會必須輔以相關腹部健身器材的使用，包括抗力球、腹肌訓練仰臥板、AB身體革命運動器、腹肌訓練輪、騎馬機、和美腰健腹機等。根據估計，2004年全球健身器材市場為205億美元，其中以美國為最大的單一市場，佔全球市場的32%，預計至2010年，全球市場之年複合成長率為2.07%。
隨著科學技術的進步，許多應用性的研究皆指出，運動可預防疾病的產生以及促進健康，因此使得健身器材由過去健身房與重量訓綀室為主的應用，逐漸轉為以居家訓練為主，而且健身器材的種類、形態與功能也日趨多樣化。過去復健器材針對的是已罹患疾病時客戶所需要的被動性產業所設計，然而現今的運動器材則是以減少老化為主之更積極與健康的觀念出發，且一般大眾皆被列為銷售對象，這代表著運動器材已轉型成為主動積極的產業，因此必須增加這些產品的附加價值方能提高其競爭力。
以下將對目前市面常見的腹肌訓練器材進行簡單的介紹：
抗力球(圖四)球類最早在1965年由瑞士的物理治療師應用於兒童治療，後來才改良成較大的球體並運用於健身和復健治療，因此抗力球逐漸成為臨床治療的工具，並被廣泛應用於健身與增進健康等範圍。使用抗力球運動的主要目的包括有增強肌力、增進柔軟度及活動度、及維持平衡與協調等，同時結合簡單且有趣的訓練動作，讓運動變成一項有趣的事情。研究結果發現，利用抗力球訓練腹肌，雖然在力量提高方面的效果和平地上相近，但是使用抗力球訓練更可增加身體的平衡能力與肌肉的靈活性，不過也由於抗力球訓練同時會挑戰到使用者身體的平衡能力，因此在訓練時必須注意安全，訓練的動作亦不能過於困難，且使用者需衡量自身的能力來進行訓練。
腹肌訓練仰臥板(圖五) 腹肌訓練仰臥板之主要特色為加強仰臥起坐之效果，並針對腹部的肌肉強化訓練。其仰臥板乃採取傾斜設計以取代平地的模式，並強調正確的仰臥起坐姿勢與更強大之腹肌訓練。訓練時需注意姿勢變化所引起的血壓與動脈氧壓的改變，亦應避免腹部肌力不足所造成之肌肉拉傷問題。
腹部運動器(圖六)
腹部運動器乃是使用水平用力的方式訓練腹肌，常見的訓練動作包括仰臥起坐、轉體仰臥起坐與仰臥屈腿收腹，並以上半身或下半身的體重作為訓練重量。這項運動器材與傳統平面之仰臥起坐不同，使用腹部運動器時，使用者可以做出雙向腹肌收縮的動作，也就是上半身與下半身同時向腹部靠攏，此時腹肌需同時承受雙向的體重，因此在進行此項運動時，使用者應先熱身以避免腹部肌力不足所導致的拉傷問題，且其訓練強度亦應視個人能力而定。
腹肌訓練輪(圖七)腹肌訓練輪為主要針對腹直肌訓練所設計的健身器材。其主要是以腹直肌的離心收縮作為訓練主軸，並利用不同的訓練方式達到增進肌力的效果。因為腹肌訓練輪是屬於垂直用力的方式，不同於仰臥起坐的水平用力方式，因此在以腹肌訓練輪訓練時，其主動肌群包括腹直肌、闊背肌、以及大圓肌等，而穩定肌群則幾乎涵蓋全身。其訓練姿勢可分為跪姿與直膝，這兩種姿勢對腹肌影響的差異不大，但直膝訓練時會使用大量的背肌與手臂力量，因此會對下背部造成過大的壓力並容易造成下背部傷害。
騎馬機(圖八)
馬術治療是以馬作為一種治療工具，並利用馬的律動及設計過的治療計劃對病患進行治療，因此在美國將騎馬分為治療、教育、運動、以及休閒娛樂四種目的。騎馬是一項良好的運動，騎馬時上半身必須保持平衡，這可有助於伸展腹部和背部的肌內，而當騎馬奔跑時，全身肌肉就必須不斷地調整和平衡，因此騎馬運動需要高度的協調動作，方能對馬的節律動作做出相應的反應並從而獲取訓練效果。騎馬機乃是應用馬術治療的概念所設計出的室內運動器材，由於人體會跟隨身體動作的反應而運動，因此有節奏的騎馬動作會牽拉身體各部位的肌肉，如軀幹、骨盆、臀部、大腿內收肌等，不過肌肉的反應仍需取決於馬奔跑的速度或是騎馬機的律動速度。因此在使用時需注意從慢速熱身再逐漸加速，以避免肌肉拉傷。
吊繩系統(圖九)吊繩系統是一項以下半身重量進行腹肌訓練的運動器材，可以達到提昇腹部肌群的肌力、雕塑身體曲線的效果。研究發現，在直立屈膝運動時，上、下腹直肌、腹內斜肌的肌肉活動度較於仰臥腹部訓練者來的高，其中又以腹外斜肌在直立屈膝運動時的肌肉活動度為最高，且於進行此項運動時腰椎旁肌群的肌肉活動都不高，因此直立屈膝運動為有效誘發腹部肌肉活動的運動。但以直立屈膝方式運動時，則需要注意上肢肌力是否足夠，且使用前可從慢速擺盪再逐漸增加擺高時的定位時間，以避免肌肉拉傷與上肢肌肉疲勞的現象。
五、結語
維持規律的運動習慣，對於疾病的預防與控制、健康促進的效益及生活品質的提升皆具有相當正面的意義。然而受限於現代的生活形態，越來越多人開始從事室內運動，因此許多健身器材亦因應現代人的需求而設計，以協助運動者在狹小的空間內能夠從事運動訓練。為避免久坐不動而相應產生的症狀，許多企業開始注意員工的健康情形，並提倡減重、減腰圍的健康活動，而適當的飲食與運動習慣不僅可以維持身體的功能，也能保持苗條的體態。早期運動器材之設計相對簡單，主要以強調肌肉力量與肌肉耐力訓練為主，但隨著居家健身的需求增加，許多新型的運動器材設計也因應產生，並由原本僅強調運動功能的目標，到近年開始兼顧運動效果與避免運動傷害的設計概念，並且也進而注意更多其他的功能。
一項好的腹部訓練器材設計，不僅可經由簡單的訓練動作而讓運動成為一件有趣的事情，且訓練器材亦必須整合人體生物力學原理做科學化的量測與機構設計，使運動不僅可以達到肌力訓練效果，還能具備保護脊椎、避免受傷等優點。因此好的腹部訓練器材應具備有趣味性、安全性、與實用性，讓使用者在狹小的空間內即能達到腹部訓練效果。從前述腹肌訓練器材的簡單介紹可知，一般仰臥起坐或仰臥屈腿收腹乃是使用水平用力的訓練方式，以上半身或下半身的體重作為訓練重量，但若需更有效地誘發腹部肌肉活動，則可以利用訓練器材來改變身體姿勢以加重上半身或下半身的體重，並可使用垂直用力的方式進行訓練，以達到強化腹肌訓練的效果，但如同多數其他運動器材訓練時皆應需注意的是避免肌肉疲勞的現象，方可達到安全且有效的腹肌訓練。
六、參考文獻
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