運動生理週訊(第290期)
游泳臨界划頻 (critical stroke rate) 的應用(March 31, 2014)
王順正、林玉瓊
鐵人三項運動並不是在標準場地 (例如400公尺跑道、50公尺游泳池) 中進行比賽，因此，對於一般較少參與鐵人三項運動競賽的人來說，在開放水域游泳比賽時，由於水流、參賽者互相干擾的狀況多，如果沒有適當的游泳速度控制標準，將不易有好的參賽成績。
一般游泳訓練的運動強度處方，往往是以臨界游泳速度 (critical swimming speed, CSS) 的方式來設計訓練處方 (請參閱
運動生理週訊第288期「游泳成績預測、訓練處方服務」)，實際的應用可以由運動生理週訊第288期的內容中了解，也可以利用相關網站或運動生理學網站中提供網頁進行推算與應用。除了CSS的評量方法以外，Pelayo, Dekerle, Delaporte, Gosse與Sidney (2000) 提出以游泳划頻的方法進行游泳能力的評量。Dekerle, Sidney, Hespel與Pelayo (2002) 則研究以不同距離游泳的划手次數與游泳時間的線性關係進行臨界划頻的計算，提出臨界划頻 (critical stroke rate, CSR) 的方法，推算理論上可以持續運動極長時間的最大划頻。儘管，透過CSR的評量方法，僅能獲得受測者的游泳運動最大有氧划頻，由於每個人的游泳技術與能力不同，實際的游泳速度評量具備明顯的個別差異，可是這種CSR的評量結果，卻很適合在開放水域的比賽中採用。
CSR要如何評量呢？Dekerle (2006) 的論文中呈現了CSS、CSR評量的理論與計算方法，下二圖即在說明透過不同游泳距離與游泳時間的線性關係進行CSS評量，以及透過不同游泳距離的游泳划手次數與游泳時間的線性關係進行CSR評量理論與計算。也就是說，實際進行游泳的CSR評量時，教練與選手應該先進行不同距離 (50公尺、100公尺、200公尺、400公尺) 的游泳成績評量，同時要記錄測驗過程的划手次數，透過運動生理學網站提供的臨界速度 (CSS) 與臨界划頻 (CSR) 服務網頁的計算 (
http://www.epsport.net/epsport/program/swim.asp)，即可以獲得CSS與CSR的評量結果。
游泳臨界速度 (CSS)、臨界划頻 (CSR) 的理論與計算方法 (Dekerle, 2006)
Marinho等 (2009) 以50公尺、400公尺兩種距離的測驗成績與划頻，進行CSS與CSR的評量。下圖呈現出CSS的評量結果為1.12 m/s，CSR的評量結果為1.17 cycles/s。研究並且進行14位平均年齡13.60±0.21歲的青少年游泳選手，12週的游泳訓練後的CSS與CSR的進步狀況，研究結果顯示50公尺的自由式游泳成績由36.60±4.40秒進步到34.44±3.40秒，400公尺的自由式游泳成績由367.14±33.21秒進步到353.79±32.80秒；CSS由1.07±0.09 m/s 顯著增加到1.10±0.10 m/s，CSR由1.10±0.09 cycles/s 顯著降低到1.05±0.08 cycles/s。研究結果顯示透過簡單的游泳時間與划頻評量資訊，就可以獲得有意義的游泳訓練效益評量工具。
以50公尺、400公尺的游泳測驗成績與划頻進行CSS、CSR評量(Marinho等，2009)
Franken, Diefenthaeler, More, Silveira與Castro (2013) 的研究則以10名優秀的游泳選手為對象，進行游泳臨界速度 (CSS) 游泳的划頻與CSR的比較，測驗是以200公尺與400公尺的游泳成績測驗、划頻紀錄 (200公尺游泳成績140.84±4.02秒、划手頻率為41.03±4.77 cycles/min，400公尺游泳成績303.03±10.12秒、划手頻率為36.48±5.16 cycles/min)，進行受試者CSS與CSR的評量。研究結果顯示 (右圖)，CSR (32.42±3.70 cycles/min) 與95% CSS、100% CSS、103% CSS的划頻 (分別為30.29±3.49 cycles/min、32.25±5.91 cycles/min、34.90±5.49 cycles/min) 沒有顯著差異，顯著大於90% CSS的划頻 (27.84±3.52 cycles/min)、顯著小於105% CSS的划頻 (36.84±5.70 cycles/min)。透過CSS與CSR的整合評量，可以獲得游泳選手有氧能力、爆發力、以及游泳技術 (划頻與划幅) 的整合評估。
Campos, Figueiredo, Vilas-Boas與Fernandes (2010) 的研究則以36位 (19位女性、17位男性) 優秀青少年游泳選手為對象，以200公尺至800公尺之間的研究成績，推算受試者的CSS，然後在至少間隔24小時之後，進行8次200公尺的CSS間歇訓練、訓練間的間隔時間為20秒。下圖即分別將女性 (下左圖) 與男性 (下右圖)，在8次CSS間歇訓練時的划頻變化顯示，CSS訓練時的划頻與CSR的相關達到0.93，不同間歇訓練次數的划頻只有少數呈現顯著的變化。這篇研究再一次驗證了CSR與CSS速度訓練時的划頻有密切關連。
臨界速度間歇訓練的划頻變化 (女左圖、男右圖，Campos, Figueiredo, Vilas-Boas, & Fernandes, 2010)
實際進行CSR的評量與應用時，仍然有些實務的細節需要注意。Marinho等 (2009) 的研究中評量的CSR為 1.10±0.09 cycles/s，Franken等 (2013) 的研究中評量的CSR 為32.42±3.70 cycles/min，兩篇論文使用的單位分別是每秒、每分鐘，如果換算成每分鐘的數據則有兩倍的差異 (1.10*60秒=66.0、32.42 cycles/min)，不是受試者的能力有顯著的差異 (Marinho等 以14位平均年齡13.60±0.21歲的青少年游泳選手為對象，Franken等則以10名優秀的游泳選手為對象 )，就是兩篇論文使用的划頻操作性定義有所不同？划手循環 (cycles) 所代表的操作性定義，確實是需要明確的釐清與定義。除此之外，Marinho等 (2009) 的研究發現，12週的游泳運動訓練會顯著降低CSR (由1.10±0.09 cycles/s 降低到1.05±0.08 cycles/s)，這樣的研究結果與CSR所代表的「理論上可以持續運動極長時間的最大划頻」的定義有所出入。由於，影響划頻的因素不是只有游泳有氧運動能力與爆發力的變化，反而是游泳技術提昇造成划頻的降低。這種訓練後造成划頻降低的現象，代表每次划手的划幅增加 (划手技術提昇)，降低了划頻提昇的生理訓練效應。
游泳臨界划頻 (CSR) 不僅不需要昂貴的儀器就可以測驗，而且CSR的評量結果還與CSS速度訓練時的划頻極為接近。對於在開放水域、沒有特定目標距離條件的游泳競賽，透過CSR的評量與訓練，顯然有助於提昇游泳成績與表現。透過CSR在訓練後顯著降低的現象，CSR的評量還可以呈現出游泳者的划幅 (游泳距離除以划頻) 大小，進一步確認游泳者游泳技術與爆發力的優劣。
引用文獻
Campos, A., Figueiredo, P., Vilas-Boas, J. P., & Fernandes, R. J. (2010). Stroking parameters patterns in a training set performed at the critical velocity. The Open Sports Sciences journal, 3, 84-86.
http://www.benthamscience.com/open/tossj/articles/V003/84TOSSJ.pdf
Dekerle, J. (2006). The use of critical velocity in swimming? a place for critical stroke rate? Rev Port Cien Desp, 6(2), 201-205.
http://www.fade.up.pt/rpcd/_arquivo/artigos_soltos/vol.6_supl.2/04.evaluation.pdf
Dekerle, J., Sidney, M., Hespel, J. M., & Pelayo, P. (2002). Validity and reliability of critical speed, critical stroke rate, and anaerobic capacity in relation to front crawl swimming performances. International Journal of Sports Medicine, 23(2), 93-98.
Franken, M., Diefenthaeler, F., More, F. C., Silveira, R. P., & Castro, F. A. S. (2013). Critical stroke rate as a parameter for evaluation in swimming. Motriz, Rio Claro, 19(4), 724-729.
http://www.scielo.br/pdf/motriz/v19n4/a09v19n4.pdf
Marinho, D. A., Silva, A. J., Reis, V. M., Costa, A. M., Brito, J. P., Ferraz, R., & Marques, M. C. (2009). Changes in critical velocity and critical stroke rate during a 12 week swimming training period: a case study. Journal of Human Sport and Exercise, 4(1), 48-56.
http://193.145.233.67/dspace/bitstream/10045/8969/1/E_JHSE_4_1_6.pdf
Pelayo, P., Dekerle, J., Delaporte, B., Gosse, N., & Sidney, M. (2000). Critical speed and critical stroke rate could be useful physiological and technical criteria for coaches to monitor endurance performance in competitive swimmers. 18 International Symposium on Biomechanics in Sports.
https://ojs.ub.uni-konstanz.de/cpa/article/view/2156/2012
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