運動生理週訊(第276期)
室內運動健身器材的能量消耗CP值(April.23.2011)
王順正
透過運動來增加身體的能量消耗，不僅可以達到控制體重的效果，更可以增進身體的運動能力、提升基礎代謝率。因此，為了達到更健康的體重控制效益，專家學者除了會建議適當的控制飲食之外，也會建議一般人能夠每天運動30分鐘，以便達成增加能量消耗、以及提升身體能力的雙重效益。運動生理學網站在十年前（運動生理週訊第99期「
運動的能量消耗評量(July.13.2001)」、運動生理週訊第101期「
基礎代謝(July.27.2001)」，即有撰寫相關的運動能量消耗概念文章，提醒社會大眾運動的能量消耗知識，以及運動能量消耗在體重控制上的概念。
有關「
不同運動(活動)方式的能量消耗評估」的應用，以及運動生理週訊第100期「
不同運動(活動)方式的能量消耗評估(July.20.2001)」的網站程式實際操作說明文章，可以提供社會大眾運動參與能量消耗的重要資訊。一般人只要在網站中，輸入自己的體重、選擇運動參與項目與參與時間，網站系統就會提供網站會員運動能量消耗的預估數據，若能配合網站提供的運動能量消耗相關知識，對於瞭解運動參與的能量消耗情形與體重控制效益，將會有相當清晰的資訊與幫助。
2004年我們的研究 (黃姿英、王昇界、呂有仁、王錠堯，2004) 發現，一般高爾夫球友 (男11人、年齡40.54±18.05歲、身高173.72±4.86公分、體重73.27±11.59公斤，女5人、年齡45.00±19.35歲、身高159.20±4.09公分、體重61.00±7.14公斤) 在高爾夫練習場進行高爾夫揮桿練習時，受試者的揮桿動作快慢與打球的數量(兩次揮桿間的間隔快慢)，完全依據受試者習慣的打球方式決定。研究發現高爾夫練習場揮桿練習的能量消耗，男性為2.40±0.69 METs、女性為2.19±0.53 METs。性別、BMI不會影響到揮桿練習時的能量消耗，年齡越大時揮桿練習的能量消耗有隨著年齡增加的趨勢。
2006年我們的研究 (林昆儀、黃彥鈞、王順正、林正常) 也發現，中老年人 (BMI介於21至25 kg/m
2) 從事元極舞 (14名、年齡60.64±4.72歲)、外丹功 (14名、年齡60.93±6.17歲) 和太極拳 (11名、年齡56.73±7.73歲) 的攝氧量分別為18.00±5.01 ml/ kg/min (5.14±1.43 METs) 、12.83±3.30 ml/ kg/min (3.67±0.94 METs) 、和12.47±3.01 ml/ kg/min (3.56±0.86 METs) 。研究發現中老年人從事元極舞、外丹功和太極拳此三種傳統休閒運動時，元極舞活動時的能量消耗顯著高於外丹功及太極拳活動。元極舞、外丹功和太極拳都屬於「中低強度」 的休閒運動，相當適合中老年人參與。
相對於一般常見的戶外運動方式以外，跑步機、原地腳踏車、橢圓機等室內運動健身器材，也是一般社會大眾熱愛的室內運動健身器材。不過往往在價錢上（俱樂部級跑步機、原地腳踏車、橢圓機往往售價高於十萬元）也相對的成為重大的負擔，使用一般社會大眾購置這種俱樂部級室內運動健身器材的意願降低。
根據CP值 (cost performance index, 代表成本績效指標) 的概念來看，儘管跑步機、原地腳踏車、橢圓機的皆可以隨著運動強度的增加提高運動的能量消耗，但是相對於它的價格，實際的能量消耗CP值相對的不一定具有價值 (當然實際的花費不能僅以購買的金額而定，還需要考量損壞與維修的成本)。由於跑步機、原地腳踏車、橢圓機進行最大努力運動時，都可以獲得最大的能量消耗值 (約安靜休息值的十倍)，相對於購買俱樂部級的價格，跑步機約十萬元、原地腳踏車約五萬元、橢圓機約十萬元，三種室內運動健身器材的能量消耗CP值，以增加的能量消耗倍數 (強度) 相對於價格的比值計算，俱樂部級跑步機、原地腳踏車、橢圓機的能量消耗CP值 (僅考量購置的成本，未列入後續的維修成本) 分別為1 (增加10倍/10萬)、2 (增加10倍/5萬)、1 (增加10倍/10萬)。
市面上很多標榜可以用來減肥、增加能量消耗的室內運動健身器材，包括便宜的健身球、踏步機，以及昂貴的騎馬機、振動機、電動踏步機、衝浪機、...等被動式健身器材，價格由幾百元到幾萬元都有。到底這些室內運動健身器材的能量消耗CP值多少呢？下表即列出中正大學運動科學教育實驗室，曾經進行的室內運動健身器材能量消耗實驗，大部分都是曾經在學術期刊或研討會中發表過，部份的實驗數據則是委託實驗的成果。能量消耗CP值的預估方面，由於這些室內運動健身器材的主要運動型態，不一定以有氧運動的方式為主，並且可能還有其他的運動訓練效益，本文僅以能量消耗的觀點，並且透過預估的市售價格來進行評量 。
室內運動
健身器材 | 研究者(年代) | 受試者基本資料 | 器材METs | 價格 | 能量消耗CP值
METs增加量/
價格(萬) |
健身球
 | 江泰儒、黃彥鈞、
王予仕、顏克典、
王順正 (2006) | 24名(男12名、女12名)
22.50±3.36歲
170.19±8.73公分
63.62±10.74公斤 | 顯著增加能量消耗
坐椅子1.30±0.19 METs
坐健身球1.39±0.21 METs | 500.-
至
1,000.- | 約1.0至2.0 |
垂直(上下)振動
 | 江泰儒、紀瑤璇、
蔡淑真、王順正
(2008) | 肥胖組12人
23.92±2.64歲
172.25±7.94公分
89.73±11.40公斤
一般組12人
23.08±2.72歲
169.68±8.48公分
64.21±7.72公斤 | 肥胖組 休息 約1.47 METs
0.6g 2.09(1.5mm)至2.63(7mm) METs
0.8g 2.07(1.5mm)至2.81(7mm) METs
1.0g 2.03(1.5mm)至3.10(7mm) METs
一般組 休息 約1.66 METs
0.6g 2.31(1.5mm)至3.01(7mm) METs
0.8g 2.37(1.5mm)至3.17(7mm) METs
1.0g 2.46(1.5mm)至3.61(7mm) METs | 100,000.-
至
40,000.- | 約0.2至0.5 |
水平(左右)振動
 | 王曉玟(2008) | 女性學生14名
24.50±3.08歲
159.64±5.58公分
55.59±8.73公斤 | 振幅10mm
休息 1.50±0.18 METs
頻率4Hz 1.73±0.21 METs
頻率8Hz 1.83±0.23 METs
頻率12Hz 2.00±0.29 METs | 約40,000.- | 約0.3 |
水平(前後)振動
 | 王曉玟(2008) | 女性學生14名
24.50±3.08歲
159.64±5.58公分
55.59±8.73公斤 | 振幅10mm
休息 1.46±0.27 METs
頻率4Hz 2.01±0.35 METs
頻率8Hz 2.06±0.33 METs
頻率12Hz 2.01±0.27 METs | 約40,000.- | 約0.3 |
衝浪機
 | 王順正(2009) | 9名(男4名、女5名)
24.89 ±6.45歲
167.11 ±7.72公分
59.53 ±6.65公斤 | 休息 1.13±0.29 METs
16回/分(強度2) 2.33±0.36 METs
24回/分(強度4) 2.79±0.27 METs
32回/分(強度6) 3.25±0.30 METs | 約10,000.- | 約2.0 |
騎馬機
 | 王順正(2009) | 9名(男4名、女5名)
24.89 ±6.45歲
167.11 ±7.72公分
59.53 ±6.65公斤 | 休息 1.13±0.29 METs
46回/分(強度3) 1.56±0.41 METs
58回/分(強度7) 1.67±0.34 METs | 15,000.-
至
25,000.- | 約0.2至0.4 |
電動踏步機
 | 王順正(2009) | 21名(男7名、女14名)
23.91±4.81歲
167.33±8.60公分
61.33±10.17公斤 | 休息 1.29±0.30 METs
120步/分(強度2) 3.34±0.78 METs
160步/分(強度3) 3.67±0.73 METs
200步/分(強度4) 4.10±0.96 METs | 約25,000.- | 約1.2 |
踏步機
 | Lu, C. Y.,
Chang, H. Y.,
Kao, T. Y., &
Wang, S. C. (2010) | 8名(男5名、女3名)
21.88±2.47歲
173.00±8.77公分
69.63±15.85公斤 | 每分鐘踩踏120步
左右踏步5.02±0.59 METs
上下踏步4.24±0.57 METs
八字踏步4.65±0.60 METs
倒八踏步4.38±0.78 METs | 約2,000.- | 約16.0至20.0 |
人力騎馬機
 | 王順正等 (2011) | 9名(男6名、女3名)
22.89 ±1.62歲
171.33 ±10.82公分
64.33 ±12.07公斤 | 休息 1.40±0.15 METs
30rpm 2.20±0.28 METs
40rpm 2.53±0.60 METs
50rpm.2.81±0.74 METs | 約5,000.- | 約3.0 |
適身轉
 | 王順正等 (2011) | 12名(男10名、女2名)
35.92±21.05歲
169.58±11.24公分
69.85±13.39公斤 | 休息 1.32±0.23 METs
30rpm 5.74±1.89 METs
40rpm 6.21±1.86 METs
50rpm.5.29±1.44 METs
60rpm 4.69±1.19 METs | 約16,000.- | 約4.0 |
相關室內運動健身器材的售價是筆者預估的數據
踏步機價格低廉的優勢，能量消耗CP值達到16至20，但是由於踏步機的動作以伸展膝關節動作為主，主要的作用肌群為股四頭機，對於大腿前方肌群具有對應的訓練效果。電動踏步機的能量消耗功能類似踏步機，不過超過十倍的售價，讓電動踏步機的能量消耗CP值大幅的降低達1.6至2.0 (不過仍與跑步機的能量消耗CP值差不多)。
騎馬機的電動功能，加上知名藝人廣告宣傳的作用下，也曾經流行過一段時間。可惜實際的能量消耗效益相對於售價，能量消耗CP值真的是相當低 (0.2至0.4) 。反而是由人體重心前後移動造成軸心旋轉的人力騎馬機，由於售價較低，具有更佳的能量消耗CP值 (約3.0) 。
振動機是目前第四台廣告相當多的運動健身器材，而且業者也多以增加能量消耗做為宣傳的主題。由於振動機的主要功能在於高頻率的刺激肌肉神經系統，提升肌肉爆發力與柔軟度；實際進行振動機的能量消耗實驗時，強度往往會低於3 METs (不管是上下、左右、前後振動) ，每次振動的時間也不宜太長，加上售價並不低廉，實際的能量消耗CP值不高 (0.2左右) 。市面上也有價格在一萬元以下的蹺蹺板式振動機，是否有廣告上的能量消耗效益，其實是值得懷疑的。
健身球是常見的核心訓練的設備，也是健身俱樂部的必備健身器材。由於價格低廉，在專業人士的指導下，可以進行多面向的全身性肌群訓練；就算僅用來取代椅子，仍有一定的能量消耗CP值 (1.0至2.0)。不過健身球的市面售價相當混亂，這個部份就不是我們運動科學研究的範疇了。
衝浪機是透過固定的不穩定踏板軌跡變化，增加使用者身體核心肌群與平衡控制能力，使用時的能量消耗CP值約2.0。不過衝量機使用者可能因為長期使用的適應，進而降低使用時的能量消耗效益。有關使用衝量機能量消耗以外的能力增進效果 (例如平衡能力增進效果) ，也有進一步研究與收集之必要。
適身轉則是一組專門透過軀幹上下對旋的動作，進行核心肌群訓練的機台，由於踏板的特殊設計，可以降低下肢旋轉的傷害危險，再加上核心肌群旋轉時的頻率不同，會有不同的核心肌群使用效益，相當適合一般社會大眾與運動專業人士用來提升核心肌群能力。適身轉的能量消耗CP值約達3.0，相當適合不宜進行跑步機、腳踏車的腿部衝撞性活動者 (例如膝蓋受傷者) 使用，提升核心肌群能力與增加能量消耗量。
一般人使用室內運動健身器材的目的，往往都是以增加身體的能量消耗為主，相對的這些健身運動器材的能量消耗CP值，就顯得是相當重要的參考資料。不過，大家在參考室內運動健身器材的能量消耗CP值之外，仍然需要考量這些室內運動健身器材在能量消耗以外的運動訓練價值，免得過度偏頗在單一的能量消耗價值上。
引用文獻
王曉玟 (2007) 。不同頻率與振幅的水平振動刺激對能量消耗之影響。未出版之碩士論文，國立中正大學運動與休閒教育研究所。
江泰儒、黃彥鈞、王予仕、顏克典、王順正 (2006) 。坐在健身球與一般座椅上的能量消耗差異研究。2006運動生理與體能領域學術研討會，口頭發表，正修科技大學。
江泰儒、紀瑤璇、蔡淑真、王順正 (2008) 。不同重力加速度全身振動刺激對攝氧量的影響。2008體育運動學術團體聯合年會暨學術研討會，壁報發表，中國文化大學。
林昆儀、黃彥鈞、王順正、林正常 (2006) 。中老年人從事元極舞、外丹功和太極拳的攝氧量研究。第五屆華人運動生理與體適能學者學會年會暨學術發表會，壁報發表，天津體育學院，中國天津。
黃姿英、王昇界、呂有仁、王錠堯 (2004) 。高爾夫球練習場揮桿練習時之能量消耗研究。大專高爾夫學刊，2，131-138。
Lu, C. Y., Chang, H. Y., Kao, T. Y., & Wang, S. C. (2010). Study on energy expenditure in different motion trajectory steppers. 9th Annual Conference of The Society of Chinese Scholars on Exercise Pyhsiology and Fitness. Beijing Sport University. Beijing, China.
