運動生理週訊(第520期)
簡易評量青少年成熟度的準確性(April 13, 2024)
王順正、林玉瓊
身高成長最大速率 (PHV)，是評量青少年身體成熟發展的重要指標。青少年成熟階段的訓練敏感期、加速受益期現象，也是進行成熟度評量的重要原因 (王順正、林玉瓊，2024)。透過APHV (身高成長最大速率年齡) 分析的結果，依據APHV的高低 (男生13與15歲、女生11-13歲)，可以呈現成熟度 (早熟 (early maturer)、平均成熟 (average maturer) 和晚熟 (late maturer)) 的生長趨勢，對於運動能力發展評估、運動傷害預防、運動訓練方式選擇，都是非常重要的資訊 (王順正等，2021)。
採用APHV與實際年齡的差，也是研究經常採用的成熟程度分類。APHV與實際年齡大1歲 (或0.5) 以上為青春期前 (pre puberty, 目前年齡還未達到成熟)，APHV在實際年齡-0.5至0.5歲 (或-1至1歲) 為青春期中 (mid puberty)，APHV小於實際年齡1歲 (或0.5歲) 以上為青春期後 (post puberty, 目前年齡已超過APHV)。青少年用來分類成熟狀況的定義與依據，呈現APHV年齡 (成熟度) 與相對年齡 (青春期前後) 的分類差異。
運動生理週訊第467期「身高成長最大速率年齡與身高預測」，介紹了Mirwald等 (2002) 與Sherar等 (2005) 進行成熟度評量的方法，透過青少年實際年齡、身高、坐高、體重的測量，輸入運動生理學網站的線上程式「
成熟度(APHV)與身高預測」，即可進行與獲得APHV與身高預測的結果，相當值得家長、體育老師、運動教練參考應用。
實際進行APHV評估時，可以發現線上程式能夠獲得兩個分析結果「分析結果一 (2005)、分析結果二 (2015)」。第一個分析結果，即是Mirwald等 (2002) 與Sherar等 (2005) 進行成熟度評量的結果 (運動生理週訊第467期)；第二個分析結果則是Moore等 (2015) 採用更簡單的APHV預測公式推算，這個預測APHV的預測公式，只需要青少年的年齡、身高資料來進行預測。右圖為
一位2011年1月出生、在2023年9月測量、身高154公分、坐高82公分、體重39公斤的田徑專長國中一年級女生，進行成熟度分析的結果。兩種分析結果的成熟度分別為0.4、0.5，預測的APHV分別為12.27歲、12.17歲，預測成人身高分別為165.7公分、165.1公分；成熟度的分類皆為平均成熟 (average maturer, APHV在11-13歲之間)，目前皆為青春期中 (mid puberty)。兩種分析結果相當接近。問題是，這種簡易評量青少年成熟度的方法準確嗎？
Malina等 (2021) 以58名葡萄牙13歲以下俱樂部男性足球員為對象 (10.98歲到12.94歲、平均11.9±0.5歲)，持續5年進行預測 (predicted) 與實際觀察 (observed，採用SITAR ( superimposition by translation and rotation) 模型估算) 成熟度 (maturity offset)、PHV年齡。預測成熟度的預測方程式，需要測量實際年齡 (chronological age, CA)、坐高、估計腿長、身高和體重 (Mirwald等，2002)，另外一個預測方程式，則僅需要測量實際年齡 (CA) 與身高 (Moore等，2015)。研究結果顯示，隨著青少年年齡的增加，兩種預測的APHV都有高估觀察APHV的現象，而且年齡越大時，高估的現象越明顯 (第1年高估0.37±0.71年、0.06±0.74年，第5年高估0.71±0.82年、0.65±0.92年) (下表)。
持續5年進行預測成熟度與實際觀察 (observed) APHV的比較 (Malina等, 2021)
研究將受試者分為早熟組 (n=8、12.30±0.27 歲)、平均成熟組 (n=38、13.50±0.51 歲)、晚熟組 (n=12、14.76±0.27 歲)。依據成熟度分類後，早熟組的兩種預測APHV明顯高估 (第一年高估1.24±0.26 年、1.04±0.34 年)，平均成熟組的兩種預測APHV稍有高估 (第一年高估0.48±0.53 年、0.16±0.53 年)，晚熟組的兩種預測APHV稍有低估 (第一年高估-0.55±0.34 年、-0.90±0.30 年)。也就是說，對於早熟與晚熟的青少年來說，透過預測方程式的方法進行PHV年齡預測誤差，會顯著高於平均成熟的青少年 (右圖)。而且，早熟青少年Mirwald等 (2002) 預測的誤差比較大，晚熟青少年Moore等 (2015) 預測的誤差也偏高。右圖的資料可以很清楚看到，受試者5年間預測的APHV皆有很大的差異。
研究結果呈現，成熟度、APHV預測會受到青少年年齡影響，年齡越大預測誤差越高；而且早熟青少年的預測誤差最大，晚熟青少年的預測誤差也偏高。相反的，當青少年的APHV趨向於平均成熟 (男生APHV在13至15歲) 時，成熟度預測似乎具有一定程度的準確性。
Salter等 (2022) 以兩所學院的113名男性青少年足球球員 (14.3±1 歲) 為對象，透過身體測量的數據推算，比較了四個成熟度預測方程式的結果 (其中兩個是Mirwald等 (2002) 與Moore等 (2015) 的成熟度預測方程式)。研究結果呈現Mirwald、Moore預測的APHV分別為 14.4±1.9 歲、14.3±1.9 歲，範圍分別為11.6至16.7歲、12.1至16.6歲，以
APHV在±1歲或
預測成人身高百比分 (percentage of predicted adult height, PAH% 或PPAH) 在85%-96%，Mirwald、Moore評量一致性達67% (一致性中等)；以
APHV在±0.5歲或
PAH%在88%-93%，Mirwald、Moore評量一致性則達60% (一致性中等)。研究發現，PAH%也是成熟度分組的有效參考依據。盡管這個研究並沒有進行效標的評量與驗證，但是研究結果可以說明兩種成熟度預測方程式的一致性。
Teunissen等 (2020) 則以17名優秀青少年男子足球球員為對象 (開始檢測年齡為11.9 ± 0.8 歲)，在2008-2009年賽季到2011-2012賽季 (四個賽季) 中，至少每三個月測量受試對象的身體尺寸，縱向研究受試對象的APHV年齡變化，並且使用四個APHV預測方程式 (含Mirwald、Moore預測方程式) 推算APHV的變化。研究發現，所有受試對象觀察的APHV與預測的APHV皆不一致。四種預測方程式推算個別球員的APHV都不準確；而且隨著時間的推移，預測APHV的結果也不穩定。這個研究證實預測APHV的方程式皆不準確。
這個以優秀青少年男子足球球員為研究對象的縱向研究，針對每位受測對象進行四個賽季、每三個月一次的身高測量，實際上呈現出幾位身高成長最大速率年齡的誤判資料 (右圖)。實際了解圖中呈現的三個月身高成長變化，可以發現有資料呈現為0 公分/年，有些資料呈現接近20 公分/年的數據。或許研究對於身高測量的時間 (早上、中午、晚上)，或測驗在運動訓練前後，或者有否重量訓練安排等，會影響身高測量結果的因素沒有控制，造成身高測量結果的不穩定，進而影響APHV的推算結果。
Fransena等 (2021) 的研究則指出，依據人體測量資料，預測青少年成熟度的方法，具備耗時少、非侵入性、不需要昂貴設備的優點，特別適合在大樣本的橫斷研究中採用，但是家長與教練仍應注意，這種簡易預測的缺點與誤差。除了簡易預測APHV之外，仍應參考骨骼年齡、牙齒年齡、初經年齡、第二性徵發育、各種成熟度的生理特徵等，整合各種判別APHV的生理訊息，以便可以正確評估青少年的青春期發展。如果有機會與青少年長期接觸，定期進行身高、體重、基本身體活動能力的測量，依據測量結果的進步狀況，推算與預測APHV的時機，可能比採用相同預測方程式重複推算來的準確。
運動生理週訊第365期「身高成長最大速率 (peak height velocity)」，指出青少年女生APHV約在12歲 (8 公分/年)，月經開始 (初潮) 通常在APHV之後出現，青少年男生APHV約在14歲 (10 公分/年)，肌力成長最大速率 (peak strength velocity) 通常在PHV之後一年左右出現(下圖。王順正、林玉瓊，2018)。由於青少年女生出現初潮的時間，可以用來做為APHV的參考依據，可能因此造成相關研究文獻，皆以青少年男生為研究對象。
青少年女生、男生年齡與身高成長速率的關係圖 (王順正、林玉瓊，2018)
簡易評量青少年成熟度的方法準確嗎？透過實際年齡、身高、坐高、體重等身體測量資料，進行APHV評量的簡易方法，具有簡單、耗時少、非侵入性、不需要昂貴設備的優點，適合大量青少年受測對象的初步評估。當青少年男生屬於平均成熟類別、年齡在青春期中的階段，預測APHV的準確性比較高。青少年女生APHV簡易評量的準確性，似乎也有進一步釐清的需要。家長與教練如果可以每3個月 (或6個月)、長期進行身高、體重的測量，即不需要透過預測公式推算APHV，依據身高、體重的變化資料，直接進行APHV、APWV的推算。
引用文獻
王順正、林玉瓊 (2018)。身高成長最大速率 (peak height velocity)。運動生理週訊，365。
王順正、林玉瓊 (2024)。身高成長最大速率與訓練敏感期運動生理週訊，516。
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Malina, R. M., Coelho-e-Silva, M. J., Martinho, D. V., Sousa-e-Siva, P., Figueiredo, A. J., Cumming, S. P., Králík, M., & Kozieł, S. M. (2021). Observed and predicted ages at peak height velocity in soccer players. PLoS ONE, 16(7), e0254659.
Mirwald, R. L., Baxter-Jones, A. D. G., Bailey, D. A., P., & Beunen, G. (2002). An assessment of maturity from anthropometric measurements. Medicine & Science in Sports & Exercise, 34(4), 689-694.
Moore, R., Mckay, H. A., Macdonald, H., Nettlefold, L., Baxter-Jones, A. D. G., Cameron, N., & Brasher, M. A. (2015). Enhancing a Somatic maturity prediction model. Medicine & Science in Sports & Exercise, 47(8), 1755-1764.
Salter, J., Cumming, S., Hughes, J. D., & De Ste Croix, M. (2022). Estimating somatic maturity in adolescent soccer players: methodological comparisons. International Journal of Sports Science & Coaching, 17(1), 11-17.
Sherar, L. B., Mirwald, R. L., Baxter-Jones, A. D. G., Thomis, M. (2005). Prediction of adult height using maturity-based cumulative height velocity curves. The Journal of Pediatrics, 147(4), 508-514.
Teunissen, J. W., Rommers, N., Pion, J., Cumming, S. P., Rössler, R., D'Hondt, E., Lenoir, M., Savelsbergh, G. J. P., & Malina, R. M. (2020). Accuracy of maturity prediction equations in individual elite male football players. Annals of Human Biology, 47(4), 409-416.
