運動生理週訊(第521期)
急慢性訓練負荷比 (acute:chronic workload ratio)(April 20, 2024)
王順正、林玉瓊
訓練負荷 (training load)、運動傷害 (injury)、體能 (fitness) 和運動表現 (performance) 之間的關係，對於運動參與者、運動教練、運動科學研究者都相當重要，特別是為了提升個人或團隊的運動表現，有需要增加訓練負荷，但是當運動傷害增加時，反而會不利於運動表現的提升。右圖即在說明訓練不足或訓練過度，對於運動傷害、團隊體能和團隊運動表現之間的假設關係 (Gabbett, 2016)。運動教練與運動傷害防護員 (或隊醫)，需要監控運動團隊成員的訓練狀況，以便在努力訓練提升運動表現時，還能夠兼顧避免運動傷害發生。
一般來說，訓練負荷可以分為外部負荷 (external training load)，例如跑步距離、衝刺次數、舉重重量等，與內部負荷 (internal training load)，例如自覺強度量表、心跳、血乳酸濃度等。外部訓練負荷是身體「工作」負荷的狀況，內部訓練負荷則是身體內部生理「反應」的呈現，由於運動參與者的年齡、訓練時間、受傷史、身體能力等皆不相同，相同的外部負荷訓練的結果也會有明顯的差異。
急慢性訓練負荷比 (acute:chronic workload ratio, ACWR) 是 Gabbett (2016) 提出來，用來模擬訓練負荷與運動傷害的關係。透過1週的急性訓練負荷紀錄，來代表身體「疲勞」狀況，透過
最近3-6週 (共4週) 訓練負荷紀錄的滾動平均 (rolling average)，來代表身體「體能」發展的狀況。如果急性訓練負荷較低 (疲勞程度低)，而慢性訓練負荷較高 (體能發展佳)，運動參與者將處於良好的準備狀態，ACWR約為1或更小。相反的，如果急性訓練負荷較高 (疲勞程度高)，慢性訓練負荷較低 (體能發展不佳)，則運動員會處於疲勞狀態，ACWR將超過1。
Gabbett (2016) 整理三種運動項目 (澳洲的板球、足球和橄欖球聯賽) 的資料，提出
ACWR數據在0.8-1.3的範圍，是訓練負荷的甜蜜點 (sweet spot)，ACWR數據 ≥1.5，則是訓練負荷的危險區 (danger zone) (右圖)。不同運動項目的運動參與者、以及運動參與者的個別差異，可能會有不同的ACWR與運動傷害關係。研究者同時提出，參與團隊運動訓練超過18週的運動參與者、基本運動能力較佳的運動參與者，皆會降低運動傷害風險。作者提出只有減少訓練負荷，並不是降低運動傷害風險的最佳方法，
艱苦 (且適當) 的身體訓練可以防止運動傷害的觀點，高訓練負荷是對抗傷害的疫苗 (a 'vaccine' against injuries)，可以促進更好的體能發展與運動表現。也就是說，在避免負荷的快速增加的條件下，高負荷和身體艱苦訓練可能會提供保護作用、預防傷害的發生。
2016年，國際奧委會 (International Olympic Committee) 發表了一份共識聲明 (consensus statement)，建議使用 ACWR方法來預防運動傷害 (Soligard等，2016)，因此也促成探究ACWR與運動傷害關係的研究蓬勃發展。
Griffin等 (2019) 透過文獻探討的方式，收集22篇ACWR與運動傷害關連的研究，
確認ACWR與非接觸性運動傷害之間具有關連。研究提出慢性運動負荷的兩種計算模型，滾動平均模型 (rolling average model, RA)、指數加權移動平均模型 (exponentially weighted moving average model, EWMA)，都是計算運動負荷的有效方法，但 EWMA模型的靈敏度更高。研究結論指出，未來的研究需要關注更敏感的EWMA模型，讓計算模型適用於性別差異 (男女)、更多運動項目、更長的時間範圍，以及涵蓋更多運動傷害風險因素的組合。怎麼計算ACWR會更有代表性，似乎是需要進一步探究的課題。
相反的，Zouhal等 (2021) 的研究收集7篇ACWR的相關研究，發現
運動參與者 (職業運動員或一般運動參與者) 的ACWR峰值與運動傷害並沒有直接相關。有關內部負荷 (如RPE) 和外部負荷 (如GPS資料) 評估方法的選定，以及急慢性訓練負荷監測的時間跨度，都是未來需要進一步釐清的課題。Cloosterman等 (2024) 則以430名自願參與的荷蘭跑者 (73.3%為男性、年齡44.3歲) 為對象 (報名參加2019與2020荷蘭馬拉松比賽的跑者)，在總共22,839次訓練中，分享了他們的GPS訓練資料進行計算。研究採用每週訓練負荷 (weekly training load)、coupled滾動平均 (RA) (包含急性訓練負荷 (4週))、uncoupled滾動平均 (RA) (不包含急性訓練負荷 (3週))、以及指數加權移動平均 (EWMA) 方法，進行訓練負荷資料的計算。研究結果顯示，分別有33.4%、16.2%、25.8%、18.9%的訓練課程，被歸類為訓練負荷顯著增加 (每週訓練負荷增加≥30%且ACWR≥1.5)。也就是說，
計算ACWR的方法不同時，歸類為危險區的比例有明顯的差異。
除了ACWR與運動傷害關係研究結果不一致之外，Bache-Mathiesen等 (2014) 依據活動分鐘數 (minutes of activity) 的卡達模型 (1465名足球聯賽球員、420329筆數據、1977人次受傷) 與依據自覺量表 (session rating of perceived exertion, sRPE) 的挪威模型 (81名足球菁英球員、4719筆數據、60人次受傷) 資料，在不同的急性訓練負荷條件下，顯示依據卡達模型，受傷機率 (probability of injury) 以零慢性訓練負荷組最高，其次為低慢性訓練負荷組 (右圖A)；依據挪威模型，受傷機率以低慢性訓練負荷組最高，其次為高慢性訓練負荷組 (右圖B)。就像Gabbett (2016) 提出來「高訓練負荷是對抗傷害的疫苗 (a 'vaccine' against injuries)」的觀點一樣，長期沒有訓練或低訓練負荷，形成身體體能條件差，可能才是造成運動傷害的最主要原因。
有關ACWR計算方法關係的研究方面。Schumann等 (2023) 以12名女性青年排球運動員為對象，在高中賽季期間，使用穿戴式裝置 (VERT model KMT devices) 測量每週的動能 (kinetic energy, KE) 輸出變化，依據滾動平均 (RA) 與指數加權移動平均 (EWMA)方法進行ACWR計算 (右圖)。兩種ACWR計算方法的結果在第6,7週出現顯著差異，實際上這兩週的訓練負荷並沒有顯著的改變。針對高中女子排球運動員來說，ACWR是一種有用的負荷監測方法；依據每週的動能變化來看，EWMA可能是一種更接近實際負荷的ACWR計算方法。
急慢性訓練負荷比 (ACWR) 是以最近1週的急性訓練負荷紀錄，來代表身體急性「疲勞」狀況，以最近3-6週 (或1-4週、2-3週) 訓練負荷紀錄，來代表身體慢性「體能」發展的狀況，疲勞與體能的比值即為ACWR。一般來說，跑步距離、衝刺次數、舉重重量等外部負荷 (external training load)，自覺強度量表、心跳、血乳酸濃度等內部負荷 (internal training load)，皆可以用來做為ACWR計算的依據。滾動平均 (RA) 與指數加權移動平均 (EWMA)是最常見的ACWR計算方法 (可能EWMA方法更符合實際訓練負荷狀況)。
ACWR數據在0.8-1.3的範圍，代表訓練負荷在甜蜜點 (sweet spot)，ACWR數據 ≥1.5，則代表訓練負荷的危險區 (danger zone)。實際上，過去研究對於ACWR在預防運動傷害的功效相當不一致。除了ACWR的數據與運動傷害可能有關連之外，身體慢性負荷狀況如果偏低 (長期訓練負荷不足)，形成身體體能狀況不佳，可能也是造成運動傷害的原因。除了積極參與體育競賽的運動參與者之外，針對青春期快速成長的青少年、基本運動能力普通的一般男女、中老年人等，進行ACWR的監控是否也會有預防運動傷害的效果？仍有待進一步研究釐清。
引用文獻
Bache-Mathiesen, L., Andersen, T., Dalen-Lorentsen, T., Tabben, M., Chamari, K., Clarsen, B., & Fagerland, M. W. (2024). A new statistical approach to training load and injury risk: separating the acute from the chronic load. Biology of Sport, 41(1), 119-134.
Cloosterman, K. L. A., de Vos, R., van Oeveren, B., Visser, E., Bierma-Zeinstra, S. M. A., & van Middelkoop, M. (2024). Comparison of weekly training load and acute:chronic workload ratio methods to estimate change in training load in running. Journal of Athletic Training, https://doi.org/10.4085/1062-6050-0430.23
Gabbett, T. J. (2016). The training-injury prevention paradox: should athletes be training smarter and harder? British Journal of Sports Medicine, 50(5), 273-280.
Griffin, A., Kenny, I. C., Comyns, T. M, & Lyons, M. (2019). The association between the acute:chronic workload ratio and injury and its application in team sports: a systematic review. Sports Medicine, 50(3), 561-580.
Schumann, C., Wojciechowski, M., & Bunn, J. A. (2023). Comparing two methods of acute: chronic workload calculations in girls' youth volleyball. Sports (Basel), 11(3), 51.
Soligard, T., Schwellnus, M., Alonso, J., Bahr, R., Clarsen, B., Dijkstra, H. P., Gabbett, T., Gleeson, M., Hägglund, M., Hutchinson, M. R., van Rensburg, C. J., Khan, K. M., Meeusen, R., Orchard, J. W., Pluim, B. M., Raftery, M., Budgett, R., & Engebretsen, L. (2016). How much is too much? (Part 1) International Olympic Committee consensus statement on load in sport and risk of injury. British Journal of Sports Medicine, 50, 1030-1041.
Zouhal, H., Boullosa, D., Ramirez-Campillo, R., Ali, A., & Granacher, U. (2021). Editorial: acute: chronic workload ratio: is there scientific evidence? Front. Physiology, 12, 669687.
