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上文承蒙 巔峰表現｜運動科學｜戰術體能｜教育訓練 同意，引用他的「臉書」系列文章，特此致謝！
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停止仰臥起坐訓測減緩官兵脊柱壓力之研究
作者/林育成 上尉
志願役預備軍官班 107 年班、步訓部正規班 369 期、國立 臺南大學體育學碩士；現任任國軍運動科學推廣中心教官
提要
一、本文旨在分析並說明仰臥起坐動作可能因適得其反產生反效果，而造成潛在傷害風 險，本篇論述方式以文件分析與文獻回顧法，綜整國內、外仰臥起坐之相關資訊， 與對運動表現及可能造成運動傷害之文獻，使讀者了解仰臥起坐動作可能引起的運 動傷害。
二、參考美軍體能測驗革新，藉專家之驗證成果，證明仰臥起坐因快節奏擠壓脊椎連帶 引發潛在傷害，包含動作角度增加腰椎負荷、雙腳固定肌群代償及動作節奏過快等， 將可能增加腰椎受傷發生率。
三、仰臥起坐動作雖能強化腹部核心肌群，但該動作有可能因訓練而引發運動傷害之疑 慮，使官兵因脊柱壓力而承受可能受傷之風險，鑒於美軍體能革新啟發，為消除部 隊訓練危安風險，建議國軍體能測驗能取消仰臥起坐動作，並以仰臥捲腹與平板撐 體作為腹部核心肌群的主要訓測項目。
壹、前言
仰臥起坐(Sit-up)是一種強化鞏固軀幹肌耐力的動作，優劣的軀幹肌耐力與下背痛 (Low back pain)具顯著關連性，1美軍於「陸軍體適能測驗(Army Physical Fitness Test, APFT)」中，是透過仰臥起坐動作表現，預測士兵肌肉骨骼損傷發生率。2國軍也將該 動作應用於體能訓練中，藉以提高腹部肌群肌耐力，3因動作簡單易於操作，也常作為 評鑑個人身體健康的項目之一，故而仰臥起坐於軍隊體能訓練中廣泛應用並有著悠久的歷史。
隨者運動科學日新月異發展下，為了能提升腹部肌群的訓練效益，許多研究者以運 科理論基礎檢視傳統仰臥起坐動作，嘗試找出最佳的鍛鍊效果，然近年的研究普遍指出，仰臥起坐的測驗是具有運動傷害疑慮的，在測驗實地中，常可發現受測者為了在有限的時間內取得較高的次數，往往會反覆彎曲腰椎做多做快，以致錯誤施力產生肌肉代償現象，而國際知名脊椎專家 McGill,S.M.也曾對仰臥起坐動作提出示警，認為該動作會增加腰椎負荷，具有導致下背痛(LBP)的潛在風險，4美軍過往調查「陸軍體適能測驗 (APFT)」受傷發生率中，在 1,532 名士兵中，共有 117 名因體能訓練而受傷，受傷人數中高達 56%人員是因仰臥起坐動作受傷。5
國軍於民國 82 年推行「基本體能測驗」迄今，尚未有相關文獻及數據揭露國軍官 兵因操作仰臥起坐而受傷，但鑒於相關研究，皆以明確表示仰臥起坐動作是有受傷的潛 在風險，本文將探討腹部肌群核心訓練效益與國軍現行作法，回顧美軍仰臥起坐發展歷 程、仰臥起坐動作與運動傷害關聯，透過本文探討仰臥起坐對運動傷害之實質影響，並參考美軍革新作法籌謀可能之解決之道，提供更安全有效之訓練建議，以作為國軍未來 體能訓練規劃之啟示。
貳、腹部核心肌群
良好的肌肉能力是維持個人生活品質的重要條件之一，而多數的運動指南均指出， 腹部運動是作為預防腰痛的重要部分，6常見患有下背部疼痛者，通常腹部肌群肌耐力 較差並且低於一般健康者，7除此之外，在執行運動時腹部肌群可協助將力量從肢體近 端傳向遠端，8因此，透過腹部的訓練除了有效預防下背部疼痛外，也有利於運動表現， 故本節將探討何為腹部肌群，為何腹部肌群會被選為肌耐力的代表肌群，以及國軍現行 腹部肌群訓練方法。
一、腹部核心肌群簡述 就人體構造而言，脊柱具備支撐身體的作用，但脊柱本身是脆弱的，僅能承受 90 牛頓(9 公斤)負荷，9需由圍繞著脊柱旁肌肉群提供協助對抗負荷，此肌肉群又稱為核心 肌群(core muscle)。10核心肌群是環繞著軀幹和骨盆的構成，這些肌肉幫助維持脊柱和 骨盆的穩定，具有穩定(stabilize)及傳導(mobilize)等兩項功能，依照肌肉附著位置的深 淺可區分為深層和表層核心肌群。11(如圖一、二)
(一)深層核心肌群(Local system)：位於軀幹底層，直接附著脊椎，主要包括:腹橫肌、 多裂肌以及部分的腹內斜肌與腰方肌，在腹橫肌與多裂肌之間有共同收縮的情 形，腹橫肌收縮時，肚臍內收而同時連接腰椎的多裂肌亦產生收縮，提供脊椎的 穩定。14
(二)表層核心肌群(Global system)：位於軀幹表層，由骨盆連接至肋骨、胸或大腿關 節，包含:腹直肌、腹外斜肌、豎脊肌與臀部肌群等，這些肌群由於位於軀幹較淺 層的部位，收縮時可以產生較大力矩，可以主導脊椎的動作方向。15(如表一)
綜上整理，發現腹部肌群乃屬核心肌群之一，包括了深層腹橫肌、腹內斜肌與表層深層腹直肌、腹外斜肌等。深層腹部肌肉主要有防止腰椎滑脫或突出功能，現今研究已 發現患有慢性腰痛(LBP)患者，深層肌肉是有明顯萎縮的現象。17而表層腹肌則擁有較 大力矩，是能對抗人體大幅度運動的肌群，對於整體脊椎穩定至關重要。18
二、腹部核心肌群高壓預防 成年人的一生當中，有 84%機率會受下背痛的困擾，根據臺灣衛福部 2019 年的 統計資料顯示，國人前二十大疾病就醫門診次數中，背部疾病排名第十名，佔了 1.97%。 19下背部疼痛可區分為過度勞累、用力不當的「急性腰痛」，以及運動不足、姿勢不良 所引起的「慢性腰痛」等兩類，大多數以慢性的腰痛佔多數，20下背痛的主因大多來自 於脊柱不穩定所引起，正常的腰椎姿勢應該是向前微凸，(如圖三)嚴重的脊柱不穩定會 使脊椎與骨盆產生明顯的 X 線位移，使腰椎與骨盆接合處產生「開剪綜合症（Open scissors syndrome）」導致骨盆前傾體態畸形，(如圖四)從側面觀察便會明顯發現人體 偏離正常體態。21 而影響脊柱不穩定骨盆前傾的因素可歸因為髂腰肌、豎脊肌過度緊繃，使腹直肌受到抑制或弱化，23髂腰肌是屈髖的重要肌群，跑步、走路、爬樓梯及坐姿經常會使用到 屈髖動作。在經常使用坐姿生活下，多數人的腹部與背部肌力是失衡的，但是通常髂腰 肌都會特別強壯。髂腰肌對腰椎雖然只是微弱屈肌，但是他的緊繃會增加腰椎壓縮的負 荷，致使腰椎更加前凸影響下背部感到緊繃產生壓迫風險。24當脊椎面臨負荷需要維持 穩定時，則須藉由強化拮抗肌與作用肌共同作用力完成。25(如圖五)
患有下背痛者相較於一般健康者而言，腹部肌群肌耐力通常較差。27而改善下背痛 的重點，就是保持「腹肌與背肌的平衡」以建立良好的「姿態」。28腹部肌力的缺乏會 導致人體運動效率下降，從而引起疲勞及過度使用，透過腹部訓練針對脊椎穩定性與腹 部肌肉學習控制對於預防下背傷害與提升運動效率是重要的。29梁凱涵、吳鴻文(2010) 研究指出慢性下背痛患者經過 6 週的腹肌肌力復健治療後，疼痛指數可明顯下降、腰椎骨盆穩定功能也能獲得進步。故而腹直肌作為背部肌群的拮抗肌，似乎成為腹部訓練首選，除可協助達到脊柱整體穩定外，亦可緩解腰椎壓力，維持正常體態。30
參、腹部核心肌群訓練方式
一、腹部核心肌群與戰鬥相互關係 負重是軍人重視的能力之一，在執行任務時，須完成攻擊與防禦的戰鬥準備，身體 隨時得面臨突然快速移動或改變戰鬥前進方向等，而軍人配賦的裝備重量，此時就會形成執行戰鬥動作時的阻礙，31在一份研究文章中指出，軍人長期負重或頻繁舉重超過 25 公斤，可能會造成軍人腰痛傷損的發生。32
而這些腰痛的發生，常常與負重時姿態不良有關，因軍人需長時間穿著防護背心， 防護背心雖能有效提高士兵存活率，但其重量往往就超過 14 公斤以上，該負荷會增加 頸部與軀幹出現前傾等不良姿勢，如果又沒有良好的核心肌群支撐，將對腰椎產生一定 之影響。33除此之外，長時間的負重作戰下，也會增加肌肉的疲勞度，導致姿態與步態 的改變，產生代償現象。34故而軍人於負重作戰下姿態改變，與核心肌群具有高度關聯， 核心肌群較弱者，在執行負重作戰時，核心肌群較容易疲勞，進而影響骨盆穩定與步態 維持。
士兵如具有強壯的身體質量，腰痛發生的機率就會降低。35國外學者亦曾對 33 位 美軍士兵進行 8 週的核心肌群強化訓練，結果得知透過核心肌群訓練可提升核心肌群 的肌耐力，減少脊柱負荷與過度活動，並降低防護背心對身體的影響。36此外，過往研 究中亦將 20 名軍官分成兩組，其中一組在體能訓練中，加入了 25 分鐘的核心肌群訓 練為期 9 週，研究發現核心肌群訓練組除提升軀幹肌耐力外，同時也可降低肌肉與骨 骼疼痛的感受度。37
綜上所述，核心肌群訓練對軍人而言是重要的，強壯的核心肌群能控制及穩定軀 幹，使人體在做任何動作的時候，因有穩固的軀幹，使運動更具效益，進而強化並提升 軍人負重能力，也進一步減少傷害發生，降低軍人腰椎傷害發生。
二、訓練方式
部肌群訓練是透過徒手與器材，針對腹部、背部與臀部等肌群給予肌力動作控制 訓練，改善神經對核心肌肉的徵招及控制，以提升軀幹穩定的一種方式，一般可區分 為：靜態性(等長)、動力性(等張)及動靜組合性練習(等長–等張)。38仰臥起坐則屬徒手 動力性的訓練方式，許多國家軍隊如英軍、美軍，都將仰臥起坐動作列為檢測士兵腹部和臀部屈肌的動作之一。而國軍體能訓練則是因應時代背景演進，逐漸引進歐美各軍事 體能訓練方法，而仰臥起坐於 1993 年起便已經導入國軍作為腹部肌群訓測項目迄今。 39(如表二)
肆、美軍仰臥起坐發展概況
美軍作為世界上最具實戰性之軍事體系，為派兵海外駐防並投入作戰任務，對於士 兵的體能訓練非常重視，其「陸軍體適能測驗(APFT)」包含：2 分鐘伏地挺身、2 分 仰臥起坐和 2 英哩(3220 公尺)徒手跑步等標準化評鑑方式，以評估士兵體能素質。自 1985 年該計畫推行起，西方社會就一直對仰臥起坐持質疑態度。Axler,C.T.與 McGill,S.M.等脊椎專家都認為仰臥起坐並不是最安全的訓練項目，腰椎過度伸展可能 會導致腰椎壓縮，產生腰椎永久性的損傷。41近年來，美軍也發現士兵因體能訓練上傷損多於因戰鬥傷損人數，故美軍開始啟動相關體能訓練研究與調整，42仰臥起坐也是其調修項目之一，本節將透過文獻回顧與文件分析，藉以瞭解美軍仰臥起坐發展歷程。
一、美軍體能訓練計畫(TEP)
美軍採用仰臥起坐作為測驗項目，依目前文獻記載最早可追溯至 1944 年美國戰爭 部出版的《21-09 號手冊》之中，美軍自 1946 年起不論體能訓練歷經幾次改革，仰臥 起坐都被保留並一直使用至 2022 年。43美軍為使士兵能符合仰臥起坐體能測驗要求， 特別制定了一套傳統體能訓練計畫(Traditional exercise programs,TEP)，(如表三)該計畫中腹部肌群的訓練動作就包含了仰臥起坐、仰臥轉體與仰臥捲腹等三項動作。44
二、美軍核心穩定訓練計劃(CSEP)
自國際知名脊椎專家提出仰臥起坐動作會引發受傷後，仰臥起坐的訓練方式就一 直飽受爭議。美軍曾針對 28 名美軍軍官進行仰臥起坐動作肌電圖實驗，研究結果指出 該訓練動作是不安全的。46為解決仰臥起坐訓練可能造成潛在受傷風險問題，相關肌力、 體適能及生理專業專家均建議改以核心穩定訓練如：仰臥捲腹(crunch)、側平板撐體 (side plank)、跪姿單手單腳(bird dog)替代仰臥起坐動作，以訓練學習控制腹部肌群的 功能為主，而非強化單一肌群。47該論點也被美軍所採納，並於美國陸軍體能訓練計畫 中加入核心穩定訓練計畫(Cose stabilization exercise programs,CSEP)，(如表四)取代 過往的傳統體能訓練計畫(TEP)仰臥起坐動作(Army US,2007)。48
資料來源：根據〈Effects of sit-up training versus core stabilization exercises on sit-up performance〉49自行彙整
研究結果指出 542 員實施核心穩定訓練計畫(CSEP)與 599 員實施傳統訓練計畫 (TEP)士兵受試者，記錄訓練 16 週過程中運動傷害數據，結果發現傳統訓練計畫(TEP) 組下背痛造成執行任務受限時間高於核心穩定訓練計畫組(CSEP)約 2 倍時間(8.3 天:4.2 天)。50士兵透過實施低負荷控制性的核心穩定訓練計畫(CSEP)能較優於高負荷 快速性的傳統訓練計畫(TEP)，有利於核心肌群肌耐力增強，對有腰部痼疾的士兵，操作核心穩定訓練計畫(CSEP)能獲得更佳的恢復效果，並提前返回部隊執行任務。51 相關文獻雖皆指出核心穩定訓練計畫(CSEP)是具有良好訓練效益，但是該計畫卻 未能於美軍中廣泛推廣並受支持，可能的原因是美陸軍士兵每年度仍需參加「陸軍體適 能測驗(APFT)」中 2 分鐘仰臥起坐測驗，如未通過測驗將影響其職業生涯。52故美軍士 兵仍以傳統訓練計畫(TEP)中仰臥起坐作為訓練首選動作。
伍、仰臥起坐與脊柱壓力之關係
仰臥起坐長期以來被認定是用來預防下背痛與增強腹部肌群的主要運動。然而，在美軍的一份體能訓練受傷調查報告中指出，有高達 56%的人是因為操作仰臥起坐受傷， 原為預防傷害的動作反而增加了軍人非戰鬥的傷損。53將藉由相關仰臥起坐動作與傷害 研究進行文獻回顧，以解析仰臥起坐動作受傷潛在風險。
一、動作角度增加腰椎壓力 加拿大脊椎專家曾透過力學機制與數學模式等方式，評估仰臥起坐動作給予腰椎 負荷可高達 3,000 牛頓力(300 公斤)的壓力，有增加受傷的風險。54正常的人體脊椎是 呈現 S 型微彎屈，當在進行仰臥起坐時，身體所對抗的阻力來自於軀幹的重量，上半 身從平躺 0°至 30°力矩會逐漸大，所需對抗的阻力較大，此時作動肌由腹部肌群主導， 當上半身與地面角度超過 45°時，力矩將變小，腹部肌群用力將減少，轉為由髖屈肌用 力。55
因此，根據理論推斷當仰臥起坐角度 0~30°時，如腹部肌力不足以負荷阻力，腰椎 則需共同承擔的負荷，(如圖六)當角度超過 45°，腰椎則需由正常 S 型彎曲反向屈曲成 C 型，(如圖七)此時，強壯的髖屈肌拉力，會使腰椎形成較大剪力，產生類似椎間盤凸 出的情形。
二、雙腳固定易造成肌群代償作用
常見的仰臥起坐訓練，需透過他人或器材固定腳踝，以確保在仰臥起坐操作期間雙 腳能與地面接觸。而固定腳踝動作會使操作仰臥起坐時腿部肌群(髖屈肌、股直肌)比腹 部肌群(腹外斜肌、腹直肌)更加的活化。57相關文獻回顧也指出當仰臥起坐腰部從地板 上抬起超過 30°後，髖關節的屈曲會使腹部肌群活化程度下降，反而由腿部肌群(髖屈 肌、股直肌)主導該動作完成。58英國學者以肌電圖(EMG)方式測量 23 名英國軍人，操 作五種不同仰臥起坐類型動作肌肉活化程度，(如圖八)研究結果發現固定腿部的仰臥起 坐類型動作，腿部肌群(股直肌)活化度較高。(如圖九)59參考肌電圖參數分析，操作仰臥起坐時，腿部肌群活化度高可能導致腰椎產生更大的負荷，如果是以增強腹肌的肌耐力 為目的，應以非固定腿部動作為主，另當仰臥起坐測驗時，腹部肌群如疲勞，將可能藉由其它肌群代償，可能無法呈現核心肌群能力的可能性，因代償引發運動傷害的發生。
三、動作節奏過快
仰臥起坐測驗時，需在限時內完成最大反復次數，觀察國軍官兵仰臥起坐鑑測實際 情況，發現官兵在操作仰臥起坐測驗時，會透過快速回彈上半身的方式完成動作，藉以 獲得更多的次數，在平時訓練時，也常見官兵以這種方式操作仰臥起坐。操作仰臥起坐時，應緩慢、穩定的控制動作，如使用上半身產生快速向下慣性，會對地面形成一股反 作用力，該反作用力將會提供給身體更好的回彈向上的力量，形成借力使力的方式完成 仰臥起坐，這樣快速回彈的方式，會使動作節奏變快，身體將產生動量(momentum)， 並借力於下背部。62快速回彈的仰臥起坐除減少腹部肌群參與度外，快速大幅度的折彎 脊椎也遠比慢速操作來的更加危險，該方式也會使背部與腰椎大力的撞擊地面，是否會額外造成脊椎的挫傷，目前尚未有相關研究，有待後續觀察。
陸、官兵降低脊柱壓力作法
一、美軍仰臥起坐測項的革新
西元 2018 年，美陸軍推出「陸軍戰鬥體適能測驗(Army Combat Fitness Test,ACFT)」取代舊有的「陸軍體適能測驗(APFT)」，其中仰臥起坐被平板撐體所取代， 改以控制核心作為檢測腹肌肌耐力動作，並於 2022 年起全陸軍正式施行「陸軍戰鬥體 適能測驗(ACFT)」， 為使測驗周延，美軍曾針對 1,000 位美軍士兵運用核心穩定訓練計 畫(CSEP)與傳統訓練計畫(TEP)做比較，結果得知核心穩定訓練計畫(CSEP)的平板撐 體(Plank)效果與仰臥起坐訓練相同，因此，核心肌肉的能力亦可以平板撐體來檢測。 鑑於美陸軍的改革，美國海、空軍也陸續跟進，將仰臥起坐由測驗中移除，並強調仰臥 起坐重複屈曲脊椎運動與戰場動作關聯性較低，反而提高背部受傷機率。盱衡美軍仰臥起坐革新，彰明較著重指向該動作有訓練傷害風險，使美軍將其徹底從體能訓練中排 除，並以相對安全的平板撐體作為訓測項目。(如表五)
二、國軍停止仰臥起坐體測評鑑
民國 111 年國軍考量戰備演訓任務，分析官兵日常身體所需肌力，並參考美軍與教 育部體育署等體能測驗方式，將「仰臥捲腹(curl-up)」及「平板撐體」等兩項動作納入 民國 112 年國軍體能訓測實施規定之中，國軍官兵可從此 3 項擇 1 項作為檢測腹部肌 耐力的年度鑑測項目，另國防部考量「仰臥起坐」具有一定運動傷害風險，於民國 112 年 6 月 1 日下令起全軍鑑測站與駐地測驗停止「仰臥起坐」施測。63因此，現行的國軍 腹部核心肌群訓練方式共計有仰臥捲腹與平板撐體等二項。(如表六)仰臥捲腹為動態性 訓練，即完成上、下動作計算 1 次，完成個人最大反復次數是為檢測成績，與過往仰臥 起坐最大差別在於仰臥捲腹需搭配 40BPM 節奏速度操作，平扳撐體則為靜態性訓練， 維持秒數越久，成績越高。
柒、結語
理論上，體能測驗目的是在增強官兵整體性基礎戰力，評估官兵個別性體能狀態， 驗證訓練成效，適切的訓練動作規劃，能促進人體整體肌力、肌耐力的效能，然而運動 要重視科學理論與證據，應避免適得其反的動作而造成運動傷害，降低因鑑測制度而有 官兵受傷。檢視美軍體能訓練作法，仰臥起坐動作雖能訓練到腹部核心肌群，但因其潛 藏諸多訓練危險因子，動作安全疑慮日增，形成士兵體能訓練上窒礙與困擾，美軍經多 年精研最終將仰臥起坐從體能訓練中刪除，實足對國軍體能訓練產生啟發與警示，衡酌 國軍體能訓練研改雖能審時度勢但仍欠缺完善。仰臥起坐動作雖能用以強化腹肌，但其 潛在因壓力易造成傷損之風險：動作角度、雙腳固定、動作節奏等，都可能使國軍官兵 暴露於受傷風險中。因此，國軍體能鑑測應刪除「仰臥起坐」項目之訓測動作，可以「仰 臥捲腹」與「平板撐體」作為訓測動作，藉以消除部隊訓練危安風險，達強化單兵整體 戰鬥表現。
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23 同註 9，頁 60
24 同註 16，頁 39-44。
25 同註 9，頁 60。
26 同註 9，頁 60。
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28 同註 20，頁 60。
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