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Martin Lin, Taiwan, currently in UK

MD, MSc in Sports Medicine Exercise &Health, CSCS

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為什麼要在頸部冰敷?


首先,先恭喜小戴拿下了東京奧運金牌戰的門票,希望可以順利為台灣再奪得一面金牌。不知道大家有沒有注意到在中間休息的時候,小戴的教練會拿一個冰敷袋冰在頸部後方?實際上有許多的選手都有這樣的操作,這個原因是什麼呢?就讓我們一起來看看吧!


體溫與運動表現

在運動當中體溫的升高是一個正常的生理現象,體溫升高的主要原因來自熱的生成大過於身體散熱的能力。過往的研究指出體溫的升高會影響到運動表現,會導致提早疲勞或是終止運動。體溫影響表現的原因可能有:

  • 中樞神經的疲勞:體溫的上升會影響大腦血流量與大腦內的神經傳導物質

  • 周邊系統的疲勞:體溫上升會改變心血管功能,中樞血流量的下降會影響 ATP/PC 系統

不管是有氧運動或是無氧運動可能都會受到影響。因此,慢慢開始有研究著重在如何協助選手進行降溫,降溫的方式可以透過外在方式或內在方式進行。外在降溫包含冰敷與冰浴,內在降溫則是喝冰水等方式。另外,要在賽前進行或是賽中進行,降溫的時間點也是另一個考慮。賽前降溫雖然有效果,但是隨著比賽的進行其效果會慢慢消失,賽中降溫在實行上可能會有困難,因為要符合賽事規定,並且常規使用的降溫方式可能無法在賽中使用。近期的研究顯示賽中降溫的效果比賽前降溫好。賽中降溫應該如何進行有可以分為以下幾點討論:

  • 哪一種降溫方式比較好(內在降溫或外在降溫)

  • 要在哪些部位進行降溫?

  • 賽中降溫對於不同能量系統主導的運動是否有不同(有氧運動與無氧運動)

舉個簡單的例子,利用喝冰水降溫的方式可能會受限於運動時消化系統血流量減少而導致降溫效果不佳而有所影響。


研究證據

近期探討這個議題的文獻應該是 Wafa Douzi 等人在 2019 的系統性回顧中。他們收錄了 45 篇文獻,其中 36 篇討論了有氧運動,9 篇討論無氧運動。他們根據 Gastin 等人的研究,將運動分為有氧運動或無氧運動為主,其中的切點是以 75 秒為單位。有氧運動平均運動時間為 45 ± 25.3 分鐘,無氧運動則為 21.3 ± 21.6 秒。運動強度上,有氧運動為 62.8 ± 4.4% 的最大攝氧量 VO2 max ,無氧運動為 86.7 ± 17.8% 1RM。

這篇研究的目的是希望解答在運動中降溫對於運動表現的影響,並且將其分為有氧運動與無氧運動兩種不同的類型。同時,他們也想看對不同的系統進行降溫是否會有不同的結果。


有氧運動

本回顧中收錄的文章絕大多數運動時間都遠大於 75 秒,最短的時間也是 10 分鐘。整體而言,比賽中的降溫對於運動表現有中等程度助益。這樣的效果和性別與訓練的層級無關。這些這些降溫方式可以下降皮膚表面 2.1 ± 0.4°C,而對於中心溫度則是下降 1.0 ± 0.7°C。在降溫的方式上降溫用頸圈、氣體吸入、喝冷的液體、穿 Ice vest 或 Cooling garment 都會有程度不等的效果。至於部位上可以看到,內在性的降溫或是臉部、頸部與軀幹的外在性降溫也有不等程度的效果。然而,對整個身體或是其他部位進行降溫則沒有顯著效益。這些效果和運動當下的溫度並沒有顯著的相關性。


無氧運動

本回顧中收錄的文章中,最長的運動時間為 69 秒。整體而言,比賽中的降溫對於運動表現有低等程度助益。這樣的效果同樣和性別與訓練的層級無關。這些這些降溫方式可以下降皮膚表面 2.6 ± 1.1°C,而對於中心溫度則是下降 1.3 ± 1.0°C。在降溫的方式上只有 Cooling garment 有顯著但低度的效果。至於部位上和有氧也有所不同,只有全身性的降溫有助益。這些效果和運動當下的溫度有關,在越高的溫度狀態下越有效果。


整體而言,這篇研究的結果是比賽或運動中的降溫對於有氧或無氧運動均有效果,但這個效果在有氧運動比無氧運動更加顯著。作者的解讀是對於越長時間的運動越有效果,因為暴露在降溫的時間越久。同時這樣的結果也和降溫的方式與當下的溫度有些關係。


延伸討論與研究限制

這篇研究是以時間來區分研究的組別,但是在實務應用上,應該是以不同賽事的種類進行區分,所以這部分還需要別的研究來進行解答。而這篇文獻在無氧運動的組別中看起來效果不太顯著的原因有可能來自這些運動的時間過短,所以還沒有辦法顯示出體溫的升高對於表現的影響,因此降溫對運動表現的注意無法被顯現。然而,在無氧運動中,全身冰浴沒有顯著效果但 Cooling garment 有效果的這個現象並沒有完全被討論。作者只表示在特定部位進行冰敷其實也可以達到和全身冰浴相似的效果,比賽中的全身冰浴也不可行,所以全身冰浴並非必要。關於這部分可能還需要更多的研究告訴我們答案。但這邊 Dr. M 要強調全身冰浴在降溫上絕對有其必要性,面對中暑的患者,全身冰浴是第一線的降溫方式

在降溫的考量上,其實會將冰敷袋或是其他降溫的器材擺在對溫度較敏感處或是血流量較多的地方,以增加其效果。舉例來說,後頸部就是一個很不錯的位置,附近有大血管流經,而且又靠近體溫的調節中樞,在執行上又相對方便,因為對於運動賽事來說,大部分的項目中要對後頸部進行冰浴相對於軀幹或其他地方是更加容易的。

這篇研究還是有許多限制,包括對於降溫的時間與執行的頻率沒有詳細的分析與記載、並沒有研究指出降溫沒有效果(可能有潛在的 Publication bias)、許多研究並非在專業運動員、男女生的分布不均、在無氧運動組別時間偏短且研究數量較少、每篇研究收錄人數不多等等。但還是可以告訴我們在運動中降溫對於運動表現是可能有助益的


其它文獻

有鑒於上述研究的一些缺失,Dr. M 就找了一些更近的文獻以及一些比較接近羽球這個項目的文獻和大家分享。


2021 年一篇新的敘述性回顧文獻探討了頭部、頸部與臉部的降溫對於運動表現的影響,但這篇文章還沒正式發表。Cao 等人分別對團隊運動與耐力型運動進行探討。結果顯示這些降溫方式都有效果,但考量到實際應用上的方便性,採用頸部的降溫方式是比較被推薦的。其中,作者也有提到如果是過短的運動項目可能不會看到顯著的效益,這和上面 2019 年的文獻中顯示無氧運動的效果比較差有類似的結果,可以理解為在短時間的運動中,體溫的上升還不會過於急遽,所以降溫的效果也有限。此外,他們的回顧中發現也有一些文章指出過長的比賽時間可能也無法造成顯著的正面影響。他們認為原因來自過長時間的運動所造成的自覺疲累程度過高,已經無法透過降溫的方式來調整,也就是說中樞性的疲勞到達一定的程度之後,這些方式的效果就有限了


Andrew J. Galpin 等人在 2016 年的文獻找了 13 位受試者,進行了下面的實驗流程。透過兩次高強度間歇運動以及一次的力竭運動來看在中間休息的時候加入一分鐘的後頸部冰敷會有什麼效果。兩次的間歇性運動分別是 20 秒的腳踏車、15 秒休息,總共 5 分鐘的時間。結果顯示:

  • 頸部與胸部的表面溫度在第一次冰敷後顯著下降

  • 對於溫度的感知則是在兩次冰敷與力竭後都顯著不同

  • RPE 自覺疲累程度在第二次間歇後顯著較低

  • 力竭的時間不受影響

雖說這些指標都不一定能真正對應到運動表現,但至少可以看到頸後冰敷對於運動表現是有潛在的效益,而且沒有任何的壞處。

Figure from Galpin AJ et al., 2016, Ref (3)


Desai 等人的研究大概是最接近現實條件的研究,他們找了 8 位與國家級的男子桌球選手,並且透過設計出一套檢測流程(模擬比賽的狀況)後分為兩組,一組是有利用頸後降溫,一組則無,來比較兩者的差異。

檢測的大致流程為暖身後進行三組正拍、反拍以及交替的擊球測試,並且在每一組的測試之間與暖身後進行冰敷。測試方式為要求運動員自隨機位置將球打入指定區域內(下圖中的 1, 2),並且計算其分數。除此之謂也有進行其他數據的監測,包括:皮膚溫度、溫度感受、攝氧量、心跳與自覺疲勞指數 RPE、Stroop test(一種計算反應力的測試)。研究結果顯示:

  • 冰敷組的擊球測驗分數顯著比沒有冰敷的組別高

  • 溫度感受、頸後溫度在兩組間有顯著差異

  • 其他的量測指標則和時間有關,但和有無冰敷沒有顯著差異

Figure from Desai T et al., 2017, Ref (4)


Dr. M 的心得

以目前的研究看來,頸後冰敷在實際的應用上是可行的,而且也有某種程度的效果。然而,要注意的是這些研究的樣本數都沒有很大實際對應到運動表現的文獻也沒有很多。最接近羽球的大概就是最後分享的桌球的研究。不過也要注意一點,這個研究的整體時間也不長,運動的時間每一次大約都在 80 秒左右,雖說這個秒數是可以對應到羽球單打有多拍來回的狀況,但因應場地與賽事本身的不同,對於選手的體力消耗也不一樣。在只有三次的測試中的結果是否可以對應到完整一場落在 30-75 分鐘的羽球賽就不得而知了。或許像是之前研究中提到的,可能對於過長時間且強度過高的運動可能到後期頸後冰敷的效果就不顯著了

但是競技運動的好玩之處就在這裡,目前沒有證據顯示頸後的冰敷會造成選手表現下降,所以即便研究成果是沒有差異的,我想大家還是會嘗試執行看看,反正有效果就是賺到,沒有效果也沒有太大的損失。


Dr. M 我們下次見!


References

1. Douzi W, Dugué B, Vinches L, Al Sayed C, Hallé S, Bosquet L, et al. Cooling during exercise enhances performances, but the cooled body areas matter: A systematic review with meta‐analyses. Scandinavian journal of medicine & science in sports. 2019;29(11):1660-76.

2. Cao Y, Lei T-H, Wang F, Yang B. Head, facial and neck cooling as per-cooling modalities to improve exercise performance in the heat: A narrative review and practical applications. medRxiv. 2021.

3. Galpin AJ, Bagley JR, Whitcomb B, Wiersma LD, Rosengarten J, Coburn JW, et al. Effects of intermittent neck cooling during repeated bouts of high-intensity exercise. Sports. 2016;4(3):38.

4. Desai T, Bottoms L. Neck cooling improves table tennis performance amongst young national level players. Sports. 2017;5(1):19.

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