氣動加壓療法的科學原理:它是如何運作的?
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作者: 羅伯茲(Tim Roberts),理學碩士,註冊體能訓練專家(CSCS),首席科學官;凱爾·西爾維(Kyle Silvey),博士,理學碩士,註冊體能訓練專家(CSCS);米歇爾·達里安(Michelle Darian),理學碩士,公共衛生碩士,註冊體能訓練專家(LDN.
長時間站立或高強度運動往往讓人疲憊不堪。無論是因醫護人員、教師、服務業等工作需求,還是備戰馬拉松、參加團體健身,或是忙於照顧家庭,都需要充沛的休息來恢復最佳狀態。然而,肌肉痠痛與僵硬常會阻礙進步;在生活步調緊湊的情況下,抽出時間好好恢復更是一大挑戰。
近年來,一種能輔助日常與運動後恢復的工具日益普及,深受運動愛好者青睞——這就是「氣動加壓裝置」,尤以加壓靴最為常見。這類充氣套套在腳部、腳踝、小腿至大腿上,透過精準的加壓脈衝來促進血液循環。雖然看似新潮,但此療法已在醫療院所應用數十年,且越來越多研究證實其對促進循環與肌肉健康大有助益。
以下將深入探討氣動加壓設備的運作原理、研究證實的效益、適用族群(不限於運動員),以及居家使用的最佳方式。
什麼是氣動壓縮
氣動加壓療法(簡單來說)是由設備產生的加壓治療。與持續加壓的彈性襪、彈性袖套或繃帶不同,氣動加壓設備透過泵浦產生壓力,該泵浦能夠精確控制壓力的大小和施加壓力的間隔。 [ 1 ] 間歇順序氣動加壓(通常稱為ISPC)是指壓力以一定的節奏進行。
這種機械充氣和放氣模擬了人體自然的肌肉泵作用——或者說是促進血液流回心臟的生理作用。 [ 2 ] 間歇性順序氣動加壓是一種特定的治療形式,已被用作臨床治療方法。
這些氣動加壓系統自 1950 年代以來就已存在,主要用於控制腫脹,並幫助預防住院患者腿部形成血栓。在 20 世紀 90 年代和 21 世紀初,運動界開始對這些工具在復健方面的應用產生興趣。 [ 3 ]
最早的氣動加壓裝置不具備可編程性(即只有一個設定),並且對覆蓋區域施加均勻的壓力。此後,這項技術取得了顯著發展,現在的裝置可以進行特定的、針對性的編程,以治療某些疾病(關於治療益處,稍後會詳細介紹)。甚至在服裝中還設有獨立的氣室[2] ,以便身體的不同部位可以接受不同的加壓設置,或者在同一療程中進行順序治療。 [ 3 ]
氣動壓縮的工作原理是什麼?
首先,我們來了解一下氣動壓縮裝置的工作原理。
這些系統包括一個氣泵和可充氣的服裝(如袖套、手套、靴子、袖口等),穿戴在身上。啟動後,氣泵將壓縮空氣輸送到服裝中,使其充氣並產生壓力或輕微的擠壓感(類似於血壓計袖套)。 [ 4 ]
請記住,間歇性氣動加壓療法中,壓力是以特定的節奏施加的。因此,服裝會依序充氣加壓,然後放氣放鬆。
現在,這種外部壓力會觸發身體的內部反應,促進血液流動。這是因為身體能夠將幫浦產生的機械能轉換為電化學能,進而驅動血液循環,幫助血液經由靜脈流向心臟。這是將廢物(和二氧化碳)從組織中清除的關鍵步驟。 [ 2 ]
由於四肢(如手臂和腿部)的血管細小且遠離心臟,因此一旦血液循環受阻,它們往往受影響最大——這意味著代謝廢物容易積聚。這些代謝廢物的積聚會導致肢體僵硬和疼痛。總之,氣動加壓有助於維持血液流動,並防止代謝廢物堆積。 [ 5 ]
氣動加壓與淋巴系統
淋巴系統有時被稱為第二循環系統。它是免疫系統的一部分,幫助身體運輸免疫細胞、回收重要營養素並清除廢物。 [ 6 ]
但與由心臟驅動的循環系統不同,淋巴系統沒有專門的幫浦來維持血液流動。相反,淋巴管依靠肌肉收縮來輸送淋巴液(或含有免疫細胞的液體)。
氣動壓縮實際上有助於產生所需的壓縮力,從而增加血液中 廢物[5] [6] 進入淋巴的過濾,並促進淋巴系統泵送以清除這些廢物。 [ 7 ]
氣動壓縮的力學原理
關於氣動壓縮裝置的壓力設置,需要記住以下幾點重要事項:
- 間歇性氣動加壓應使遠離心臟的區域壓力最大,而靠近心臟的區域壓力較小(服裝的不同腔室有助於提供正確的壓力設定)。
- 這樣就形成了一個梯度,使血液和淋巴液朝正確的方向流動。
- 應嚴格控制每個腔室內的壓力,以確保血液和淋巴液朝正確的方向流動。
- 設備也應設定為最佳壓縮循環。壓縮循環是促進血液循環的關鍵。因此,使用氣動壓縮設備時,完成的循環次數越多,獲得的益處就越多。
氣動加壓療法的益處
氣動加壓療法的主要益處在於改善血液和淋巴循環。這樣做可以促進血液、氧氣和營養物質輸送到肌肉,並有助於清除血液中的廢物。[7] [ 2,7 ] [8] [ 9 ]
這是與以下一系列益處相關的基礎生理作用。
- 減輕酸痛並加速恢復: 劇烈運動或長時間站立會導致血液中代謝廢物的生成增加。這些廢物的堆積會導致肌肉酸痛和疲勞。因此,氣動加壓可以幫助清除甚至防止代謝廢物在四肢積聚,從而加速恢復過程。酸痛減輕意味著您可以增加訓練量,同時降低不適或受傷的風險,或者第二天感覺神清氣爽,可以再次站立一整天。對於那些因日常活動而感到酸痛的人來說,它可以幫助您更快地恢復工作和日常活動。 [ 8, 9 , 10 ]
- 減輕腫脹: 腫脹是由於體液積聚或發炎引起的,而腳部尤其容易腫脹。長時間站立或坐著都可能導致腫脹。運動也會導致腫脹——但這並不總是壞事。運動會對肌肉帶來壓力,造成輕微損傷。身體會啟動發炎反應來幫助肌肉癒合和增強。間歇性氣動加壓可以有效暫時減輕腫脹。 [ 11 ]
- 緩解肌肉僵硬: 肌肉僵硬是指肌肉感到緊繃(甚至疼痛)。這可能是由於過度使用肌肉(例如運動)或長期缺乏活動(例如受傷或住院)造成的。氣動加壓可能有助於緩解這種僵硬感。 [ 12 ]
- 改善活動範圍: 肌肉放鬆靈活意味著您可以更大幅度地活動或伸展肌肉。改善的活動範圍既有助於提高運動員的運動表現,也有助於健康老化。 [ 13 ]
- 深部靜脈血栓預防: 深部靜脈血栓(DVT)是指腿部深處靜脈內形成血栓。久坐或臥床(例如長期住院期間)會增加DVT的風險。對於無法活動的人來說,氣動加壓療法可以有效促進血液循環,並有助於預防血栓形成。事實上,氣動加壓療法最初就是為了預防DVT而研發的。 [ 14 , 15 ]
- 心血管益處(運動後): 運動後使用氣動加壓似乎也有助於心血管恢復。一項研究表明,高強度運動後使用氣動加壓有助於減輕心臟負擔。 [ 16 ]
- 軟組織和骨骼癒合: 對於更容易受傷和跌倒的老齡化人群來說,維護軟組織和骨骼的健康對於恢復日常活動至關重要。研究表明,氣動加壓可以幫助促進此癒合過程。 [ 17 , 18 ]
- 減輕疼痛:氣動加壓療法可以幫助長時間站立的人減輕疼痛,其效果甚至優於單純休息。 2021 年發表的一項研究發現,20 名健康人群(因工作需要長時間站立)在日常生活中加入氣動加壓療法後,與單純休息相比,疼痛和腿部腫脹程度有所減輕。 [ 9 ]
哪些人能從氣動加壓治療中受益?
競技運動員和希望真正優化體能的人士可以從日常訓練中加入氣動加壓療法中獲益。這些設備可以幫助你以被動、低能量消耗的方式激活肌肉,從而進行熱身。它們也可以在運動後使用,幫助清除腿部的廢物和水分,防止其積聚,從而緩解酸痛和僵硬感。 [ 8 ]
需要長時間站立的人也能從這種療法中受益。這包括教師、醫護人員(如護士和外科醫生)、消防員和送貨司機(僅舉幾例)。長時間站立會導致腳部腫脹,因此氣動加壓療法可以幫助促進血液循環。
氣動加壓療法還可以幫助老年人緩解一些常見的健康問題。血管血流量似乎會隨著年齡的增長而減少(尤其是在運動期間)。 [ 19 , 20 ] 因此,無論活動量如何,對老年人進行氣動加壓療法都可能是有益的。
最後,氣動加壓療法可能對某些損傷或疾病有所幫助。在這種情況下,最好諮詢醫療保健專業人員,以確定最適合您個人需求的治療方法。
何時使用氣動加壓療法
氣動加壓療法幾乎可以在一天中的任何時間使用。您也可以在一天工作結束後,或者當您想要給肌肉一些額外的支撐時使用氣動加壓療法。
對於那些將其與健身計劃結合使用的人來說,為了獲得最佳效果,最好在運動之前或之後進行此療法。
運動前,建議使用本設備進行 15 至 20 分鐘的輕壓(通常約 20-35 mmHg)。如果在運動後或休息日使用,建議使用 30 至 45 分鐘的中壓(40-65 mmHg)或重壓(70-100 mmHg)。部分設備還可透過應用程式連接,或提供不同的治療方案,以滿足您的個人需求。
如果您想緩解長時間站立帶來的不適,可以在終於可以休息的時候使用這些設備——無論是在夜班後的清晨還是晚上。新興研究表明,睡前進行氣動加壓可能對不寧腿症候群患者有益。 [ 21 ] 與往常一樣,請務必諮詢醫療保健專業人員,以確定氣動加壓是否適合您。
如何安全使用氣動加壓治療設備
任何家用氣動加壓設備都會附帶使用和安全說明。請務必在首次使用前仔細閱讀這些說明。
不過,使用這些設備的最佳實務通常包括避免以下情況:
- 壓力過大或過小(一般來說,可接受的壓力範圍約為 20-100mmHg)
- 穿上已經充氣的靴子或衣服
- 穿著靴子
- 口袋裡是否有任何物品
為了安全保養您的設備,清潔前請務必拔掉氣泵電源。市面上的高端產品採用一體式結構,這意味著沒有縫隙容易積聚汗水和細菌。您只需拉開拉鍊,用微濕的溫布或70%的酒精清潔液輕輕擦拭即可。清潔完畢後,用毛巾輕輕拍乾表面,然後懸掛晾乾後再繼續使用。
該設備不應佔用太多儲存空間,並且務必避免陽光直射。
- 氣動加壓裝置是一種加壓療法,它利用氣泵向有袖套的區域(透過靴子或衣服)施加有針對性的壓力,以幫助血液循環。
- 改善四肢血液循環對身體活躍的人、工作中需要經常站立的人以及希望隨著年齡增長而改善循環系統的人尤其有益。
- 氣動加壓療法的益處包括減輕酸痛、加速恢復、減輕腫脹、緩解肌肉僵硬、改善活動範圍、預防深部靜脈栓塞、幫助骨骼癒合和減輕疼痛。
- 氣動壓縮靴可供家庭使用,可在運動前、運動後、休息日或忙碌一天後使用。
參考
- https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-0-387-45951-6_70
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/10757194/ [Iwama]
- https://journals.sagepub.com/doi/10.1177/1076029616683044 [Lee]
- https://www.jvascsurg.org/article/S0741-5214(02)75244-0/fulltext
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3629206/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK557833/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/29104671/
- https://www.academia.edu/88648293/ [Wiener]
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34260560/
- https://pausestudio.dk/wp-content
- https://www.archives-pmr.org/article/S0003-9993(95)80529-X/pdf
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/27533094/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC8067745/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/16411391/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/33432908/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/37792163/
- https://academic.oup.com/bmb/article/88/1/147/267433?login=false
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/1859262/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC150384/
- https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2278480/
- https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/19017878/