2023年1月17日 星期二

單車功率訓練:關於FTP,多的是你不知道的事

當功率計愈來愈普及,人人也都能聊一口功率經,但你真的瞭解FTP嗎?

談單車功率訓練,絕對少不了的話題就是FTP(Functional Threshold Power)』,且單車也是游泳、騎車與跑步等三項運動中,在專業名詞、參考指標、訓練編排上最多元的項目,但往往越多可討論的東西,其爭議也越大。

看似簡單易理解的FTP,隨便抓一個人都會知道是把竭盡全力踩完20分鐘的功率乘0.95就能得到的數值,看似簡單,其實背後可潛藏了許許多多爭議與未解之謎。

接下來,我想從FTP出發,來書寫個長篇大論談談FTP與單車訓練的文章,故若您農曆年節期間放假放到太無聊,可以來我這鑽研文章喔😂。

按慣例,越艱深與越長篇大論的文章,在我這都可以直接拉到最下面看懶人包,當然還有個人在訓練上的建議。

老規矩,文章內容多又雜的,就放些有趣的照片讓您可中場休息

主要研究概要

最近我看到了一篇發表於2021年的『範籌回顧式研究(Scoping Review)』,這篇研究是針對FTP測驗這主題,去尋找過往相關研究的現狀、分析、結果、關連等,提供幾個現階段研究成果的建議與限制,這篇研究所衍伸與帶出的議題非常多元。

這篇研究是《What is known about the FTP 20 test related to cycling? A scoping review》,他們在瀏覽了2000多篇相關單車研究後,一共挑出15篇符合FTP測驗主題的相關研究(J帥註:所以我自己也花了很久時間盡可能把這15篇相關論文都讀一讀,故我想這篇文應該也是我網站的百餘篇文章裡,最花時間讀論文與寫下心得的一篇了)。

總之有趣的是,在15篇FTP研究裡,有10篇都是在2019-2020年間發表,2019年則有2篇研究,2014-2018年間也才3篇,此意即功率訓練雖然已在坊間普及,但在研究上,仍是近年才成為主要探討主流。不過我想主要也是訓練設計有些難度,得徵召到志願者且歷經至少1次痛苦的20分鐘測驗,是故我大致瀏覽了其中幾篇研究,發現樣本都不算太大。

但不管怎麼樣,依然能提供些有價值的資訊供我們參考,該研究區分出當前的四大研究主流,包括『信度(Reliability)』『FTP與生理指標的關連』『FTP與功率相關概念討論』『預估單車表現』,懂英文的朋友建議自己看原文。我為了方便說明與讓大家易理解,只會挑選出幾個有趣也較易理解的出來分享,不完全按照該研究的流程與寫法。

但在此之前,先腦補一些基本常識,方便你看懂後續的討論。

在KONA很常見這可愛的小動物,完全不怕人

認識FTP與相關問題

功能性閾值功率(Functional Threshold Power),根據原始Allen & Coggen在2012年的定義是:『可以持續一段期間穩定狀態的最大平均輸出功率(the maximal mean power output can be sustained in a quasi-steady state)』

但這樣簡單的定義,最常衍生出來的幾大問題就是,首先,是要多長多穩定?早期的操作性定義是用60分鐘當一個指標,能夠以最大輸出持續60分鐘所得到的平均功率值,就叫FTP。但是,當然也有人反對,為什麼是60分鐘這麼長的時間?這既虐心也很難讓人執行,故才有後續最常見的20分鐘測驗版本,即以20分鐘所得到平均功率值乘上0.95,作為FTP使用

但是同樣的問題依舊存在,為什麼縮到20分?18分或22分不行嗎?還有,為什麼要乘上0.95?0.94或0.96可以嗎?因此又有了10分鐘與8分鐘版本的FTP測驗,甚至約莫2-3年前也流行過的Ramp FTP Test等多樣化FTP測驗模式。但時間過短的測驗,又流於回到原有定義的討論了,這樣是否能算是持續「一段時間」的穩定狀態呢

其實箇中的一個關鍵點就在於,別忘了FTP的T是什麼意思?T就是Threshold(閾值)啊,不就是個人過去常討論的LT,不懂的朋友可去看個人寫過的閾值相關文章,尤其認識乳酸閾這篇一定要懂。

要精確掌握閾值,特別是何時到LT2點,就必須抽血檢驗才知道(就算用心率資料來對照,也是種推估),但一般人在測驗FTP,不管用那一種測驗方法,只要缺了生理參數(血乳酸濃度),其實都是種推估,而20分鐘版本的FTP,引述Allen與Coggan的話來說,這就是個相對便宜(cheaper)也不需要任何實驗設備就能得到的參數。

但是簡單好操作的東西,絕不等同能完整推理到我們欲理解的複雜概念!理解此背景後,就能好好來看這篇研究的整理了。

在KONA到處都有無人管理的海灘,也有停車自動繳費機,但也都不會有人管理,大多時間裡也不會有人查看,若是你....會繳嗎?一次15美金!

我在KONA賽前到處去游海,好像跑了3還4個地方,每個都乖乖繳費!因為個人觀點是,當一個社會花很長時間才好不容易健全到完全相信民眾的自律與公德心,可是一點點自私心就會毀了這個眾人堆砌起來的價值觀。同樣的在歐美等許多先進國家,許多車站與大眾運輸也是自己買票無人查驗,我沒有一次逃票過,這是入境隨俗,也是種對這充滿信任感的社會感到尊敬之舉。

主要研究發現

回本研究,幾個目前為止的有趣研究發現包括:

1. FTP20分到底是不是個穩定的工具?信度?

回顧的15篇研究中,一共有四篇都是針對統計上所謂的『信度(Reliability)』進行討論。學過統計或研究方法的朋友,應不難理解『信度』『效度』的重要性,不懂也沒關係,讓我簡單講,『信度』的意義就是能否在不同時間點都能測到同樣或一致的結果,若是,那這測驗才叫有高信度;而效度就是你的測驗本身是不是真的測到你想測的事情?有信度不一定有效度,此點切記。

在四篇信度研究中,其中一篇研究是讓25個有訓練習慣的單車愛好者,每隔7天就將他們聚在一起測一次20分鐘FTP,連續進行3次,進行測驗前與後都有特別要求不可訓練,測驗環境也控到一模一樣,三次測驗結果分別是平均231w(標準差41w)、246w(標準差35w)、245w(標準差36w),這所呈現的事實是,後兩次結果相當接近,也就是有相當高的信度,而第一次不管平均功率或標準差都顯示出高度的歧異性,意思是就算有在練車的人,若久未測FTP或不熟悉20分鐘輸出的感覺,就會很容易得到一個偏低的數值

我在許多年前看到Joe Friel的部落格寫過一篇FTP測驗的文章,他也提到必須要測三次才可能抓到最精確的FTP值,但我在撰寫此文章時,已查不到當年看的那篇文章了,不過Joe的觀察與這一脈絡的研究結果是一致的。

用更常見的白話實例來說,一個完全沒練車或是新手,甚至就算有練車習慣但初用功率計的人,通常第一次測FTP都是測不好的,大多都是前面衝過頭,不知怎麼調配體力,導致後面大爆炸。但是只要多測幾次,通常在第2或第3次就能找到更為貼近的數值,且短期內大致不會有高度誤差。在其他三篇研究裡,針對所謂的再測信度研究也都得到相當高的數值與同樣的結果。

但如同上方所講,有信度不一定有效度!那怎麼判斷效度呢?讓我進下一個主題。

KONA什麼動物都有,路上看到野豬也不意外....

2. FTP到底在測什麼?真的有測到嗎?效度?

講完『信度』來談談『效度』,如果FTP真的測得到我們想測的東西,那就可以說這種20分鐘的FTP測驗是具高效度的,但什麼才是我們真正想測的呢?

而如上方所述,FTP的T,就是乳酸閾Threshold這字,故理論上要測的就是LT,但在缺乏相關血乳酸儀器輔助下,我們都只是猜測應該是測到LT了吧?

那們我就來看過去共有三篇研究是針對FTP測驗與實測受試者的血乳酸值,第一篇2021年的研究,是測20個訓練有素的男性單車業餘選手,分別將他們運動強度控制在血乳酸為4mmmol/L的血乳酸時的功率值(這是一般被認為達到血乳酸第二轉折點的血乳酸濃度,詳可去看認識乳酸閾這篇文),再比較實際測驗20分鐘FTP的差異。

結果是這20位選手的4mmol/L的平均功率為268w(標準差30w),而他們的FTP20分鐘是266w(標準差42w),只有僅僅2w的差距,看似很棒的結果,但實則其一致性的上下限(Limits of Agreements; LOA)非常之大,這20位受測者在4mmol/L血乳酸濃度與其FTP的差異性可以差到近100w,差最大的人會高於其FTP 51w,低也有低到比FTP還低45w就達4mmol/L血乳酸濃度了。

白話的意思就是說,看似FTP是測量達到乳酸閾來不及代謝掉的功率輸出值,但實則這在受測者間存在非常大的差異,有人可能死命的踩完20分鐘FTP,但血乳酸濃度根本不到一般認定的LT2點;反之也有人FTP是可以一直持續高於其乳酸閾甚高的濃度,一直撐完20分鐘的。

故,所謂的『功能性閾值功率,即FTP』,其實測到的與實際的閾值還是有段差距的,也因此這篇研究標題才取名為:《Functional Threshold Power Is Not Equivalent to Lactate Parameters in Trained Cyclists》,標題即結論,中文直譯為:FTP不等同與乳酸閾參數值

那到底所謂的受測者間存在非常大的差異?是差在那裡呢?有兩篇研究嘗試解答,其中的一篇2018年的研究我很喜歡,這篇是把受測者分兩組,一組是推力比達4.5w/kg以上的專業車手(樣本9個),另一組是推力比在4.5w/kg以下的業餘車手(樣本11個),分別都測驗其20分鐘FTP與在LT的功率值。結果是專業的車手,其FTP平均功率與血乳酸達到LT時的功率幾乎無差異,然而業餘車手,FTP則是低於LT應有的功率值

再白話一點,越是有經驗與越專業的選手,20分鐘的測驗是個不錯推估FTP的工具;但是如果給業餘選手來測,就算他們死命撐完20分鐘測驗,恐怕血乳酸都還沒到LT2點,也就是說,想用FTP來推估業餘車手的乳酸水準,往往都是低估了

這點非常符合個人觀察,越是少練車、實力偏弱(起碼以這篇研究來講,推力比4.5w/kg以下都叫弱)的人,往往都不太知道怎麼調節、分配體力,測到的20分鐘平均功率往往低於其生理應有的表現水準。

路邊的野生火雞....

3. 20分鐘的FTP真的能用來推估還是60分鐘FTP嗎?

就大多數人的認知來說,因為測60分鐘的FTP太痛苦,故用測20分鐘結果的平均功率乘上0.95,理應就能等同於60分鐘的FTP,但是,真的可以這樣推估嗎?

有三篇研究也聽到了你的疑問,於是嘗試用不同的研究設計想來解答,我摘要其中兩篇來說明。第一篇是2018年的研究,針對23位男性受測者,其20分鐘測驗所推得的FTP為236w(標準差38w),但其60分鐘FTP是231w(標準差33w)。若我們就以平均值來看,236w在未乘上0.95以前,應是248w,這是他們20分鐘全力踩踏後的平均功率值,對比60分鐘版本的231w,兩者一計算後得到的值是0.93,高於一般認定的0.95。白話來說,就是你以為20分鐘平均功率打個95折就是FTP,很可惜不是,93折也許吧

另外兩個結果也挺有趣的,60分鐘版本的平均心率是164bpm,也比20分鐘版本的159bpm來得高,這個好理解也合理。另一個結果是該研究也用了『力竭時間(Time to Exhaustion)』來當個測驗標的,這邏輯是假設你用20分鐘版本的FTP能用來類推60分鐘FTP的話,那麼「理論上」,20分鐘平均功率在打了95折後,用此功率騎到力竭的時間,應該等於或起碼接近60分鐘對吧?但實際上,這23位受測者,平均只能用20分鐘版本的FTP撐到平均50.9分鐘,標準差也是很大的15.7分,最短的受測者在35分鐘後就大爆炸騎不動了。

故該研究結論明白的說,20分鐘絕不等於60分鐘版本,兩者不得混用,需考慮個別差異性FTP20 and FTP60 should NOT be used interchangeably on an individual basis and their validity against IAT should be interpreted with caution)。

另一篇2019年的研究也是類似結果,雖然這研究樣本只有9個,但都是選手等級的,平均最大攝氧量達70以上,且20分鐘版本的FTP值是342w與344w(測驗兩次,確保有信度沒問題,當然每次測驗都有間隔開來,確保每次測驗都是肌肉健康狀態),但這幾位選手在測60分鐘FTP時,平均瓦數是309w(標準差26w),把309w去對比兩次FTP的平均值343w,得到的答案是0.9,也就是20分鐘測得的平均功率,得打個9折才能等同於60分鐘的FTP

所以上面打個93折,你以為折扣已下殺夠低了,結果剛買入手離開店門口,才發現隔壁打9折,這時會不會很想吐血在馬路口?

是故,若你只是想用20分鐘FTP當基礎作為訓練(前提是也測對了,沒有爆掉的問題),大致上不會有問題的。但如果你認定這20分鐘平均功率打了95折後,就能天真的認為這瓦數應該能讓你撐滿一小時的話,建議你再多保守一點。

最近很熱的一個議題是台灣的交通被國外認為太危險,這點我也100%同意。不只在國外,汽車禮讓行人是基本,連看到鵝大人過馬路都得禮讓!

4. 20分鐘的FTP能用來預測表現嗎?

雖然在效度上存在蠻大的個體差異性,但拿來預測運動表現,基本上不會有大問題,也非常容易理解。

例如第一篇在2019年發表的研究,用在實驗室裡測得的20分鐘版本FTP,再拿來與實際上路後的16.1km的計時成績對比,兩者有高達0.87的負相關(負相關意思就是FTP越高,完成16.1km TT的時間越短,達到高度相關的0.87),這個結論可說真的是簡單粗暴,因為測20分鐘與實際跑一趟16.1km(平均完成時間是26.7分鐘),時間是差不了太多的。

另一篇2019年以登山車賽為研究設定,一樣是在實驗室裡測得20分鐘版本的FTP,同時也另外測了最大攝氧量後,共計11個受試者平均推力比是3.3w/kg,再參加一場47公里,總爬升851公尺的登山越野自行車賽,結論則是FTP與最後成績的相關係數為-0.74,但是最大攝氧量與與成績的相關僅-0.37,表示說FTP用來預測越野單車賽成績,會比用最大攝氧量還準確且實用得多。另外還有一篇也是針對越野登山車賽的FTP與成績關連性研究,距離是17km,結果也不用多猜了,一定高度相關,故不再贅述。

因為如同我上方所述,距離與時間越短,用20分鐘的測驗結果來推估自然是越準確但是,若距離或時間再長一點的比賽呢?目前就沒有這類研究了,畢竟這種真的不好做,一般人也許難理解為何難做?大多數有用功率計的人都知道自己FTP啊?再叫他比個賽不就有足夠數據可以分析了嗎?

不是這樣的,請讓我稍稍賣弄一下自己對研究設計的看法。首先,你必須要控制到所有情境變數盡可能一致,包括招募來的受測者,實力也不能太歧異;接著要盡可能控制他們在測驗前至少2天的飲食、訓練、睡眠都一致,避免有人狀況極佳,有人只是來應付領便當;到了測驗當天,測驗的環境包括溫度、濕度要保持一致,測驗的器材設備也要一致,若需要抽血驗血乳酸,抽測時間點也要一致,還要讓受測者順利完成測驗(在上方介紹的幾篇研究裡,就發生會有些人測不完就放棄,尤其是測60分鐘版本的);再來,若要考慮信度問題,那FTP不會只測一次,至少得排個二次,而且是過幾天後再麻煩他們來測一次;等收集夠了這些資料,你還得讓這群人去參加一場比賽,當然也必須同一場賽事,才能確保環境條件都一致,這樣最後獲得的資訊才是能在其他干擾因素降到最低的情況下,有個最客觀的分析,是故這類研究難做不是沒原因的。

一口吃烤雞,一邊看路邊野雞散步,也是種特殊KONA風景

有沒有懶人包?結論與建議是?

懶人包先來:

1. FTP原始定義是能持續一段期間穩定狀態的最大平均輸出功率。但在操作上有相當多測驗法,也不一定是有特定時間,一般以20分鐘平均功率打95折的測驗法最常見,當然你也可選擇60分鐘不打折版本,基本上都有高信度,作為訓練使用是沒問題的,但要留意沒測過或少練車的人,往往第一次都是測不準的,得有個2-3次後才能抓到分配體力的眉角。

2. 但是20分鐘FTP版本的功率值(20分鐘平均功率打95折),絕不等同於60分鐘的輸出,恐怕要將20分鐘功率值打個9折至93折較適切,否則要撐到60分鐘是不太可能的。但是到底打幾折?因人而異,只能說0.95是相對高估的數值;而我會認為反過來說,若打了9折還撐不到60分鐘,那我會質疑20分鐘的數據到底能否合理作為訓練使用?恐需再下修FTP數值。

3. FTP的T是閾值(Threshold)之意,但也不表示踩完20分鐘的血乳酸會都落在閾值區,且每個人的差異都非常大,唯一確定的是,越是專業的車手,他在FTP測驗時的血乳酸會越接近於生理上的LT轉折點(4mmol/L)甚至更高;反之,越缺乏訓練的人,往往血乳酸濃度還沒到LT點就撐不太下去了。

4. 總結成一句話:FTP有非常多種版本,20分鐘測驗版本是普遍、簡單易用,作為訓練使用無彷,用來預測短距離的比賽成績也合理,但請切記,你所測到的真的不見得是生理上的乳酸閾值功率,也不表示打個20分鐘平均功率打95折會等於1小時版本的平均功率故20分鐘全力踩完後的平均數值,它就只是個20分鐘的平均功率數值,如此而已(若你看懂這句話,一切都懂了)

這是KONA一個農夫市集,一邊是餐車在賣烤雞,地上居然還有活雞在散步,這是所謂的鬼門關前走一遭意思嗎?

關於我的訓練建議是?

若是我帶過的人就很清楚,我自己不測,也從來沒讓人測過FTP,只有一個人例外,因為那是他自己要求要測的(孤勇者😂)。不過這不表示沒有單車測驗喔,只是用別的方式來抓到合理的FTP區間。

同時在看過這些研究以前,個人對FTP的看法就相當類似本文所寫的內容,20分鐘的FTP本身有許多限制是必須先弄懂的,只是過去我缺乏足夠證據支持個人論點,而個人對FTP在運用上的質疑點主要有三,其一是,FTP不可能恆久不動,人每天狀況也都有好壞,更遑論在賽季的不同調整階段,也會有不同高低狀態的表現,那麼到底何者為真?

更別提個人一向反對的事情,那就是讓一個剛拿到功率計的人,或剛開始練車的人,立馬第一件事就是測FTP,我用腳毛想也知道,他根本不知道怎麼調配20分鐘剛好用盡體力的騎法(甚至可能20分鐘測驗前面的5分鐘全力輸出就已力竭),連上述研究中都會害怕這群招募來的訓練有素的車手都可能失常,才會有測2-3次的作法以確認信度了,可想而知,讓新手直測FTP這種方式只是想整死人與打擊信心而已。

且若看懂本文後,你絕對能猜到,這樣的一個功率初學者,下次再測FTP的話,一定是進步的啊,不見得是這段期間訓練有效無效,而是他會比較知道怎麼分配體力,不易爆衝了。我反倒建議自己先騎一段時間,這期間安排一些不同強度的課表,累積一段時間的資料後,再來比對功率資料、心率資料、課表本身與體感疲勞的關係,到時候再來測驗才比較有概念知道該控在什麼樣的力道來踩完這該死又痛苦的20分鐘。

很多人喜歡買大娃娃回家擺著,但那些娃娃不知道在將來那一天會流落街頭?或是被綁在電線桿上呢?同理,不是否定測FTP的重要性,而是測完的數值得拿來訓練使用,這測驗才有意義,同時也不要過度誇大了FTP在生理指標上的意義與,跟過度簡化了FTP與LT及CP60的關係。

其二,同上方『閾值(Threshold)』的概念所述,我們在缺乏相關儀器與更多生理參數參考情況下,所竭盡全力踩出來的FTP值,並不盡然等同實際進入LT2且能持續一段時間的功率值,當然缺乏輔助設備的FTP的結果還是可以參考,但也只是種推估值。

那我是否同樣能用其他方式來找到推估FTP的方式呢?舉凡看Critical Power(臨界功率,能持續一段時間不衰退的功率值,後面對上的數字指得是時間),例如CP10就是能持續10分鐘輸出的最大功率值,以此類推有CP20, CP30, CP60, CP120, CP180等等,FTP值應當會低於CP20、接近CP30、理應等同CP60(但看完本篇所引述的研究後,你應該會說不是等同,而是低於CP60才對)。加上若心率資料夠穩定也高參考價值,只要再對應心率比對,甚至看課表執行成果,都能找到一個合理誤差範圍內的FTP值。

其三,我是練三項運動,又是長距離,每天都有多多少少的疲勞度,可是為了測20分鐘FTP,前兩三天訓練得降強度或休,測驗當下又得竭盡全力,這一來一往就浪費了好幾組課表。加上我這幾年都專注於113km/226km,單車一騎就是90km與180km,就算踩出個非常漂亮的20分鐘功率,也不等同就能合理算出個公式讓我運用到90km與180km。

故上方引述的研究中,也有提到當賽事距離越短,FTP越重要也越能解釋成績的好壞,但比賽距離與時間一拉長,雖當前缺乏研究證據,但我合理推估其關聯性當然還是有,但重要性一定越來越低,個人常舉的例子就是你不會看到有人要準備馬拉松,就先測個5000m,且把這個5000m當成開課表的參考,甚至用5000m的數據除上某個數值後,就能運用到全馬的配速吧?甚至最直白的舉例,兩位同是20分整跑完5000m的人,很可能全馬的時間會差上1小時也不罕見吧?關鍵在那裡?在訓練本身而非測驗

好啦,快寫完了,天都要黑了.....

簡言之,本文結尾若要說建議的話,第一,請養好自己的訓練資料,它就藏了非常多線索,舉凡你是在不同時間的最大輸出功率、心率甚至體感疲勞度等,這些都能用來隨時修正合理FTP的依據。

第二,定期安排一些測驗還是有必要,但不必然是20分鐘FTP,它還是能有彈性的因應個人情況調整,例如專攻山路的人,可以挑一段短一些約莫20-60分鐘間能爬完的山丘(比賽距離越長,可以挑越長時間爬完的坡當測驗參考),這除了不需浪費一個課表來測FTP以外,還更貼近你的實際比賽騎法,更能用此作為定期測驗檢查自己訓練是否有效的參考;而三鐵者,像我會比較在意CP120與CP180的數據,這也能用來推估我該怎麼調配體力應付113/226三鐵賽。

第三,訓練本身是很靈活的,不要被既有的或人云亦云的觀念綁架了。初入功率訓練的人,並沒有規定一定就是要測20分鐘FTP、也不一定都是把數據打95折就等於一小時FTP、測到的FTP也不一定就是你的LT、還有就算測得的FTP很高,也不代表你的所有比賽都會表現好,距離越長變數越大,一切都是需要因人因賽事作調整的,20分鐘全力踩完後的平均數值,它就只是個20分鐘的平均功率數值,如此而已。

夕陽無限好,只是近黃昏;FTP無限痛苦,但要理解內涵才會讓汗水不白流


喜歡這篇文章或想支持這平台嗎?請點選下圖給予實質支持!

想瞭解『請J帥喝咖啡』計劃說明,請點選此處


6 則留言:

  1. 我耐性不足 努力看一半了

    回覆刪除
  2. 類似測跑步的最大心跳,都要跑到力竭,這種事情我也不做,太累人了。另外,我發現Garmin手錶只要搭配心跳帶,跑強度的時候就有機會出現乳酸閾值,不知道那個心跳數字的可靠性如何? 我自己目前都是以那個心跳來當 LT2 的界線來訓練。

    回覆刪除
    回覆
    1. 一聽就知道是誰說要測最大心跳的XD.....我同樣不予置評! 只能說,你以為測到的最大心跳?其實不盡然是最大!

      刪除
  3. 很棒的分享,雖然看了很多關於FTP的文章,但仍有不少啟發,謝謝J帥!

    回覆刪除