時至今日，特別針對各項目的專項訓練早已存在於訓練系統之中，這些訓練的組合主要是由等長收縮(isometric contraction)、等張(isotonic)收縮 {圖1.}、和比較少聽過的等速(isokinetic)收縮運動所構成 [1]，除了等速運動不普及也不常見之外，能利用的肌肉動作形式就只有等長、向心、離心式的運動。
這邊將肌肉的收縮動作給提升到較高的層次，它們不只代表肌纖維收縮方式，更代表人體運動時肌肉骨骼系統的動作，包含”作用肌們”的伸長與收縮，還有運動時強調的動作部分，就是由這些組成時下常見的專項運動課表!
動作由肌肉骨骼系統執行，由於關節都是以一個軸心作為支點讓兩邊的骨頭靠近，最常見的是一隻活動的骨頭沿著另一端穩定的骨骼旋轉，因此關節產生的力矩(torque)與角速度(angular velocity)都是評估肌力的關鍵。
以下再次介紹肌肉動作在訓練中的意義：
- 等張收縮：字面上代表”相同的張力”，意即是在關節的動作中，肌肉系統產生的張力在動作範圍內都是固定的，只要產生足以移動物體的力量即可。舉例：假設我要二頭肌彎舉25kg，在我能成功屈肘舉起啞鈴前，肌肉們必須要提升張力到微微超過25kg，一旦超過後”肌肉們”才能開始做出縮短的動作(肌纖維內部收縮結構的動作也是一樣的喔) {圖2.} [2]。
圖2. 等張收縮 以二頭肌彎舉為例子，要將一個重達25kg的啞鈴舉起前，肌肉骨骼系統一定要產生些微超過25kg的張力，這樣才足夠能移動啞鈴，且省力的人體會在整個動作範圍內皆讓肌肉骨骼系統產生大致相同的張力。 值得一提，在系統內的肌肉們在縮短過程中產生的張力是不變的，主因是肌肉骨骼系統的運作是利用槓桿原理(支點、力臂、作用力、力矩)，因此在動作範圍(range of motion)內的任一關節角度，阻力對於肌肉們產生的負擔 或是產生的抗力都不相同，可是肌肉骨骼系統在任一動作範圍內提供的張力皆相同！
等張收縮時儘管肌肉骨骼系統在動作範圍內都產生一樣的張力，但是對肌肉產生的較大負擔只會存在於某個角度(通常是力臂最長之處)，而其他範圍內的角度都不會有困難。舉例: 做二頭肌彎舉時，肯定會在啞鈴上升到手臂與地面平行的角度會覺得最困難，突破困難點(sticking point)之後的其他角度都能輕鬆完成。
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等張收縮包含離心與向心收縮兩種動作 [3]。
＊向心收縮： 發生於外在阻力小於肌肉骨骼系統主動用力時，肌肉們主動收縮，並使肌肉縮短。
＊離心收縮： 發生於外在阻力強於肌肉骨骼系統的主動力量，肌肉們會主動被拉長或受到阻力的牽引而被拉長。
． - 等長收縮：發生在肌肉骨骼系統的主動力量等於外在阻力時，此時肌肉們是有再主動用力的，只是肌肉外在沒長度變化而已。
字面上代表”相同的長度”，當外在阻力大到可以阻止關節運動的程度；此情況可以讓肌肉在特定關節角度下受到最大阻力。 舉例: 做二頭肌彎舉時，我選了一個未曾挑戰的重量，結果在啞鈴上升到手臂與地面平行的困難點後，我無法進一步完成動作，因此處在那個困難點長達幾秒之久，結局是我氣力放盡後將啞鈴放下。
其實在挑戰新重量時，就能發現無法突破的最大負荷只存在於動作範圍內的某個關節角度之中，處在那角度僵持不下時就是做等長收縮之時 [3]。
{圖3.} 總結等張收縮與等長收縮的意涵。
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其實等張和等長收縮下是有著限制性的，限制來自於單次動作能使用的重量是固定的，使用等張收縮訓練時，我們只能給予某個關節角度較多的挑戰，那角度以外的部分都能輕鬆完成 {圖4.}；
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而使用等長收縮訓練時也一樣只能給予某關節角度最大挑戰，以硬舉為例，到達該困難角度之前能順利執行動作，但是舉重者會無法突破困難點而僵持在那邊，此僵持狀態就是最大等長收縮，之後到動作頂點的部分會無法完成 {圖5.}；但運動中也有拿輕重量作等長收縮的狀況，那些就不再這部分的討論範圍內。 因此在等張與等長收縮都無法刺最大激整個動作範圍內的肌肉 [4]。
等速運動(Isokinetic movement, 或稱等動運動)
因為等張與等長運動有限制性，科學家們在上世紀中期就開始思考要如何才能突破這類運動限制， 時為冷戰時的軍備競賽，各國在賽場上的競技成果都能成為宣揚國力的窗口，因此在1961年美國科學家Hettinger提出了等速運動的概念，在後續等速運動幫助了運動員獲得成績的進步，時至今日這已經是復健醫學和運動科學界經常在使用的好工具[5] {圖6.}。
等速運動特別的地方是他的動作過程涵蓋等張收縮，等速運動需要名為等速肌力儀(dynamometer)的特殊機器輔助才能達成(如: Cybex dynamometer, Cybex Orthotron, etc.)，所以不全然是肌纖維收縮動作，而是指肌肉骨骼系統的動作過程。 等速運動需要特殊機器來限制關節在某個速度下自主用力；這機器通常是特別為身體某關節所設計，能限制運動的軌道和保持運動速度，操作者只要在一致的速度內沿著運動軌道施展最大努力即可* [4]。上述等速肌力儀的特徵提供了運動者能在任何關節角度下施展最大自主用力的機會。
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＊[註1.]: 影片內的受測者再利用等速肌力儀做最大膝關節伸展與屈曲測試，可以看到受測者在伸展與屈曲的兩段動作內都使盡吃奶力氣。
Isokinetic Dynamometer Test – Left Leg Full ROM Maximal Flexion and Extension：https://www.youtube.com/watch?v=vcZbLfONX1k。
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等速肌力儀提供使用者在動作範圍內的各角度使出最大肌力訓練自己，機器的固定軌道就是阻力的來源；與等張收縮最大的不同就在這邊，等張運動在過程中產生一致的張力，而等速運動則在過程中產生不同張力，可以在力學優勢位置產生更高的張力 [3]。
此外，等張運動時的關節角速度是多變的，在困難點最慢而其他角度則稍快，動作範圍也會因為疲勞而逐漸減少， 但是等速運動能提供一致的速度也不會讓疲勞減少關節的動作範圍，因此能達到較理想的肌力促進 [4] {圖7.}。
為何等速運動無法普及呢? 歷史悠久的等速運動目前依舊被深鎖在醫院和學院之中，很少能看到私人營利機構能配備等速肌力儀，原因很簡單，此機器一台動輒數十萬到百萬，而且一台機器通常只能針對一種關節作訓練或復健，沒有多功能的產品，其實這就跟健身房的機器有87分像(每種健身機器都只針對一種動作來提供肌群的訓練) {文章進版圖}，沒辦法普及的最大原因就在此； 另外，等速訓練因為沒辦法提供專項動作的訓練給運動員，只對增加肌力有比較顯著的效果，所以在復健醫學外的應用也沒很多 [4, 5]。
但我們還是能期待一下，未來等速運動訓練還是有著非常大的前景，近期也有公司開始販賣等速運動機器給健身房，涵蓋動作包含硬舉、蹲舉、臥推等等的，使用者也能自己因應機器做出變化動作。若大家有興趣，可以看看以下影片理解一下我到底在說什麼*。
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＊[註2.]: Power and Speed Training with Isokinetic Exercisers公司有推出類似等速肌力儀的健身機器，讓運動員在機器提供的固定軌道施展最大等張肌力。
17DL Isokinetic Deadlift：https://www.youtube.com/watch?v=DlaqTPdmDck。
等速運動的力量產生與速度關係:
目前的等速運動相關研究較注重在單關節運動的上，這些單關節的研究成果已經能透露出等速收縮的優點與缺點。 雖然等速運動有著運動員能在固定的軌道內使用最大肌力的特性，可是當機器軌道運行的速度如果太快，卻會造成反效果。
{圖8.}顯示在不同角速度下的等速運動 對於膝關節伸直(knee extension)動作之 產生力矩的關係(此圖節錄於參考資料[4]之中)，此圖雖然沒有真的把密密麻麻的線給畫出來，但是他其實只是要跟我們說明，當等速運動儀所提供給關節運動的角速度過快，使用者能產生的關節力矩會隨速度增加而減少，所以若讀者有幸接觸到等速肌力儀，記得要設定好速度喔。
在文章的最後附上一個總結的表格，此表格為參考新高中「體育」課程網站的版模所繪製出來的 [6]，目的是針對等張收縮、等長收縮與等速收縮做一個統整：
| 等張收縮 | 等長收縮 | 等速收縮 | ||
| 向心收縮 | 離心收縮 | |||
| 肌纖維動作 |  縮短 |
 伸長 |
 長度不變 |
伸長與縮短皆包含在動作中 |
| 速度 | 隨關節角度改變 | 隨關節角度改變 | 零速度，保持不動 | 速度一致 |
| 需要工具與否 | 人體自由活動即能展現、可配合外在阻力執行 | 人體自由活動即能展現、可配合外在阻力執行 | 人體自由活動即能展現、可配合外在阻力執行 | 需要特殊機器 |
| 運動應用 | 提起重量 | 放下重量 | 抓著重量不動 | 全關節訓練 |
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[註3.]: 這邊也附上講解「肌肉動作類型」的影片，內容比我所寫的簡單一些，能幫助大家在閱讀理解文章。
Muscle Contraction Types: https://www.youtube.com/watch?v=T3OiOJ6-x34。
附錄：
等速運動是有前景的，許多運動器材廠商都在研發專門給多關節運動使用的等速肌力儀，像是{圖9.}所示的“配備等速運動功能的史密斯蹲舉機 1080 Quantum”，這是我在YouTube查到的，影片中除了展示機器的多功能性外，還有在機器上配備能收集數據的電腦，他們呈現出的數據就很凸顯等速運動的優勢，就是在動作範圍內能自主最大用力的特徵，因此我們能在圖中看見，當使用者使用原始史密斯蹲舉機的功能時，其動作範圍到動做頂點之前(從蹲到快站直前)，使用者所產生的張力都相當一致，直到其站直(到動作終端)身體沒空間出力了為止身體出力才出現下降趨勢。
可是在使用者開啟等速運動的功能後，能發現使用者在動作範圍內透過自主最大用力，讓其肌肉骨骼系統在力學位置較優之處產生遠遠超過扛著一根空槓所能產生的力量，因此讓整個線條呈現一個圓弧形，與等張收縮時的平滑線條有著明顯差異{圖9.}。
參考資料：
- Knapik JJ, Wright JE, Mawdsley RH, Braun J. (1983). Isometric, Isotonic, and Isokinetic Torque Variations in Four Muscle Groups Through a Range of Joint Motion. Physical Therapy, 63(6), 938–947.
- com. Isometric and Isotonic Contraction: Definition and Examples:
https://study.com/academy/lesson/isometric-and-isotonic-contraction-definition-and-examples.html - Smith MJ, Melton P. (1981). Isokinetic versus isotonic variable-resistance training. The American Journal of Sports Medicine, 9(4), 275–279.
- Cabri JMH. (1991). Isokinetic strength aspects in human joints and muscles. Applied Ergonomics, 22(5), 299–302.
- Paul Wimpenny. (2016). History of Isokinetic(s).
https://isokinetics.net/index.php/2016-04-05-17-04-58/history-of-isokinetic-s - 新高中「體育」課程網站 (2013)。肌肉收縮的類型。
http://www.hksports.net/hkpe/nss_pe/human_body/muscle_contraction_types.htm - Young KA, Wise JA, DeSaix P, Kruse DH, Poe B, Johnson E, Johnson JE, Korol O, Betts JG, Womble (2013). Anatomy and Physiology, 1st ed. OpenStax College (Open Educational Resources). {圖1.}
- Marieb E, Hoehn K. (2012). Human Anatomy and Physiology, 9th ed. Pearson Education Inc, USA. [圖3.]
這邊是「彎槓訓練營」，我的目標是以平易近人的口吻將科學知識傳達給大眾，我會對複雜的科學內容做出省略，卻不會刪剪掉或破壞整體脈絡，期待能讓各位讀者從文章的內容學到終身受用的知識。
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