王先生身高170公分，體重60公斤，若執行6 METs腳踏車運動30分鐘，該運動總共可以消耗多少卡路里？

本題觀念：代謝當量 (METs) 與熱量消耗計算

本題考查的核心觀念是代謝當量 (Metabolic Equivalent of Task, MET) 的定義及其與熱量消耗 (Calories) 的轉換公式。

1. MET 的定義：1 MET 定義為一個人在安靜坐著時的代謝率（攝氧量）。
   • 數值上，1 MET $\approx$ 3.5 ml $O_2$ / kg / min。
2. 攝氧量與熱量的關係：人體每消耗 1 公升 (L) 的氧氣，約產生 5 大卡 (kcal) 的熱量。
3. 計算公式： 綜合上述兩點，計算運動消耗熱量的精確公式為： $\text{消耗熱量 (kcal)} = \frac{\text{METs} \times 3.5 \times \text{體重 (kg)} \times \text{運動時間 (min)}}{200}$
   • 由來：
     • 總攝氧量 (ml) = METs $\times$ 3.5 $\times$ 體重(kg) $\times$ 時間(min)
     • 總攝氧量 (L) = 總攝氧量 (ml) / 1000
     • 熱量 (kcal) = 總攝氧量 (L) $\times$ 5
     • 合併後分母為 $1000 / 5 = 200$。

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選項分析

• A. 3.15：錯誤。
  • 這是忽略體重的計算結果。
  • 計算：$6 \text{ (METs)} \times 3.5 \times 30 \text{ (min)} / 200 = 3.15$。這代表的是每公斤體重在30分鐘內消耗的熱量 (kcal/kg)，而非總熱量。
• B. 6.3：錯誤。
  • 這是每分鐘消耗熱量的計算結果。
  • 計算：$6 \text{ (METs)} \times 3.5 \times 60 \text{ (kg)} \times 1 \text{ (min)} / 200 = 6.3 \text{ kcal/min}$。題目問的是30分鐘的總消耗，需再乘以30。
• C. 189：正確。
  • 代入完整公式計算： $\frac{6 \times 3.5 \times 60 \times 30}{200} = \frac{37800}{200} = 189 \text{ kcal}$
  • 若使用簡易估算公式 ($1 \text{ MET} \approx 1 \text{ kcal/kg/hr}$)，則為 $6 \times 60 \times 0.5 = 180 \text{ kcal}$。雖然接近，但選項 C (189) 是基於 $3.5 \text{ ml/kg/min}$ 標準定義的精確值，故為最佳解答。
• D. 220.5：錯誤。
  • 這是誤用標準男性體重 (70公斤) 的計算結果。
  • 許多教科書範例常以 70kg 為標準參考人 (Reference Man)。若誤將王先生體重當作 70kg 計算：$6 \times 3.5 \times 70 \times 30 / 200 = 220.5 \text{ kcal}$。

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答案解析

1. 確認參數：
   • 強度 (Intensity)：6 METs
   • 體重 (Weight)：60 kg
   • 時間 (Duration)：30 分鐘
2. 帶入公式： $\text{Kcal} = \text{METs} \times 3.5 \times \text{體重 (kg)} \times \frac{\text{時間 (min)}}{200}$ $\text{Kcal} = 6 \times 3.5 \times 60 \times \frac{30}{200}$
3. 計算步驟：
   • $6 \times 3.5 = 21 \text{ (ml } O_2 \text{/kg/min)}$
   • $21 \times 60 \text{ kg} = 1260 \text{ (ml } O_2 \text{/min，絕對攝氧量)}$
   • $1260 \times 30 \text{ min} = 37800 \text{ (ml } O_2 \text{，總攝氧量)}$
   • $37800 \text{ ml} = 37.8 \text{ L}$
   • $37.8 \text{ L} \times 5 \text{ kcal/L} = 189 \text{ kcal}$

故正確答案為 (C) 189。

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核心知識點

1. METs 標準公式記憶： 考場上務必背熟此精確公式，而非僅依賴 $1 \text{ MET} = 1 \text{ kcal/kg/hr}$ 的粗略估算（該估算會算出 180 kcal，若選項有 180 與 189 同時存在時會混淆）。

   Formula: $\text{Kcal} = \frac{\text{METs} \times 3.5 \times \text{Weight(kg)} \times \text{Time(min)}}{200}$

2. 單位換算關鍵：

   • 1 MET = 3.5 ml/kg/min (攝氧量)
   • 1 L $O_2$ = 5 kcal (熱量)
   • 兩者結合產生了除以 200 的常數。

3. 臨床應用： 此計算常用於心肺復健 (Cardiac Rehabilitation) 的運動處方制定，確保病患的能量消耗符合治療目標，同時避免強度過高。

參考資料

1. Yamol 線上測驗: 114-2 專技高考_物理治療師：心肺疾病與小兒疾病物理治療學 (2025年考題).
2. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription: 關於代謝公式與能量消耗的標準定義。