最大攝氧量（VO2max）的測定方法（綜述）

□ 陳偉 鄭鳳（.蘇州市體育科學(xué)研究所 江蘇 蘇州 53；.蘇州市體育運(yùn)動學(xué)校 江蘇 蘇州 53）

最大攝氧量（VO2max）的測定方法（綜述）

□ 陳偉1鄭鳳2（1.蘇州市體育科學(xué)研究所 江蘇 蘇州 215131；2.蘇州市體育運(yùn)動學(xué)校 江蘇 蘇州 215131）

本文應(yīng)用文獻(xiàn)資料法對最大攝氧量（VO2max）的測定方法進(jìn)行綜述，旨在為最大攝氧量的研究提供參考。

最大攝氧量 VO2max

引言

最大攝氧量（Maximal oxygen intake，VO2max）是指人體在進(jìn)行有大肌肉群參加的力竭性運(yùn)動過程中，當(dāng)氧運(yùn)輸系統(tǒng)的心泵功能和肌肉的氧利用能力達(dá)到本人的極限水平時(shí)，單位時(shí)間內(nèi)所能攝取的最大氧量?？梢苑譃榻^對VO2max和相對VO2max，絕對值單位表示為L/min，相對值單位表示為mL/(kg.min)。VO2max反映了機(jī)體吸入氧、運(yùn)輸氧和利用氧的能力，是評價(jià)機(jī)體有氧運(yùn)動能力和心血管機(jī)能水平的重要指標(biāo)，也是作為選材的生理指標(biāo)和制定運(yùn)動強(qiáng)度的重要依據(jù)。影響VO2max的因素主要決定于氧運(yùn)輸能力及外周組織的攝氧能力。此外，VO2max還受遺傳、性別、年齡、環(huán)境、營養(yǎng)飲食狀況、生活習(xí)慣和訓(xùn)練等因素的影響。VO2max測定方法有直接和間接法兩種。直接測定可以測得準(zhǔn)確的數(shù)值，在運(yùn)動負(fù)荷評定中具有很高的利用價(jià)值,但它也具有一定的局限性,這種方法須配備較貴重的儀器設(shè)備，測定所需時(shí)間較長，測試方法比較繁瑣，并且要求受試者竭盡全力工作，伴有一定的危險(xiǎn)性,對老年人、少年或體弱者是不適宜的，故不宜普遍展開。間接測定法是受試者在功率自行車，跑臺，臺階試驗(yàn)等亞極量負(fù)重后，根據(jù)其心率、攝氧量或達(dá)到一定量心率的做功量等數(shù)值推算或預(yù)測其VO2max。這種方法簡便，設(shè)備要求簡單，因此在訓(xùn)練和研究工作中較廣泛的使用。本文應(yīng)用文獻(xiàn)資料法對VO2max的測定方法進(jìn)行綜述，旨在為VO2max的研究提供參考。

1、VO2max測定方法

1.1、直接法

（1）Bruce跑臺直接測定法。

①準(zhǔn)備工作：

a.外置設(shè)備聯(lián)接、預(yù)熱、校準(zhǔn)（氣體、氣壓、周圍空氣檢測等）；

b.佩戴polar表和面罩，并進(jìn)行預(yù)測試，確保儀器設(shè)備的正常使用；

c.測試環(huán)境，室溫20-25℃，濕度40%-50%。

②測試前：

a.填寫表格信息，并計(jì)算最大心率（220-年齡）；

b.測試前受試者保持安靜狀態(tài)10min，測試人員講解測試過程、注意事項(xiàng)等；

c.受試者佩戴polar心率表帶、面罩、安全保障應(yīng)急設(shè)備。

③終止標(biāo)準(zhǔn)：

a.受試者出現(xiàn)心悸、胸悶等；

b.VO2max不隨著運(yùn)動強(qiáng)度的增加而增加，出現(xiàn)平臺或下降；

c.Hr＞最大心率×85%；

d.呼吸商≥1.1；

e.受試者在以上各項(xiàng)前達(dá)到力竭，則取最大值為VO2max。

④注意事項(xiàng)：

a.出現(xiàn)身體不適（心悸、胸悶）立即停止；

b.佩戴好應(yīng)急停止設(shè)備。

⑤開始測試：

a.身體預(yù)熱2min，依照Bruce跑臺測試方案進(jìn)行測試；

b.起始負(fù)荷強(qiáng)度2.73km/h，10%grade，每隔3min進(jìn)行遞增負(fù)荷（見表 1）；

c.測試人員每分鐘結(jié)束前10s詢問受試者RPE。

表1 Bruce跑臺測試方案

⑥測試后：

a.測試結(jié)束后，受試者以3.22km/h，0%grade的運(yùn)動負(fù)荷繼續(xù)步行，直至 Hr＜110次/min；

b.記錄受試者運(yùn)動時(shí)間、運(yùn)動等級、每分鐘結(jié)束前10s的RPE值，攝氧量、Hr等生理指標(biāo)，進(jìn)行數(shù)據(jù)整理。

注：RPE值——每測試等級完成前10s詢問受試者感覺，還能否負(fù)荷增加。

（2）Astrand功率自行車直接測定法。

Astrand功率自行車直接測定法測試方案：Astrand(1965)持續(xù)測試方案，見表2。當(dāng)出現(xiàn)下列一項(xiàng)或兩項(xiàng)生理現(xiàn)象時(shí)便可停止運(yùn)動：運(yùn)動者不能以50r/min的轉(zhuǎn)速騎功率自行車，出現(xiàn)最大攝氧量平臺，呼吸交換率＞1.10，心率在預(yù)測值最大心率10次/min上下。

Table 2 Astrand bicycle ergometer maximal test protocol

1.2、間接法

（1）卡爾普曼PWC170法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計(jì)上進(jìn)行兩次各為5min的運(yùn)動負(fù)荷(負(fù)荷：300kg/m/min、600kg/m/min;頻率；50 周 min)，其間在車座上休息3min，每次負(fù)荷之末遙測記錄最后1min的心率。要求第一次負(fù)荷的功率應(yīng)使心率超過110次/min，第二次負(fù)荷的功率應(yīng)使心率盡可能接近170次/min。根據(jù)結(jié)果求出PWC170值，間接推算：VO2max=1.7×PWC170+1240?？柶章剑篜WC170=N1+(N2-N1)170-f1/f2-f1，求出 PWC170值 (式中N1、N2分別代表第一、第二次運(yùn)動負(fù)荷功率，1W=6kg·m/min,f1、f2分別代表第一、第二次運(yùn)動負(fù)荷后的心率)。

（2）Astrand-Ryhming 列線圖法。

飯后2.5h，測量受試者安靜時(shí)的體重，然后受試者做輕微的準(zhǔn)備活動，主要是活動下肢關(guān)節(jié)。上、下臺階的頻率是22.5次/min(臺階高度為40cm)，按節(jié)律連續(xù)做5min，測受試者運(yùn)動后即刻心率。如圖1所示，根據(jù)此心率和體重，Astrand列線圖法推測VO2max。

圖1 Astrand列線圖法

（3）丁振平法。

飯后2.5h，測量受試者安靜時(shí)的體重,然后受試者做輕微的準(zhǔn)備活動，主要是活動下肢關(guān)節(jié)。上、下臺階的頻率是22.5次/min(臺階高度為40cm)，按節(jié)律連續(xù)做5min，記錄第5min的心率，代入方程式：VO2max=1.488+0.038×X-0.0049×Y(X：體重；Y：心率)，推測出VO2max的值。

（4）Fox 法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計(jì)上以150W的功率進(jìn)行一次5min的運(yùn)動負(fù)荷，記錄第5min的心率，代入方程式：VO2max=6300-19.26×HR(150W)，推測出 VO2max的值。

（5）12min 跑法。

將400m田徑場分成40段，每段10m，并插上標(biāo)志物。飯后2.5h開始測試，發(fā)令起跑后，受試者在400m跑道上盡最大的努力，跑完12min。受試者聽到停止信號后停止跑動，在原地慢跑或走動，并立即用“自感用力度量表”測出受試者的疲勞程度。然后由記錄員分別記下受試者的全程距離，同時(shí)通過polar心率表記錄受試者全程的負(fù)荷心率。根據(jù)跑距(換算為英里)代入方程式：VO2max=(跑距 -0.318)÷0.0278，計(jì)算出 VO2max。

（6）陳文堉法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計(jì)上進(jìn)行連續(xù)三次各為3min的運(yùn)動負(fù)荷(負(fù)荷：50 W、100W、150W；頻率：60 周 /min-1)，第三次負(fù)荷之末遙測記錄最后1min的心率HR(150W)。并代入方程式：VO2max=7.9297-0.0304×HR(150W)，計(jì)算出 VO2max。

（7）臺階實(shí)驗(yàn)法。

①測試時(shí)間

每批測試對象測試時(shí)間共3周，第1周采用35，40cm臺階實(shí)驗(yàn)方法，第2周測試采用二步臺階實(shí)驗(yàn)方法，第3周采用直接法方法。在這測試的3周內(nèi)受試者身體條件基本一致。受試者運(yùn)動前身體無任何不適現(xiàn)象。

②測試前準(zhǔn)備

受試者在測試前2h禁止吃任何事物，測試前48h避免劇烈運(yùn)動,測試時(shí)靜坐5min然后再開始測試。

③測試方法：

一步臺階實(shí)驗(yàn)法：運(yùn)動持續(xù)時(shí)間為3min，受試者跟著節(jié)拍器上下臺階，節(jié)拍器的頻率為120次/min，運(yùn)動結(jié)束后坐位姿勢休息4min，每個(gè)受試者配戴polar表，記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的心率。最大攝氧量(VO2max)推算公式如下：臺階指數(shù)=100×運(yùn)動時(shí)間（s）/（2×運(yùn)動停止后第 2、3、4 min 前 30s 心率之和）男生 VO2max[（mL/（kg·min）]=0.2588×臺階指數(shù) +24.170 女生 VO2max[（mL/（kg·min）]=0.1912×臺階指數(shù)+17.264。

兩步臺階實(shí)驗(yàn)法：運(yùn)動持續(xù)時(shí)間為3min，受試者跟著節(jié)奏上下臺階，節(jié)奏的頻率為134次/min，運(yùn)動結(jié)束后站立1min，每個(gè)受試者配戴polar表，記錄整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程的心率。最大攝氧量推算公式如下：VO2max[（mL/（kg·min）]=HRmax×VO2/HR[HRmax（男）=220- 年齡，HRmax（女）=210-年齡]；VO2為運(yùn)動強(qiáng)度，以 134次 /分頻率上下臺階時(shí)運(yùn)動強(qiáng)度為28.9mL/（kg·min）；HR=運(yùn)動結(jié)束后10s的心率×6）。

2、總結(jié)

VO2max直接測定法可以測得準(zhǔn)確的數(shù)值，但具有一定的局限性，不適宜普遍開展。不同年齡、不同群體、不同性別的人VO2max也不相同，需獨(dú)立研究。目前，間接估測VO2max的方法雖然很多，但由于各方法之間的估測值差異較大，給研究工作造成了一定的影響。間接測定VO2max方法所測定的VO2max值與效標(biāo)直接測定法測定的VO2max值相比較其準(zhǔn)確程度如何？亦即哪種或哪幾種方法所推算出的結(jié)果能在多大程度上反映測定的VO2max的真實(shí)性，這需要通過標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)效度來分析，如果同一個(gè)人用所選的間接測定法測定的結(jié)果與效標(biāo)（直接測定法測定的VO2max）的相關(guān)系數(shù)r較大（＞0.75）且P＜0.05，即說明該間接測定方法具有相似的標(biāo)準(zhǔn)關(guān)聯(lián)效度,準(zhǔn)確度較高。因而，尋找簡便、受試者容易接受的間接測定VO2max的方法是運(yùn)動科學(xué)研究者關(guān)注的熱點(diǎn)。要確定一個(gè)符合我國不同年齡、不同群體、不同性別的對VO2max的估測方法，還有大量的工作要做，有待于進(jìn)一步地研究。

[1]How ley ET,et al.Criteria for maximal oxygen uptake.Med.Sci.S port s Exerc,1995,27(9).

[2]編寫組.運(yùn)動生理學(xué)[M].北京:人民體育出版社,2002.

[3]宋剛,許春艷.應(yīng)用心率表間接測定的最大攝氧量[J].中國臨床康復(fù)雜志,2005,9(43).

[4]毛文君.改良10SWT推測20-29歲成年人VO2max方法的研宄[D].北京體育大學(xué),2014,5.

[5]Heyward VH.Advanced fitnessassessmentand exercise prescription,4th ed.Champaign,Ill:Human Kinetics 2002.

[6]Greiwe JS,Kaminsky LA,Whaley MH,et al.Jeffrey S.Greiewe,Leonard A.etal.Evaluation ofthe ACSM submaximalergometer test for estimating VO2max.Med Sci Sports Exerc 1995,27(9).

[7]陳明達(dá).實(shí)用體質(zhì)學(xué)[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué)、中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1993,12.

[8]丁振平.用臺階負(fù)荷時(shí)心率和體重推測最大攝氧量的研究[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志,1985,4(4).

[9]陳明達(dá).實(shí)用體質(zhì)學(xué)[M].北京:北京醫(yī)科大學(xué)、中國協(xié)和醫(yī)科大學(xué)聯(lián)合出版社,1993,12.

[10]Cooper K H.A means of assessing maximal oxygenintake.JAMA,1986.

[11]陳文堉,樊建信,彭平權(quán)等.運(yùn)動員最大攝氧量間接測定法及其適用性的研究[J].中國運(yùn)動醫(yī)學(xué)雜志,1985,4(2).

[12]薛留成.體育測量與評價(jià)[M].開封:河南大學(xué)出版社,1993.

[13]日本文部省體育局.平成十三年度體力、運(yùn)動能力調(diào)查報(bào)告書[Z].2003,10.

[14]陳銳,湯長發(fā).普通大學(xué)生最大攝氧量間接測試法的比較研究[J].北京體育大學(xué)學(xué)報(bào),2010,33(3).

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