臺(tái)階試驗(yàn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究

方光新

（銅陵學(xué)院，銅陵 銅陵 244000）

臺(tái)階試驗(yàn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)研究

方光新

（銅陵學(xué)院，銅陵 銅陵 244000）

綜合國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)有氧耐力評(píng)定現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析，指出臺(tái)階評(píng)定指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能的有效度存在問(wèn)題，造成效度低的原因是臺(tái)階評(píng)定公式存在缺陷，提出制定和完善《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)的思路。

臺(tái)階試驗(yàn)；現(xiàn)狀；趨勢(shì)；思路

新中國(guó)成立以來(lái)，黨和國(guó)家一直非常關(guān)心和重視廣大學(xué)生的身體健康，在不同時(shí)期先后制定了一系列政策和措施來(lái)確保提高青少年體質(zhì)和健康水平，并于2002年開(kāi)始在全國(guó)試行《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《標(biāo)準(zhǔn)》）。《標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定，臺(tái)階試驗(yàn)是城市小學(xué)五、六年級(jí)和初中以上(含大學(xué))的必測(cè)指標(biāo)。通過(guò)這幾年的實(shí)施發(fā)現(xiàn)，《標(biāo)準(zhǔn)》中臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)不能完全正確反映學(xué)生心功能狀態(tài)的好壞，主要原因是臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定公式存在缺陷性。本研究綜合國(guó)內(nèi)外研究人員對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)有氧耐力評(píng)定現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)的分析，以及自己在臺(tái)階測(cè)試過(guò)程中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出制定和完善《標(biāo)準(zhǔn)》中評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)的思路,以促進(jìn)《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》的評(píng)價(jià)效度更加準(zhǔn)確、更加科學(xué)。

一、臺(tái)階試驗(yàn)國(guó)內(nèi)外現(xiàn)狀研究

臺(tái)階實(shí)驗(yàn) (step test)最初是Harvard疲勞實(shí)驗(yàn)室的BROHA及其同事于第二次世界大戰(zhàn)期間在David B.Bill跑步機(jī)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立起來(lái)的,主要用來(lái)替代跑步機(jī)和踏車(chē)功量計(jì)測(cè)量機(jī)體對(duì)強(qiáng)體力負(fù)荷的適應(yīng)能力和身體機(jī)能的恢復(fù)能力。由于該試驗(yàn)指數(shù)是以定量運(yùn)動(dòng)負(fù)荷后心率恢復(fù)為主要計(jì)算依據(jù),后被逐漸演化為一種評(píng)價(jià)心血管活動(dòng)對(duì)運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)能力(efficiency)或心血管活動(dòng)適應(yīng)能力(cardiovascular fitness)的簡(jiǎn)易測(cè)量方法，在不少?lài)?guó)家和地區(qū)國(guó)民體質(zhì)與健康水平評(píng)價(jià)的實(shí)踐中被推廣和應(yīng)用[1]。半個(gè)多世紀(jì)以來(lái),隨著國(guó)外研究人員對(duì)心血管系統(tǒng)功能水平的研究和認(rèn)識(shí)的逐漸深入，人們采用最大耗氧量（VO2max）作為效標(biāo)來(lái)研究臺(tái)階試驗(yàn)的評(píng)價(jià)效度，發(fā)現(xiàn)臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)價(jià)指數(shù)與最大耗氧量（VO2max）之間的相關(guān)系數(shù)在0.35～0.77之間，具有一定的相關(guān)性。又由于試驗(yàn)檢測(cè)條件的不同，使得研究結(jié)果存在較大的差異。比如受試者的身高、體重、體表面積以及下肢長(zhǎng)度的不同，一些研究指出這些因素的不同可對(duì)臺(tái)階運(yùn)動(dòng)期的心率和耗氧等參數(shù)產(chǎn)生明顯的影響。而另有10余項(xiàng)研究指出，在兒童和青少年人群中，這些因素的不同與測(cè)試臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)無(wú)明顯相關(guān)[2]。作為一種標(biāo)準(zhǔn)評(píng)價(jià)方法，臺(tái)階試驗(yàn)在評(píng)價(jià)心血管功能時(shí)仍存在一些問(wèn)題，認(rèn)為臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能具有“高誤差和低相關(guān)”的現(xiàn)象。BAUM GARTNER，BOOK WALTER，COST，CURETON，MONTOYE等研究證明臺(tái)階試驗(yàn)只適用一般人心血管功能水平的一般性評(píng)價(jià)，不適合于精確評(píng)價(jià)和最大耗氧量（VO2max）的預(yù)測(cè)[3]。

在我國(guó)，臺(tái)階試驗(yàn)及其改良方法在評(píng)價(jià)心血管功能的有效性上一直是學(xué)者關(guān)注的重要問(wèn)題。哈佛臺(tái)階試驗(yàn)是通過(guò)受試者有節(jié)律的登臺(tái)階運(yùn)動(dòng)持續(xù)時(shí)間與心律恢復(fù)時(shí)段的脈博次數(shù)的比值來(lái)量化評(píng)定心血管機(jī)能水平，較靜態(tài)的心血管機(jī)能檢查更有意義。盡管它在國(guó)際上運(yùn)用了60年，但在實(shí)驗(yàn)中對(duì)心血管功能評(píng)定的有效性很多人研究不一。周志雄在評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)的同質(zhì)性和有效性實(shí)驗(yàn)研究中，認(rèn)為大學(xué)生的最大耗氧量與臺(tái)階測(cè)試值之間無(wú)顯著的相關(guān)關(guān)系，反映出評(píng)價(jià)心血管功能的臺(tái)階試驗(yàn)指標(biāo)與最大耗氧量之間無(wú)密切聯(lián)系，也就是臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)不能有效地反映人體心血管系統(tǒng)的機(jī)能水平和有氧運(yùn)動(dòng)能力[4]。王建，鄧樹(shù)勛對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)指標(biāo)也提出質(zhì)疑，認(rèn)為臺(tái)階試驗(yàn)與運(yùn)動(dòng)耐力和最大耗氧量之間無(wú)高度相關(guān)，臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)不能對(duì)心血管系統(tǒng)功能做出精確評(píng)價(jià)[5]。

臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)是用以評(píng)價(jià)心血管機(jī)能，間接推斷機(jī)體的耐力。耐力跑是測(cè)試學(xué)生的耐力素質(zhì)，特別是心功能水平和肌肉耐力?！秶?guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》中把這兩個(gè)項(xiàng)目作為有氧耐力評(píng)定的指標(biāo)，可以任選其一進(jìn)行測(cè)試，也就是臺(tái)階試驗(yàn)得分和1000m、800m成績(jī)得分可以相互替代。眾多學(xué)者在研究臺(tái)階試驗(yàn)和耐久跑可替換的相關(guān)性上確有不同的看法。周志雄等人研究結(jié)果表明，臺(tái)階試驗(yàn)得分和耐久跑成績(jī)得分的曲線圖無(wú)顯著的線性關(guān)系，認(rèn)為臺(tái)階試驗(yàn)得分和耐久跑成績(jī)得分是人為對(duì)稱(chēng)關(guān)系，其實(shí)并不是這兩指標(biāo)的真正內(nèi)涵關(guān)系[4]。段黔冰等分析表明，男、女生中長(zhǎng)跑成績(jī)與臺(tái)階試驗(yàn)得分兩項(xiàng)目之間呈低度相關(guān)，建議把臺(tái)階試驗(yàn)得分作為個(gè)人的體質(zhì)健康評(píng)價(jià)指標(biāo)，中長(zhǎng)跑和臺(tái)階試驗(yàn)不要相互替換；陳東良等分析表明，男生的臺(tái)階試驗(yàn)成績(jī)得分與耐久跑成績(jī)得分兩個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)不完全一致，女生的臺(tái)階試驗(yàn)成績(jī)得分與耐久跑成績(jī)得分卻基本一致[6]。實(shí)驗(yàn)的結(jié)果存在差異，也許跟被測(cè)試人員的心理素質(zhì)、測(cè)試條件、測(cè)試環(huán)境有關(guān)，影響了指標(biāo)的可信度，也間接說(shuō)明了臺(tái)階評(píng)定指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能效度存在問(wèn)題。

以上學(xué)者從各自的研究思路探討臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)價(jià)心血管效度問(wèn)題，目的都是提高臺(tái)階評(píng)定指數(shù)的可信度和科學(xué)性，完善大學(xué)生體質(zhì)健康的測(cè)量與評(píng)價(jià)工作，有利于國(guó)家更好地推廣和實(shí)施《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)》。

二、臺(tái)階試驗(yàn)發(fā)展趨勢(shì)

為了使臺(tái)階試驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)更能體現(xiàn)我國(guó)國(guó)民體質(zhì)的現(xiàn)狀，準(zhǔn)確、客觀地反映個(gè)體的心血管機(jī)能。眾多學(xué)者先后對(duì)影響臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定的參數(shù)和因素進(jìn)行了深入研究，并提出改良意見(jiàn)，主要表現(xiàn)在以下趨勢(shì)中：

第一，臺(tái)階試驗(yàn)測(cè)試的適宜負(fù)荷量變化趨勢(shì)。哈佛臺(tái)階最初高度男子為50.8cm，女子為42.6cm，由于受?chē)?guó)民身高和體質(zhì)的限制，上下50.8cm高度的臺(tái)階試驗(yàn)負(fù)荷比較大，臺(tái)階指數(shù)不能正確反映心血管系統(tǒng)的功能。我國(guó)在引用哈佛臺(tái)階時(shí)，將臺(tái)階高度降為成年男子30cm、女子25cm；在校五年級(jí)以上的學(xué)生，男子臺(tái)階高度40cm、女子35cm，上下臺(tái)階時(shí)間為3min，這樣高度的定量負(fù)荷能較好地反映成年人和學(xué)生的心血管功能水平。有學(xué)者研究報(bào)道動(dòng)態(tài)機(jī)能臺(tái)階實(shí)驗(yàn)適宜負(fù)荷量為運(yùn)動(dòng)后即刻的心率在140～160次/min之間。蔡廣等人采用一步臺(tái)階測(cè)試和兩步臺(tái)階測(cè)試進(jìn)行比較研究，研究表明一步臺(tái)階實(shí)驗(yàn)超出了臺(tái)階實(shí)驗(yàn)負(fù)荷范圍，二步臺(tái)階屬于基本適量的負(fù)荷，也就是說(shuō)兩步臺(tái)階的負(fù)荷與最大攝氧量之間相關(guān)度高，這樣的負(fù)荷能準(zhǔn)確反映個(gè)體的心血管系統(tǒng)的功能，適合我國(guó)國(guó)情的大面積測(cè)試[7]。對(duì)于臺(tái)階高度的改良，我國(guó)的張雪教授對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)也進(jìn)行了大膽的改革。根據(jù)中國(guó)人個(gè)體的特點(diǎn)把膝高（受試者的自身腓骨頭上緣）定位臺(tái)階高度來(lái)完成試驗(yàn)，個(gè)體之間的膝高因人而異，相對(duì)與自身的高度臺(tái)階是活動(dòng)的，根據(jù)對(duì)比齊性的原則進(jìn)而提出了活動(dòng)式臺(tái)階試驗(yàn)，認(rèn)為活動(dòng)式臺(tái)階試驗(yàn)比較客觀、準(zhǔn)確反映個(gè)體心血管系統(tǒng)的水平[8]。周永平以最大耗氧量（VO2max）作為心血管功能指標(biāo)，用三種不同高度的臺(tái)階對(duì)普通男性和有訓(xùn)練的男性進(jìn)行臺(tái)階試驗(yàn)后心率恢復(fù)期曲線圖與最大耗氧量VO2max、臺(tái)階指數(shù)的比較分析，研究認(rèn)為臺(tái)階越高，負(fù)荷越大，運(yùn)動(dòng)后即刻心率越快。即刻心率和早期恢復(fù)心率能很好地反映有氧耐力和臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)[9]。以上臺(tái)階高度改革目的都是提高臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)價(jià)心血管功能的精確度。

第二，臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)受年齡、身高、體重增長(zhǎng)影響的趨勢(shì)。一個(gè)人從幼兒到老年人的安靜心率變化規(guī)律看，隨著年齡增長(zhǎng)而安靜心率下降的趨勢(shì)十分明顯，其原因可能是隨著年齡的增長(zhǎng)，人體相對(duì)基礎(chǔ)代謝率下降，導(dǎo)致機(jī)體所需的血流量下降，進(jìn)而使安靜心率降低。完成同樣負(fù)荷和頻率的臺(tái)階試驗(yàn)運(yùn)動(dòng)后，心率升高的情況也具有年齡特征，不同年齡所能達(dá)到的最大心率是不同。蔣冠林在對(duì)12～15歲的男女學(xué)生進(jìn)行臺(tái)階試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)不同年齡、不同性別學(xué)生在運(yùn)動(dòng)后，他們的心率恢復(fù)速度不同，存在明顯的年齡和性別差異[10]。我國(guó)洪芝文等人認(rèn)為在兒童和青少年人群中，臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)與身高、體重有相關(guān)關(guān)系，青少年兒童應(yīng)根據(jù)不同性別和身高來(lái)確定臺(tái)階高度。楊錫讓以美國(guó)北卡大學(xué)體育系24名男生為研究對(duì)象，發(fā)現(xiàn)身高和臺(tái)階高度可對(duì)臺(tái)階運(yùn)動(dòng)的恢復(fù)心率、耗氧量等項(xiàng)參數(shù)產(chǎn)生明顯影響。郭海英對(duì)36267名20～59歲的成年人進(jìn)行了臺(tái)階測(cè)試，統(tǒng)計(jì)中發(fā)現(xiàn)安靜心率隨著年齡的增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，可是運(yùn)動(dòng)后的恢復(fù)心率在50歲后確有升高的趨勢(shì)。研究指出安靜心率對(duì)臺(tái)階指數(shù)有一定影響，認(rèn)為只用運(yùn)動(dòng)時(shí)間和恢復(fù)心率來(lái)計(jì)算臺(tái)階指數(shù)存在不足，降低了臺(tái)階試驗(yàn)的評(píng)價(jià)效度[11]，對(duì)臺(tái)階評(píng)定指數(shù)公式產(chǎn)生質(zhì)疑。

三、造成臺(tái)階指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能具有“高誤差和低相關(guān)”的原因

通過(guò)對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)的綜合分析、研究，得出臺(tái)階評(píng)定指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能具有“高誤差和低相關(guān)”的現(xiàn)象，究其原因是臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定公式存在缺陷。

此公式只是利用受試者臺(tái)階運(yùn)動(dòng)結(jié)束后的1分鐘至1分半鐘、2分鐘至2分半鐘，3分鐘至3分半鐘的3次脈搏和來(lái)評(píng)價(jià)心血管功能的健康與否，3個(gè)變量作為一個(gè)和，3個(gè)變量取不同的值可以得到一個(gè)和，也就意味臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)無(wú)法區(qū)分運(yùn)動(dòng)后心率恢復(fù)的三種狀況（1）三次心率依次遞減。（2）三次心率基本不變或遞減很慢。（3）三次心率不是依次遞減，而是第2次心率比第1次心率快或第3次心率高于第2次。如：實(shí)驗(yàn)中觀測(cè)到女生甲：安靜心率78次/min，臺(tái)階運(yùn)動(dòng)結(jié)束后1分鐘至1分半鐘、2分鐘至2分半鐘，3分鐘至3分半鐘的3次脈搏數(shù)為67：57：41次；女生乙安靜心率81次/min，臺(tái)階恢復(fù)期3次脈搏數(shù)為57：55：53次，兩女生臺(tái)階恢復(fù)期3次脈搏的和是165，臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)為55，屬于良好等級(jí)。但從心臟恢復(fù)安靜時(shí)的速率情況來(lái)說(shuō)，女生甲在運(yùn)動(dòng)后3～3.5分鐘脈搏基本恢復(fù)到安靜水平，而女生乙在運(yùn)動(dòng)停止后三次脈搏數(shù)變化不大，屬于心率過(guò)緩。兩者有質(zhì)的區(qū)別，而在大學(xué)生體質(zhì)與健康的評(píng)定中心功能為同一等級(jí)，這就失去了評(píng)定的意義。臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)作為評(píng)價(jià)心功能水平的指標(biāo)用于部隊(duì)、專(zhuān)業(yè)運(yùn)動(dòng)員素質(zhì)單一性群體還行，用于評(píng)價(jià)個(gè)體差異多樣性群體的健康狀況顯然有其缺陷性。

四、提出制定和完善評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)的思路

由于臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定公式存在缺陷性，造成臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)不能完全正確反映學(xué)生心功能狀態(tài)的好壞，也就是說(shuō)臺(tái)階評(píng)定指數(shù)已經(jīng)不能對(duì)個(gè)體差異多樣性人群進(jìn)行合理的分級(jí)評(píng)價(jià)。本研究根據(jù)學(xué)者對(duì)臺(tái)階試驗(yàn)有氧耐力的實(shí)驗(yàn)分析結(jié)果，提出制定和完善評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)的思路。

臺(tái)階試驗(yàn)公式改良應(yīng)該含有安靜心率作為計(jì)算參數(shù)。郭海英在測(cè)試成年人的臺(tái)階研究中得出安靜心率隨年齡增長(zhǎng)呈下降趨勢(shì)，安靜心率對(duì)臺(tái)階評(píng)定指數(shù)有一定影響。分析原因認(rèn)為基礎(chǔ)代謝率隨著年齡的增長(zhǎng)，呈下降趨勢(shì)，導(dǎo)致人體所需的血流量下降，進(jìn)而影響了安靜心率。

臺(tái)階試驗(yàn)恢復(fù)期的即刻心率和早期恢復(fù)速率可以作為臺(tái)階評(píng)定公式的計(jì)算參數(shù)。周永平教授，沈國(guó)琴教授為了深入研究臺(tái)階負(fù)荷與運(yùn)動(dòng)心率反應(yīng)和心率恢復(fù)的速度有關(guān)，以及臺(tái)階指數(shù)與運(yùn)動(dòng)后心率變化規(guī)律之間的關(guān)系。依據(jù)最大耗氧量Vo2max是反映心功能的重要標(biāo)志，用3種不同高度的臺(tái)階（國(guó)民體質(zhì)使用的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)階30cm、學(xué)生體質(zhì)健康評(píng)價(jià)使用的臺(tái)階40cm、哈佛臺(tái)階使用的臺(tái)階50.8cm）試驗(yàn)后即刻心率、心率恢復(fù)速度與Vo2max值、12min跑距離和臺(tái)階指數(shù)進(jìn)行相關(guān)分析研究,研究得出：臺(tái)階試驗(yàn)指數(shù)在中、高臺(tái)階運(yùn)動(dòng)后恢復(fù)期0～150s內(nèi)呈極顯相關(guān)，時(shí)間越短，相關(guān)系數(shù)就越大。建議可以用臺(tái)階試驗(yàn)后即刻心率或早期心率恢復(fù)速度取代或改良臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)的計(jì)算方法，提高測(cè)試效率和可信度[9]。

哈佛臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)已不能使有關(guān)部門(mén)正確、準(zhǔn)確掌握學(xué)生心血管功能健康的現(xiàn)狀，為了合理、準(zhǔn)確地利用臺(tái)階試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)心血管功能，臺(tái)階試驗(yàn)的評(píng)價(jià)公式應(yīng)需改良，改良的公式應(yīng)增加安靜心率和恢復(fù)速率作為臺(tái)階評(píng)定指數(shù)的參數(shù)。修正的公式要經(jīng)的起實(shí)踐的檢驗(yàn)，同時(shí)要符合個(gè)體差異的多樣性人群，這樣才能使臺(tái)階指數(shù)評(píng)價(jià)心血管功能指標(biāo)更加科學(xué)、合理。

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Step Test Status and Development Trend of Study

Fang Guang-xin
（Tongling University,Tongling Anhui 244000，China）

A comprehensive domestic and foreign resear chers to assess aerobic endurance step test for the status quo and development trend analysis,that the assessment index evaluation step test the validity cardiovascular problems,resulting in effective due to low level assessment formula is flawed,on the development and improvement of the"National student health Standard"in the evaluation of cardiovascular function indicators of thinking.

step test；status；trends；thinking

G807

A

1672-0547（2011）03-0122-03

2011－05-01

方光新（1970－），女，安徽黃山人，銅陵學(xué)院講師，碩士，研究方向：學(xué)校體育與運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練學(xué)。

安徽省教育廳人文社會(huì)科學(xué)研究項(xiàng)目《臺(tái)階試驗(yàn)評(píng)定指數(shù)的重構(gòu)研究》（編號(hào)：2011sk433）成果。