心肺適能運(yùn)動(dòng)處方強(qiáng)度計(jì)算方法的比較和應(yīng)用

羅曦娟

(貴州大學(xué)體育學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025)

心肺適能運(yùn)動(dòng)處方強(qiáng)度計(jì)算方法的比較和應(yīng)用

羅曦娟

(貴州大學(xué)體育學(xué)院，貴州貴陽(yáng) 550025)

通過(guò)對(duì)1465例不同地區(qū)18－72歲的普通人群進(jìn)行二次試驗(yàn)，并對(duì)其中211位年齡較大的受試者進(jìn)行遞增運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)(GXT)，比較用兩種常用的心肺適能運(yùn)動(dòng)處方強(qiáng)度計(jì)算方法所得到的靶心率，探討這兩種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算方法的利弊和應(yīng)用。研究認(rèn)為:當(dāng)F.C.≥10時(shí)(年齡大約在40歲以下)，用220－年齡來(lái)推測(cè)F.C.更合理;當(dāng)F.C.＜10時(shí)(年齡大約在40歲以上)，用195－年齡來(lái)推測(cè)F.C.更合理。在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，用VO2R%替代VO2%來(lái)計(jì)算THR更合理，并可以解決實(shí)踐應(yīng)用中“當(dāng)F.C.比較高時(shí)，用VO2%計(jì)算的THR過(guò)高以至于在實(shí)踐中很難達(dá)到”以及“當(dāng)F.C.比較低時(shí)，用VO2%來(lái)計(jì)算的THR過(guò)低，甚至低于安靜時(shí)心率而出現(xiàn)應(yīng)用困難”的問(wèn)題。

心肺適能;運(yùn)動(dòng)處方;運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度;計(jì)算方法;F.C.計(jì)算

隨著運(yùn)動(dòng)處方研究和應(yīng)用的不斷深入，運(yùn)動(dòng)處方制定的原則和方法也在不斷的向著科學(xué)、便捷、實(shí)用、有效的方向改進(jìn)。在我國(guó)，運(yùn)動(dòng)處方的研究和應(yīng)用的理論基礎(chǔ)多來(lái)源于美國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)會(huì)(ACSM)編寫的《運(yùn)動(dòng)測(cè)試和運(yùn)動(dòng)處方指南》的指導(dǎo)［1－5］，眾所周知，目前應(yīng)用最廣的運(yùn)動(dòng)處方是心肺適能運(yùn)動(dòng)處方，在我們確定其強(qiáng)度時(shí)，必須先測(cè)定個(gè)體的心肺功能能力即F.C.值。測(cè)定F.C.的方法可分為兩種，一種是最大強(qiáng)度負(fù)荷試驗(yàn)，一種是次大強(qiáng)度負(fù)荷試驗(yàn)，而次大強(qiáng)度負(fù)荷試驗(yàn)又有多種測(cè)試方案。目前，次大強(qiáng)度負(fù)荷測(cè)試中的二次負(fù)荷試驗(yàn)因其方便、快捷、有效，成為國(guó)內(nèi)應(yīng)用于大眾健身領(lǐng)域最廣的F.C.測(cè)定方法。我們?cè)趹?yīng)用中發(fā)現(xiàn)，當(dāng)F.C.比較高時(shí)，用VO2%計(jì)算的靶心率過(guò)高以至于在實(shí)踐中很難達(dá)到;而當(dāng)F.C.比較低時(shí)，用VO2%來(lái)計(jì)算的靶心率過(guò)低，甚至低于安靜時(shí)心率而出現(xiàn)應(yīng)用困難。在ACSM編寫的新的指導(dǎo)書中提出了用VO2R%來(lái)計(jì)算運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，這種方法是否可以解決這個(gè)問(wèn)題?另外，我們?cè)诖罅康倪f增運(yùn)動(dòng)負(fù)荷試驗(yàn)(GXT)過(guò)程中還發(fā)現(xiàn)，用220－年齡的公式計(jì)算出來(lái)的最大心率應(yīng)用在老年人和體質(zhì)較弱的人群中時(shí)往往偏高，由此計(jì)算出來(lái)的靶心率在此類人群中的應(yīng)用也出現(xiàn)困難。為此，國(guó)內(nèi)一些專家學(xué)者提出用“195－年齡”推測(cè)F.C.并確定靶心率［8］以解決這個(gè)問(wèn)題。那么，究竟用怎樣的方法計(jì)算出的靶心率能更科學(xué)的指導(dǎo)我們控制運(yùn)動(dòng)實(shí)踐中的強(qiáng)度呢?本文的研究目的在于:通過(guò)用大量的次大強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)負(fù)荷測(cè)試所得到的數(shù)據(jù)，對(duì)VO2%和VO2R%兩種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算方法所得到的靶心率進(jìn)行比較，探討這兩種運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算方法的利弊和應(yīng)用。

1 研究方法

1.1 研究對(duì)象和分組

1.1.1 研究對(duì)象

對(duì)北京、江蘇、河南、湖南、遼寧、福建等省八個(gè)不同地區(qū)18－72歲的普通人群進(jìn)行整群隨機(jī)抽樣或隨機(jī)抽樣，用健康調(diào)查問(wèn)卷、PAR－Q問(wèn)卷、運(yùn)動(dòng)史問(wèn)卷和心臟發(fā)病危險(xiǎn)性問(wèn)卷等對(duì)受試者進(jìn)行篩選，受試者均達(dá)到二次負(fù)荷試驗(yàn)篩選要求。嚴(yán)格按照二次試驗(yàn)的方法進(jìn)行測(cè)試，共獲得有效數(shù)據(jù)1465例，其中，男733例，女732例。研究對(duì)象的一般情況見表1。研究對(duì)象的年齡分布狀況見表2。

表1 研究對(duì)象的一般情況

表2 研究對(duì)象的年齡分布狀況

1.1.2 分組

表3 不同F(xiàn).C.數(shù)值段的人數(shù)和人數(shù)比例

1.2 F.C.的測(cè)定和計(jì)算方法

采用二次負(fù)荷試驗(yàn)測(cè)定并計(jì)算F.C.，根據(jù)客觀條件選擇功率車或臺(tái)階作為記功器。根據(jù)受試者性別、年齡、有無(wú)運(yùn)動(dòng)習(xí)慣來(lái)為不同的受試者確定適合的測(cè)試方案［6，7］。每個(gè)測(cè)試方案包括兩個(gè)不同強(qiáng)度的負(fù)荷，每個(gè)負(fù)荷持續(xù)運(yùn)動(dòng)3min，兩個(gè)負(fù)荷之間休息3min。用遙測(cè)心率設(shè)備測(cè)定每個(gè)負(fù)荷第三分鐘末或運(yùn)動(dòng)后即刻的心率，并紀(jì)錄每一負(fù)荷的強(qiáng)度及心率。

對(duì)受試者中211位年齡在49－70歲的年齡較大者，除進(jìn)行二次負(fù)荷試驗(yàn)外，還進(jìn)行GXT測(cè)試，將實(shí)際測(cè)得的最大心率(HRmax)記錄下來(lái)。分別用“220－年齡”和“195－年齡”兩種公式推算出每個(gè)受試者的F.C.值。

1.3 運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的計(jì)算方法

分別用VO2%和VO2R%兩種方法計(jì)算運(yùn)動(dòng)能力(E.C.)，計(jì)算公式分別為:E.C.(METs)=F.C.×VO2%和E.C.=(F.C.－1)×VO2R%+1。然后，按照E.C.的上下限計(jì)算出靶心率(THR)的上下限，再計(jì)算THR占最大心率(HRmax)百分比(THR%)的上下限，公式為:THR%=THR/(220－年齡)×100%。最后與ACSM推薦的最大心率百分比范圍進(jìn)行比較分析。

不同F(xiàn).C.數(shù)值段VO2%確定的依據(jù)來(lái)自《體療康復(fù)》［7］和《運(yùn)動(dòng)處方》［6］;不同 F.C. 數(shù)值段 VO2R%取值范圍的確定是根據(jù)ACSM指導(dǎo)書第七版［5］P.141的推薦:“40%/50% ～85%”，并參照VO2%的取值范圍。VO2%和VO2R%取值范圍見表4。

表4 不同F(xiàn).C.數(shù)值段VO2%和VO2 R%取值范圍

2 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

用Excell和SPSS 10.0版軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，采用回歸分析和獨(dú)立樣本T檢驗(yàn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。

3 研究結(jié)果

3.1 靶心率占最大心率百分比的總體趨勢(shì)

1)設(shè)定T-Map基本單形。依據(jù)規(guī)范重心坐標(biāo)定義可知，4維E4 T-Map基本單形構(gòu)建需要5個(gè)頂點(diǎn)，選用交點(diǎn)軸線理想變動(dòng)位置映射點(diǎn)pF0和正方向極限映射點(diǎn)pF1,pF2,pF3,pF4為頂點(diǎn)構(gòu)建基本單形∑{pF0,pF1,pF2,pF3,pF4}，其中，pF0為基本單形的原點(diǎn)，pF0分別與pF1,pF2,pF3,pF4的連線為T-Map的4個(gè)坐標(biāo)軸。

用VO2%計(jì)算所得的靶心率占最大心率的百分比(THRVO2%)的上下限和用VO2R%計(jì)算所得的靶心率占最大心率的百分比(THRVO2R%)的上下限的趨勢(shì)分析結(jié)果如圖1(用THR%來(lái)進(jìn)行比較，可以消除年齡對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果的影響)。

圖1 用220－年齡和不同強(qiáng)度計(jì)算方法得到的靶心率占最大心率百分比的直線回歸比較圖

圖1中虛線是用220－年齡計(jì)算的THRVO2%的上、下限的回歸直線，實(shí)線是用220－年齡計(jì)算的THRVO2R%的上、下限的回歸直線。圖2中虛線是用195－年齡計(jì)算的THRVO2%的上、下限的回歸直線，實(shí)線是用195－年齡計(jì)算的THRVO2R%的上、下限的回歸直線。

圖2 用195－年齡和不同強(qiáng)度計(jì)算方法得到的靶心率占最大心率百分比的直線回歸比較圖

3.2 不同F(xiàn).C.數(shù)值段兩種強(qiáng)度計(jì)算方法所得的靶心率占最大心率百分比的比較

不同F(xiàn).C.數(shù)值段兩種強(qiáng)度計(jì)算方法所得的THR%的均值范圍見表5和表6;不同F(xiàn).C.段(以1個(gè)F.C.為一個(gè)數(shù)值段)的THR%趨勢(shì)圖見圖3和圖4。根據(jù)表3的統(tǒng)計(jì)結(jié)果:FC＜3和3≤FC＜5兩F.C.數(shù)值段的人數(shù)太少，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)意義，不做統(tǒng)計(jì)。其余各F.C.數(shù)值段的THR%均符合正態(tài)分布。

表5 不同F(xiàn).C.數(shù)值段用220－年齡和兩種強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算的THR%的均值范圍

表6 不同F(xiàn).C.數(shù)值段用195－年齡和兩種強(qiáng)度計(jì)算方法計(jì)算的THR%的均值范圍

3.3 年齡較大者GXT數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

在進(jìn)行GXT測(cè)試的年齡較大的受試者中，不同F(xiàn).C.數(shù)值段的人數(shù)、人數(shù)比例、實(shí)測(cè)HRmax占推測(cè)HRmax的百分比均值、用VO2R%計(jì)算的實(shí)測(cè)THR占推測(cè)HRmax的百分比上下限的均值見表7。實(shí)測(cè)不同F(xiàn).C.段的THR%趨勢(shì)圖見圖5。除F.C.≥16和F.C.＜3兩組人數(shù)太少，沒(méi)有統(tǒng)計(jì)意義外，其余各F.C.數(shù)值段的實(shí)測(cè)HRmax占推測(cè)HRmax的百分比和實(shí)測(cè)THRVO2R%上下限均符合正態(tài)分布。

表7 不同F(xiàn).C.數(shù)值段人數(shù)、人數(shù)比例、實(shí)測(cè)/推測(cè)HRmax%均值、用VO2 R%計(jì)算的實(shí)測(cè)THR%上下限均值

圖5 實(shí)測(cè)不同F(xiàn).C.段的THR%趨勢(shì)圖

4 討論

4.1 220－年齡和195－年齡兩種計(jì)算方法的應(yīng)用

ACSM七版給出的HRmax%范圍是64%/70%～94%，大多數(shù)人在77% －90%之間，體弱者(F.C.＜10METs左右)在64% －70%之間。

當(dāng)F.C.≥10時(shí):由表5和表6可以看出，用220－年齡計(jì)算出的 THRVO2%范圍是74.2－93.7%，THRVO2R%范圍是73.3－91.1%;用195－年齡計(jì)算出的THRVO2%范圍是66.0－77.7%，THRVO2R%范圍是66.6－77.9%。根據(jù) ACSM七版的推薦，該F.C.段對(duì)應(yīng)的HRmax%范圍應(yīng)在70%左右到94%之間。因此用195－年齡計(jì)算出的THRVO2%范圍太低，而用220－年齡計(jì)算THR更為合適。

當(dāng)5≤F.C.＜10時(shí):由表5和表6可以看出，用220－年齡計(jì)算出的THRVO2%范圍是71.7－80.1%，THRVO2R%范圍是73.3－82.3%;用195－年齡計(jì)算出的THRVO2%范圍是59.4－66.9%，THRVO2R%范圍是60.3－71.1%。根據(jù) ACSM七版的推薦，該F.C.段對(duì)應(yīng)的HRmax%范圍應(yīng)在70%以下。因此用220－年齡計(jì)算出的THRVO2%范圍太高，而用195－年齡計(jì)算THR更為合適。

當(dāng)F.C.＜5時(shí):由表7可見，實(shí)測(cè) F.C.低于5METs的受試者，其可能達(dá)到的HRmax僅為用220－年齡推測(cè)值的64.2%(F.C.＜3)至74.1%(F.C.在3－5之間)。對(duì)年齡較大者實(shí)測(cè)的THR%為57.8% ～63.0%，低于ACSM推薦的標(biāo)準(zhǔn)。提示:當(dāng)F.C.＜5時(shí)，用220－年齡的公式推測(cè)F.C.和THR明顯偏高。當(dāng)前可采用195－年齡的公式進(jìn)行計(jì)算。由于例數(shù)較少，還有待進(jìn)一步研究。

4.2 VO2%和VO2R%兩種強(qiáng)度計(jì)算方法的比較分析

從總體上看，由圖1可以看出，對(duì)所有受試者而言，不論是用220－年齡還是用195－年齡來(lái)計(jì)算F.C.。THRVO2%上限的回歸直線的斜率都明顯大于THRVO2R%上限的回歸直線的斜率;而THRVO2%下限的回歸直線的斜率也略大于THRVO2R%下限的回歸直線的斜率。即隨著F.C.的增大，THRVO2%值比THRVO2R%值增大得更明顯;而隨著F.C.的減小，THRVO2%值有比THRVO2R%值減小得更明顯的趨勢(shì)。

當(dāng)F.C.≥16時(shí):根據(jù)4.1所述，我們選擇用220－年齡計(jì)算THR。因此，由表5可以看出，用VO2%和VO2R%兩種方法計(jì)算出來(lái)的靶心率的差別有非常顯著性(P＜0.01)，且 THRVO2%值明顯高于 THRVO2R%值，其趨勢(shì)和前述的總體趨勢(shì)一致。

當(dāng)5≤F.C.＜7時(shí):根據(jù)4.1所述，我們選擇用195－年齡計(jì)算THR。由表6可以看出，用VO2%和VO2R%兩種方法計(jì)算出來(lái)的靶心率的上限差別有非常顯著性(P＜0.01)，且THRVO2%值明顯高于THRVO2R%值，其趨勢(shì)和前述的總體趨勢(shì)一致;而兩種方法計(jì)算出來(lái)的靶心率的下限無(wú)顯著性差異(P＞0.05)，但THRVO2%值仍高于THRVO2R%值。另外，由圖5可以看出，當(dāng)F.C.＜7時(shí)，用VO2%和VO2R%兩種方法計(jì)算出來(lái)的靶心率的回歸曲線和不同F(xiàn).C.段的THR%趨勢(shì)圖與前述的總體趨勢(shì)的分析也一致。

綜上提示:可以用 VO2R%來(lái)替代 VO2%計(jì)算THR，以解決前述的“當(dāng)F.C.比較高時(shí)，用VO2%計(jì)算的THR過(guò)高以至于在實(shí)踐中很難達(dá)到”的問(wèn)題，以及“當(dāng)F.C.比較低時(shí)，用VO2%來(lái)計(jì)算的THR過(guò)低，甚至低于安靜時(shí)心率而出現(xiàn)應(yīng)用困難”的問(wèn)題。

此外，隨著F.C.值的減小，THRVO2%的上下限值之差比THRVO2R%上下限值之差減小得更明顯;而隨著F.C.值的增大，THRVO2%的上下限值之差比THRVO2R%上下限值之差增大得更明顯。提示:當(dāng)F.C.比較小時(shí)，用VO2%計(jì)算的THR范圍過(guò)小，實(shí)際運(yùn)動(dòng)中很難把握;而當(dāng)F.C.比較大時(shí)，用VO2%計(jì)算的THR范圍過(guò)大，實(shí)際運(yùn)動(dòng)中的指導(dǎo)意義不大。所以用VO2R%計(jì)算的THR范圍比用VO2%計(jì)算的THR范圍更合理，更有利于實(shí)踐應(yīng)用。

4.3 不同強(qiáng)度計(jì)算方法的在實(shí)踐中的應(yīng)用探討

由表7可以看出:進(jìn)行GXT測(cè)試的211位年齡較大的受試者中，有74.9%的人F.C.集中在5≤F.C.＜10這一段。在這一段中，實(shí)測(cè)THRVO2R%的范圍在64.7－77.9%之間，與ACSM推薦的HRmax%的體弱者的范圍基本一致;而在這一段中受試者的年齡在49－72歲之間。此外，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，在5≤F.C.＜10這一段中，受試者的平均年齡在40.5～60.7歲之間，建議可暫對(duì)年齡在40歲以上者，用195－年齡來(lái)推算其F.C.，再用VO2R%的方法求其THR。此年齡界限，也有待進(jìn)一步研究。

5 結(jié)論和建議

5.1 結(jié)論

5.1.1 在進(jìn)行二次試驗(yàn)時(shí)，當(dāng)F.C.≥10時(shí)(年齡大約在40歲以下)，用220－年齡來(lái)推測(cè)F.C.更合理;當(dāng)F.C.＜10時(shí)(年齡大約在40歲以上)，用195－年齡來(lái)推測(cè)F.C.更合理。

5.1.2 在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度計(jì)算時(shí)，用 VO2R%替代VO2%來(lái)計(jì)算THR更合理，并可以解決實(shí)踐應(yīng)用中“當(dāng)F.C.比較高時(shí)，用VO2%計(jì)算的THR過(guò)高以至于在實(shí)踐中很難達(dá)到”以及“當(dāng)F.C.比較低時(shí)，用VO2%來(lái)計(jì)算的THR過(guò)低，甚至低于安靜時(shí)心率而出現(xiàn)應(yīng)用困難”的問(wèn)題。

5.2 建議

綜上所述，我們建議用VO2R%替代VO2%來(lái)計(jì)算THR，以解決如4.2所述的實(shí)踐應(yīng)用中的問(wèn)題。同時(shí)建議在F.C.≥10時(shí)，用220－年齡來(lái)推測(cè)F.C.;在F.C.＜10時(shí)，用195－年齡來(lái)推測(cè)F.C.。

在實(shí)際應(yīng)用中，在不知道F.C.時(shí)，建議可暫時(shí)對(duì)年齡在40歲以上者，用195－年齡來(lái)推算其F.C.，再用VO2R%的方法計(jì)算其THR;在40歲以下者，用220－年齡來(lái)推算其F.C.，再用VO2R%的方法計(jì)算其THR。

［1］Steven N.Blair，et al.Guidelines for Exercise Testing and Prescription(Third Edition)［M］.Lea＆ Febiger 1986

［2］W.Larry Kenney，et al.ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription(Fifth Edition)［M］.Williams＆Wilkins 1995

［3］Barry A.Franklin，et al.ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription(Sixth Edition)［M］.Lippincott WilliamsWilkinx 2000

［4］Mitchell H.Whaley，et al.ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription(Seventh Edition)［M］.Lippincott Williams＆Wilkinx 2005

［5］Walter R，etal.ACSM’s Guidelines for Exercise Testing and Prescription(Eighth Edition)［M］.Lippincott Williams＆Wilkinx 2009

［6］楊靜宜，徐峻華.運(yùn)動(dòng)處方［M］.北京:高等教育出版社2005

［7］楊靜宜，戴紅.體療康復(fù)［M］.北京:北京體育大學(xué)出版社1996

［8］畢春佑，高玲娣，王鐘音，等.心臟康復(fù)運(yùn)動(dòng)處方在全民健身中的應(yīng)用［J］.中國(guó)運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)雜志，1998，17(1):91－9

Com pare and App lication of Intensity Calculational M ethods of Exercise Prescription for Cardiopulmonary Endurance

LUO Xi－juan

(School of Sports of Guizhou University，Guiyang 550025，China)

This study test1465 normal people(18－72years old)in different areas with the Sub－exercise Testing(2 stage)，and test211 old people of them with GXT.Then，Compare the THR%(THR/THRmax)calculated respectively by the two recommended intensity calculationmethods(VO2%or VO2R%)of exercise prescription for cardiopulmonary endurance，and discuss the advantages and application of the two calculation methods.The research shows that，when F.C.≥10(the age is about below 40 years old)，using220 －age to calculate F.C.is better.When F.C.＜10(the age is aboutmore than 40 years old)，using 195 －age to calculate F.C.is better.When calculating exercise intensity，using VO2R%instead of VO2%to calculate THR is better.Using VO2R%to calculate THR can solve two problems:one iswhen F.C.is high，the THR calculate by VO2%is too fast so that it is difficult to carry out;the other iswhen F.C.is low，the THR calculate by VO2%is too slow，and sometimes evenmore slow than HRrest.

cardiopulmonary endurance;exercise prescription;intensity;calculation method;F.C.

G804.4

A

1007－323X(2012)02－0095－05

2012－01－16

羅曦娟(1982－)，女，貴陽(yáng)人，講師，北京體育大學(xué)在讀博士:

研究方向:運(yùn)動(dòng)處方