北京體育大學(xué)乒乓球方向本科生（男生）心肺功能測定與分析

王 偉，劉 杰，汪巧琴，修立偉

（1.北京市上地實(shí)驗(yàn)學(xué)校，北京 100085；2.安徽省宿松縣許嶺初級中學(xué)，安徽 安慶 246523）

實(shí)驗(yàn)與調(diào)查

北京體育大學(xué)乒乓球方向本科生（男生）心肺功能測定與分析

王 偉1，劉 杰1，汪巧琴1，修立偉2

（1.北京市上地實(shí)驗(yàn)學(xué)校，北京 100085；2.安徽省宿松縣許嶺初級中學(xué)，安徽 安慶 246523）

本文采用文獻(xiàn)資料法、實(shí)驗(yàn)法和數(shù)理統(tǒng)計(jì)法等研究方法，通過在不同階段下攝氧量（VO2）、心率（HR）、呼吸頻率（RF）、通氣量（VE）、氧脈搏（O2Pulse）等指標(biāo)的變化分析北京體育大學(xué)本科生（男生）心肺功能的變化規(guī)律。

最大攝氧量；心肺功能；體育專業(yè)

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

北京體育大學(xué)乒乓球方向本科生（男生）心肺功能情況。

1.2 研究方法

1.2.1 文獻(xiàn)資料法 通過中國知網(wǎng)圖文數(shù)據(jù)庫等進(jìn)行心肺功能方面相關(guān)資料搜集，為全面了解本課題領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀和前沿動態(tài)提供理論基礎(chǔ)。

1.2.2 實(shí)驗(yàn)法 （1）實(shí)驗(yàn)對象。隨機(jī)選擇北京體育大學(xué)乒乓球本科生（男生）每年級各10名，共30名（經(jīng)健康檢查，無心肺肝腎及內(nèi)分泌等疾病病史）。要求測試者在測試前幾天內(nèi)沒有過大、過強(qiáng)的運(yùn)動量，沒有吸煙、飲酒等行為，在飯后2h進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。（2）測試儀器。意大利COSMEDk4b2運(yùn)動心肺功能測試系統(tǒng)、德國H/P/cosmospular運(yùn)動跑臺。（3）測試方案。本文所采用的Bruce方案，其是一種標(biāo)準(zhǔn)化的遞增負(fù)荷運(yùn)動，由于Bruce方案的負(fù)荷起點(diǎn)相對較高，級差較大，能夠較穩(wěn)步且層次分明地調(diào)動人體的生理機(jī)能變化，更適合用于體能較強(qiáng)的體育學(xué)院學(xué)生進(jìn)行生理功能的測試。通過意大利COSMEDk4b2運(yùn)動心肺功能測試系統(tǒng)和德國H/P/cosmospular運(yùn)動跑臺對隨機(jī)選的實(shí)驗(yàn)對象進(jìn)行試驗(yàn)，測試時(shí)保證測試系統(tǒng)在正常狀態(tài)，受試者佩戴心率帶。運(yùn)動速度與跑臺坡度按Bruce方案（表1）程控調(diào)節(jié)步行的速度與坡度分7個(gè)負(fù)荷等級。每級負(fù)荷階段運(yùn)動時(shí)間為3min。運(yùn)動時(shí)要求受試者雙手不扶扶手，直至力竭為止。通過傳感器收集受試者在每一階段的心肺活動。測試要求：當(dāng)繼續(xù)增加運(yùn)動負(fù)荷后，其攝氧量的遞增值小于2ml/kg或150ml/min。受試者的心律大于180次/ min。運(yùn)動時(shí)呼吸商大于1.10。在測試停止后2min時(shí)，血乳酸濃度＞100mg/dl。繼續(xù)運(yùn)動時(shí)攝氧量出現(xiàn)下降。體力達(dá)到力竭狀態(tài)，受試者不能保持原有的運(yùn)動速度。（4）測試步驟。測試前，先向受試者簡要講解測試方法和要求，令受試者做適應(yīng)性練習(xí)，以消除緊張恐懼心理并適應(yīng)跑臺運(yùn)動的規(guī)律。然后建立個(gè)人信息檔案，輸入相關(guān)信息，佩戴好心率帶，帶好呼吸面罩，檢查是否漏氣，佩戴好跑臺安全帶，準(zhǔn)備好后，即按Bruce方案開始運(yùn)動，直至受試者力竭而終止測試。（5）主要檢測指標(biāo)。包括攝氧量的絕對值（VO2L/min）和相對值（VO2ml/kg/min）、通氣量（VE L/min）、心率（HR）、氧脈搏（O2Pulse）、呼吸頻率（RF）等。（6）注意事項(xiàng)。在做最大攝氧量直接測量前，應(yīng)對受試者進(jìn)行嚴(yán)格體格檢查，以免發(fā)生意外。測試過程中，應(yīng)注意觀察受試者體力變化。受試者運(yùn)動節(jié)奏明顯失調(diào)應(yīng)立即停止測試。運(yùn)動速度與跑臺坡度及自動分析氣樣的時(shí)間，應(yīng)按標(biāo)準(zhǔn)化程序嚴(yán)格控制。

1.2.3 數(shù)理統(tǒng)計(jì)法 所有測試數(shù)據(jù)均在計(jì)算機(jī)上通過 Excel 2003建立原始數(shù)據(jù)庫。通過平均數(shù)（）、標(biāo)準(zhǔn)差（S）進(jìn)行比較。

2 結(jié)果與分析

由于本實(shí)驗(yàn)是遞增負(fù)荷運(yùn)動試驗(yàn)，故將其劃分為3個(gè)研究階段，分別是一二階段、三四階段、五六階段觀察。由于第七階段沒完成人數(shù)較少，故不作為研究階段。

2.1 實(shí)驗(yàn)對象基本情況及相關(guān)概念界定

測試人員平均年齡為21.13歲，運(yùn)動年限平均在4.5年，身高平均在172.4cm。實(shí)驗(yàn)對象的基本情況見表2。心肺功能與BMI：心肺功能是人體心臟泵血及肺部吸入氧氣的能力，而兩者的能力又直接影響全身器官及肌肉的活動。BMI指數(shù)，即身體質(zhì)量指數(shù)，英文為Body Mass Index，簡稱BMI，是用體重公斤數(shù)除以身高米數(shù)平方得出的數(shù)字，是目前國際上常用的衡量人體胖瘦程度及是否健康的一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。

2.2 安靜時(shí)心肺功能的指標(biāo)分析

安靜時(shí)人體各項(xiàng)的生理指標(biāo)相對穩(wěn)定，機(jī)體處于一個(gè)合理的狀態(tài)。心率（HR）：用來描述心動周期的專業(yè)術(shù)語，是指心臟每分鐘跳動的次數(shù)，以第一聲音為準(zhǔn)。每分鐘呼吸的次數(shù)稱為呼吸頻率（RF）。攝氧量（VO2）是指組織細(xì)胞所能消耗或利用的氧氣量，即攝氧量的多少，反映有氧能量系統(tǒng)運(yùn)作的情形。通氣量指單位時(shí)間內(nèi)氣體量。每分?jǐn)z氧量與心率之比為氧脈搏（亦即VO2/HR）。氧脈搏（O2Pulse）是評定攝氧能力的一個(gè)重要指標(biāo)，氧脈搏越高說明心肺功能越好，效率越高，運(yùn)動時(shí)O2P的大小反映血氧飽和度的高低。呼吸商（RQ）又稱氣體交換率，指生物體在同一時(shí)間內(nèi)，釋放二氧化碳與吸收氧氣的體積之比或摩爾數(shù)之比。2011級與2012級、2013級的安靜是心肺功能數(shù)據(jù)見表3。

表2 實(shí)驗(yàn)對象基本情況±S

表2 實(shí)驗(yàn)對象基本情況±S

年級 年齡/y 身高/cm 體重/kg BMI/（kg/㎡）2012級、2013級 20.6±0.97 173.2±5.76 65.5±6.88 22.14±1.42 2011級 22.3±1.36 171.6±5.68 70.6±7.88 23.68±2.58

表3 安靜時(shí)心肺功能的指標(biāo)±S

表3 安靜時(shí)心肺功能的指標(biāo)±S

年級 VO2/（L/min） VO2/（ml/kg/ min） VE/（L/min） HR/（beat/mi） RF/（breath/ min）O2Pulse/（ml/ beat） RQ 2012級、2013級 0.52±0.15 7.41±2.35 15.34±4.1 85±22 20.03±4.5 6.38±2.28 0.74±0.08 2011級 0.5±0.17 7.3±2.35 15.81±5.6 81±11 19.14±5.00 6.18±2.00 0.76±0.08

表4 一二階段時(shí)心肺功能的指標(biāo)±S

表4 一二階段時(shí)心肺功能的指標(biāo)±S

年級 VO2/（L/min） VO2/（ml/kg/ min） VE/（L/min） HR/（beat/min） RF/（breath/ min）O2Pulse/（ml/ beat） RQ 2012級、2013級 3.29±0.36 33.01±5.50 52.18±8.26 130.86±14.39 31.99±5.06 18.70±4.03 0.74±0.06 2011級 2.04±0.43 27.90±6.17 46.55±8.61 117.68±13.65 29.33±3.45 17.32±3.41 0.75±0.08

表5 三四階段心肺功能指標(biāo)±S

表5 三四階段心肺功能指標(biāo)±S

年級 VO2/（L/min） VO2/（ml/kg/ min） VE/（L/min） HR/（beat/min） RF/（breath/ min）O2Pulse/（ml/ beat） RQ 2012級、2013級 4.03±0.48 57.62±7.74 105.25±19.21 177.93±12.15 43.83±8.96 24.41±6.51 0.88±0.08 2011級 3.67±1.07 50.23±14.99 105.85±33.49 170.56±25.46 44.04±8.17 22.12±5.52 0.89±0.12

表6 五六階段的心肺功能指標(biāo)±S

表6 五六階段的心肺功能指標(biāo)±S

年級 VO2/（L/min）VO2max/（ml/kg/min） VE/（L/min） HRmax/（beat/ min）RF/（breath/ min） O2Pulse/（ml/beat） RQ 2012級、2013級 4.27±0.73 61.00±11.33 132.74±24.36 193.53±7.64 53.20±9.70 24.42±9.66 0.93±0.12 2011級 3.60±1.09 49.10±15.92 112.94±33.83 182.8±13.64 45.02±8.20 19.80±6.25 0.92±0.13

2.3 心肺功能指標(biāo)分析

一二階段是指在前6min的運(yùn)動，此階段分為2個(gè)等級，第1等級的速度為2.7km/h，坡度為10/%；時(shí)間：3min。第2等級的速度為4.0km/h，坡度為12/%；時(shí)間：3min，三四階段是指測試時(shí)間在6～12min，在這一階段變化很大。速度、坡度都有明顯提升。五六階段受試者感覺非常吃力甚至力竭。這一階段的測試時(shí)間指12min到測試停止。

測試結(jié)果顯示（表4～表6），在一二階段，2012級、2013級與2011級的各項(xiàng)指標(biāo)在此階段有一定的差異顯現(xiàn)，但不明顯。三四階段在攝氧量、通氣量、心率上有顯著的差異。這一階段2012級、2013級與2011級各項(xiàng)指標(biāo)都有明顯的差異，各項(xiàng)指標(biāo)隨著負(fù)荷的遞增而表現(xiàn)出遞增的變化，反應(yīng)出2012級、2013級整體的心肺功能在此階段要強(qiáng)于2011級。到了五六階段，攝氧量、氣量、心率反應(yīng)、呼吸頻率的明顯變化充分說明2012級、2013級與2011級在最大負(fù)荷運(yùn)動時(shí)表現(xiàn)出的心肺功能差異，在運(yùn)動時(shí)身體機(jī)能吸收氧和利用氧的能力差異。在氧脈搏方面也出現(xiàn)了一定的差異，2012級、2013級的顯示要比2011級的要高。由此說明，2012級、2013級心肺功能要好于2011級，其效率也高于2011級。在呼吸商方面沒有大的差異?？梢钥闯觯?012級、2013級更能適應(yīng)大強(qiáng)度的運(yùn)動，并能持續(xù)堅(jiān)持。2011級的心肺功能雖然達(dá)到最大值，但堅(jiān)持測試的時(shí)間說明，其持續(xù)運(yùn)動的能力比2012級、2013級要弱。

2.4 極限負(fù)荷時(shí)心肺功能指標(biāo)分析

最大攝氧量反映人體在極量負(fù)荷時(shí)心肺功能水平的一個(gè)重要指標(biāo)，主要由循環(huán)系統(tǒng)的功能來決定，它表示氧運(yùn)轉(zhuǎn)能力的總和，它由最大心輸出量和最大氧攝取量來確定。它反映了肺的儲備能力。經(jīng)測定分析北京體育大學(xué)乒乓球方向本科生（男生）的攝氧量與普通男子攝氧量相比，相對攝氧量處于較佳的范圍，說明體育專業(yè)學(xué)生每公斤體重利用氧的能力是比較強(qiáng)的。也反應(yīng)出體育專業(yè)學(xué)生的肺儲備能力是比較好的。

3 結(jié) 論

3.1 在安靜時(shí)，2011級與2012級、2013級的各項(xiàng)指標(biāo)沒有明顯差異，都在正常的指標(biāo)范圍，此時(shí)不能看出心肺功能的差異。

3.2 在測試初期（一二階段），2011級的各項(xiàng)指標(biāo)顯示要優(yōu)于2012級、2013級；測試中期（三四階段），2011級的各個(gè)指標(biāo)內(nèi)部波動幅度較大，說明個(gè)體差異較大。2012級、2013級各個(gè)指標(biāo)波動幅度較小，說明整體的心肺功能較強(qiáng)；測試后期（五六階段），2011級各個(gè)指標(biāo)相對穩(wěn)定，各指標(biāo)均低于2012級、2013級，說明在最大負(fù)荷時(shí)2011級的承受能力較強(qiáng)，但是測試數(shù)據(jù)顯示，2012級、2013級運(yùn)動的時(shí)間相對較長。由此說明，2012級、2013級在大負(fù)荷下持續(xù)運(yùn)動強(qiáng)于2011級。

3.3 極限負(fù)荷的運(yùn)動說明北京體育大學(xué)的學(xué)生有氧運(yùn)動能力較強(qiáng)，機(jī)體運(yùn)動時(shí)表現(xiàn)出競技性，在長期訓(xùn)練中獲得了較好身體素質(zhì)。

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G846

A

1674-151X（2017）01-057-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2017.02.030

投稿日期：2016-12-16

論文說明：第七屆首都青年學(xué)者論壇一等獎(jiǎng)。

王偉，體育教師。研究方向：體育教學(xué)。