20米折返跑用于中國學生體質(zhì)測試的可行性分析

王 鵬

中國衛(wèi)計委發(fā)布報告，中國成人男女身高低于人民的預期，在東亞并不算高。且日本人的體能素質(zhì)絕對高于中國人[1]。 “全民體育”的提出，表明中國政府開始重視國人的身體素質(zhì)。在全國建立體能檢測中心，為國人提供身體素質(zhì)的檢測。在全國大中小學進行體質(zhì)測試。

心肺適能是一個重要的生理學參數(shù)，常用于定義體適能。也是降低發(fā)展為心血管疾病危險因素強烈相關的參數(shù)[2]。由于心肺適能的重要性，對其評價的方法各種各樣，如心肺功能被認為是測量最大攝氧量(VO2max)的黃金標準。然而，由于高科技測試設備費錢、費時，使用逐漸減少。同時，要正確使用設備，操作者必須具備較高的資質(zhì)。特別當使用其評價大樣本的有氧適應時，如學生為樣本，就會受限。導致該方法的不可行。

為了解決上述困難，采用了間接心肺適能測試。例如，12分鐘跑和/或步行測試[3]。12分鐘跑和/或行走測試是學生心肺適能測試最常用的方法[4-5]。然而，存在一個主要問題是測試需要跑道。很多中國的農(nóng)村學校沒有跑道或足夠的空間完成心肺適能測試。另一個問題是必須解決學生在測試中的節(jié)奏保持。

由于上述兩個主要問題，需要考慮學生心肺適能測試的新方法。因此，考慮20m折返跑。這就避免沒有跑道或空間限制。同時，可以同時對大量學生進行評價，20m折返跑與基于沖刺速度的針對不同人群的預測等式的主要特在相同[6-7]。

其中最常用的預測等式是Léger和Barnett獨創(chuàng)的等式。對歐洲學生使用的等式由Kuipers建立[8]。然而，無論是20m折返跑測試對中國學生的可行性和鑒別心血管疾病危險因素的重要性需盡快澄清，迄今為止，沒有研究調(diào)查這些等式預測中國學生最大攝氧量的有效性。

1 方法

1.1 受試者

從安徽省合肥市不同學校隨機抽取100名13～17歲學生參與研究。受試者特征見表1。

表1 受試者描述性數(shù)據(jù)

研究用20m折返跑測試，特性比較和一致性方法評價最大攝氧量參考測試(心肺功能)和Léger等[7]、Kuipers[8]和Barnett[6]提出的預測等式的有效性。

1.2 實驗過程

告知受試者及其父母實驗過程，以及實驗存在的風險和好處后，簽署知情同意書。由心臟病專家進行臨床評價后，受試者進行最大跑臺運動應激測試，同時進行氣體分析和20m折返跑測試。兩個測試不在同一天，至少間隔48h，但不超過14天。

1.3 人體測量

用電子稱測量受試者體重，用測距儀測量受試者身高。兩者結果用于計算受試者體重指數(shù)(BMI)。通過皮褶厚度計算體成分。測量三頭肌和腓腸肌皮褶厚度，計算體脂百分比。

心肺適能

1.4 跑臺測試

所有受試者在跑臺上進行遞增負荷測試，同時戴上呼吸氣體分析儀，測定最大攝氧量(VO2max)。測試過程中，由心臟病專家用數(shù)字心電圖對受試者進行監(jiān)控。測試最大攝氧量之前，依據(jù)廠商說明調(diào)整氣體分析儀刻度。

測試過程中，使用Whipp等[8]提出的坡度標準測定最大攝氧量。如果與標準程序相左，則采用最高VO2(VO2峰值)。

1.5 20m折返跑

根據(jù)Leger等提出的標準，對所有受試者進行20m折返跑測試。用以下3個等式(見表2)。

表2 計算20m折返跑的最大攝氧量(ml·kg-1·min-1

2 統(tǒng)計分析

樣本特征的描述性統(tǒng)計用平均值和標準差表示。用Kolmogorov-Smirnov檢驗確定數(shù)據(jù)正態(tài)分布。用重復t檢驗檢驗氣體分析的跑臺測試與預測等式(Léger, Barnett, and Kuipers)的差異。用Bland-Altman研究一致性。統(tǒng)計顯著性設置為P≤0.05。

3 結果

研究有兩個主要發(fā)現(xiàn)。首先，數(shù)據(jù)顯示對于男生，Léger提出的等式與跑臺測試中氣體分析存在差異。第二，表3顯示，跑臺測試與三個等式強烈相關(Léger = 0.76, Kuipers = 0.75, and Barnett = 0.76)。

表3 男生完成遞增跑臺測試和20m折返跑測試

*P<0.05與氣體分析的跑臺測試相比.**P<0.01 表示顯著相關。

另一方面，關于女性受試者，僅Léger等式與跑臺測試獲得的最大攝氧量沒有差異(P=0.181)，Barnett等式和速度調(diào)整后的Kuipers等式與跑臺測試獲得的最大攝氧量存在顯著差異(P=0.001)。與3個等式中度相關(Léger =0.53 ；Kuipers =0.54； Barnett= 0.66)。(表4)

表4 女生完成遞增跑臺測試和20m折返跑測試(n=50)

*P<0.05與氣體分析的跑臺測試相比.**P<0.01顯著相關。

Bland-Altman圖顯示，Kuipers評估的與男生測得的最大攝氧量高度一致(圖1b)和Léger等式評估的與女生測得的最大攝氧量高度一致(圖2a)。

(上)遞增跑臺測試和Léger等式；中)遞增跑臺測試與Kuipers等式；下)遞增跑臺測試與Barnett等式。虛線上下代表95%置信區(qū)間的上限和下限。
圖1 男性間VO2max (ml·kg-1·min-1)Bland Altman圖

(上)遞增跑臺測試和Léger等式；中)遞增跑臺測試與Kuipers等式；下)遞增跑臺測試與Barnett等式。虛線上下代表95%置信區(qū)間的上限和下限。
圖2 女性間VO2max (ml·kg-1·min-1) Bland Altman 圖

4 討論

運動生理學實踐主要是通過VO2max測試開具運動處方，作為主要醫(yī)療問題的一線治療方法。因此，普遍認為心肺適能數(shù)據(jù)，結合生活方式和基因因素，對教育民眾體育鍛煉的重要性、正確的食物選擇和應激中有極大的幫助。通常，在研究中，VO2max常用于預測冠心病[10]和成人[11]、兒童[12]和老年人[13]的神經(jīng)認知健康。

然而，盡管氣體分析準確，但是受技術費用的限制?？蛇x擇的方法是SR20m測試 ，由于其對兒童、青少年和成年人有效性、可靠性和實用性，受到很多學者的研究。這種測試在世界很多地區(qū)在不同人群進行過評估[14]。

研究結果與Kim等[14]的研究結果一致。他們應用韓國人評價Léger提出的預測VO2max等式。根據(jù)他們的研究結果，Léger等式不能精確預測VO2max。事實上高估了這個結果。然而，Kim指出的是重要的。研究僅針對成年人。根據(jù)Léger等[7]，在比較 SR20m測試預測兒童VO2max的有效性時，他們觀察到與成人同一測試方法結果相比，有效性較低(可能是由于生物年齡的變化較大)。

不考慮SR20m測試使用的設備，因為在中國使用的不多。目前僅一項關于中國學生折返跑測試的研究。與研究結果相似。研究結果表明，用Léger等式會低估中國男性中學生VO2max。

最近幾項研究用SR20m折返跑測試驗證預測歐洲兒童VO2max的不同等式。作者得出僅少數(shù)等式能夠準備預測，因此指出謹慎使用這些等式。因而，他們提議對于13～19歲人群使用多元等式，這是不太現(xiàn)實的，因為其必須使用速度、年齡、體重和身高等電子數(shù)據(jù)表。

考慮的另一個因素是Léger等[7]使用道格拉斯氣袋測量VO2max，沒有氣體分析儀測量準確。此外，F(xiàn)louris等[15]研究指出SR20m測試中的VO2max高于遞增跑臺測試。可能是由于SR20m測試中每個20m中加速、減速和方向變化引起的。此外，他們使用的是遞增跑臺的布魯斯方案

5 結論

根據(jù)研究結果，預測中國學生VO2max應該是使用Kuipers和Barnett等式預測男生，Léger等式預測女生。而且，為了提供更好的VO2max預測，這些等式需要進行數(shù)學調(diào)整。