最大摄氧量测试方法的比较分析

最大摄氧量测试方法的比较分析

学生：任贺

指导老师：马国东

摘要：物质代谢和能量代谢是机体内各组织器官技能活动的基础，而运动能力是身体各种机能活动的集中表现。根据能量方式的不同，运动能力可以划分为有氧运动和无氧运动。而有氧供能的能力是基础，对于它已经有大量学者做过研究，其中最大摄氧量是评价有氧能力最常用和最有效的方法。本文通过阅读大量文献资料阐述最大摄氧量的各种测试方法对人体测试的效果分析。

关键词：最大摄氧量；测试方法；比较分析

1最大摄氧量的测试方法及研究进展

最大摄氧量（maximal oxygen consumption,VO2max)是指在人体进行最大强度的运动，当机体出现无力继续支撑接下来的运动时，所能摄入的氧气含量。作为耐力运动员的重要选材依据之一，是反映人体有氧运动能力的重要指标，高水平最大摄氧量是高水平有氧运动能力的基础。以下综合了国内外最大摄氧量的测试方法及研究进展。

1．1 最大摄氧量的直接测试

根据测试方法的不同,最大摄氧量的测试可以分为直接测试法和间接测试法。两者间的差异在于:直接测试法中受试者做极限强度的运动,最大摄氧量数值为直接测得;间接测试法中受试者做一定时间的次最大强度运动,通过心率以及其他监测指标推算最大摄氧量。

直接测试法是指受试者在实验室或者在训练场地利用功率计等进行极限运动,使用气体代谢分析仪直接测定最大摄氧量的一种方法。气体代谢分析仪直接测得通气量，吸气时的氧浓度和呼气时氧浓度,再用公式获得最大摄氧量。直接测试法通常采用递增负荷实验方案,常用的负荷方式为跑台；功率自行车和台阶。针对某些特殊人群的测试(如:游泳运动员，皮艇运动员或残疾人等)会采用手摇式功率计进行测试。直接测试法通常让受试者在功率计上进行递增负荷实验,以测试其最大摄氧量。随着科技进步,运动过程中呼吸机能的测试方法由初始的道格拉斯气袋法(Douglas一bag)发展到混合气室法(Mixingehamber),进而发展到一口气接一口气分析法(BreathbyBreath);气体代谢的测试技术也有了很大的进步,测试的精确度与准确度都得到了提高。

1.1.1直接测试法的负荷

通过直接测试法进行最大摄氧量测试属于递增负荷实验,其运动负荷随运动时间的延长而逐级递增。递增负荷实验(GXT)可分为最大递增负荷试验和次极量递增负荷实验。美国运动医学学会(ACSM)研究表明:测试的原因,受试对象的类型,是否提供适当的设备和人员等因素决定了是采用最大递增负荷测试或者次极量递增负荷测试。一般来说,对于运动员和健康人群常常采用最大递增负荷实验通过气体代谢分析仪直接测得最大摄氧量;次最大负荷往往应用于存在运动风险的非健康人群。

1.1.2直接测试法提供负荷的方式

提供负荷的方式即在测试过程中通过何种运动方式提供相应的运动负荷。现在国际上比较流行的有跑台测试和功率车测试两种方法。其本质的区别就是运动方式的不同和运动负荷的差异。

跑台测试法是让受试者在跑台上以一定的运动负荷完成最大摄氧量测试的方法。跑台测试法有两种递增运动负荷的方式,一种是增加坡度;另一种是增加跑速，其具体方法是:受试者在运动过程中用特制的呼吸面罩是受试者正常吸入空气,而将呼出气体收集到特制的气袋内以备用专门的气体分析仪进行气体分析,或直接输入到气体分析仪内进行气体分析,气体分析仪根据呼出气中的氧含量计算出受试者的最大摄氧量。

功率自行车测试是以功率车作为负荷方式,在转速一定的情况下,通过增加阻力为受试者增加负荷。然后通过气体分析仪对受试者的呼出气体进行分析,得出最大摄氧量。由于最大摄氧量的测试结果与参与工作肌群的动员程度有关,所以不同测试方法测得的最大摄氧量数值有一定差别,

通常跑台测试所得的值比功率车要大,其关系详见表1:

表1:不同运动方式测定最大摄氧量值比较

运动形式最大摄氧量(%)

上坡跑(>3% 100

水平跑95~100

功率自行车(60转/分) 92~96

手臂摇动曲柄65~75

（依据Astrand,1982）跑台和功率车这两种负荷形式,既可以用于极限强度测试也可以用于次极限强度测试,测试方案比较灵活;对于受试者而言,这两种运动方式易于接受;同是,它们都能在测试期间为受试者提供连续的递增负荷。但是,他们自身也存在缺点,一般使用两种仪器都需要一定的资金购买；受试者对跑台的运动方式都会感觉不适应和紧张；跑台的运输比较麻烦，功率车相对容易；功率车的仪器校对相对困难；跑台的生理指标采集有一定的困难程度。

直接测试法作为测定和评价最大摄氧量的标准实验,在实验当中需要对实验的终止标准进行严格的监控。

终止递增负荷实验的绝对特征：1.中度或重度胸部疼痛；2.随负荷的增加收缩压突然下降超过10mmHg,并伴有其他缺血症状；3.出现神经症状,如共济失调，眩晕或者接近晕厥；4.出现缺血症状；

5.技术上无法监测心电图或者血压；

6.受试者自己要求终止实验；

7.持续性室性心动过速

终止递增负荷实验的相对特征： 1.随负荷的增加收缩压突然下降超过10mmHg,但不伴有其他缺血症状；2.出现胸部疼痛3.疲劳、呼吸紧促、哮喘、腿部痉挛或者跛行；4.高血压表现(收缩压大于250mmHg和/或舒张压大于115mmHg)； 5.心律失常,如室上性心动过速!传导阻滞或者换慢性心律失常等； 6.出现束支传导阻滞或者室内传导延迟,并且不能于室上性心动过速鉴别。

1.2 最大摄氧量间接测试法

1.2.1 12min跑

12min跑作为一种场地测试法,要求受试者在田径跑道,完成12分钟的匀速跑动。测试要求受试者尽自己的最大努力完成尽可能远的跑动距离。测试结束后,由测试人员记录受试者的跑动距离,然后代入公式,推算最大摄氧量。其公式为:

VO2max(ml/kg.min-1)=[跑动距离(m)一504.9]÷44.73

库拍的研究表明,12min跑的成绩与最大摄氧量的相关系数为0.897,呈显著相关1381"同时有实验研究表明:对于少年男子而言,12min跑的测量结果与直接测试法(功率车测试法)的相关系数较低(r=0.383,p=0.117)139]。提示本方法可能不适合本年龄段男子进行最大摄氧量测试。

1.2.220M折返跑

20M折返跑作为一种间接评价最大摄氧量的手段,己在欧洲各国，美国，加拿大和日本等广泛施行。我国对20M折返跑的研究尚不充分。其方法为:让受试者在长度为20米的跑道上做折返运动,受试者的步频受到间隔双音的控制,随着节奏逐渐加快,受试者的运动负荷不断增加"在运动结束的即刻,记录受试者的跑动级别和跑动回合,从而推算其最大摄氧量"目前比较成熟的方案有应用于网球运动员的beep一test,主要是评价网球运动员的心血管机能.试选取最大有氧速度(MAS)和年龄作为影响因子,20米折返跑更加适用于成年人测试,由于少年儿童的意志力较为薄弱,在没有达到个体最大摄氧量时就终止测试,若想提高测试的准确性,必须对方案进行改进。

1.2.3台阶试验

台阶试验是一种成本较低的评价心肺功能的方法,通过测量在一定高度、一定频率上下台阶后的恢复期心率来评定心肺功能。其基本原理为在运动后恢复期,心率恢复的快慢是心肺功能能力强弱的简易表现,心肺功能越好,定量负荷运动后心率恢复得越快最早的台阶试验始于哈佛疲劳实验室,称为哈佛台阶试验,用于评价人体对运动负荷的适应能力。后来为了适应不同人群的需耍,研究