高校學生心肺功能特征及各指標間的相關性研究

朱 威，曹峰銳

（太原理工大學體育學院，山西 太原 030024）

實驗與調查

高校學生心肺功能特征及各指標間的相關性研究

朱 威，曹峰銳

（太原理工大學體育學院，山西 太原 030024）

目的：通過直接測試法對高校學生心肺功能特征及各指標間的相關性進行研究。方法：以太原理工大學非體育專業在讀大二學生男女各22名為研究對象。運用意大利科時邁（COSMED）公司生產的quarkb2型運動心肺功能測試系統測得受試對象的最大攝氧量（VO2max）、AT時最大攝氧量、最大攝氧量平臺（VO2maxPD）、肺通氣量、最大心率、呼吸商、氧脈搏和氧通氣量等指標。運用SPSS11.0 統計軟件進行數據處理，采用Pearson相關性分析法，男女指標間性別差異采用獨立樣本T檢驗進行數據對比。

心肺功能；有氧耐力；特征；相關性

1 研究對象

太原理工大學非體育專業在讀大二學生44名，其中男女各22名，具體情況見表1。受試者身體健康，均沒有經過系統訓練，經本人同意，愿意配合。

2 研究方法

2.1 文獻資料法

筆者在期刊網上和圖書館查閱了國內外相關的文獻資料和書籍，為本文的研究提供理論依據。

2.2 實驗室測試法

2.2.1 測試儀器意大利科時邁（COSMED）公司生產的quarkb2型運動心肺功能測試儀及與之配套的功率自行車。

2.2.2 測試方法首先將儀器預熱45分鐘，按照操作說明書對儀器進行常規定標。向受試者說明測試的方法、原理和注意事項。開始時，受試對象在無負荷狀態下以50r/min的速度踏車2min作為熱身，然后休息5分鐘。起始負荷男性為50W，速度50r/min，踏車2 min，以后每隔2min增加15W負荷至力竭；女性為30W，速度30r/min，踏車2 min，以后每隔2min增加15W負荷至力竭，整個測試過程持續12分鐘左右。恢復階段在無負荷狀態下繼續運動2min。

判斷受試者達到最大攝氧量的標準為：（1）繼續運動后，攝氧量的差小于150ml/min。（2）呼吸商大于1.10，心率大于180次/min。（3）體力達到力竭，經反復鼓勵仍不能保持原有的運動速度。

測試前24h內要求受試者不參加劇烈的體力活動，禁止吸煙，測試在餐后2 ～ 3h后進行。測試時間均安排在下午，所有測試內容在一周內完成。

2.3 測試指標

最大攝氧量、AT、最大攝氧量平臺（VO2maxPD）、肺通氣量、最大心率、呼吸商、氧脈搏、氧通氣量。

2.4 數據處理

運用SPSS11.0 統計軟件進行數據處理。測試數據用x±sd來表示，其中x表示平均數，sd表示標準差。數據處理采用Pearson相關性分析，相關系數用r表示，P＜0.05表示兩變量相關，P＜0.01表示兩變量高度相關。男女差異采用獨立樣本T檢驗進行數據對比，顯著性水平為P＜0.05，非常顯著性水平為P＜0.01。

3 結 果

從表2和表3中可以看出，男女間最大攝氧量、無氧閾時最大攝氧量（絕對值）、肺通氣量和氧脈搏差異達到了非常地顯著性（P＜0.01），呼吸商的差異具有顯著性（P＜0.05）。其他指標間的差異不具有顯著性（P＞0.05）。

表1 測試對象的基本情況

表2 受試者測試結果統計表

從表4中可以看出各測試指標之間的相關性具有以下特征：（1）最大攝氧量絕對值同無氧閾、肺通氣量和氧脈搏有較高的相關性（P＜0.01），特別是與氧脈搏達到了高度的相關性（r=0.987），與達最大攝氧量時心率也有較高的相關性（P＜0.05）；（2）最大攝氧量相對值同無氧閾、肺通氣量和氧脈搏也有較高的相關性（P＜0.01）；（3）肺通氣量同呼吸商、氧脈搏和氧通氣量有高度的相關性（P＜0.01），相關性系數r分別是0.454、0.793和0.401，與心率有較高的相關性（P＜0.05），相關性系數r為0.330；（4）心率與AT時最大攝氧量的絕對值有較高的相關性（P＜0.05），相關性系數r為0.381；（5）呼吸商同氧通氣量有高度的相關性（P＜0.01），相關系數為0.414；（6）最大攝氧量平臺同其他指標都表現出較高負相關（P＜0.05）和負相關（P＞0.05）；（7）氧通氣量與最大攝氧量、無氧閾、最大攝氧量平臺、氧脈搏成低度負相關，且都不具有統計學意義（P＞0.05）。

4 分析與討論

無氧閾（AT）是指人體在遞增工作強度時，由有氧代謝供能開始轉換成無氧代謝供能的臨界點（轉折點）。無氧閾常以血乳酸含量達到4mmol/L時所對應的強度（%O2max）或功率（瓦）、心率、通氣閾、潮末呼出氧和CO2%的峰值來表示。評定人體有氧能力的高低不僅取決于最大攝氧量的高低，還與無氧閾有密切的關系。最大攝氧量只反映氧的攝入能力，而無氧閾則更能精確地反映骨骼肌對氧的利用能力。

以上測試結果說明，男受試者的有氧能力普遍強于女受試者。

表3 受試者測試結果統計表

表4 相關性統計結果表

O2在最高水平維持的時間。這一概念是由國內學者陸紹中研究員提出的。隨著運動強度的遞增，O2不再增加，把低于O2max值150ml/min以內的值視為O2max平臺范圍內值，其持續時間稱為O2maxPD。從本測試結果來看，O2maxPD無性別差異（P＞0.05）。在遞增負荷測試中，男受試者O2maxPD的平均值為48.2，標準差為25.9，女受試者O2maxPD的平均值為58.6，標準差為28.3。O2max維持時間個體差異較大，最短時間僅為13秒，最長時間高達114秒。

肺通氣量（VE）是指單位時間內吸入（或呼出）的氣量稱為肺通氣量（ventilation volume，VE）。一般以每分鐘為單位計量。安靜時成年人的每分通氣量為6 ～ 8L。當人體做劇烈運動時，每分通氣量可增至80 ～ 200L。從本文測試結果來看，男女受試者肺通氣量值基本在80 ～200L范圍內。男生的肺通氣量值要高于女生，說明男生的肺通氣機能比女生好。

氧脈搏（oxygen pulse）是指心臟每次搏動輸出的血量所攝取的氧量，可以用每分鐘攝氧量除以每分心率計算。氧脈搏越高，說明心肺功能好、效率高。氧脈搏可作為判斷心肺功能的綜合指標。據研究，氧脈搏在心率為130 ～ 140次/分時，最高值為11 ～ 17ml，心率過快時則有下降趨勢。氧脈搏可作為判定心肺功能的綜合指標。運動員比非運動員高，而在運動中兩者差別更為明顯。如把運動員和非運動員的一般人的測試結果相對比，運動中他們之間這一指標差別很明顯，運動員的數值明顯高。有人認為，在運動時氧脈搏指標愈高，說明受測試者對負荷的適應能力愈好，而在停止負荷后此指標的恢復較非運動員慢，這表明運動員比非運動員在活動后吸取更多的氧。

本文測試結果為，男生氧脈搏值范圍在11 ～ 17ml之間，而女生普遍低于11ml，且男女生之間差異非常地顯著（P＜0.01），說明男生的心肺功能和效率比女生好。

氧脈搏和肺通氣量分別同最大攝氧量、無氧閾都具有高度的相關性說明氧脈搏和肺通氣量也是反映人體有氧能力的重要指標。最大攝氧量平臺同最大攝氧量、無氧閾具有較高的負相關（P＜0.05），相關系數為0.333。根據相關研究，O2maxPD與耐力項目的運動能力密切相關，耐力跑的成績與O2maxPD之間的相關系數r=0.7，（P＜0.01）。然而，O2max和O2maxPD之間的相關系數很小（r=0.3）。這說明了制約O2max和O2maxPD的生理機制是不同的。

氧通氣當量（VE/VO）指機體每吸收利用100ml的氧需要多大的通氣量支持，獲得的氧氣越多者，氧通氣當量越高。氧通氣當量還時常用O/VE來表示，其意義大致相同。

5 結 論

5.1 男生的有氧耐力普遍強于女生。

5.2 最大攝氧量平臺無性別差異，但個體之間的差異較大。

5.3 氧脈搏和肺通氣量可以作為評價人體有氧·能力的重要·指標。

5.4 VO2max和VO2maxPD之·間具有·較高的負相關。說明制約VO2max和VO2maxPD的生理機制是不同的。

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G80-05

A

1674-151X（2011）11-067-03

10.3969/j.issn.1674-151x.2011.11.032

2011-06-25

朱威 ，副教授。研究方向：學生體質與健康。