最大攝氧量（VO2max）的測定方法（綜述）

□ 陳偉 鄭鳳（.蘇州市體育科學研究所 江蘇 蘇州 53；.蘇州市體育運動學校 江蘇 蘇州 53）

最大攝氧量（VO2max）的測定方法（綜述）

□ 陳偉1鄭鳳2（1.蘇州市體育科學研究所 江蘇 蘇州 215131；2.蘇州市體育運動學校 江蘇 蘇州 215131）

本文應用文獻資料法對最大攝氧量（VO2max）的測定方法進行綜述，旨在為最大攝氧量的研究提供參考。

最大攝氧量 VO2max

引言

最大攝氧量（Maximal oxygen intake，VO2max）是指人體在進行有大肌肉群參加的力竭性運動過程中，當氧運輸系統的心泵功能和肌肉的氧利用能力達到本人的極限水平時，單位時間內所能攝取的最大氧量。可以分為絕對VO2max和相對VO2max，絕對值單位表示為L/min，相對值單位表示為mL/(kg.min)。VO2max反映了機體吸入氧、運輸氧和利用氧的能力，是評價機體有氧運動能力和心血管機能水平的重要指標，也是作為選材的生理指標和制定運動強度的重要依據。影響VO2max的因素主要決定于氧運輸能力及外周組織的攝氧能力。此外，VO2max還受遺傳、性別、年齡、環境、營養飲食狀況、生活習慣和訓練等因素的影響。VO2max測定方法有直接和間接法兩種。直接測定可以測得準確的數值，在運動負荷評定中具有很高的利用價值,但它也具有一定的局限性,這種方法須配備較貴重的儀器設備，測定所需時間較長，測試方法比較繁瑣，并且要求受試者竭盡全力工作，伴有一定的危險性,對老年人、少年或體弱者是不適宜的，故不宜普遍展開。間接測定法是受試者在功率自行車，跑臺，臺階試驗等亞極量負重后，根據其心率、攝氧量或達到一定量心率的做功量等數值推算或預測其VO2max。這種方法簡便，設備要求簡單，因此在訓練和研究工作中較廣泛的使用。本文應用文獻資料法對VO2max的測定方法進行綜述，旨在為VO2max的研究提供參考。

1、VO2max測定方法

1.1、直接法

（1）Bruce跑臺直接測定法。

①準備工作：

a.外置設備聯接、預熱、校準（氣體、氣壓、周圍空氣檢測等）；

b.佩戴polar表和面罩，并進行預測試，確保儀器設備的正常使用；

c.測試環境，室溫20-25℃，濕度40%-50%。

②測試前：

a.填寫表格信息，并計算最大心率（220-年齡）；

b.測試前受試者保持安靜狀態10min，測試人員講解測試過程、注意事項等；

c.受試者佩戴polar心率表帶、面罩、安全保障應急設備。

③終止標準：

a.受試者出現心悸、胸悶等；

b.VO2max不隨著運動強度的增加而增加，出現平臺或下降；

c.Hr＞最大心率×85%；

d.呼吸商≥1.1；

e.受試者在以上各項前達到力竭，則取最大值為VO2max。

④注意事項：

a.出現身體不適（心悸、胸悶）立即停止；

b.佩戴好應急停止設備。

⑤開始測試：

a.身體預熱2min，依照Bruce跑臺測試方案進行測試；

b.起始負荷強度2.73km/h，10%grade，每隔3min進行遞增負荷（見表 1）；

c.測試人員每分鐘結束前10s詢問受試者RPE。

表1 Bruce跑臺測試方案

⑥測試后：

a.測試結束后，受試者以3.22km/h，0%grade的運動負荷繼續步行，直至 Hr＜110次/min；

b.記錄受試者運動時間、運動等級、每分鐘結束前10s的RPE值，攝氧量、Hr等生理指標，進行數據整理。

注：RPE值——每測試等級完成前10s詢問受試者感覺，還能否負荷增加。

（2）Astrand功率自行車直接測定法。

Astrand功率自行車直接測定法測試方案：Astrand(1965)持續測試方案，見表2。當出現下列一項或兩項生理現象時便可停止運動：運動者不能以50r/min的轉速騎功率自行車，出現最大攝氧量平臺，呼吸交換率＞1.10，心率在預測值最大心率10次/min上下。

Table 2 Astrand bicycle ergometer maximal test protocol

1.2、間接法

（1）卡爾普曼PWC170法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計上進行兩次各為5min的運動負荷(負荷：300kg/m/min、600kg/m/min;頻率；50 周 min)，其間在車座上休息3min，每次負荷之末遙測記錄最后1min的心率。要求第一次負荷的功率應使心率超過110次/min，第二次負荷的功率應使心率盡可能接近170次/min。根據結果求出PWC170值，間接推算：VO2max=1.7×PWC170+1240。卡爾普曼公式：PWC170=N1+(N2-N1)170-f1/f2-f1，求出 PWC170值 (式中N1、N2分別代表第一、第二次運動負荷功率，1W=6kg·m/min,f1、f2分別代表第一、第二次運動負荷后的心率)。

（2）Astrand-Ryhming 列線圖法。

飯后2.5h，測量受試者安靜時的體重，然后受試者做輕微的準備活動，主要是活動下肢關節。上、下臺階的頻率是22.5次/min(臺階高度為40cm)，按節律連續做5min，測受試者運動后即刻心率。如圖1所示，根據此心率和體重，Astrand列線圖法推測VO2max。

圖1 Astrand列線圖法

（3）丁振平法。

飯后2.5h，測量受試者安靜時的體重,然后受試者做輕微的準備活動，主要是活動下肢關節。上、下臺階的頻率是22.5次/min(臺階高度為40cm)，按節律連續做5min，記錄第5min的心率，代入方程式：VO2max=1.488+0.038×X-0.0049×Y(X：體重；Y：心率)，推測出VO2max的值。

（4）Fox 法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計上以150W的功率進行一次5min的運動負荷，記錄第5min的心率，代入方程式：VO2max=6300-19.26×HR(150W)，推測出 VO2max的值。

（5）12min 跑法。

將400m田徑場分成40段，每段10m，并插上標志物。飯后2.5h開始測試，發令起跑后，受試者在400m跑道上盡最大的努力，跑完12min。受試者聽到停止信號后停止跑動，在原地慢跑或走動，并立即用“自感用力度量表”測出受試者的疲勞程度。然后由記錄員分別記下受試者的全程距離，同時通過polar心率表記錄受試者全程的負荷心率。根據跑距(換算為英里)代入方程式：VO2max=(跑距 -0.318)÷0.0278，計算出 VO2max。

（6）陳文堉法。

飯后2.5h，受試者在自行車功率計上進行連續三次各為3min的運動負荷(負荷：50 W、100W、150W；頻率：60 周 /min-1)，第三次負荷之末遙測記錄最后1min的心率HR(150W)。并代入方程式：VO2max=7.9297-0.0304×HR(150W)，計算出 VO2max。

（7）臺階實驗法。

①測試時間

每批測試對象測試時間共3周，第1周采用35，40cm臺階實驗方法，第2周測試采用二步臺階實驗方法，第3周采用直接法方法。在這測試的3周內受試者身體條件基本一致。受試者運動前身體無任何不適現象。

②測試前準備

受試者在測試前2h禁止吃任何事物，測試前48h避免劇烈運動,測試時靜坐5min然后再開始測試。

③測試方法：

一步臺階實驗法：運動持續時間為3min，受試者跟著節拍器上下臺階，節拍器的頻率為120次/min，運動結束后坐位姿勢休息4min，每個受試者配戴polar表，記錄整個實驗過程的心率。最大攝氧量(VO2max)推算公式如下：臺階指數=100×運動時間（s）/（2×運動停止后第 2、3、4 min 前 30s 心率之和）男生 VO2max[（mL/（kg·min）]=0.2588×臺階指數 +24.170 女生 VO2max[（mL/（kg·min）]=0.1912×臺階指數+17.264。

兩步臺階實驗法：運動持續時間為3min，受試者跟著節奏上下臺階，節奏的頻率為134次/min，運動結束后站立1min，每個受試者配戴polar表，記錄整個實驗過程的心率。最大攝氧量推算公式如下：VO2max[（mL/（kg·min）]=HRmax×VO2/HR[HRmax（男）=220- 年齡，HRmax（女）=210-年齡]；VO2為運動強度，以 134次 /分頻率上下臺階時運動強度為28.9mL/（kg·min）；HR=運動結束后10s的心率×6）。

2、總結

VO2max直接測定法可以測得準確的數值，但具有一定的局限性，不適宜普遍開展。不同年齡、不同群體、不同性別的人VO2max也不相同，需獨立研究。目前，間接估測VO2max的方法雖然很多，但由于各方法之間的估測值差異較大，給研究工作造成了一定的影響。間接測定VO2max方法所測定的VO2max值與效標直接測定法測定的VO2max值相比較其準確程度如何？亦即哪種或哪幾種方法所推算出的結果能在多大程度上反映測定的VO2max的真實性，這需要通過標準關聯效度來分析，如果同一個人用所選的間接測定法測定的結果與效標（直接測定法測定的VO2max）的相關系數r較大（＞0.75）且P＜0.05，即說明該間接測定方法具有相似的標準關聯效度,準確度較高。因而，尋找簡便、受試者容易接受的間接測定VO2max的方法是運動科學研究者關注的熱點。要確定一個符合我國不同年齡、不同群體、不同性別的對VO2max的估測方法，還有大量的工作要做，有待于進一步地研究。

[1]How ley ET,et al.Criteria for maximal oxygen uptake.Med.Sci.S port s Exerc,1995,27(9).

[2]編寫組.運動生理學[M].北京:人民體育出版社,2002.

[3]宋剛,許春艷.應用心率表間接測定的最大攝氧量[J].中國臨床康復雜志,2005,9(43).

[4]毛文君.改良10SWT推測20-29歲成年人VO2max方法的研宄[D].北京體育大學,2014,5.

[5]Heyward VH.Advanced fitnessassessmentand exercise prescription,4th ed.Champaign,Ill:Human Kinetics 2002.

[6]Greiwe JS,Kaminsky LA,Whaley MH,et al.Jeffrey S.Greiewe,Leonard A.etal.Evaluation ofthe ACSM submaximalergometer test for estimating VO2max.Med Sci Sports Exerc 1995,27(9).

[7]陳明達.實用體質學[M].北京:北京醫科大學、中國協和醫科大學聯合出版社,1993,12.

[8]丁振平.用臺階負荷時心率和體重推測最大攝氧量的研究[J].中國運動醫學雜志,1985,4(4).

[9]陳明達.實用體質學[M].北京:北京醫科大學、中國協和醫科大學聯合出版社,1993,12.

[10]Cooper K H.A means of assessing maximal oxygenintake.JAMA,1986.

[11]陳文堉,樊建信,彭平權等.運動員最大攝氧量間接測定法及其適用性的研究[J].中國運動醫學雜志,1985,4(2).

[12]薛留成.體育測量與評價[M].開封:河南大學出版社,1993.

[13]日本文部省體育局.平成十三年度體力、運動能力調查報告書[Z].2003,10.

[14]陳銳,湯長發.普通大學生最大攝氧量間接測試法的比較研究[J].北京體育大學學報,2010,33(3).

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