有氧能力的测试与评价.ppt

1、有氧能力的 测试与评价方法,Page 2,有氧能力的评价指标,有氧能力的测试方法,有氧能力的评价,主要内容,Page 3,有氧能力的定义及影响因素,有氧能力（Aerobic Capacity, AC）：是人体依靠能源物质由有氧氧化供能维持运动的能力。指单位时间内氧被从外界摄取到体内经血液循环运输到活动肌肉而被肌肉所摄取并利用的能力，是摄氧能力、运氧能力、用氧能力的综和能力。 有氧能力受到种种因素的影响： 中央机制：肺内氧扩散能力、心室泵血功能（最大心输出量）、血液运氧能力 外周机制既骨骼肌摄取利用氧的能力：肌纤维类型、肌糖原含量、线粒体数目、骨骼肌内的毛细血管密度及氧化酶活性,有氧能力的评价指

2、标,最大摄氧量（ VO2max ）；最大摄氧量速度(vVO2max)；最大摄氧量速度持续时间(tLIM at VO2max)；无氧阈（AT 或LT或VT）； 无氧阈速度（vAT）；无氧阈/最大摄氧量(AT/ VO2max)等。 最大摄氧量速度(v VO2max)和无氧阈速度（vAT）对运动中的能量运用效率进行评价； 最大摄氧量速度持续时间(tLIM at VO2max)对比赛中的平均速度，即当前的耐力项目的成绩进行评价；,Page 4,Page 4,有氧能力的评价指标,最大摄氧量（VO2max ）：是指人体在进行有大肌肉群参加的力竭性运动中，循环和呼吸等系统机能达到最高水平时，单位时间(通常以

3、分为单位)所能摄取到活动肌肉而被肌肉所利用的最大氧量。,Page 5,Page 5,有氧能力的评价指标,美国运动医学会将有氧能力又称作心肺机能（Cardiorespiratory fitness, CRF）；最大摄氧量；最大有氧能力，身体工作能力（Physical work capacity，PWC），心血管耐力，心肺耐力等。这些名词都用于表示人的有氧能力。 测试有氧能力的重要性 制定运动处方； 动员和促进受试者参与运动：提供了一个反馈信息，以动员受试者对于运动的兴趣。 协助进行身体的医学诊断，例如冠心病等,Page 6,Page 6,有氧能力的测试方法,Page 7,直接测试法,直接测试法是

4、通过进行力竭性运动，用气体分析仪直接测得力竭时呼出气的通气量（VE）、吸入气的氧浓度（FIO2）和呼出气的氧浓度（FEO2），再用公式计算获得最大摄氧量： VO2max= VE （ FIO2 - FEO2 ）,Page 8,Page 8,直接测试法,测定最大摄氧量常用的各类测功器有： 跑台、功率自行车、手摇功率计、 滑冰测功器、攀登器、划船测功器、 游泳测功器等。,Page 9,Page 9,直接测试法功率车负荷方案,功率自行车测试的负荷加载方式分线形递增和台阶式递增负荷加载方式。目前大都采用的是台阶式递增负荷加载方式。 台阶式递增负荷能够得到相对稳定的各个阶段的气体分析值、心率及功率，有利于

5、进行数值之间的比较及训练中的应用。而缺点在于会使被测者在最后的几段负荷中感到负荷突然增大，造成一定的心理压力。,Page 10,Page 10,直接测试法功率车负荷方案,测试的具体方法： 从一定负荷起始（目前大部分文献采用心率为100120bpm的起始负荷），通常采用50w， 规定每分钟一定的转数（一般为5070rpm）， 每3分钟递增一定的负荷（一般为2030w）至力竭。 负荷的选择要根据受试者的情况确定： 起始负荷：中老年妇女25w；运动员1 0 0 w 。 递增幅度：中老年妇女，每级递增25w，运动员每级递增50 w。 每级持续3分钟。,Page 11,Page 11,Page 12,固

6、定坡度，增加速度,一,二,三,固定速度，增加坡度,坡度及速度在递增负荷中同时变动,跑台,直接测试法跑台负荷方案,Page 12,固定跑台坡度，增加速度： 03度或0%5.25%（通常为0度）； 以100m/min160m/min的起始速度， 每隔2分钟增加20m/min逐级递增速度，直至力竭。 具有一定训练水平的长跑运动员采用平地跑所测出的最大摄氧量较大,直接测试法跑台负荷方案,Page 13,Page 13,直接测试法跑台负荷方案,固定速度，增加坡度： 速度11.2-13.6km/h， 每隔2分钟增加2%坡度，直至力竭（但最高坡度不应超过15.0%）。 一般运动员采用倾斜跑所测出的最大摄氧量

7、较大,Page 14,Page 14,直接测试法跑台负荷方案,坡度及速度在递增负荷中同时变动。常用的有Bruce法,Page 15,Page 15,直接测试法测试方法及步骤,测试前一天受试者禁止进行大运动量的运动。 向受试者详细说明测试的目的、要求及测试过程。 粘贴心电图电极（V5），以监测心电。 坡度设为“0%”，根据体力水平选择610km/h之间的速度，跑5分钟作为准备活动，休息510分钟，当心率恢复到120b/min以下后开始递增负荷测试。 正式测试前，给受试者带好呼吸面罩或口嘴，调整好测试设备。 按照所选择的负荷方式，开始递增负荷测试。 当负荷增加而所测试的摄氧量不再增加时，即出现摄氧

8、量平台，此时的摄氧量即为最大摄氧量。若摄氧量平台没有出现，而受试者已经达到精疲力竭程度，则取最大值作为最大摄氧量。,Page 16,Page 16,直接测试法达到最大摄氧量的判定标准,体力达到力竭，受试者不能保持规定的运动速度； 摄氧量（VO2）不再增加而出现平台（摄氧量的变动小于5%）； 呼吸商（RQ）成人大于1.10，少儿大于1.00； 血乳酸（HLa）大于8mmol/l； 心率(HR)大于180次/分,以下5种情况任何3种同时出现,Page 17,Page 17,间接测试法,Page 18,Page 18,间接测试法建立的假设条件,心率与负荷之间存在线性关系 最大心率可以用年龄预测：22

9、0年龄=最大心率，因此在相同的年龄，心率都是一样的。 稳态心率可以通过进行3-4分钟的亚极量恒功率负荷练习而达到。而且每天都很稳定。 在同样的速度蹬车运动，所有人的机械效率都是一样的。同样的工作负荷蹬车，所有人消耗的耗氧量都相同。 根据亚极量负荷能力就可以预测最大负荷能力。最大负荷就可以表示最大摄氧量。,Page 19,Page 19,间接法预测的误差源,最大心率的预测问题； 受试者使用测功仪的效率问题； 踏蹬周期的计算问题； 每级负荷心率的准确测量问题； 在每级负荷获得稳态心率。,Page 20,间接测试法 Astrand-Rhyming法,持续六分钟的单级负荷测试。 让受试者在自行车测功计

10、上的次最大强度运动，测定运动时的心率及输出功率，再推测出该受试者的最大吸氧量。,Page 21,Page 21,间接测试法 Astrand-Rhyming法,受试者实验前一小时不进食不吸烟； 受试者测试体重及年龄 调节测功仪阻力为0。调整车座高度，以踏蹬到最低点时腿略有弯曲为宜。 受试者以50rpm的速度踏蹬测功仪，调整负荷到受试者合适的程度。 持续运动6分钟。 在负荷的第5和第6分钟后30秒，测量心率。 计算第5和第6两分钟的平均心率，使用Astrsnd-Rhyming表格或者列线图，推测出VO2max。 由于最大心率随着年龄的增加而降低，因此摄氧量值还需乘以该年龄的修正系数进行年龄校正。,

11、测试方法：,Page 22,Page 22,间接测试法 Astrand-Rhyming法,男性：无锻炼习惯或身体状态一般的300或600 kg.m/min（50或100watt），有锻炼习惯或身体状态好的 600或900 kg.m/min（100或150watt）； 女性，无锻炼习惯或身体状态一般的300或450 kg.m/min（50或75watt），有锻炼习惯或身体状态好的450-或600 kg.m/min（75或100watt）； 身体状况较差的或者是老年受试者300 kg.m/min （50watt） 。,负荷设定：依据受试者的身体情况,Page 23,Page 23,间接测试法 As

12、trand-Rhyming法,在负荷的第5和第6分钟后30秒，测量心率。要求目标心率控制在125-175bpm. 前后2分钟所测心率相差不得超过5b/min以上。否则，继续运动1分钟，用第6和第7分钟的心率推算VO2max。 出现稳定心率是关键。 计算最后两分钟的平均心率，,心率的测试和实验的终止,Page 24,Page 24,间接测试法 Astrand-Rhyming法,计算,最大摄氧量推算表（男性）,Page 25,Page 25,间接测试法 Astrand-Rhyming法,最大摄氧量推算表（女性）,Page 26,Page 26,Astrand-Rhyming法,Astrand-Rh

13、yming列线图,Page 27,Page 27,间接测试法 Astrand-Rhyming法,推测VO2max的年龄修正系数（依Astrand 1960）,根据受试者运动最后两分钟的平均心率和负荷，从推测表或列线图上查得VO2max，再乘以年龄修正系数，最后得到受试者的VO2max推测值。,Page 28,Page 28,间接测试法 Astrand-Rhyming法,VO2max（ml.kg-1.min-1） =SM(220 年龄73性别10)/(HR73 性别10) 其中：SM为亚极量负荷摄氧量（VO2，ml.kg-1.min-1）， SM（ml.kg-1.min-1）=负荷（kg.m/m

14、in）1.8/体重（kg）+7 性别：女性为0，男性为1 HR：亚极量负荷稳态心率。 例：63公斤33岁女性，600 kg.m/min负荷测试，稳态心率124bpm VO2max（ml.kg-1.min-1） =(6001.8/63+7) （220-3373（010）/（12473-（010）=53.8,计算公式,Page 29,Page 29,间接测试法 Astrand-Rhyming法,实际应用过程中，不少人提出Astrand-Rhyming的列线图设计的标度对我国部分人不适用。 丁振平公式： VO2max= 1.488+0.038 X X一0.0049 X Y X：体重Y：心率,Page

15、 30,Page 30,间接测试法 Fox法,在自行车测功仪上以150W（900kg.m/min）功率骑5分钟， 测量最后一分钟的亚极量心率来推算最大摄氧量 VO2max（L/min）=630019.26最后一分钟心率。 陈文堉法： 受试者在自行车功率计上进行连续三次各为3分钟的运动负荷(负荷：50 w、100 w、150 w；频率：60周分)， 第三次负荷之末记录最后1 min的心率HR 。 VO2max=7.9297-0.0304 HR,Page 31,Page 31,间接测试法 YMCA 功率车亚极量测试,解释测试的目的及如何测试。 估算受试者的最大心率：HRmax =220年龄； 然后

16、推算85%最大心率：目标心率=0.85最大心率 设立一级负荷 每级负荷持续3分钟；在每分钟的最后15秒测试心博，再算出一分钟的心率。 根据一级负荷结束时心率，选择二级负荷。 选择三级、四级甚至更多级负荷（如果需要）。 若每级负荷第二、第三分钟的心率差异大于5bpm，则此负荷延长1分钟运动，直至心率达到稳定。 受试者的稳态心率达到距85%最大心率10次以内，则实验终止。 分别计算出最后两级负荷的摄氧量值，推测最大摄氧量,Page 32,Page 32,YMCA 功率车亚极量测试负荷的选择：,体质较差的男性和一般的女性,Page 33,Page 33,YMCA 功率车亚极量测试负荷的选择：,男性和

17、强壮的女性,Page 34,Page 34,YMCA 功率车亚极量测试计算方法：,VO2max = SM2 + b(HRmax - HR2) 其中：b =（SM2 SM1）/（HR2 -HR1） HR1 = 倒数第二级负荷的后两分钟平均心率 HR2 = 最后一级负荷后两分钟平均心率 SM1 = 倒数第二级负荷时摄氧量 SM2 = 最后一级负荷时摄氧量 SM=VO2 (ml.kg-1.min-1） =负荷 (W )/ 体重 (kg)10.8+ 7,Page 35,Page 35,YMCA 功率车亚极量测试计算方法：,例：20岁女性，体重62 kg HRmax =220-年龄=200； 85%最大

18、心率：目标心率=0.85最大心率=170,HR1 = (135 + 139)/2= 137 bpm HR2 = (159 + 163)/2 = 161 bpm SM1 =75/6210.8+ 7= 20.06 ml/kgmin SM2 =100/6210.8+ 7= 24.42 ml/kgmin b =（24.42-20.06）/(161-137)=0.182 VO2max = SM2 + b(HRmax - HR2) =24.42+(0.182(200-161)=31.5 ml/kgmin,Page 36,Page 36,Bruce亚极量跑台程序测试,Bruce程序,第一级负荷可看作准备活动

19、，后两级负荷心率应该达到115-155bpm. 推测公式：VO2max = SM3 + b(HRmax HR3) 其中：b =（SM3 SM2）/（HR3 -HR2） HR2 和HR3，分别表示第二级和第三级负荷的稳态心率； HRmax：最大心率=220-年龄 SM2和SM3分别表示第二级和第三级负荷摄氧量。,Page 37,Page 37,间接测试法 PWC170,PWC是英语Physical work capacity的缩写，它测定机体在定量负荷运动时，当身体机能动员起来并已处于相对稳定状态，心率为170次/分时，单位时间内所作功的数量。它反映了机体工作能力，尤其是有氧运动能力的水平。 方

20、法：让受试者完成两个不同功率的运动负荷，尽量做到第2次负荷时的心率达到170 bpm。,Page 38,间接测试法 PWC170,负荷设定,每次负荷时间为46分钟，其间在车座上休息3分钟，每次负荷之末记录最后30秒的心率。,Page 39,间接测试法 PWC170,测出心率为170 bpm时的功率为PWC170。 当无法直接测出PWC170时，也可以用作图法或用弗勒卡尔普曼提出的公式推测出PWC170。 弗勒卡尔普曼公式为 PWC170=N1+(N2-N1)(170-f1)/(f2-f1)； 其中N1为第一个负荷的功率(kgm/min)；N2为第二个负荷的功率(kgm/min)；f1为第一个负

21、荷时的心率(bpm)；f2为第一个负荷时的心率(bpm)； 卡尔普曼用PWC170推测最大摄氧量（VO2max）公式为： 运动员： VO2max=2.2 PWC170+1070 一般人： VO2max=1.7 PWC170+1240,Page 40,台阶法间接测PWC170,两级台阶试验测定PWC170值： 第二级实验时可以调整登台阶的速度或者调整台阶的高度。 根据第一次负荷后心率，调整上下台阶的次数或者台阶的高度，然后进行第二次台阶试验，记录下两次的功率和心率。将所得结果代入上述卡尔普曼公式，即可计算出PWC170数值。 例如：受试者以20次/分和30次分的频率上台阶5分钟，两次负荷间休息3

22、分钟。 或者：hl = 15cm，频率30次分，登5min,测即刻心率，休息3min；登第二次台阶，h2=35cm，频率30次分，登5min,测即刻心率,Page 41,台阶法间接测PWC170,N =w h nt（1+1/3） N功率（kgm/min） w体重（kg） h台阶高度（m） n上下台阶次数 t上下台阶总时间 下台阶所作的功，约是上台阶所作功的三分之一。故在台阶试验中，所作功率就如上述公式所示。 受试者体重（w）为50kg，台阶高度（h）为0.5m，上下台阶总次数（n）为140次，上下台阶总时间（t）为5min： N=500.51405（1+1/3）=933kgm/min,功率计算

23、：,Page 42,哈佛台阶实验,受试者以30次/分的频率登台阶（一上一下为一次），持续时间5分钟或直至不能坚持为止。台阶高度：男子40，女子35cm. 要求上的时候双脚站于台中央；下时全脚掌着地，身体和膝充分伸直，不得跳跃和故意用力登踩，但允许换脚1-2次。中途连续20米秒跟不上节奏即停止试验。 试验结束后，受试者坐在椅子上休息，测恢复期第2、3、4、分钟的每分钟前30秒脉搏P1、P2、P3。 哈佛台阶指数=登台阶时间（秒）100/(P1+P2+P3) 结果评价 ： 50以下为“差”，50-80为“中”，在80以上为“良好”,Page 43,间接测试法 台阶试验,台阶试验根据台阶高度和登踏台

24、阶的频率不同而不同，国民体质监测中采用的台阶高度为男台30cm；女台25cm。,测试运动停止后11.5分钟，22.5分钟，33.5分钟的三次脉搏数，换算成1分钟心率，分别记作HR1、HR2、HR3 测试指标：HR1、HR2、HR3、PEI 换算公式： PEI=运动时间(s)/(HR1+HR2+HR3)100 男：VO2max=0.2588PEI+24.170 女：VO2max=0.1912PEI+17.264,Page 44,间接测试法 台阶试验,注意事项： 受试者必须严格按照节拍器的节奏完成上下台阶的运动； 受试者在每次登上台阶是，姿势要正确，腿必须伸直，膝关节保持伸直； 测试人员必须严格按

25、照测试方法的要求准时、准确地记录3次30秒的脉搏数； 受试者在测试前不得从事任何剧烈活动。心脏功能不良或有不同程度心脏疾患者，不得进行此项测试；,Page 45,间接测试法 12min跑,库珀的研究表明，12分钟跑的成绩与每公斤体重最大摄氧量之间呈高度相关，相关系数达0.897。 实验方法：受试者全力连续跑12分钟，测跑的距离。,Page 46,间接测试法 12min跑,测试场地：长度为200米或400米的标准田径跑道 测试指标：即刻心率、跑动距离， 在标准的400米跑道上，以起跑线为基点，每50米为一单位，做标记，将跑道划分为8个区域，并以数字表明区域：,Page 47,间接测试法 12mi

26、n跑,推算公式（cooper,H.K.1986） ： VO2max（ml/kgmin） =35.97距离（英里）11.29 单位转换：1mph=26.8m/min,Page 48,间接测试法 12min跑,由12分钟跑成绩推算VO2max（引自日本体育科学中心“运动处方”）,Page 49,间接测试法 12min跑,注意事项： 受试者在测试过程中应身着运动服和运动鞋； 受试者应以稳定的速度尽力跑完12分钟。12分钟内完成的最远距离即为此项测试成绩； 在12分钟内，若受试者感觉无力维持测试，可自行结束； 该实验禁用于没有锻炼的初学者、有心脏病症状的或者有心脏病危险因素的受试者。,Page 50,

27、Page 50,Rockport 1-英里走测试,用于那些由于健康状况或者受伤而不能跑的受试者 要求快速的走完1英里（使心率超过120bpm），禁止走的过程中突然跑起来。 记录走完1英里的时间。受试者走完1英里立即测量15秒心率，并换算成1分钟心率。 计算公式： 女：VO2max(ml/kgmin)132.853(0.1692体重(kg)(0.3877年龄(岁)(3.2649时间(分)(0.1565心率(bpm) 男： VO2max(ml/kgmin) 132.853(0.1692体重(kg)(0.3877年龄(岁)(3.2649时间(分)(0.1565心率(bpm)+6.315,Page 5

28、1,间接测试法 20m多级折返跑,20m多级折返跑适用于儿童、成人和运动员。 该测试要求受试者在距离为20 m 的两个标志物之间，以不断增加的速度进行往返跑。,20m,Page 52,Page 52,间接测试法 20m多级折返跑,起始速度8.5 km/h ,随后按照每分钟增加0.5km/h的频率增加速度。,不断增加的跑速由预先录制的声音信号来控制,受试者在测试中尽可能多的完成跑动距离。,Page 53,间接测试法 20m多级折返跑,实验开始前由测试人员为其佩戴心率测试系统； 当听到开始的口令后，受试者起跑。实验初始阶段，由测试人员引领受试者进行测试，以使受试者尽快熟悉节奏，进入测试状态。同时开

29、始计数，开始记录心率，受试者的跑速受到扩音器发出的间隔双音指挥。 跑动的初始速度为8.5km/h，此后，音乐节奏逐渐加快，跑速逐级递增。 受试者须双脚均踏过两端端线才被认定为有效完成跑动距离，否则测试人员应及时对其发出警告。 受试者经鼓励无力维持现有跑速或连续两次不能按照节奏到达终点时，宣布测试结束。,Page 54,间接测试法 20m多级折返跑,当队员第1 次跟不上跑速时,将被警告1 次，第2 次跟不上跑速时，测试停止。最后完成的速度用以预测最大摄氧量VO2max。 20米折返跑结果预测最大吸氧量的公式 (Leger，1988） 通用公式： VO2 max = 31.025 + 3.238 最后一级的速度- 3.248 年龄 + 0.1536 年龄最后一级的速度 成人：VO2 max（ml/kgmin）=24