最大摄氧量测量设备研究现状与展望

最大摄氧量概念提出以来,从最大摄氧量设备气体收集技术来看,最大摄氧量设备的发展主要经历了3个阶段:气袋收集技术阶段、混合室技术阶段和实时连续/每口呼吸技术阶段。本文基于国内外文献,从最大摄氧量测量设备所采用的气体收集技术的演变过程来梳理最大摄氧量测量设备的发展脉络,并分析气袋收集、混合室和每口呼吸技术的优缺点及设备的发展特点,同时对我国最大摄氧量设备的发展提出建议,为国内最大摄氧量测试技术运用及发展提供参考。

3种最大摄氧量实验室直接测试方法结果比较、回归分析与应用

目的:通过实验研究比较3种常用最大摄氧量(VO2max)实验室直接测试法测试结果间差异,探讨不同方法测试结果间线性回归关系,便于不同方法测试结果间的互相预测与实现可比性。方法:采用整群抽样、组内交互设计的准实验研究,对20名越野滑雪男运动员分别采用Bruce法(方法1)、功率自行车90秒递增负荷法(方法2)、跑台1分钟递增负荷法(方法3)3种方法进行最大摄氧量直接测试,每两种方法测试间歇期为1周。自变量为3种最大摄氧量测试方法,因变量为最大摄氧量。结果:(1)3种测试方法最大摄氧量的组间均值方差分析结果显示组间差异具有统计学意义(P<0.01),多重比较结果显示方法1的最大摄氧量>方法3>方法2,差异均具有统计学意义(P<0.05);(2)3种方法测试结果个体差值的频数统计显示,测试方法1的最大摄氧量高于方法2约6 ml/min·kg,高于方法3约3 ml/min·kg;(3)同等跑台跑速下,方法3的平均血乳酸高于方法1,且方法3达有氧阈、无氧阈的跑速均低于方法1约一个速度单位(1 km/h);(4)方法1与方法2、方法1与方法3测试结果的线性回归分析显示,回归模型与回归系数均具有统计学意义(P<0.001),线性模型检验拟合度R2分别为9.25、9.05。结论:(1)Bruce法在评价运动员阶段最大摄氧量的最大值方面效果最好,其它两种方法与其存在线性回归关系,可用于不同测试方法结果间的互相预测;(2)不同项目、不同水平的运动员可分别采用适合其能力特点的方法进行最大摄氧量测试;(3)有氧阈、无氧阈对应的跑速、心率变化区间可作为把控有氧阈、无氧阈训练强度的有效、便捷方法。

30~50岁健康人群心率恢复与最大摄氧量和峰值氧脉搏的相关性研究

目的:探究30~50岁健康人群心率恢复(heart rate recovery,HRR)与最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO_(2)max)和峰值氧脉搏(Peak oxygen pulse,O_(2)Ppeak)之间的关系特点。方法:招募200名(男性105名,女性95名)30~50岁健康人群为测试对象,测量其身高、体重和体脂率,并通过心肺运动试验收集受试者VO_(2)max、O_(2)Ppeak和HRR数据。结果:总体的HRR1与VO_(2)max的相关系数为0.461,具有较低程度的正相关(P<0.01),与O_(2)Ppeak的相关系数为0.427,具有较低程度的正相关(P<0.01);HRR2与VO_(2)max的相关系数为0.612,具有中度正相关(P<0.01),与O_(2)Ppeak的相关系数为0.557,具有中等程度的正相关(P<0.01)。女性的VO_(2)max、O_(2)Ppeak、HRR1和HRR2要低于男性。结论:HRR2与VO_(2)max和O_(2)Ppeak具有中等程度的正相关关系,HRR2的测量相对简单且无创,可以考虑纳入日常运动训练监控中。

初始训练水平男性青年学员体成分与最大摄氧量之间的关系研究

目的:研究初始训练水平男性青年学员体成分与最大摄氧量之间的关系,为日常训练提供依据。方法:26名健康男性受试者进行为期6个月的军事基础体能训练,采用双能X射线骨密度仪进行体成分检测,并进行最大摄氧量测试。结果:瘦体重、瘦体重指数(Lean/Height2)、下肢瘦体重与最大摄氧量不存在相关性,而上肢瘦体重(r=-0.44,P<0.05)、上肢瘦体重/下肢瘦体重(r=-0.41,P<0.05)与最大摄氧量之间存在相关关系,全身脂肪百分比平均值表现为:肥胖质量/体重、躯干脂肪比/腿部脂肪比、躯干/四肢脂肪质量及骨密度与最大摄氧量不存在相关关系(P>0.05)。结论:对于初始训练水平的人员,上肢瘦体重的增加可能不利于最大摄氧量的提高,潜在影响耐力运动的表现。

最大摄氧量与男性非酒精性脂肪性肝病患者肝脏脂肪含量相关

目的探讨非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)患者心肺适能水平与肝脏脂肪含量、炎症和肝纤维化的关系。方法入组62例NAFLD患者。采用最大摄氧量(maximal oxygen uptake,VO 2 max)来反映心肺适能,以受控衰减参数(controlled attenuated parameter,CAP)反映肝脏脂肪含量,同时检测生化学与人体成分等指标。按照年龄性别判断心肺适能等级,并分析VO 2 max与各项指标的相关性。结果本研究中男性占40例(64.5%),VO 2 max、体质量、CAP、ALT、尿酸、体脂率等均显著高于女性(P均<0.05)。VO 2 max分级为优秀/良好、一般/差和极差的人数,在男性NAFLD组分别为3例、14例和23例,女性分别为10例、11例和1例,两组存在显著性差异(P<0.001)。在男性患者中,轻中度和重度脂肪肝患者分别为10例和30例,重度脂肪肝患者BMI[(30.0±3.5)比(25.6±3.0)kg/m 2]、肝脏CAP值[(357.2±24.1)比(282.3±15.6)dB/m]、腰臀比[(0.98±0.03)比(0.93±0.03)]、体脂率[(29.7±4.3)比(23.9±4.2)%]等更高,而VO 2 max[(30.1±3.2)比(32.8±3.0)mL/(kg·min)]显著低于轻、中度肝脏脂肪变患者(P均<0.05)。相关性分析表明,男性NAFLD患者VO 2 max与肝脏CAP值、体脂率、内脏脂肪含量、内脏脂肪面积及BMI呈负相关,与四肢骨骼肌指数呈正相关(P均<0.05)。结论VO 2 max与肝脏脂肪变的严重程度密切相关。重度脂肪肝患者心肺功能和有氧运动能力低下,尤其男性脂肪肝患者更差。提示男性NAFLD患者运动干预应答不佳,临床治疗时需要根据耐受性制定个体化运动方案。

根据心肺最佳点构建反向传播神经网络最大摄氧量预测模型

背景:研究证明最大摄氧量被认为是评价有氧运动能力的“金标准”,但测试其所需运动强度较大且存在指标再现性低、测试者主观影响效应等限制因素。目的:通过反向传播神经网络采用新型次最大运动评估指标“心肺最佳点”构建最大摄氧量预测模型。方法:试验经国家体育总局体育科学研究所伦理委员会批准,招募80名健康大学生受试者(男40名,女40名),了解试验流程、目的并自愿签署知情同意书配合完整试验过程。受试者进行递增负荷心肺运动试验,采集最大摄氧量与心肺最佳点等相关指标,进行相关性分析获得具有统计学意义的指标,并构建最大摄氧量预测模型。结果与结论:①最大摄氧量与心肺最佳点、体质量指数、性别、心肺最佳点对应的摄氧量和功率均存在显著相关性(P<0.01);②运用反向传播神经网络构建经典3层拓扑结构最大摄氧量预测模型(包含5个输入层、10个隐藏层和1个输出层),该模型预测值与实测值绝对误差均值为0.227 L/min、相对误差均值为12%,提示基于心肺最佳点构建的反向传播神经网络可准确且有效预测最大摄氧量;③反向传播神经网络模型最大摄氧量预测值与多元线性回归预测值相比差异无显著性意义(P>0.05),但依据心肺最佳点构建的反向传播神经网络模型预测精度要优于多元线性回归模型。

穿暴汗服赛前训练对拳击运动员最大摄氧量及心率变异性的影响

该研究将24名拳击运动员按照是否穿着暴汗服分为实验组(n=12)和对照组(n=12),进行4周赛前训练,通过最大摄氧量和心率变异性指标来反映穿着暴汗服进行赛前减重对拳击运动员机能状态影响的差异。组内最大摄氧量指标前后比较,实验组提升3.04mL/(kg·min)(P<0.01),对照组提升1.16mL/(kg·min)(P<0.01);前、后比较均存在显著性差异。组间最大摄氧量指标提升百分比横向比较结果为:实验组与对照组之间存在显著性差异(P<0.05)。组内心率变异性指标前后纵向比较结果为:实验组的频域指标——相邻R-R间期差值均方根(Root Mean Square of SDs Between Adjacent NN Intervals,RMSSD)、相邻间期的差值标准差(Adjacent Normal RR Interval of the Difference Between the Standard Deviation,SDSD),以及总功率(Total Power,TP)、高频功率(High Frequency,HF)指标存在显著性差异(P<0.05);对照组的时域指标——R-R间期标准差(Standard Deviation of the NN Interval,SDNN)、RMSSD、SDSD,以及TP、低频功率(Low Frequency,LF)指标前后存在显著性差异(P<0.05)。组间心率变异性指标提升百分比横向比较结果为不存在显著性差异。得出结论:穿着暴汗服在赛前减重的同时有利于最大摄氧量的提高,且提升效果高于不穿暴汗服;穿着暴汗服进行赛前训练有利于提高拳击运动员的心率变异性。但是,穿和不穿暴汗服对心率变异性的提升效果并无显著差别。

二级台阶试验推测最大摄氧量的可靠性及其应用

目的:采用跑台试验与二级台阶试验测得最大摄氧量(VO_(2max)),比较2种方法在研究男性和女性不同年龄段心肺耐力的相关性、差异性和一致性。方法:对79名20-60岁的受试者分别用跑台试验测得VO_(2max)和二级台阶试验推算其VO_(2max),将两者的VO_(2max)进行比较分析。结果:①二级台阶试验推算VO_(2max)与台阶试验VO_(2max)的相关系数达到了0.673,Kendall’s W一致性系数为0.540,其中20-30男女性和40-50岁男性的VO_(2max)Kendall’s W>0.6一致性程度较强,30-40岁女性的VO_(2max)Kendall’s W<0.02一致性程度较差。②在跑台试验VO_(2max)和二级台阶的VO_(2max)有较高相关关系,二者在女性的相关系数高达0.856(P<0.01),男性的相关系数为0.822(P<0.01)③男女受试者在跑台试验中的VO_(2max)显著性P=0.008<0.05,说明男女测试者在跑台试验的VO_(2max)存在显著差异,在二级台阶试验方面,VO_(2max)推算值P>0.05,说明其VO_(2max)的推算值不存在性别差异。结论:跑台试验和二级台阶试验的VO_(2max)基本一致,二级台阶试验可替代跑台实验。但是30-39岁和50-59岁的男性和30-60岁的女性,测得一致性系数相对较小,不建议直接用二级台阶试验替跑台试验。20-29的男女和40-49的男性可以直接二级台阶测VO_(2max)。

加压训练对最大摄氧量影响的元分析

目的:通过元分析方法综合定量评价加压训练对最大摄氧量(VO_(2)max)的影响,旨在为加压训练下VO_(2)max水平的提升提供一定的解释和相关的理论依据。方法:建立纳入排除标准,检索时间从1983年到2022年,在中国知网、PubMed和Web of Science数据库上对相关研究进行了系统的文献检索。由2名研究人员对文献进行评估、筛选、排除,并提取数据。采用PRISMA声明进行文献方法学质量评估。利用Stata 14.0和RevMan 5.3软件进行数据合并、绘制森林图及异质性分析。结果:非急性干预形式的加压训练显著提升VO_(2)max水平(SMD=0.75,95% CI:0.28~1.21,P=0.02,随机效应模型)。单次急性干预形式的加压训练显著降低VO_(2)max水平(SMD=-0.89,95% CI:-1.37~-0.40,P=0.000 3,固定效应模型)。结论:中小强度的非急性干预形式的加压训练能够显著提高机体VO_(2)max水平,单次急性干预形式的加压训练结果则相反。

青年男子不同强度有氧运动中最大心率与最大摄氧量的关系特征

目的:探讨青年男子在有氧运动中不同运动强度下的最大心率与最大摄氧量的关系特征。方法:招募10名健康青年男性为受试者,进行一次递增负荷心肺运动试验,测量受试者的最大心率和最大摄氧量;再分别以每个受试者40%、60%和80%VO_(2)max所对应的运动强度进行运动测试,记录所观察到的不同强度运动下的最大心率及最大摄氧量。结果:(1)低强度和中等强度运动过程中最大心率百分比与运动强度呈线性相关;大强度运动过程中最大心率百分比与运动强度不呈线性关系;(2)低强度、中等强度、大强度运动过程中最大摄氧量百分比与运动强度均呈线性相关;(3)低强度和中等强度运动过程中最大心率百分比与最大摄氧量百分比呈线性相关,大强度运动过程中最大心率百分比与最大摄氧量百分比不成线性关系,最大心率百分比与最大摄氧量百分比之间回归方程为Y=0.846X+0.121,P<0.05。结论:低强度和中等强度运动过程中最大心率百分比和最大摄氧量百分比呈线性关系,中低强度运动中可以通过心率间接推定最大摄氧量。

用女大学生最大摄氧量二次测试验证的一种矩阵式负荷方案

目的:探讨verification phase应用于女大学生二次验证递增负荷运动测试测得最大摄氧量(VO_(2max))的可行性。方法:选取11名成年健康女大学生作为受试者,先完成递增负荷运动测试,休息10分钟后进行verification phase矩阵式验证测试,使受试者达到二次力竭。在两次测试中,使用无线遥测运动心肺测试仪(CORTEX,German)对受试者测试过程中呼出的气体进行即时分析,根据VO_(2max)判定指标(摄氧量平台、HR、RER、VE、RPE)及verification phase判定指标(△VO_(2)<±3.0%)判定11名受试者两次力竭测试的VO_(2max)。结果:两次力竭测试所测得的VO_(2max)的相对值及绝对值均无显著性差异(P>0.05),VO_(2max)次级判定指标HR_(max)、RPE_(max)均无显著性差异(P>0.05),两次测试所测得的RER_(max)具有显著性差异(P=0.000004<0.05)。7名受试者的△VO_(2)≦±3%,符合verification phase的判定标准,其余四名分别为5.00%、5.38%、-3.61%、6.32%,不符合verification phase判定标准。达到判定标准的7名受试者VO_(2max)可取两次测试所得VO_(2max)的均值或任一测试的VO_(2max)值;未达到判定标准四名受试者可选取verification phase测试所得VO_(2max)值或两次力竭测试所得VO_(2max)的均值。结论:女大学生在递增负荷运动测试中所测得的VO_(2max)的真实性可被verification phase所判定。

最大摄氧量速度研究进展(综述)

通过文献综述法,分析了最大摄氧量速度(vVO2max)及其相关指标最大运动时间(Tmax)和达到最大摄氧量后运动时间(tlim)的概念、意义和在有氧耐力训练中的应用情况,提示这些指标可有效地指导有氧耐力训练及评估运动员耐力水平。

最大摄氧量评定与应用的研究现状与展望

最大摄氧量(VO_2max)作为运动生理学评判心肺功能和有氧能力的金指标,一直是竞技体育及大众健身领域的研究热点。2016年有氧能力被美国运动医学学会(ACSM)评为"临床生命体征",得到广泛关注。为加强对VO_2max这一指标的认识,本文采用文献综述法,对VO_2max在竞技体育、大众健身及健康促进等领域的应用,人体及实验大鼠VO_2max的实践应用、评定方法进行综述。结果显示:应加强不同运动项目专项化测试方案的探究,考虑加入其它派生指标,提高训练方法的应用价值。人体及实验大鼠的VO_2max测试方法均需考虑"群体特征"满足不同群体的测试需求。

最大摄氧量、乳酸阈、通气阈和心率在监测运动员训练效果中的应用

通过测试4周强化有氧训练(LT强度)前后广东省女子自行车运动员的VO2max、LT、VT、HR、VE等指标变化,以观察有氧耐力的变化。结果显示:1)VO2max、VT均无明显变化(P>0.05);2)训练前后VO2max、LT、VT与心率均显著相关(P<0.05)。3)VT、LT时与心率显著相关(-0.592,P<0.05),回归方程为:Y(LT时心率)=218.120-0.343 X(VT心率)。结论:1)为期4周的有氧耐力强化训练(LT强度)并不能够明显提高女子自行车运动员VO2max、VT的水平;2)采用心率控制训练强度是科学合理的;3)实验室测试VT心率在实际训练中需要校正后再用。

跑节省化(RE)和最大摄氧量评价耐力训练效果的比较研究

通过观察与分析耐力训练对跑节省化（RE）和最大摄氧量（WO2max）的影响，探讨RE指标在表达耐力训练效果方面的应用价值。对42名士兵进行10周5km长跑训练，测定训练前后的WO2max和RE，并运用主成分分析方法对耐力训练效果的指标进行相对重要程度的分析。结果显示：5km长跑训练使普通人的R—WO2max增加了4．0％（P〈0．01），RE各指标有非常显著的下降（3．0％～9．0％，P〈0．05），提示RE在评价耐力训练效果方面较之WO2max有更明显的敏感性；在表达耐力训练效果方面，RE的贡献率和因子载荷均高于WO2max。研究结果表明，RE在评价普通人群耐力训练效果方面优于WO2max指标。

有氧锻炼对久坐不动生活方式的健康人群最大摄氧量的影响:Meta分析

目的:评价有氧锻炼对最大摄氧量的影响和最有效锻炼强度,为有氧运动处方强度的制定提供依据。方法:以MEDLINE为文献主要来源,搜索1976年至2008年间公开发表的有氧锻炼对最大摄氧量影响的相关文献,根据纳入标准和排除标准选择合适的文献,并对其进行质量评估和相关数据提取。结果:(1)对35篇文献中889名受试者进行Meta分析:最大摄氧量加权均数差为3.61ml/kg/min,95%可信区间为2.96～4.25ml/kg/min,与锻炼前平均最大摄氧量数值(27.26ml/kg/min)相比,锻炼后增加了13.2%。(2)根据锻炼强度的不同进行亚组Meta分析,锻炼强度分别为70～80%最大摄氧量(VO2max)、71～80%最大心率(HRmax)和61～70%储备心率(HRR)时,最大摄氧量增加最多。结论:久坐不动生活方式的健康人群通过有氧锻炼可以提高其最大摄氧量水平,且本研究结果中最有效的锻炼强度为制定有氧运动处方强度提供一定的理论依据。

田径运动员最大摄氧量和无氧功测试中血乳酸的应用

目的:研究田径运动员最大摄氧量和Wingate测试后血乳酸的变化,分析血乳酸对测试结果的意义。方法:测试田径短跑运动员36例和中长跑运动员29例的最大摄氧量和Wingate无氧功,以及测试后的血乳酸值。结果:最大摄氧量测试后血乳酸数值为9～11mmol/L左右,摄氧量与乳酸值没有直接相关关系,但不同项目之间有一定的差异;Wingate测试后血乳酸数值一般大于12mmol/L,测试的主要评价指标与乳酸值都有较高的相关关系。结论:血乳酸值对于最大摄氧量测试意义不大,但对于Wingate测试可以作为一项辅助评价指标。

肌氧含量的相对有效下降值与最大摄氧量的对比研究

采用近红外无损肌氧监测系统,对赛艇运动员在递增强度运动时骨骼肌组织中肌氧的变化进行监测,测定不同运动员的肌氧含量相对有效下降值(Deff),并测定最大摄氧量(.VO2max)。将监测到的Deff与.VO2max的变化作对比研究,以期探讨骨骼肌组织中肌氧含量的相对变化与.VO2max的变化规律及相关关系。研究结果显示运动中肌氧含量的相对有效下降值与最大摄氧量存在相关性,这为用无损伤技术监测人体运动时氧化代谢能力提供了新的途径。

最大摄氧量、无氧阈在评价有氧能力方面的差异分析

采用心肺功能测试仪测定10名体育教育专业女生在递增功率自行车运动中的最大摄氧量、无氧阈,并分析两者的关系.结果表明:所测的最大摄氧量、无氧阈时的摄氧量均值均低于高校优秀女子大学足球运动员;最大摄氧量与无氧阈时的摄氧量呈显著性正相关,与无氧阈时的最大摄氧量百分数无显著性相关.无氧阈对评定运动能力和训练效果、安排有氧运动训练具有重要意义,最大摄氧量在运动选材中所起的作用则更突出.