高偉棟，鄭盼盼

(1.浙江體育科學(xué)研究所，浙江 杭州 310004；2.浙江金融職業(yè)學(xué)院 體育軍事部,浙江 杭州 310018)

0 前 言

最大攝氧量(VO2max)是身體活動能力和心肺功能主要的預(yù)測指標(biāo)，VO2max的測定有直接測定法和間接測定法兩種。直接測試法通常在專業(yè)實驗室內(nèi)借助心肺功能測定儀完成，由于測量VO2max不但需要受試者盡最大努力、具有潛在的危險性，同時需要特殊的方法和設(shè)備，如跑臺、自行車或者氣體分析儀，所以VO2max的直接測量方案很少應(yīng)用于普通大眾[1-3]。間接測定法雖然沒有直接測定法準確，但在測試過程中不需要配置昂貴的儀器設(shè)備，且方法簡便易行，適于用于大樣本人群的測定。

迄今為止，國內(nèi)外對于間接測定VO2max已經(jīng)有很多相關(guān)研究，歐美國家起步較早，研究類型也較豐富，包括跑步機間接測試[4-6]，功率車間接測試[7-8]臺階測試[9-11]，實地測試[12-14]，甚至非運動測試[15-17]。國內(nèi)近年來針對該領(lǐng)域也有不少研究[18-21]，但目前還沒有關(guān)于跳繩運動作為亞極量間接評價方式的研究。

跳繩作為《國家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準》的測試項目，具有突出的鍛煉身體的價值。跳繩運動在學(xué)校體育教學(xué)中也是不可或缺的組成部分。另外，在競技運動訓(xùn)練中也采用跳繩作為輔助訓(xùn)練項目，提高運動員的運動水平。

因此，本研究擬通過研究跳繩運動測試以及實驗室逐級遞增負荷運動試驗，探索以跳繩運動作為評估青少年心肺功能(VO2max)間接測試方式的可行性，并以心率、身體素質(zhì)參數(shù)等數(shù)據(jù)為自變量，建立簡單易行的推算最大攝氧量相對值的回歸方程，用于間接評價青少年的最大有氧活動能力，為青少年體質(zhì)測試研究提供新的參考方法和依據(jù)。

1 研究方法

1.1 研究對象

58名初中學(xué)生(男38名,女20名；平均身高=161.7±6.95cm;平均體重=52.9±14.17kg;平均年齡為13.8±1.1y)成功完成本研究的全部測試，所有受試者均來自浙江省的初中生。所有的測試程序、基本原理和指導(dǎo)方針都向受試者及其監(jiān)護人進行了說明。所有受試者及其監(jiān)護人簽署知情同意書。所有受試者被要求完成《運動準備問卷》(加拿大運動生理學(xué)學(xué)會，2002年)和《兒童疾病問卷》。此外，為了了解受試者的日常運動強度，實驗通過問卷記錄了每個受試者的中高強度體力活動(MVPA)情況(以分鐘為單位)[22]。

1.2 跳繩測試標(biāo)準

本實驗通過結(jié)合其他類似的VO2max的間接測試方法(臺階試驗、PWC170實驗等)，來制定跳繩測試標(biāo)準。進過前期預(yù)實驗，確定采用受試者在節(jié)拍器(60次/min)的口令下跳繩，連續(xù)進行3min。在整個跳繩測試過程中，受試者全程佩戴心率帶(Polar, T31，芬蘭)，并且記錄運動中(第15s、30s、45s、60s、120s和160s)及恢復(fù)階段(第15s、20s、60s、120s和160s)的心率。

1.3 最大攝氧量測試標(biāo)準

本研究最大攝氧量測試采用的測試標(biāo)準為青少年跑臺測試方案[23]。測試中采用修訂后的主觀疲勞感覺等級RPE量表。在整個測試過程中，受試者需要攜帶便攜式氣體代謝分析儀(Cosmed，K4b2，意大利)，并通過標(biāo)準面罩呼吸。

為了確保VO2max測試的有效進行，達到VO2max的判斷標(biāo)準如下： ①運動心率不小于根據(jù)年齡預(yù)測的最大心率的90%；②呼吸交換比率R等于或不低于1.10；③RPE達到 10。至少有兩個符合以上三個標(biāo)準[24]。

1.4 測試過程

受試者先進行身體成分測試(Inbody720， 韓國)。測試后進行5～10min的熱身，再進行3min的跳繩測試。完成后測試后充分休息，適量飲水，再進行最大攝氧量測試。

1.5 統(tǒng)計分析

使用SPSS 20.0進行相關(guān)數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，選取P<0.05為顯著性水平，P<0.01為非常顯著性水平。采用Pearson相關(guān)性分析。采用逐步回歸分析方法確定能預(yù)測VO2max值的顯著變量(如性別、年齡、體脂百分比、身高、體重、恢復(fù)期心率)的統(tǒng)計效度和貢獻。再對這些重要的自變量進行線性回歸分析，得到最準確的能預(yù)測VO2max值的多元線性回歸方程，并得出相關(guān)系數(shù)(R值)、估計標(biāo)準差(SEE)。

2 結(jié) 果

根據(jù)表1可知本研究所有描述性數(shù)據(jù)結(jié)果。

為了確定與VO2max數(shù)值相關(guān)性最高的跳繩心率變量，采用Pearson相關(guān)分析，將跳繩運動開始第15s、30s、45s、60s、120s和160s的心率，以及恢復(fù)階段的第15s、20s、60s、120s和160s的心率數(shù)據(jù)分別與最大攝氧量做相關(guān)性分析(見表2)。結(jié)果表明，15s-PHR(r=-0.608，P<0.01)和20s-PHR(r=-0.591，P<0.01)兩個心率變量與最大攝氧量的相關(guān)系數(shù)最高。此外，表3顯示其他預(yù)測變量與最大攝氧量之間的Pearson相關(guān)性，說明體重、身高、性別、BMI、體脂百分比、中高強度運動時間MVPA與最大攝氧量之間存在顯著相關(guān)性。值得注意的是，性別、BMI、體脂百分比與測量的VO2max呈負相關(guān)，MVPA與VO2max呈正相關(guān)。而年齡變量與最大攝氧量無顯著相關(guān)性。

表1 測試結(jié)果數(shù)據(jù)表

注:MVPA=中高強度體力活動(以min/d為單位),EHR=運動中心率,PHR=運動后心率

表2 Pearson相關(guān)性檢驗結(jié)果表(跳繩心率變量和VO2max)

注:*表示P<0.05，**表示P<0.01，下同

表3 Pearson相關(guān)性檢驗結(jié)果表(其他變量和VO2max)

注:性別變量中1=男性，0=女性

ACSM運動測試與運動處方指南(ACSM,2000)和其他相關(guān)研究[25]強調(diào)中高強度有氧運動的強度應(yīng)保持在相當(dāng)于最大儲備心率(HRR)的40%～80%之間。根據(jù)指南，最好選擇保持在40%～80%最大儲備心率的心率數(shù)據(jù)作為間接預(yù)測VO2max的變量來做進一步的回歸分析。因此，一些在該范圍外的心率變量數(shù)據(jù)應(yīng)該被剔除，跳繩運動后第15s(15s PHR)和20s(20s PHR)的心率數(shù)據(jù)符合范圍，分別進入回歸分析，因此有兩個心率變量。同時體脂百分比和BMI兩個變量也需要分別獨立進行分析。因此共有4個回歸分析模型，計算4個逐步線性回歸分析(如表4)。

表4 相關(guān)變量預(yù)測VO2max的逐步回歸模型分析表

注:方程1=58.715+(8.604*gender)+(0.132*MVPA)-(0.153*15sPHR),方程2=58.715+(8.604*gender)+(0.132*MVPA)-(0.153*15sPHR),方程3=68.046+(5.269*gender)+(0.131*MVPA)-(.215*bodyfat)-(0.179*20sPHR),方程4=70.422+(7.542*gender)+(.126*MVPA)-(0.470*BMI)-(0.167*20sPHR)

3 分析與討論

在本研究中，規(guī)定節(jié)拍(60次/min)的3min跳繩運動測試后的第15s心率(15s-PHR)和第20s心率(20s-PHR)數(shù)據(jù)與測得的VO2max數(shù)值有高度的相關(guān)性，也是評估初中學(xué)生有氧能力的有效預(yù)測變量。如表4，在模型1和模型2中，最大攝氧量與體脂百分比和BMI沒有相關(guān)性。預(yù)測方程中只有三個變量(性別、MVPA和15s-PHR)和最大攝氧量相關(guān)。模型1和模型2具有相同的預(yù)測變量和相同的常數(shù)項，得到相同的方程，即：VO2max (ml·kg-1·min-1)= 58.715 + (8.604 * 性別) + (0.132 * MVPA) - (0.153 * 15s PHR)。當(dāng)使用這個公式(R = 0.849，SEE = 4.751)時，不需要參數(shù)BMI和體脂百分比，因此更加簡便快速，即不需要體成分測試儀和身高、體重數(shù)據(jù)。

而在模型3中，R值較高(R=0.860)，預(yù)估標(biāo)準誤差較低(SEE=4.69379)，方程為：VO2max (ml·kg-1·min-1)=68.046+(5.269*性別)+(0.131*MVPA)-(0.215*體脂百分比)-(179*20sPHR)。模型4的R值最高，SEE值最低，方程為：VO2max(ml·kg-1·min-1)=70.422+(7.542*性別)+(0.126*MVPA)-(0.470*BMI)-(0.167*20sPHR)。在模型3和模型4之間，雖然模型3也顯示出較高的準確性和較低的誤差，但是模型3需要對體脂百分比變量進行測量，這需要專門的設(shè)備。模型4中需要的BMI值可以通過非常簡單的身高、體重計算獲得，而且模型4中的R值和SEE值更好，因此該模型是在實驗中預(yù)測最大攝氧量模型中最準確實用的。換而言之，方程4可以作為間接測試中學(xué)生最大攝氧量的方法。

從目前的結(jié)果來看，跳繩運動測試作為一種間接測試青少年有氧能力的方式是被證實有效和適用的。3min跳繩測試更加實用和方便，不需要大型的場地、實驗室和專業(yè)的設(shè)備，只需要一根跳繩，以及BMI、MVPA、性別、20s PHR這些簡單數(shù)據(jù)，就可以推算學(xué)生的最大攝氧量。

綜上所述，本研究證實了在利用跳繩運動作為間接測試方式來預(yù)測初中生最大攝氧量的可行性，并且基本建立了有效的VO2max預(yù)測回歸方程VO2max(ml·kg-1·min-1)=70.422+(7.542*性別)+(0.126*MVPA)-(0.470*BMI)-(0.167*20s PHR))。本研究為間接推測最大攝氧量提供了一種新的探索方向。這種新的間接測試方法具有高效、低成本、快速、方便的優(yōu)點，只需要簡單的測量和適度的運動強度。

4 不足與展望

本研究受試者僅局限于初中三個年級的學(xué)生，樣本量較少。后續(xù)研究中需要進一步擴大樣本量，增加樣本量的的年齡分層。另外，本研究沒有將不同的跳繩方式以及不同的跳繩節(jié)拍作為變量進行相關(guān)性研究，未來研究應(yīng)更全面地考慮這些因素，建立最優(yōu)的跳繩測試標(biāo)準和最佳的推算公式。