有氧能力的测试与评价ppt课件

有氧能力的测试与评价方法 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 2 有氧能力的定义及影响因素 有氧能力 AerobicCapacity 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 Page 3 有氧能力的评价指标 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 tLIMatVO2max 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 vVO2max 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 tLIMatVO2max 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 Cardiorespiratoryfitness CRF 最大摄氧量 最大有氧能力 身体工作能力 Physicalworkcapacity 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100 120bpm的起始负荷 通常采用50w 规定每分钟一定的转数 一般为50 70rpm 每3分钟递增一定的负荷 一般为20 30w 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100w 递增幅度 中老年妇女 每级递增25w 运动员每级递增50w 每级持续3分钟 Page 11 Page 11 Page 12 固定坡度 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 0 3度或0 5 25 通常为0度 以100m min 160m 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6 10km h之间的速度 跑5分钟作为准备活动 休息5 10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 220 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 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600kg m min 50或100watt 有锻炼习惯或身体状态好的600或900kg m min 100或150watt 女性 无锻炼习惯或身体状态一般的300或450kg m min 50或75watt 有锻炼习惯或身体状态好的450 或600kg m min 75或100watt 身体状况较差的或者是老年受试者300kg 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 Astrand 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 Page26 Page 26 Astrand Rhyming法 Astrand Rhyming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Astrand1960 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 HR 73 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 min 1 8 体重 kg 7性别 女性为0 男性为1HR 亚极量负荷稳态心率 例 63公斤33岁女性 600kg m min负荷测试 稳态心率124bpmVO2max ml kg 1 min 1 600 1 8 63 7 220 33 73 0 10 124 73 0 10 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 038XX一0 0049XYX 体重Y 心率 Page 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 6300 19 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 50w 100w 150w 频率 60周 分 第三次负荷之末记录最后1min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62kgHRmax 220 年龄 200 85 最大心率 目标心率 0 85 最大心率 170 HR1 135 139 2 137bpmHR2 159 163 2 161bpmSM1 75 62 10 8 7 20 06ml kg minSM2 100 62 10 8 7 24 42ml kg minb 24 42 20 06 161 137 0 182VO2max SM2 b HRmax HR2 24 42 0 182 200 161 31 5ml kg min 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 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Physicalworkcapacity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170bpm Page 38 间接测试法 PWC170 负荷设定 每次负荷时间为4 6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170bpm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 kg m min N2为第二个负荷的功率 kg m min f1为第一个负荷时的心率 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 2PWC170 1070一般人 VO2max 1 7PWC170 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 n t 1 1 3 N 功率 kg m 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 50 0 5 140 5 1 1 3 933kg m min 功率计算 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1 1 5分钟 2 2 5分钟 3 3 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 2588 PEI 24 170女 VO2max 0 1912 PEI 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 12min跑 推算公式 cooper H K 1986 VO2max ml kg min 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 Page 50 Rockport1 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 kg min 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 kg min 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 51 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20m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 5km 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 VO2max 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 VO2max ml kg min 24 4 6 0 最后一级的速度速度 km h Page 55 Page 55 间接测试法 20m多级折返跑 测试前测试人员向受试者详细讲解实验步骤 以说明实验的重要性 科学性 严谨性 着重强调受试者必须服从实验人员的安排 受试者测试时身穿运动服和运动鞋 鼓励受试者尽全力完成测试 测试人员密切注视受试者的跑动距离是否达到20米 若受试者未达到20米 测试人员应给予提示 并给予鼓励 保证实验严格按照实验步骤进行 受试者在测试期间 跑动速度由音频节奏严格控制 保证所有受试者负荷一致 当受试者的跑速过快或过慢时 测试人员必须给予提示 加以纠正 以保证运动负荷逐级递增的要求 注意事项 Page 56 Page 57 间接测试法 20m多级折返跑 测试仪 节拍扬声器 无线麦克风 Page 58 Page 58 低风险人群测试停止指症 出现心绞痛或者心绞痛类似症状负荷强度增加时 收缩压降低 20mmHg 或者不能随着强度的增加而上升 血压过高 收缩压 260mmHg或舒张压 115mmHg 头晕 面色苍白 紫绀 恶心 意识混乱 皮肤湿冷等症状 随着强度增加 心率不再增加 发现心律出现明显的变化受试者心率超过年龄预测心率的85 受试者要求停止身体及口述出现严重的疲劳设备出现故障 Page 59 有氧能力的评价 Page 60 Page 60 有氧能力的评价 测试方法的选择 在众多的方案中如何选择 主要考虑几个因素 时间费用受试者个人的需求 条件设备情况健身教练的需求测试的人数对于数据准确性的要求 Page 61 有氧能力的评价 测定最大摄氧量必须满足以下几个基本要求 有大肌群参与的运动 运动负荷能够精确计算 受试者的最大可承受性身体机能达稳定状态 摄氧量再无明显增加 Page 62 有氧能力评价标准 有氧能力 VO2max ml kg min 类别 美国运动医学会 Page 63 有氧能力评价标准 瑞典人有氧能力 VO2max ml kg min 评价标准 Astrand Page 64 有氧能力评价标准 柏晓玲1989 中国人有氧能力 VO2max ml kg min 评价标准 Page 65 谢谢 Page 66 台阶指数评分标准 Page 67