《NSCA’S GIUDE TO TESTS AND ASSESSMENT》
有氧功率測試
作者：Jonathan H. Anning, PhD, CSCS*D
前言
有氧功率指的是肌肉利用來自心肺的氧從而產(chǎn)生能量的能力。當肌肉氧的利用率提高時，有氧能力也得到了改善。因此，在運動中通常采用VO2max（最大攝氧量）或主動肌最大耗氧量來監(jiān)控有氧能力。
在發(fā)展有氧能力上，無氧運動員（即在無氧條件下進行能量代謝的運動）的訓練程度要遠低于長距離有氧項目的運動員。顯然，長距離競走、跑、自行車運動、游泳，甚至越野滑雪都是典型的有氧供能項目。然而，長距離運動員的潛能并不完全取決于最大有氧能力，因為無氧閾的提高也能導致運動員之間產(chǎn)生競技差異（Bosquet, Leger, and Legros 2002）。
通常情況下，不經(jīng)常運動的人通過接近無氧閾強度的訓練能夠提高有氧能力，而對于專業(yè)運動員來說，必須采用高于無氧閾的強度訓練（Londeree 1997）。不過，專門為測量競走、賽跑、自行車或游泳項目中最大有氧能力而設(shè)計的測試，似乎最適用于比較和成績相關(guān)的耐力能力。相反的，有氧能力測試并不適合高強度的運動項目，因為這些運動主要是以無氧供能為主的。不過，無氧運動項目還需要注意基礎(chǔ)體能訓練以及遵守循序漸進原則。即便像棒球、田賽項目、高爾夫和舉重對有氧供能的需求很少（Baechle and Earle 2008），但運動員的肌肉適應(yīng)能力，只有在非賽季良好的心肺機能和健康的肌肉骨骼系統(tǒng)基礎(chǔ)上，才能穩(wěn)步提高。
一． 測試前的考慮
1.從事項目
針對無氧運動項目進行的有氧能力測試選擇面比較大，但長距離項目運動員在有氧測試時必須考慮專項特點。為耐力項目運動員選擇有氧測試方案時：
首先要了解個人的訓練特點，然后還要確保測試符合極限或次極限評估的標準。確保最大有氧能力測試結(jié)果精準性的主要標準是：受試者在8-12分鐘之內(nèi)達到主觀感覺疲勞。
其次，次極限有氧能力測試應(yīng)該采用文獻推薦的達到心率穩(wěn)態(tài)的強度（美國運動醫(yī)學會2010）。心率穩(wěn)態(tài)指的是在給定負荷下運動時，心率和耗氧率保持在一個相對穩(wěn)定的平臺。判定平臺期的方法是，測試員在測試期的最后兩分鐘分別測量心率，如果這兩次心率的差值小于6次/分鐘（bpm），則證明處于平臺期。不過，測試人員除了用超過12分鐘以上的測試確定有氧能力外，采用最大或次最大有氧能力的測試方法更符合項目特征。
2.測試選擇
迄今為止，大量測試方法和回歸公式可用于推算出最大攝氧量。為了讓人們能夠選擇更加恰當?shù)男姆螠y試，表1中列出了相關(guān)文獻所報道的人群特異相關(guān)性和標準誤。Mayhew和Gifford（1975）報道預測的和觀察到的VO2max之間的相關(guān)系數(shù)最小為0.60，但需要指出，兩者之間的相關(guān)性最好是在0.8以上。（Baumgartner和Jackson 19991）。另外，對于預測的有氧能力來說，±4.5mL·kg-1·km-1這個標準誤是一個可以接受的范圍（Dolgener等人，1994；Greenhalgh, George和Hager 2001）。
表1 用來預測有氧能力（VO2max）的極限運動測試
1
方式：跑臺
測試方案
人群
（年齡）
回歸公式
（VO2max= mL·kg-1·km-1; r值；SEE）
書中頁碼
文獻來源
Bruce
健康成年人
（18-29）
男性：3.88 3.36×時間（分鐘）
女性：1.06 3.36×時間（分鐘）；r=0.91；SEE＝3.72
104
Spackman等人2001
健康女性
（20-24）
4.38×時間（分鐘）-3.9；r=0.91；SEE=2.7
104
Pollock等人1982
健康成年人
（29-73）
男性：3.88 3.36×時間（分鐘）
女性：1.06 3.36×時間（分鐘）；r=0.92；SEE＝3.22
104
Bruce, Kusumi和Hosmer，1973
健康男性
（35-55）
4.326×時間（分鐘）-4.66
104
Pollock等人1976
健康男性
（48.1±16.3）
14.76-1.38×時間 0.451×時間2-0.012×時間3；r=0.977；SEE=3.35
注：時間單位是分鐘
104
Foster等人 1984
健康的不常運動和常運動的男性
（48.6±11.1）
不常運動：3.288×時間（分鐘） 4.07
常運動：3.778×時間（分鐘） 0.19
r=0.906；SEE=1.9
104
Bruce, Kusumi和Hosmer，1973
方式：功率自行車
測試方案
人群
（年齡）
回歸公式
（VO2max= L·min-1;5公里自行車除外；r值；SEE）
書中頁碼
文獻來源
Storer-Davis
不常運動的成年人
（20-70）
9.39×負荷（瓦特） 7.7×體重（公斤）-5.88×年齡（歲） 136.7；r=0.932；SEE=1.47L·min-1
注：瓦特=阻力（kp）×300/6.12
106
Storer, Davis和Caiozzo 1990
Andersen
健康成年人
（15-28）
0.0117×負荷（瓦特） 0.16；r=0.88；SEE=10%
注：瓦特=用kp表示的阻力×300/6.12
106-107
Andersen 1995
方式：定時實地測試
測試方案
人群
（年齡）
回歸公式
（VO2max= mL·kg-1·min-1; r值；SEE）
書中頁碼
文獻來源
5分鐘賽跑
健康青年人
（12-15）
12歲：0.024×距離（米） 22.473；r=0.672
13歲：0.034×距離（米） 15.257；r=0.751
14歲：0.022×距離（米） 26.165；r=0.534
15歲：0.035×距離（米） 16.197；r=0.685
107-109
MacNaughton等人 1990
不常運動和常運動的男性
（18-46）
3.23×步速（km·hr-1） 0.123；r=0.9；SEE=5%
注：步速=12×（千米）
107-109
Berthon等人1997b
受過訓練的運動員和賽跑選手
（20-46）
運動員：1.43×步速（km·hr-1） 29.2；r=0.56；SEE=4.6%
賽跑選手：1.95×步速（km·hr-1） 26.6；r=0.69；SEE=6.6%
107-109
Berthon等人1997a
Cooper12分鐘賽跑
男性軍人
（17-52）
35.97×距離（英里）-11.28；戶外1/4圈=0.0625英里
35.97×距離（米）/1,609-11.28；戶外1/4圈=100米
r=0.47；SEE=6.82
107-109
Cooper 1968
方式：固定距離實地測試
測試方案
人群
（年齡）
回歸公式
（VO2max= mL·kg-1·min-1，特殊說明除外；r值；SEE）
書中頁碼
文獻來源
1.5英里跑（2,400米）
健康青年人
（13-17）
22.5903 12.2944×速度（米每秒）-0.1755×體重（公斤）
r=0.804；SEE=5.54
109
Massicotte, Gauthier和Markon 1985
大學生
（18-26）
男性：65.404 7.707-0.159×體重（公斤）-0.843×時間（分鐘）
女性：65.404-0.159×體重（公斤）-0.843×時間（分鐘）
r=0.86；SEE=3.37
109
Larsen等人2002
健康成年人
（18-29）
男性：88.02 3.716-0.1656×體重（公斤）-2.767×時間（分鐘）
女性：88.02-0.1656×體重（公斤）-2.767×時間（分鐘）
r=0.90；SEE=2.8
109
George等人1993a
二． 常用測試方法實踐
1.測試的準確度
為確保有氧能力的評估的準確性，關(guān)鍵是保證受試者在測試時全力以赴。在沒有經(jīng)驗豐富的分析員通過分析氣體和乳酸值來判定全力測試的結(jié)束點時，通常將心率高于70%心率儲備或高于85%年齡預測的最大心率值（220-年齡）作為判定全力測試結(jié)束的標準（美國運動醫(yī)學會2010）。盡管這種最大心率的標準提供了一個相對簡單的客觀方法，但在將其作為判定極限運動終結(jié)點或極限運動基礎(chǔ)時，所有年齡段的人群都會出現(xiàn)高達10-12次/分鐘的誤差（美國運動醫(yī)學會2000）。
2.跑臺測試
在美國和歐洲，跑臺和功率自行車是最常見的運動測試方法（Maeder等人，2005）。跑臺上出現(xiàn)的最大耗氧量似乎高于功率自行車上的（Hambrecht等人，1992；Maeder等人 2005；Myers等人 1991；Wicks等人 1978）。跑臺上出現(xiàn)的最大心率值也被發(fā)現(xiàn)高于功率自行車的（Buchfuhrer等人 1983；Hambrecht等人 1992；Wicks等人 1978），但是還有其它研究發(fā)現(xiàn)二者所引發(fā)的心率值是差不多的（Maeder等人 2005；Myers等人 1991）。然而，如果不考慮測試方案，相比其他運動形式，在跑臺上測量出的有氧能力值是最高的。Bruce和Balke-Ware是臨床和實驗室最常用的跑臺測試方案，因為它們預測的準確度高，誤差小（美國運動醫(yī)學會2010）。
現(xiàn)在較為普遍的操作是這樣的，當受試者是年輕的、經(jīng)常運動的人時，速度和坡度的遞增量就較大（也就是2-3梅脫），例如Bruce方案。而當受試者是年老的、患慢性病的或未受過訓練的人時，遞增量就較?。ā?梅脫），例如Balke方案（美國運動醫(yī)學會2010）。盡管Balke方案中的遞增量較小，但是對于一些受試者（例如慢性病患者）來說，測試前五分鐘的速度可能仍然太快（也就是坡度為0%，速度為3.1英里每小時）并具有挑戰(zhàn)（也就是20mL·kg-1·min-1）。
3.功率自行車測試
實驗室功率自行車測試也能有效用于心肺耐力的評價。然而，對于那些不熟悉原地騎自行車的受試者來說，由于出現(xiàn)過早疲勞而導致最大有氧能力的測試值低于跑臺上的測試值（相差5-25%；美國運動醫(yī)學會2010）。而那些接受過自行車訓練的受試者則可能得益于這種測試形式。而且，原地自行車更適合那些伴有平衡和關(guān)節(jié)損傷的受試者，因為它能夠提供一種穩(wěn)定的、無負重的運動形式。
4. 場地極限測試
場地極限測試提供了一種脫離實驗室的、實際的運動環(huán)境。與需要復雜設(shè)備和技術(shù)專員的實驗室測試相比，場地測試通常更容易掌控。場地極限測試不依賴實驗室的測量，而是以距離或時間為基礎(chǔ)對有氧能力進行評估。由于專項化訓練的影響，運動員可以提高其實際場地測試的成績。
Cooper（1968）采用了12分鐘跑來評價美國空軍男軍官的有氧能力。盡管預測公式是以17-52歲軍官的運動為基礎(chǔ)的，他們大部分的年齡都小于25歲；但是那些完成距離超過1.4英里（2.3公里）的受試者其測試準確度最高（Cooper 1968）。在另一項研究中，Cooper對17-54歲受過訓練的進行的測試中，結(jié)果稍稍高估了他們的有氧能力，但是Wyndham等人（1971）不建議40多歲和50多歲的、不常運動的人選取這種測試方案。對于18-46歲的各種體適能水平人來說，5分鐘跑可能是一個可行的替代方案，因為它似乎能夠準確評估心肺耐力（Berthon等人 1997b；Dabonneville等人 2003）。
2
三． 測試結(jié)果的應(yīng)用
首先，體能教練必須了解運動項目或活動的特殊代謝需要，也就是從生理上講是屬于有氧代謝為主還是無氧代謝為主的運動。極限測試可能更適合那些強調(diào)有氧代謝的運動項目或活動，而次極限測試則最適合以無氧訓練為主的運動員。很明顯，需要在有氧代謝和無氧代謝之間不斷變化的運動項目或活動即可以采用極限測試也可以采用次極限測試。
其次，體能教練必須選擇一種最符合運動員訓練或比賽的運動形式。例如，功率自行車測試可能適合于美式橄欖球防守隊員，因為他們必須能夠在整場比賽中支撐或克服阻力。
第三，體能教練必須確定有氧能力測試是否具有實用價值。還拿上述這個例子來說，確定了運動員的有氧能力之后，教練為了讓橄欖球防守隊員堅持完成整場比賽，可以根據(jù)他的有氧能力和運動時間的建議值來決定未來的訓練策略。
第四，體能教練還應(yīng)該參考有關(guān)人群特征相關(guān)性和標準誤的研究，以保證所做的選擇有理可依。因為無氧代謝的橄欖球防守隊員可能會選擇次極限功率自行車測試，研究說明YMCA方案比Astrand方案更加合適。
第五，體能教練必須考慮到運動員的訓練水平。即便YMCA方案在有氧能力的評估上更加準確，但是如果橄欖球防守隊員在非賽季內(nèi)經(jīng)歷了長時間的休息，那么傳統(tǒng)的或改良的Astrand方案可能更加合適。
一旦選擇了有氧能力測試，體能教練必須確定需要采集那些數(shù)據(jù)變量。在變量基礎(chǔ)上，任何所需的測試技巧都應(yīng)該在測試開始之前羅列出來。否則，由于技術(shù)的缺乏可能會導致選擇另外一種測試方案。體能教練應(yīng)該在測試開始之前練習測試技巧，而不是憑借以往的經(jīng)驗，尤其是當他們已經(jīng)長時間沒有為別人做測試的時候。在收集數(shù)據(jù)并計算有氧能力之后，體能教練可以根據(jù)受試者心肺機能的基礎(chǔ)水平制定個體訓練計劃。因此，就能實現(xiàn)維持或提高運動員有氧能力的訓練目標。另外，還應(yīng)該記住，有氧能力的提高需要在無氧閾附近或高于無氧閾的強度堅持運動。
3
評述：本月，上體體能推送了4篇關(guān)于體能測試的文章,均節(jié)選自《NSCA’S GUIDE TO TESTS AND ASSESSMENTS》。選擇力量、功率、靈敏和有氧功率四個章節(jié)，從測試方法選擇到測試結(jié)果應(yīng)用進行了歸納整理，旨在為體能教練的實際工作提供一些啟示。由于受到篇幅限制，部分的案例并未全部一一呈現(xiàn)，有興趣的讀者可以進一步詳讀原著。值得關(guān)注的是，預計本書的中文版會在明年正式出版。
再次重申一遍作者該書作者Tudor O.Miller的開篇語——如果不能測量，訓練就無法控制。他說這是他的導師在他讀研究生時每天反復講的“至理名言”。這一句話對我的日常工作的影響已根深蒂固。作為體能訓練從業(yè)人員，我們的主要目標是設(shè)計和實施能獲得最佳運動表現(xiàn)的訓練計劃。乍一看，這似乎是一項簡單的任務(wù)。通過遵循個體差異、超量恢復的原則，我們就可以設(shè)計抗阻訓練方案來改善體能和運動表現(xiàn)。實并非如此，雖然我們的訓練可能為運動員和客戶帶來更好的運動表現(xiàn)，但我們在沒有任何測試和評估手段下，是不可能知道這種訓練是否是最佳方案。盡管，我們也經(jīng)常聽訓練者說我們的訓練對于他的運動表現(xiàn)是有效的，但如果沒有即時有效的評估手段，實現(xiàn)最佳的改善水平是不可能的。
完
【翻譯整理】：楊濤
——上海體育職業(yè)學院體能教練
上海體育學院體育教育訓練學專業(yè)博士研究生
【編輯】：楊嘉浩
