1、摘要：目的：采用跑台试验与二级台阶试验测得最大摄氧量（VO2max），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7 9名2 0-6 0 岁的受试者分别用跑台试验测得VO2max和二级台阶试验推算其VO2max，将两者的VO2max进行比较分析。结果：二级台阶试验推算VO2max与台阶试验VO2max的相关系数达到了0.6 7 3,KendallsW一致性系数为0.540,其中2 0-30 男女性和40-50岁男性的VO2maxKendallsW0.6一致性程度较强,30-40 岁女性的VO2maxKendallsW0.02一致性程其他研究QITAYANJ
2、IU二级台阶试验推测最大摄氧量的可靠性及其应用Reliability and Practicality of Predicting Maximal Oxygen UptakeUsing a Two-Level Step Test杨星辰，陆阿明Yang Xingchen,Lu Aming度较差。在跑台试验VO2max和二级台阶的VO2max有较高相关关系,二者在女性的相关系数高达0.8 56(P0.01),男性的相关系数为 0.8 2 2(P0.01)男女受试者在跑台试验中的VO02max显著性P=0.0080.05,说明其VO2max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VO2
3、max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30-6 0 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。2 0-2 9的男女和40-49的男性可以直接二级台阶测VO2mx关键词：最大摄氧量；跑台试验；二级台阶试验；心肺功能Abstract:OBJECTIVE:This study aims to assess the reliability and application of estimating maximal oxygenuptake(VO2max)through treadmill examinations and a tw
4、o-level step test while investigating the correlation,distinctions,and consistency in cardiorespiratory endurance among individuals of varying ages and genders.METHODS:VO2max was determined in 79 participants aged 20-60 using both treadmill examinations and a two-level step test,followed by a thorou
5、gh comparative analysis of the results.RESULTS:1)The VO2max predictionsderived from the two-level step test demonstrated a commendable correlation coefficient of 0.673 and a KendallsW consistency coefficient of 0.540 when compared to the VO2max values obtained through treadmill examinations.This con
6、sistency was notably robust in men and women aged 20-30 and men aged 40-50(Kendalls W 0.6),whereas it was less consistent in women aged 30-40(Kendalls W 0.02).2)A substantial correlationbetween VO2max from treadmill examinations and the two-level step test was observed,with a remarkablecorrelation c
7、oefficient of 0.856(P 0.01)for women and 0.822（P 0.0 1)f o r m e n.3)St a t is t ic a llysignificant differences were noted in VO2max between male and female participants during treadmill examinations(P=0.008 O.05).CONCLUSION:The VO2max estimatedthrough the two-level step test largely aligns with re
8、sults from treadmill examinations,suggesting that the two-level step test can serve as a viable alternative to the treadmill test.However,it is advisable to exercise cautionwhen directly substituting the two-level step test for the treadmill test in men aged 30-39,50-59,and womenaged 30-60,due to re
9、latively lower consistency coefficients.For individuals aged 20-29 and men aged 40-49,direct estimation of VO2max using the two-level step test is recommended.Keywords:maximal oxygen uptake;treadmill examination;two-level step test;cardiorespiratory fitness中图分类号：G804.2doi:10.19379/ki.issn.1005-0256.
10、2023.09.0691前言评价心肺功能有许多指标，目前常用的有最大摄氧量（VO 2 ma x）、无氧阈（VT）等l来反映有氧耐力水平,国内外运动生理学家一致认为评价心肺机能的最佳指标是最大摄氧量（VO 2 ma x）。VO 2 ma x 是指人体达到最大功量时所摄人并供应组织细胞消耗的最大氧量,是反映人体有氧运动能力的重要指标。因此如何精准地获得VO2max真实值至关重要。VO2max的测定方法有直接法2 和间接法。直接法可以准确地测量出VO2max，但所需的仪器比较昂贵，操作方法复杂且需做到力竭，不方便274BULLETIN OF SPORTSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.
11、31.NO.9.2023文献标识码：A文章编号：10 0 5-0 2 56(2 0 2 3)0 9-0 2 7 4-5第一作者简介：杨星辰（1998），女，安徽准北人，在读硕士，研究方向：运动人体科学。通讯作者简介：陆阿明（196 5），男，江苏昆山人，教授，博士，研究方向：人体运动控制与生物力学，运动与健康促进。作者单位：苏州大学体育学院,江苏苏州2 150 2 1School of Physical Education and Sports,Soochow University,Suzhou 215021,China.2.4统计处理其他研究QITAYANJIU在大面积人群测试中使用。相比之
12、下，间接测定法所需要的仪1240器更简单一些,适合在大面积人群中进行测试3，但其方法较体重多,如12 分钟跑、6 分钟步行试验、PWCi7o机能实验、二级台阶VO.2mx最终=VO 2mx 始 年龄系数试验等,不同测定方法存在测定结果差异,准确性不一致4。J年0 15=11年的2 5=1已有研究表示二级台阶试验测效果的VO2max低于直接测定的年价35=0.8 7结果5,有的研究显示二级台阶试验在受试者的心肺耐力测年钟40=0.8 3评具有较好的效果6-8 。此外,有研究表示二级台阶试验采用年8 45=0.7 8其年的50 0.7 5定制高度的普通台阶，仅用到了台阶、心率带以及节拍器等简其他单
13、仪器,应用局限性相对较小,可普及性高,因此本文采取二级台阶试验推算VO2max数值，并与直接测定法的跑台试验进行比较分析,分析二者之间差异是否具有统计学意义,判断2 0-6 0岁人群跑台试验和二阶台阶试验的VO2max的相关性、差异性和一致性，为相关的测试方法提供参考意见。2试验对象和方法2.1实验对象纳人标准：年龄2 0-6 0 岁；身体健康；无专业运动经历；能够理解实验并自愿配合测试全过程，签署知情同意书。排除标准：存在心血管和呼吸系统疾病；不能参加高强度运动的志愿者。实验共有7 9名受试者，包括男40 人，女39人，年龄在2 0 6 0 岁，其中2 0-2 9（男10 人女10 人）、3
14、0 一39（男10 人/女10 人）、40 49（男10 人/女10 人）50 6 0（男10人/女10 人）。实验前各受试者均熟悉实验程序，并签订知情同意书。实验对象一般身体情况见表1。表1受试者基本情况表指标年龄（岁）20 29(n=20)30 39(n=20)身高(cm)40 49(n=20)50 60(n=19)20 60(n=79)20 29(n=20)30 39(n=20)体重(kg)40 49(n=20)50 60(n=19)20 60(n=79)20 29(n=20)30-39(n=20)安静心率(次/min)50 60(n=19)40 49(n=20)20-60(n=79)2
15、.2方法所测试对象参加二次试验，分别采用二级台阶试验法和跑台试验法。在相同测试环境下使受试者身体条件基本一致。受试者运动前身体无不适反应。测试前一天无剧烈运动。开始测试前静坐5分钟达到安静心率后再进行测试。2.2.1二级台阶测试法测试仪器为国家体制健康测试标准所规定的仪器：一级台阶高为15cm,宽30 cm;二级台阶高度男为30 cm,女为2 5cm,宽为30cm。受试者跟着节拍上下台阶,节奏频率为12 0 次/min,按频率在一级台阶上进行连续上下台阶运动3min后，无时间间隔接着在二级台阶上运动3min，运动持续6 min，运动结束后休息至恢复安静心率6 。实验过程中受试者佩戴polar心
16、率带记录数据。测试结束后,对二级台阶实验测试结果进行推算。170-二级二阶 150 18 0 s 心率男 VO2mx初始=（二级二阶330 36 0 s心率二级二阶150 18 0 s心率1240体重女VO2max初始=其MAA其他2.2.2跑台试验法受试者佩戴COSMEDK5便携式气体代谢系统设备、polar心率带，在数据稳定后于跑台上进行测试，选择Bruce跑台运动负荷方案6,9,见表2,测试结束后继续佩戴K5静坐休息5min或心率恢复至实验前。表2 Bruce跑台运动负荷方案等级测试时间(min)1323334353实验终止判定标准：心率达到18 0 次/min；呼吸商达到或大于1.15
17、；受试者已发挥最大力量精疲力竭，并无力保男性(n=40)女性(n=39)175.000 3.771163.900 3.281176.600 5.816160.500 6.900175.200 5.245160.450 4.890172.400 7.720162.222 5.167174.800 5.792161.756 5.21975.870 13.12556.8004.59074.800 13.07353.300 5.57971.850 10.46255.250 6.19770.600 7.33656.389 5.52173.280 11.02555.4105.45889.100 11.65
18、485.000 12.65891.575 10.44286.9506.08975.825 13.80278.930 8.68683.858 12.766170-两级二级150 18 0 心率二级二阶330 36 0 s心率二级二阶150 18 0 s心率年的55=0.7 1其他年的6 0=0.6 8其他其他=1其他跑速(km/h)2.734.035.476.768.05全部（n=70)169.450 6.653168.55 10.334167.825 9.034167.579 8.302168.361 8.55166.335 13.68564.050 14.74263.550 11.93963
19、.868 9.67564.458 12.49587.050 12.02889.263 8.65179.917 12.40784.825 11.23684.282 10.754年6 5 0.6 5真他e子包坡度（）1012170141618持原来的运动速度（强度），虽经鼓励仍不能坚持；摄氧量随运动强度的增加而出现平台或下降，也就是再继续运动时，相邻两次负荷的摄氧量在150 ml/min以下或2 ml/kg/min以下10 。要求受试者达到上述指标中的任意三项指标即为力竭,所测即为 VO2mx2.3主要观察指标二级台阶试验过程中最大摄氧量的相对值和绝对值。跑台试验的最大摄氧量相对值和绝对值。81.
20、878 10.23277.763 12.96484.067 11.7426+6)1.74+6)1.7采用SPSS24.0对跑台试验和二级台阶试验的最大摄氧量进行录入和筛查，并针对两种试验结果进行描述性统计，数据表示为均值标准差(XS);分别按照年龄和性别分类将跑台试验和二级台阶试验测得的VO2mx进行配对样本t检验和相关性分析；对两者各自的VO2mx方差分析和差异性检验以及年龄性别差异的交叉检验；对跑台试验和二级台阶试验的最大摄氧量进行KendallsW协调系数一致性分析。（KendallsW是分析数据关联性的方法之一，从两个及以上数据是否协调一致的角度出发检验，一致性范围从0（完全不一致)到
21、1（完全一致）：小于0.2 较差，0.2 0.4一般，0.4 0.6 中等，0.60.8较强,0.8 1.0 很强。3结果3.1台阶试验与二级台阶试验基线资料比较（见表3)表3台阶试验与二级台阶试验结果指标男性(n=39)跑台试验最大摄氧量相对值42.774 8.952最大摄氧量绝对值3.121 0.743二级台阶试验最大摄氧量相对值35.146 6.606最大摄氧量绝对值2.549 0.472女性(n=40)37.886 6.7042.0820.32734.370 5.5141.886 0.229体育科技文献通报275第31卷第9期2023年9月全部(n=79)40.361 8.2472.6
22、08 0.77534.763 6.0652.222 0.498令其他研究IQITAYANJIU 由表3 可知，在跑台试验和二阶台阶试验中，男性的最大摄氧量相对值和绝对值均大于女性。3.2 跑台试验和二级台阶试验V02max的一致性分析3.2.1 Bland-Altman差值检验按性别分类的一致性检验，本文通过Bland-Altman差值方法来检验跑台试验与二级台阶试验最大摄氧量是否具有一致性。首先对每个人的跑台试验和台阶试验最大摄氧量进行差值及均值处理，之后分别绘制二阶摄氧量及二阶最大摄氧量的散点图，得到Bland-Altman散点图结果如下（见图1图 2):什饥；引15,o，s最大榻氧鼠之垃
23、4 _，0性欠 20一30紫色30 40黄色40-50红色50 60绿色 .,.，一-身-一-一一.一.一.一.一3.00 lllOO 10 心印最大出諷炽均位幻Jl0om.-一-_,-一-叫,.赍叶 !4 多.5,.IO.15 图 2女性最大摄氧量的bland-Altman检验根据上述bland-Altman检验散点图可以得出，男性试验者最大摄氧量差值的95置信区间为9.2-8.8，女性试验者最大摄氧量差值95的置信区间为8.6-6.3。根据上述分析图结果显示，男性、女性测试者，最大摄氧量差值超出 95%的样本均有两个，接近5%，因而认为跑台测试与二级台阶测试的最大摄氧量基本一致。3.2.2
24、 Kendalls W检验接下来本文通过定性分析体现跑台试验与二阶台阶试验的一致性。按照各位测试者跑台试验和二级台阶试验最大摄图1男性最大摄氧量的bland-Altman检验氧量的高低，分成了以下几类（见表4)。表4成年人最大摄氧量测量标准20-30紫色30-40黄色40 50红色50 60绿色 -一.!I.-一.:.-一-一-一一.,.DO 从90.1X1 gm 最大挝諷盂均位性别男女年龄20-29V 38 30-39V 37 40-49V35 50-59V 32 60-69V 29 20-29 V 32 30-39V3l 40-49V 29 最大摄氧量V02max(nu.min-I.kg-
25、1)38 V 42 42 V 46 46 V 51 37 V 41 4lV44 44 V 48 35 V 38 38 V 42 42 V 46 32 V 36 36 V 39 39 V 43 29三V3232 V 36 36 V 40 32 V 36 36 V 40 40 V 44 3l三V3434 V 38 38 V 42 29 V 33 33 V 36 36 V 40 50-59 V 27 27 V 30 60-69V25 25V27 等级（评分）极弱（1)弱(2)然后对每名测试者的跑台试验和二级台阶试验进行 Kendalls W一致性检验，得到检验结果如表5所示。表5跑台试验与二级台阶试
26、验一致性检验值渐进标准误差a统计挹近似值SigKendalls 0.5400.0658.3560.000Spearman相关性0.6710.0687.9400.000Peru-son的R0.6730.0617.9810.000从表格中可以得出结论，两种试验方法的相关系数较高，相关系数达到了 0.673,Kendalls W一致性系数为 0.540，对应的p 0.05，说明对于同一名测试者，进行跑台试验测试和台阶试验的测试结果具有较强的一致性。为了进一步研究不同年龄及性别的测试者，参加两种试验一致性是否相同，接下来本文对测试者的性别、年龄进行分类，测试跑台和台阶试验的一致性，得到结果见表6。年龄
27、（岁）20-29 30-3940-4950-60 表6两种测试Kendall一致性检验男女0.650 0.785(0.000)(0.000)0.352 0.163(0.142)(0.550)0.640 0.373(0.000)(0.157)0.274 0.419(O.326)(0.128)V兰51V 48 V兰46V兰43V兰40V 44 V 42 V兰4030 V 33 33 V 37 V 37 27 V 30 30 V 度。通过SPSS 24.0结果表明：不论是男性还是女性,跑台试0.05,认为最大摄氧量的推算值不存在性别差异。验后最大摄氧量和二级台阶试验后的最大摄氧量,都有较高的表8 不
28、同性别最大摄氧量差异检验相关性,其中女性的相关系数高达0.8 56(P0.01),男性的相平方和关系数为0.8 2 2(P0.01)。471.920最大摄氧量4833.657对年龄段进行分类，检测各年龄段跑台试验和二级台阶（跑台）试验后的最大摄氧量相关程度，得到结果发现各年龄段进行跑台试验和二级台阶试验后，两种测试方法的最大摄氧量都有较强的相关性,相关系数大致随着年龄的增大而降低。表7 跑台及两级台阶最大摄氧量相关系数分类相关系数性别女男年龄20 29303940 4950 603.3.2跑台试验和二级台阶试验的性别和年龄差异性分析本文选取跑台试验和二级台阶试验的最大摄氧量检验各自在性别、年龄
29、等方面是否存在显著差异。首先选取性别为因子单因素方差分析,运用 SPSS 24.0 检验男性和女性受试者是否存在显著性差异。从结果可以看出（见表8），跑台试验中显著性p=0.0080.6一致性成程度较强,30-40 岁女性的最大摄氧量KendallsW 0.8（P0.01）,其余30-39岁的相关系数为0.7 30(P0.01）,40-50 岁的相关系数为FSig.10.7460.0029.1300.0002.0560.114均方16.197274.3169.58028.200F0.5749.7280.340Sig.0.4510.0000.7970.742(P0.01),50-60的相关系数为
30、0.6 9 7(P0.05不存在性别差异,为何二级台阶试验中分男女性别的VO2max值不存在差异，还有待探究改进推算。通过同一试验方法不同年龄段间的比较，两种方法都认为不同年龄间的VO2max有较为明显的差异且均显示50 岁后人的VO2max呈下降趋势,而作为心肺功能评定金标准的跑台试验提示40-50 岁人的VO2max可能介于2 0-30 岁和30 40 岁之间,那么一个人2 0 50 岁的VO2max有可能并不呈现单一的上升或下降趋势，也可能存在2 个或2 个以上VO2max峰值。对于最大摄氧量随人体生长发育的变化趋势,还有待研究验证。6结论和建议通过分析发现，跑台试验和二级台阶试验的最大
31、摄氧量基本一致，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30-6 0 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。2 0 2 9岁的男女和40 49的男性可以直接二级台阶测最大摄氧量。参考文献：1陈飞渡，常永玲,汤长发.普通男大学生有氧能力监测指标研究J.体育与科学,2 0 14,35(6):114-118.2刘芹.最大摄氧量的测量与评价J.小作家选刊（教学交流），2014,7:336.3陈锐，汤长发.普通大学生最大摄氧量间接测试法的比较研究.4傅国.最大摄氧量研究综述J.体育科技文献通报，2 0 19,2 7(08):153 154.5
32、房殿生，下卡.优秀游泳运动员VO2max测试方法对比研究J.广州体育学院学报，2 0 17,37（4）:90-93.6范超群,徐凯，聂明剑，等.心肺耐力的科学测评：心肺运动试验与6min二级台阶试验的比较J.中国组织工程研究,2 0 19,2 3(23);3686-3691.7吴乐.大学生有氧工作能力的间接测试法的对比研究D.长沙：湖南大学,2 0 16.8郭辉,孙景权，张一民.六分钟上下楼梯试验与摄氧量的相关性研究J.成都体育学院学报,2 0 16,42（3）：14-18.9郭辉，成年人心肺耐力自评价方法的研制与参考等级的建立D.北京：北京体育大学,2 0 16.10 享郭倩.二级定量负荷评价中老年心肺耐力方法的探索与参考等级的建立，11 王正珍.ACSM运动测试与运动处方指南M.9版.北京：北京体育大学出版社,2 0 14.12 薛留成.体育测量与评价M.开封：河南大学出版社，1993：10 9-117.13石秀廷，尹小俭.2 0 m往返跑用于青少年心肺耐力评价的研究进展J.中国学校卫生,2 0 17,38（12）：1916-192 0.278BULLETINOFSPORTSCIENCEANDTECHNOLOGYVol.31.NO.9.2023
