最大攝氧量(VO2max)是指人從事激烈運動下,組織所能消耗或利用氧的最高值,被認為是評價個人有氧能力和心肺耐力的最佳單一指標。
最大攝氧量的使用相當廣泛,然而其測量需使用昂貴且笨重的機器,如:電動跑步機、腳踏車測功器、氣體分析儀等,不適合應用於一般民眾或運動場上,也不適用於年幼及年長者,因此運動科學研究人員透過實驗相繼提出一些替代方案,透過公式預測最大攝氧量。
由於在實際設定訓練強度時,難以以攝氧量作為劃分依據,因此通常會戴心率帶或心率表,透過最大攝氧量算出最大心跳率(HR max)(或實際測量過),以最大心跳百分比(HR%)或儲備心跳率(HR reserve)作為設定訓練強度的依據。
以下分別介紹最大攝氧量與最大心率的實際施測法,以及以非最大強度運動預測最大攝氧量的方法。
一、最大攝氧量測量:在實際測量最大攝氧量時,測驗者須戴上採氣面罩,並戴上心電圖計。
1、Bruce原地跑步機測驗:
測驗者在跑步機上,運動速度以1.7英哩/hr、跑道坡度10%開始,每3分鐘升一等級,也就是增加速度0.8英哩/hr及坡度2%,總共有七級(速度6.0英哩/hr、跑道坡度22%),測驗者在跑步機上跑至衰竭,即停止運動測驗。
2、Balke原地功率腳踏車測驗:
測驗者在功率腳踏車上,調整坐墊高度至舒適位置,踩踏全程測驗者須維持踩踏速度在60rpm,踩踏開始前3分鐘輪阻負荷1公斤(367.2kgm/min)為熱身,接續每2分鐘增加輪阻負荷0.5公斤(183.6 kgm/min),測驗者踩踏至衰竭或速度明顯持續低於55rpm,即停止運動測驗。
※最大攝氧量的判定標準需滿足以下四個條件:
1、呼吸交換率(RER)值超過1.1 (註1)
2、最大心跳率需達「最大心跳率預測值-10」以上(最大心跳率預測值以220-年齡來計算)
3、增加運動負荷攝氧量也無法增加,僅維持水平或下降
4、受試者無法再繼續運動
二、非最大攝氧量測量及預測:測量非最大攝氧量時,通常會同時配戴心率傳感器蒐集心率數據。
1、庫柏12分鐘長跑測試(Cooper 12 min run test):
測驗者盡最大努力在12分鐘跑最長距離。
VO2max(ml/kg/min)=0.02×跑步距離(m)-3.47
2、庫柏1.5英哩(2.4公里)長跑測試(Cooper 1.5 miles test):
測驗者盡最大努力在最短時間內跑完1.5英哩。
VO2max(ml/kg/min)=483 /時間(min)+ 3.5
三、其他:
1、Yo-Yo間歇測驗1(Yo-Yo intermittent recovery test, Yo-Yo IR test1):用於評估間歇運動的運動員最大攝氧量。如:足球、籃球
測驗者先進行暖身,接著在由重覆 2×20 公尺來回在起點、轉回點及終點線,由錄音放出的〝嗶〞聲來控制漸增速度的跑步(https://www.youtube.com/watch?v=NPuPJ_7WIBI ),測驗者每來回跑一次會有 10 秒主動休息時間,由以10~13 km/hr漸增速度跑4次(0~160 m),接著以13.5~14 km/hr漸增速度跑7次(160~440 m),此後每跑8次(8×40 m),速度增加0.5km/hr (分別是第760 m、1080 m、1400 m、1720 m),直至跑到力竭,若在測驗過程中有兩次不能在規定時間內到終點線,則測驗結束。
2、三分鐘登階測驗(教育部體育署於2014年修訂國民體適能檢測實施辦法之流程):
測驗者先以坐姿休息5分鐘,接著者站立於35公分之臺階前,面向牆壁,配合節拍器節奏,以每分鐘九十六拍之速度,每四拍上下臺階一次,持續三分鐘,接著再以坐姿休息,並蒐集運動後恢復第一分鐘心跳率(HR1)、第二分鐘心跳率(HR2)和第三分鐘心跳率(HR3),測驗者若3分鐘登階次數未符合節拍頻率三次以上,則該次測試為無效。
登階體能指數=18000/[(HR1+HR2+HR3) × 2]
以下為教育部體育署公布之登階指數與體能的對照表。
男子登階指數與體能的對照表
年齡 | 不好 | 稍差 | 普通 | 尚好 | 很好 |
20~25 | 45.4~50.1 | 51.1~55.4 | 56.3~59.6 | 60.4~66.6 | 68.2~76.3 |
26~30 | 44.1~48.9 | 49.5~52.6 | 53.6~56.0 | 57.0~61.0 | 63.4~71.0 |
31~35 | 44.6~48.1 | 49.5~52.6 | 53.9~56.4 | 57.7~62.5 | 64.7~72.6 |
36~40 | 45.0~48.6 | 49.5~53.5 | 54.2~58.0 | 60.0~64.7 | 67.2~76.0 |
41~45 | 44.0~49.4 | 50.6~53.6 | 54.8~58.8 | 60.8~65.2 | 68.0~77.6 |
46~50 | 44.0~50.0 | 51.2~54.6 | 55.5~58.6 | 60.0~64.7 | 67.6~75.6 |
51~55 | 39.6~50.0 | 51.3~55.0 | 56.5~60.4 | 61.2~66.7 | 68.7~73.2 |
56~60 | 40.8~49.2 | 50.0~55.3 | 56.3~60.4 | 61.6~68.2 | 71.0~79.0 |
61~65 | 26.6~46.1 | 49.2~52.9 | 54.2~60.0 | 60.4~65.2 | 67.1~76.9 |
女子登階指數與體能的對照表
年齡 | 不好 | 稍差 | 普通 | 尚好 | 很好 |
20~25 | 41.1~47.6 | 48.4~51.0 | 52.0~55.9 | 57.3~62.0 | 66.0~75.0 |
26~30 | 42.2~48.4 | 49.7~52.2 | 52.9~56.0 | 57.1~60.4 | 62.5~67.9 |
31~35 | 42.8~48.4 | 49.9~53.0 | 54.2~57.7 | 58.8~62.5 | 65.0~73.1 |
36~40 | 35.7~48.0 | 49.0~52.4 | 53.0~56.0 | 57.3~62.1 | 64.2~72.6 |
41~45 | 33.9~49.0 | 50.2~53.6 | 54.9~58.1 | 59.6~62.9 | 64.1~70.0 |
46~50 | 27.0~46.6 | 48.9~53.9 | 55.2~58.4 | 59.6~64.7 | 66.6~74.3 |
51~55 | 25.0~42.0 | 47.6~52.9 | 54.0~58.8 | 61.6~66.2 | 69.8~78.3 |
56~60 | 22.6~41.0 | 44.8~53.1 | 54.7~60.0 | 61.2~64.3 | 67.7~73.8 |
61~65 | 22.6~31.0 | 38.8~49.6 | 51.1~56.3 | 58.0~67.0 | 70.2~90.5 |
四、利用跑力表找到自己的跑力值
註1:呼吸交換率(respiratory exchange rate, RER),也稱為呼吸商 (respiratory quotient, RQ),指肺臟中氧氣與二氧化碳交換的狀況,也就是每分鐘攝氧量除以每分鐘產生的二氧化碳量,反映了巨量營養素在細胞內氣體交換的情形,通常RER=0.70代表能量的消耗由脂肪提供,而RER=1.00則代表能量的消耗由醣類提供。