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1、身体机能的测量与评价身体机能是指人的整体及其组成的各系统、器官所表现的生命活动。测量这些机能的目的是阐明其机能规律、特点及其影响因素。身体机能的测量指标，应选用简便易行、并能客观地反映人体的正常机能水平及运动前后水平。然后，对所获取的各种生理机能信息给予客观地评价。第一节 循环机能的测量 循环系统是由心脏和血管组成的闭锁管道。它的功能反映一个人的发育水平、体质状况和运动训练的水平。测试心血管系统的机能时，与人体所处的状态有着密切的关系。运动生理工作者认为，如果对心血管系统的机能做出较全面的评价，应当测量在相对安静状态、定量负荷状态及最大负荷状态下的机能反应(即三态反应)。不能只单纯测量安静状态
2、时的心血管机能。因为一般人和经常锻炼者或运动员处于安静时的心脏机能无显著性差异，只有在进行强度较大的负荷时，才能表现出明显的差异。测试心血管机能，一般都采用定量负荷的方法。一、心率的测量方法动脉触诊法心脏搏动所产生的压力变化使主动脉管壁发生振动，沿着动脉管壁向外周传播又称为脉搏。 测量部位：桡动脉（颈动脉、颞动脉）。听诊法 测量仪器：听诊器、计时秒表。 测量部位：心前区左侧第五肋间心尖部位。3心率遥测法二、常用心率指标11.基础心率(脉搏)（晨脉）在凌晨清醒状态,躺在床上测量30秒脉搏换算成一分钟脉搏。基础脉搏比较稳定有效的锻炼使基础脉搏降低。安静心率受试者经过至少分钟以上时间静坐休息后，连续
3、测量次秒心率，以判断受试者是否处于相对安静状态。三次测量结果一致时换算成一分钟脉搏。安静心率在一些定量负荷实验前进行测量。3. 运动后的即刻心率 测量运动后10秒钟心搏次数，换算成一分钟心率。运动后即刻心率与运动强度有密切关系,在极限负荷范围内,运动强度大小与运动后的即刻心率成正比。4. 立卧位脉搏差的测量受试者仰卧至脉搏安定后，测量一分钟脉搏为卧位脉搏；站立后脉搏安定测一分钟脉搏为立位脉搏数。立卧位脉搏差等于立位脉搏数减去卧位脉搏数。差值越小表明心机能越好。 评价：611次为良好；1219 次为一般；20次以上为差。二、血压的测量 血压是指血液在血管内流动时，对血管壁产生的侧压力。一般测量血
4、压是动脉血压。1. 安静时血压测量 世界卫生组织规定，14岁以下儿童舒张压以变音点为准，15岁以上少年和成人以舒张压消音点为准。2. 克兰普顿测量克兰普顿测量是根据姿势改变引起脉搏和血压的变化来评价循环机能的方法。测试方法如下： 受试者仰卧至脉搏安定，测量仰卧状态受试者1 分钟脉搏，并测量收缩压。 受试者站立至脉搏安定，测量站立状态受试者1 分钟脉搏，并测量收缩压。 计算评价指数： 脉搏差=站立1分钟脉搏数减卧位1分脉搏数 血压差=站立收缩压减卧位收缩压脉搏差越小，血压差越大表明循环环机能越好。根据这一原则大量测试后，可制出评价标准。三、心血管机能指数测量 1. 30秒钟30次蹲起 30秒钟3
5、0次蹲起，是瑞典体育联合会制订的一种测量运动员心脏机能的简易方法，由于该方法简便实用，作为测量一般人及运动员心血管机能指标被广泛应用。 测量方法略。 心功能指数评价标准： 指数小于或等于0，心脏机能为最好；05为较好；610为一般；1115为较差；大于16为最差。 这一标准只适用于运动员，在评价一般 我国青少年田径运动员心功指数评价标准，表5-3少年田径运动员心功指数评价标准泙 项 目评价等级 中长跑 短跨跳投 最好 0以下 3以下 较好 13 46 一般 411 714 较差 1214 1517 最差 15以下 18以下 1992年体育科学 该标准适合我国1117岁青少年男女田径运动员心血管
6、机能评价，评价时仅以项目分组评价，可不考虑年龄和性别的差异。 2. 哈佛台阶试验简易法 测量仪器：50厘米高的台阶、秒表、节拍器。 测量方法：受试者按节拍器以每分钟上下台阶30次的负荷，持续运动5分钟。上下台阶时腿及躯干要伸直。 如因疲劳不能完成5分钟运动时，可中途停止， 但要记录下持续运动的时间。运动停止后立刻坐下，测量运动后11分半钟的30秒脉搏。 评价：将所得数据代入公式： 运动持续时间(秒)100 哈佛台阶试验指数= 5.530秒的脉率 评价标准： 50以下：差 5080：中 80以上：良好3. 我国普通人台阶实验 测试前，令受试者静坐5min，然后连续测量三个10秒钟的脉搏，以判断受
7、试者是否处于相对安静状态。当三次测量值相同或其中两次值相同并与另一次相差不超过一次时，即可认为是处于相对安静状态，否则令受试者休息后再测量，直到符合测量方法的要求，在进行正式的实验。 正式实验使用清华同方制造的台阶实验仪器进行测试。台阶高度分别为30和40，登台频率为30次/min，运动负荷时间为3min。令受试者按照节拍器的节奏进行运动负荷，负荷过程中，身体保持正直，上、下台阶时双腿要伸直。负荷后由指脉仪测量恢复期脉搏数，仪器自动计算出台阶指数，并记录之。）（台阶指数3212100ffft 4. 日本台阶试验 日本根据本国青少年儿童的年龄差异，按照哈佛台阶试验的方法，制订了台阶运动的测试方法
8、和评价标准。 测量仪器：凳子若干(或台阶)、男子高度为40厘米，女子为35厘米(小学男女均为35厘米)、节拍器、计时秒表。 测量方法：让受试者每分钟以30次的频率上下台阶，一般应持续35分钟(17岁以上为五分钟， 十六岁以下为三分钟)，共上下90次或150次(一上一下为一次)。中途停止运动应注明负荷时间(秒)。上下台阶时，左右腿轮换上下，每次上台阶时腿要伸直，然后再下台阶。做完后坐下，测量恢复期第二、三、四分钟前30秒的脉搏，然后计算心功指数。 目前我国不少地区的学校都采用日本台阶试验的方法。 指数计算公式与哈佛台阶试验相同。 5. 12分钟跑美国学者库柏(Cooper)提出的12分钟跑，是目
9、前在国际上颇为盛行的一种心血管耐力测验。 目的：测量心血管机能。 对象：初中至大学男女均适用。 场地器材：计时秒表、口哨、距离标记。400 米标准田径场，把一圈跑程八等分，每段距离为50米。若为300 米或200米田径场，可把一圈跑程六等分或四等分。 若无专用田径场，亦可选择一块100米长度的平坦地面，进行往返跑。 测量方法：受试者站在起跑线后，每一名受试者需一名计时员(兼计圈员)。发令起跑后，要尽自己最大力量跑完12分钟，该受试者12分钟内跑的距离即为测验成绩。每名记圈员要记住受试者跑过的圈数。当听到“停跑”信号后，即刻记下受试者的所在点。测验成绩(米)圈数400+最后圈跑的段数50+最后段
10、所跑的米数。 例如：12分钟跑了5圈又3段，最后一段跑了8米， 则该受试者12分钟跑的总距离是：5400米+350米+8米= 2158米。 表58 12分钟跑评价标准国家 年龄 性别 最 差 差 一般 良 优 美国 30岁以下 男 1600以下 16001950 20502380 24002780 2800以上中国 1825岁 男 2384以下 24002514 25152730 27312900 2910以上日本 1829岁 男 1999以下 20002399 24002799 28003199 3200以上引自体育科学1982年第2期憙 四、运动强度测量 1. 本方法所用仪器只需秒表，但却
11、需要了解本人运动时的最高心率。该试验的目的是用心率控制在不同状态下的运动强度，而获得良好的训练效果。卡尔森公式如下： (最高心率运动前安静心率)2+运动前心率 一般在跑及游泳等项目的间歇训练中，多把心率控制在120180次/分最佳范围之间。 一般学生在早操跑步中的强度，控制在131150次/分之间，成年人健身跑锻炼可用170减去年龄来控制运动强度。所测得的心率，可为教学、训练及健康锻炼提供生理学的依据。运动负荷强度与对应心率 表54运动负荷强度与心率 负荷强度 心率次/分 男 女 低强度 130以下 135以下 中强度 131155 136160 大强度 156175 161180 极限下强度
12、 176以上 180以上 极限强度 220 220 在进行健身活动时，运动强度是设计健身运动处方中最重要又是最困难的部分。强度过小达不到锻炼的效果，强度过大又会带来危险，特别是心血管病人在运动时更应严格控制运动强度。那么在健身时如何控制运动强度呢？运动强度可根据最大吸氧量、心率、自感用力度（RPE）和梅脱（METs）四种方法来确定。其中用心率指标来监测运动强度是最简单易行的一种方法，下面就简要介绍如何运用心率来推算运动强度的方法。最大心率是达到最大运动强度时的心率，对于一般人来说，可以选用下列公式间接推算出最大心率：一般健康的人：最大心率（次分钟）=220年龄（岁）靶心率是指能获得最佳效果并能
13、确保安全的运动心率，也称运动适宜心率，健身锻炼的靶心率一般取本人最大心率的6085，其下限为健身锻炼的有效界限，上限为安全界限。上下限之间为运动的有效心率区间。比如一个40岁的中年人在健身时有效界限是：（22040）60=108次分钟，其安全界限是（22040）85=153次分钟。其运动时心率控制在108153之间是适宜的。 卡沃南（Karvonen）公式法，此方法注重区分运动者的个体差异，因此较单纯依靠年龄确定靶心率范围更具科学性。其公式如下： 靶心率=（最大心率安静时心率）（0.60.8）安静时心率。 例如：一个40岁的中年人，安静时心率为70次分钟，按公式“220年龄”推算的最大心率为1
14、80次分钟，那么其靶心率的上限和下限值分别为： 上限靶心率（安全心率）：（18070）0.870=158次分钟下限靶心率（有效心率）：（18070）0.670=136次分钟 净增心率法，此方法是根据体质强弱控制运动强度，适用于冠心病、高血压、肺气肿等慢性病的运动康复。 体质强组：运动心率（次分钟）=安静心率60 体质中等组：运动心率（次分钟）=安静心率40 体质弱组：运动心率（次分钟）=安静心率20 1 MET也被定义为每公斤体重每分钟消耗3.5毫升氧气，大概相当于一个人在安静状态下坐着，没有任何活动时，每分钟氧气消耗量。一个5 METs的活动表示运动时氧气的消耗量是安静状态时的5倍。MET是
15、用于表示各种活动的相对能量代谢水准，也是除了心率和自觉运动强度以外的另一种表示运动强度的方法。 代谢当量的用途代谢当量的用途 指导特殊人士的日常生活活动和职业活动的选择。一些严重的心血管病患者不能像正常人一样进行所有的日常生活活动或职业活动，需要在医院进行相关测试来确定患者的安全运动强度，然后根据常用日常生活、娱乐及工作活动的代谢当量表（表1）选择合适的活动。 一些用于治疗心血管疾病的药物有影响正常心率的作用，服用这些药物的心血管疾病患者运动时的心率就不能准确地反映运动强度的真实情况，因此，这时就会使用代谢当量（MET）来表示运动强度。 根据相关计算公式可以将代谢当量（MET）转换成能量消耗量
16、，能够帮助我们计算出每次训练所消耗的热量，这对于控制体重的人士是非常有价值的。 在一些特殊情况下（比如：给一些患有严重心血管疾病的人士设计运动处方）运用代谢当量表示目标运动强度时，可以通过代谢当量公式计算目标运动强度相对应的负荷量。 ACSM（ American College of Sports Medicine） 代谢当量计算公式代谢当量计算公式 2006 ACSM设计了用于计算走路、跑步、固定自行车、台阶的总氧气消耗量（Gross VO2）的代谢当量公式。由于没有考虑到年龄、性别、运动技巧和体格大小对于这些运动类型的能量消耗的影响，因此这些公式只是相对精确地估算运动时总氧气消耗量（Gro
17、ss VO2）。 运动类型运动类型 计算公式计算公式 步行 Gross VO2=3.5+0.1（速度）+1.8（速度）（坡度百分比） 跑步 Gross VO2=3.5+0.2（速度）+0.9（速度）（坡度百分比） 固定自行车（下肢） Gross VO2=7+1.8（功率）（体重） 固定自行车(上肢) Gross VO2=3.5+3（功率）（体重） 上下台阶 Gross VO2=3.5+0.2（上台阶速度）+1.331.8（上台阶速度）（台阶高度） 第二节呼吸机能的测量第二节呼吸机能的测量人体需氧量取决于生理机能状态，运动强度增大时需氧量相应改变。安静时，每分需氧量为200300毫升。剧烈运动时
18、每分需氧量可以增加200倍以上。 人的摄氧能力有一定限度，一般用最大摄氧量衡量。肺通气量大小主要取决于呼吸深度，吸入和呼出的气体容积，可用肺功量计测量。一、肺活量的测量肺活量测量是指肺的静态气量，与呼吸深度有关，不受时间限制的肺充气或排气的容量。肺活量主要提示呼吸机能的潜力。 1.测试前应向受试者讲解、示范肺活量的测试方法，受试者可稍作练习。 2.注意受试者吸气和呼气是否充分或有无漏气现象，如有应及时纠正。 3.注意在测量前准备好消毒用具。测试时不要让水溢出并保持水的清洁。 表513奎因台阶测验评价标准櫨百分位数大学生心率 预测最大摄氧量 男大学生心率 预测最大摄氧量 (次/分) (毫升/千克
19、分) (次/分) (毫升/千克分) 95 140 40.0 124 59.3 90 148 38.5 128 57.6 80 156 37.0 136 54.2 75 158 36.6 144 50.9 50 166 35.1 156 45.8 25 176 33.3 168 40.8 20 180 32.6 172 39.1 10 184 31.8 178 36.6 5 196 29.6 184 34.1 二、有氧耐力的测量 人体有氧能力的大小，可以作为衡量运动员有氧代谢能力、呼吸、循环、肌肉功能的主要指标之一。因为它代表单位时间内，人体从外界摄氧，经过体内气体交换、运输及利用氧气的最大能力
20、。最大摄氧量与耐力项目的运动成绩高度相关。因此，最大摄氧量可作为测定有氧耐力的重要指标。 如何判断实验是否达到最大摄氧量的水平，直接关系到所得实验结果的准确性。一般可以用以下几个指标来判断。 1.当负荷不断增加，而摄氧量保持不变，运动强度与摄氧量不再保持线性关系。 2.呼吸商大于或等于1。 3.负荷时心率每分钟高于180次。 4.血乳酸的浓度超过7080毫克/100毫升血液，或者是89毫克分子浓度。 5.主观感觉已精疲力竭，经一再激励仍不能保持原运动负荷强度。 测量最大摄氧量应注意的基本要求： 1.运动负荷应有大肌肉群参加，完成的是动力性的工作。 2.运动负荷量必须能够计算。 3.摄氧量测定应
21、当在运动开始几分钟后，生理机能达到稳定状态。多数学者认为，以第二次呼吸的出现，作为耐力运动的特征较为合适。一般而言，第二次呼吸的出现，大约在15002000米左右。因此，评价运动员的耐力负荷，所选的距离应不少于2000米。 测量方法有直接测量法和间接测量法。前者得出的数值较准确，但实验程序复杂、仪器昂贵、技术性较强。所以，根据条件和实际需要多用间接测量法，比较经济实用，但准确性稍低，用于一般耐力训练水平、运动能力的评价还是有价值的。 (二)奎因(QUEENS)台阶测验 本实验评价大学生最大摄氧量，即有氧耐力能力。适用于男女大学生。 测量仪器：台阶(高度41厘米)、秒表、录音机或节拍器。 测量方
22、法：每个受试者在41厘米高的台阶上，女生每分钟上下台阶22次，男生每分钟上下台阶24次，连续负荷3 分钟。测验前，测试者先做一次示范，再让每个受试者根据动作要求，按录音机播放的节拍练习15秒钟。正式测验前，受试者还要练习自己计数脉搏的方法，自测颈动脉的脉搏。测验3分钟结束后，受试者取站姿，自己计算负荷后5秒钟到20秒钟之间的15秒钟的脉搏。负荷后15秒钟脉搏乘4即为每分钟的脉搏。 奎因台阶测验评价最大摄氧量的回归方程式为： 女生：y=65.810.1847X 男生：y=111.380.42Xy为最大摄氧量(毫升/千克分) X为负荷后心率(次/分)。 评价标准，见表513。第三节感觉机能的测量
23、各种感觉能力的发展是运动技能形成的重要因素。具有较高的肌肉运动和平衡的差别感受性，可促进动作技能的掌握，正确地形成用力感觉，改变提高绝对阈限和差别阈限的能力，加快对各种感觉的适应能力，以便最大限度地发挥人体知觉选择性的能动作用。一、感知跳跃距离测验 目的：通过双足跳的用力程度，来测量受试者的感知跳跃距离的动觉能力。 对象：男女儿童至成人均适用。 测量三性：两次测验的总和作为观测数，其可靠性系数为0.44；测验次数增加至10次时，其可靠性系数为0.61；客观性为0.99；闭眼做此测验时，内容有效性可接受。 场地器材：皮尺、粉笔、蒙眼布。场地规格见图51。跳距可根据年龄适当调整，由61厘米减至46、38、30厘米均可。 测量方法：测验前首先让受试者在不蒙眼的情况下，先练习12次，使其感知和体验两线之间的空间距离。然后令受试者蒙住双眼。测验时双足从起跳线的后缘(不准踩线)跳至目标线的前缘。要求双足跟尽量靠近目标线。每次测验后，可允许受试者观看足跟落地与目标线之间的距离，以求得信息反馈。每人测试10次，每次丈量由目标线前缘至足跟落地点的距离。如两足跟不一致时，以远侧足跟为准，测量与记录成绩(总成绩越小越好)。思考题 1.简述机能测量的主要内容。 2.健身时,如何监控运动强度?