目前大多數(shù)手表的最大攝氧量VO2max計算源自于Firstbeat公司的算法，很多跑步的朋友非常關(guān)心最大攝氧量VO2max的數(shù)據(jù)變化，不管是絕對值還是變化趨勢。Firstbeat介紹VO2max還有一個前綴FITNESS LEVEL，翻譯成健康水平或體能水平，本文用健康水平。本文解讀VO2max參數(shù)，了解什么是VO2max，如何計算，影響因素，怎么應(yīng)用，也從個人體驗出發(fā)聊聊參數(shù)的局限性。

什么是最大攝氧量VO2max?

最大攝氧量是指一個人在一分鐘內(nèi)所能消耗的最大氧氣量，這是絕對最大攝氧量的概念，單位是（升/分鐘）。有點類似汽車發(fā)動機排量，發(fā)動機排量是所有氣缸容積的總和，排量越大，功率越強。人體會更復(fù)雜一些，最大耗氧量除了跟心臟（發(fā)動機）有關(guān)，還跟氧氣從嘴鼻到心臟之間運輸能力有關(guān)。最精確的測量最大攝氧量，需要在實驗臺戴著呼吸設(shè)備和其它儀器，受試者進行最大努力的運動測試得出的結(jié)果。我們通常使用是的相對攝氧量概念，把絕對攝氧量除以體重，就是單位體重每分鐘消耗的氧氣量(毫升/公斤/分鐘)。是衡量一個人的有氧健康水平的黃金標準。

心臟病人最大攝氧量大約為10毫升/公斤/分鐘，世界頂級耐力運動員的最大攝氧量則接近90毫升/公斤/分鐘。

最大攝氧量與健康生活

缺乏體育活動和身體素質(zhì)差通常與健康問題相關(guān)，如心血管疾病、代謝紊亂(如超重、肥胖、糖尿病)、肌肉骨骼疾病、肺部疾病、癌癥、心理問題等。 較低有氧健康水平也會增加的過早死亡風(fēng)險，有氧健康的改善已經(jīng)被證明可以降低所有原因的死亡率。此外，雖然有氧健水平康通常會隨著年齡的增長而下降。對于身體狀況不佳的人來說，如果通過鍛煉使最大攝氧量增加10%，那么可以降低15%的死亡風(fēng)險，并讓他們多活10年。

最大攝氧量與運動表現(xiàn)

除了對健康的影響外，最大攝氧量是決定耐力表現(xiàn)的一個關(guān)鍵因素。VO2max設(shè)定了身體活動時新陳代謝的上限，不可能長時間的運動超過100%的VO2max。氧氣輸送到運動肌肉被視為VO2max的主要限制因素。此外，脂肪氧化、緩沖乳酸的能力、使用效率以及給定速度下VO2max的利用決定了長時間高強度運動(如長跑)的能力。表1給出了不同活動的耗氧量需求示例。

最大攝氧量計算方法

測量最大耗氧量的唯一直接方法是在實驗室測量。對于大部分人來說，不僅費用高，而且也不方便。穿戴運動設(shè)備（含有GPS和心率測量）的普及，使得普通大眾能夠近似測量最大攝氧量。下面介紹基于GPS和心率測量的Firstbeat最大攝氧量計算方法。

眾所周知，耗氧量與跑步速度之間存在線性關(guān)系。當跑步速度增加時，跑步的耗氧量也隨之增加。Firstbeat計算是一種基于心率和運動速度之間的聯(lián)系(如跑步、步行)的估算方法。

計算步驟

VO2max計算采用以下步驟:

1) 記錄個人背景信息(至少年齡)

2) 使用一種測量心率和速度的設(shè)備進行鍛煉

3) 將采集到的數(shù)據(jù)按心率范圍進行分段，計算不同數(shù)據(jù)段的可用度

4) 最可靠的數(shù)據(jù)段是利用人的心率和速度數(shù)據(jù)之間的線性或非線性依賴關(guān)系來估計人的有氧適能水平(VO2max)。

Firstbeat分析引擎會自動過濾輸入信號，以確保在檢測用戶最大攝氧量最大適應(yīng)水平時僅使用代表性數(shù)據(jù)，這提高了準確性和可靠性。跑步時等紅綠燈、過隧道或者心率測量異常的數(shù)據(jù)都會被過濾。

在Firstbeat驗證計算方法準確性時，其平均絕對誤差百分比為5%。因為在計算中使用了基于年齡的估計最大心率(HRmax)，最大心率的準確性將影響計算結(jié)果的準確性。所以，有人認為佳明手表最大攝氧量不準，可能原因之一是最大心率不準。

還有一點，運動設(shè)備測量速度和心率的準確性直接影響了最大攝氧量結(jié)果準確性。室內(nèi)跑步不被支持測量最大攝氧量，原因是室內(nèi)跑步無法測量準確的配速。如果在室外受到建筑物或環(huán)境影響，軌跡飄了，嚴重影響配速測量，最大攝氧量也不準。光電心率測量設(shè)備也會受到皮膚顏色、汗水、松緊程度等影響，也將影響最大攝氧量結(jié)果。使用心率帶將更準確和更穩(wěn)定。所以最大攝氧量準確度依賴運動手表的對心率和軌跡測量的準確度。

室外運動至少需要進行有效的2公里，才能被用于計算。

隨著時間的推移，F(xiàn)irstbeat的VO2max計算背后的算法將向使用者學(xué)習(xí)，使用設(shè)備的次數(shù)越多，VO2max估算值就越可靠。所以跑者盡量不要經(jīng)常更換設(shè)備，同一設(shè)備記錄的數(shù)據(jù)將有助于增加各項數(shù)據(jù)評估準確性，不止于最大攝氧量。

最大攝氧量應(yīng)用

(1) 代表健康水平

最大攝氧量是健康水平的黃金標準。一般來說，最大攝氧量在20歲左右達到最高，之后有氧適能開始下降。男性比女性高20%左右。

以下是男性和女性在不同年齡的最大攝氧量VO2max評價標準，大家可以對照一下。

以有以上標準，如果通過鍛煉達到較高最大攝氧量時，運動手表就會告訴你的體能年齡20歲，哈哈，開心不。

(2) 評估競技運動表現(xiàn)和訓(xùn)練

比賽時間預(yù)測

經(jīng)常關(guān)注跑步數(shù)據(jù)的朋友知道，提高最大攝氧量，可以提高馬拉松比賽成績。但反過來，最大攝氧量越大，比賽成績卻不一定越快。前者是某個人的縱向比較，后者是不同跑者之前的比較。

在優(yōu)秀的耐力運動員中，最大攝氧量并不是決定比賽成績好壞的唯一因素，因為他們的最大攝氧量都很高，運動員之間的差距很小。因此，其他生理、生物力學(xué)和心理因素對比賽結(jié)果有顯著影響。

最大攝氧量可對比賽中預(yù)期表現(xiàn)能力的粗略估計，即預(yù)測比賽成績。參考依據(jù)是Jack Daniels的比賽時間預(yù)測，如下表

Firstbeat最大攝氧量預(yù)測比賽成績是偏向樂觀的，以老蘇為例，當前最大攝氧量是61ml/kg/min，預(yù)測成績?nèi)缦拢?/p>

這里每個項目預(yù)估成績比老蘇實際能力高不少，比如5公里，最快18分左右，半馬PB是128，10公里PB是38-39，全馬PB是303，每一項均相差好遠。所以你把FB成績預(yù)測當作遠大目標就好，別當真。預(yù)估成績還是更相信跑力預(yù)測（有興趣可看看另一篇文章《跑力，你知道多少？》）

個性化訓(xùn)練指導(dǎo)

如果一個經(jīng)常訓(xùn)練高攝氧量的人和一個很少運動低攝氧量的人進行同樣的課程訓(xùn)練（下圖黑條），完成課程后，會發(fā)現(xiàn)訓(xùn)練有素跑者最大攝氧量降低了，而后者最大攝氧量提高很大。

如果訓(xùn)練負荷與一個人當前的健康水平相比過低，那么VO2max不會增加，并會開始下降，如果訓(xùn)練負荷過高，健康水平會由于超負荷而下降。在訓(xùn)練負荷最優(yōu)的情況下，健身水平的發(fā)展是最大的。因此，體能水平監(jiān)測是訓(xùn)練和指導(dǎo)的重要組成部分。圖8顯示了不同訓(xùn)練負荷(黑條)對健康水平的影響。

提高最大攝氧量有哪些好處？

1. 感覺好些，減少壓力

運動是從壓力大的一天開始放松的一種眾所周知的方法，但是較高的健身水平甚至可以防止生理壓力首先累積。Firstbeat生活方式評估研究數(shù)據(jù)庫中包含的數(shù)據(jù)表明，運動量大的人經(jīng)歷的生理壓力較小，并且在壓力確實出現(xiàn)時能更有效地承受壓力的影響。相同的數(shù)據(jù)還顯示出規(guī)律的體育鍛煉與個人幸福感之間有明確的聯(lián)系。

2. 輕輕松松應(yīng)對日常挑戰(zhàn)

改善健身水平，會使日常生活變得更輕松。結(jié)果，您會感到精力充沛。無論您是出去慢跑，逛雜貨店還是打掃車庫都沒關(guān)系。任何形式的體力活動都需要能量?；顒拥膯挝荒芰砍杀究梢员硎緸楫a(chǎn)生氧氣所需的氧氣，并可以表示為最大VO2的百分比。最大容量的這個百分比在輕松或艱苦的活動感覺以及如何輕松進行活動中起著重要作用。

很簡單一個例子，經(jīng)常跑步人去爬香山，比較輕松的爬上山頂了，如果一個不怎么運動的爬香山，兩步一停，五步一歇，要花很長時間。

3. 更快，更高，更強

作為有氧運動能力的關(guān)鍵指標，得知VO2max在各種運動中的表現(xiàn)起著作用就不足為奇了。盡管有氧健身對于諸如跑步和騎自行車這樣的耐力活動尤為重要，但有氧健身在諸如足球，籃球和任何其他會讓您喘不過氣來的運動中也發(fā)揮著作用。

4. 增進健康

您的健康水平會嚴重影響您對非傳染性疾病和整體健康的敏感性。健身水平較高的人患心血管疾病和冠狀動脈疾病，結(jié)腸癌和2型糖尿病的比率較低。美國運動醫(yī)學(xué)學(xué)院的這些發(fā)現(xiàn)得到了更多研究的支持，這些研究表明最大攝氧量增加10％可以使全因死亡率降低15％。

5. 時光倒流

變老是生活中的事實，但是定期運動和積極的生活方式可以使您免受許多衰老的影響。并非偶然，它們可以提高您的健身水平的相同類型的活動還可以最大程度地減少肌肉損失，保持骨骼強壯甚至保持大腦健康。多項研究也將較高的VO2max分數(shù)與罹患癡呆癥和阿爾茨海默氏病的風(fēng)險降低聯(lián)系起來。研究還表明，即使對于那些過去不活躍的人，經(jīng)常鍛煉也永遠不會太晚。

結(jié)論

有氧健康水平或有氧能力(VO2max)是指個體有氧代謝的最高水平。 根據(jù)科學(xué)研究，具有較高的有氧健康水平可以降低一個人患心血管疾病的風(fēng)險。

Firstbeat計算最大攝氧量的方法依賴于運動設(shè)備采集數(shù)據(jù)的精度，速度和心率數(shù)據(jù)越準確，最大攝氧量計值就越準。使用設(shè)備的時間越長，運動數(shù)據(jù)累積越多，計算結(jié)果也越準確。

提高有氧健康水平好處多多，任何時間鍛煉都不晚。

參考文獻