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基于动态心肺功能指标预测大学生最大摄氧量的研究

基于动态心肺功能指标预测大学生最大摄氧量的研究

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作者：李闯涛国家体育总局体育科学研究所

学位级别：硕士

研究目的研究递增负荷运动中动态心肺功能指标与最大摄氧量的相关性,探讨其生理学机制,筛选评估有氧运动能力的指标,建立基于动态心肺功能指标预测大学生最大摄氧量的数学模型,为科学健身提供理论与实验依据。研究方法受试者为健康大学... 详细信息

研究目的研究递增负荷运动中动态心肺功能指标与最大摄氧量的相关性,探讨其生理学机制,筛选评估有氧运动能力的指标,建立基于动态心肺功能指标预测大学生最大摄氧量的数学模型,为科学健身提供理论与实验依据。研究方法受试者为健康大学生266名(男134人,女132人),建模组200人和验证组66人。采用德国Cortex Metalyzer 3B系统和美国Cheetah nicom系统实时监测气体代谢和心功能,通过线性负荷递增运动方案测得最大摄氧量。利用SPSS26.0分析统计数据,相关数据使用“平均值±标准差”表示,相关系数用r表示,显著性水平用P表示。利用Kolmogorov-Smirnov检验各组数据正态分布情况,四组人群均为正态分布指标采用单因素方差分析检验各组之间差异,不符合正态分布的指标采用非参数Kruskal-Wallis检验进行多重组间比较。利用Pearson和Spearman检验各指标与最大摄氧量的线性和非线性相关。利用偏相关控制影响因素进一步筛选与最大摄氧量相关的指标。再利用多元线性逐步回归寻找能够预测大学生最大摄氧量的代表性指标,建立基于动态心肺功能指标预测最大摄氧量的数学模型并对所建立的方程进行拟合优度检验和回代检验。研究结果1、不同锻炼背景、性别大学生K、b、最大每博输出量(SVmax)、最大每搏输出量指数(SVImax)等动态心肺功能指标具有显著性差异(P心率(SVmax-HR)、最大每搏输出量对应心率占心率储备的百分比[(SVmax-HR/HRR)%]高于女性,而K、b低于女性(P0.05)。3、控制性别、锻炼和体重偏相关分析显示:SVmax、SVImax与VOmax呈显著正相关(P心肺功能指标K、b和SV max作为进入VOmax多元线性回归分析的候选指标,采用逐步回归分析方法,获得回归模型方程:VOmax=2.550+0.034×体重-0.452×K-0.012×b+0.197×性别(男=1,女=0)(R=0.892,P心肺功能指标K、b和SVmax作为进入VOmax/kg多元线性回归分析的候选指标,采用逐步回归分析方法,获得回归模型方程:VOmax/kg=70.848-7.011×K-0.202×b+2.432×性别(男=1,女=0)(R=0.736,P0.05);预测VOmax/kg的回归方程实测值(34.54±6.78ml/kg/min)和预测值(32.39±5.37ml/kg/min)的配对T检验结果显示二者具有显著性差异(P=0.028心肺功能指标K值、b值与锻炼密切相关,具备可测量性和更好的客观性,在预测有氧运动能力时可以取代体力活动问卷调查锻炼指标。4、纠正其他因素后,动态心肺功能指标K值、b值与VOmax和VOmax/kg均呈显著负相关,是预测评估有氧运动能力的重要候选指标;5、基于动态心肺功能指标K值、b值建立大学生VOmax的回归方程VOmax=2.550+0.034×体重-0.452×K-0.012×b+0.197×性别(男=1,女=0)(R=0.892,P<0.01),拟合优度检验较好,且实测值与预测

关键词：动态心肺功能最大摄氧量 nicom心排量有氧运动能力

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基于有序Logistic回归对北京高校大学男生心肺耐力分级的研究

基于有序Logistic回归对北京高校大学男生心肺耐力分级的研究

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第十二届全国体育科学大会

作者：李闯涛高晓嶙梁红红吴东哲国家体育总局体育科学研究所

研究目的:2018年11月《健康管理蓝皮书:中国健康管理与健康产业发展报告(2018)》提出提高全民健康素养和身体素质的发展战略。文件的颁布说明国家越来越重视国民健康水平,然而根据最近的国民体质健康调查报告显示,国民体质呈下滑趋势,... 详细信息

研究目的:2018年11月《健康管理蓝皮书:中国健康管理与健康产业发展报告(2018)》提出提高全民健康素养和身体素质的发展战略。文件的颁布说明国家越来越重视国民健康水平,然而根据最近的国民体质健康调查报告显示,国民体质呈下滑趋势,体质健康的教育水平也不够高,大学生这个庞大的群体亦是如此。健康的体魄对于大学生来说至关重要,心肺耐力是反映身体素质的一项重要指标。本研究基于心功能、血液指标,建立评估大学生心肺耐力等级的有序Logistic回归数学模型,对指导体育锻炼和制定运动处方提供很好的参考价值。研究方法:(1)实验法:选取北京5所高校134名大学男生为受试者,采用随机数字生成器分为建模组101人和验证组33人。所有受试者在运动测试前均接受空腹静脉采血测量血液指标;对受试者采用线性递增负荷运动进行有氧运动能力和心功能测试,分别采用德国台式CORTEXMETALYZER 3B系统和美国Cheetah nicom系统测气体代谢和无创心排量,主要采集受试者的心率、血压、心输出量、摄氧量和最大摄氧量等重要指标。按照百分位法将VO2max相对值划分为3个等级,设置北京高校大学男生VO2max相对值等级为因变量Y,心功能指标、血液指标以及控制因素体重为自变量X,建立分级预测模型,检验模型的有效性、拟合优度及预测能力。(2)数理统计法:采用SPSS26.0进行统计分析,相关数据均用X±S表示。利用相关和偏相关分析检验各指标与VO2max相对值等级的相关性,将筛选出的指标和控制因素体重共同进入回归方程,P心功能指标HR与VO2max相对值等级呈负线性相关(R=-0.374,P=0.000),SVI(R=0.478,P=0.000)和VET(R=0.440,P=0.000)与VO2max相对值等级呈正线性相关,即心功能指标与北京高校大学男生心肺耐力等级显著相关;(2)血液指标HGB与VO2max相对值等级呈负线性相关(R=-0.247,P=0.013);(3)纳入影响因素体重后获得北京高校大学男生心肺耐力分级的回归方程为:Ln{P (Y≤1|x)/1-P(Y≤1|x)}=-2.757-0.067*X1-0.025*X2+0.066*X3+0.018*X4-0.009*X5;Ln{P(Y≤2|x)/1-P(Y≤2|x)}=-0.771-0.067*X1-0.025*X2+0.066*X3+0.018*X4-0.009*X5(X1=体重、X2=HR、X3=SVI、X4=VET、X5=HGB);回归方程模型系数综合检验中平行线假设结果显示χ2=3.422,P=0.635>0.05接受原假设,说明模型通过平行线检验,可以使用有序logistic回归模型进一步分析。Cox&Snell R2为0.331,NagelkerkeR2为0.373;似然比检验结果 P=0.000心率、每博输出量指数、心室射血时间和血红蛋白等指标是北京高校大学男生心肺耐力等级的重要预测因素。(2)经过统计样本回代检验发现,北京高校大学男生心功能、血液指标与心肺耐力等级的多元逻辑回归模型拟合度较好,判别能力较强。但该研究的回代样本容量为33人,分布到3个等级中数量较少,尽管模型总体预测准确率较高,但仍存在局限性。在未来的研究中需开展更大样本量的调查与探索。

关键词：有序Logistic回归北京高校大学男生心肺耐力 nicom心排量

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基于心功能、血液、体成分指标预测大学生最大摄氧量的研究

基于心功能、血液、体成分指标预测大学生最大摄氧量的研究

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作者：杨慧君国家体育总局体育科学研究所

学位级别：硕士

研究目的研究在静息/亚极量递增负荷下,利用心功能、血液、体成分指标预测大学生VOmax的数学模型,为健康水平评估,训练效果评价提供一种安全、简便、准确的医务监督方法,避免极限强度运动时的心血管意外风险;也为nicom无创心排量和血流... 详细信息

研究目的研究在静息/亚极量递增负荷下,利用心功能、血液、体成分指标预测大学生VOmax的数学模型,为健康水平评估,训练效果评价提供一种安全、简便、准确的医务监督方法,避免极限强度运动时的心血管意外风险;也为nicom无创心排量和血流动力学技术在运动医学领域的推广和利用提供依据。研究方法本研究招募北京五所高校的在校大学生共266人(男134人,女132人),按照人群分类标准将受试者分为经常锻炼组(男103人,女61人)和不经常锻炼组(男31人,女71人)。对受试者进行血液和体成分测验、静息状态和递增负荷运动下的nicom心排量测试和最大摄氧量测试。通过SPSS统计分析软件,对所采集的数据进行整理分析,为试验结果的产生提供数据支持。对所有测得指标进行数理统计,并且进行正态性分析,不服从正态分析的数据,采用非参数检验的Kruskal-WallisH检验四组组间差异,分别存在性别差异和锻炼差异的两组数据比较指标之间的差异,用非参数检验的Wilcoxon符号秩和检验;采用Spearman和Pearson相关性检验线性和非线性相关。去掉不存在线性相关的指标,对剩下的指标采用偏相关控制共同影响最大摄氧量的因素,进一步筛选与最大摄氧量相关的指标;利用因子分析从众多体成分指标中寻找具有代表性的相关指标。最后筛选出适合进入模型预测的变量,对所选变量进行多元线性逐步回归,最后对回归方程进行拟合优度检验,最终建立基于安静心功能预测最大摄氧量的数学模型。研究结果1、不同锻炼背景下不同性别的大学生在安静CO、HR、SV、SVI、TFC、SBP、CP这些心功能指标上具有显著性差异(p心功能指标CO、SV、SVI、CP,血液指标RBC、HGB、HCT、MCV、MCH、T,体成分指标上肢、大腿、躯干、上身、下身、全身的肌肉质量与最大摄氧量均呈显著正相关关系;HR、SBP、上肢、大腿、躯干、上身、下身、全身组织和区域的脂肪百分比都与最大摄氧量呈显著负相关。5、对与最大摄氧量有相关性的体成分指标通过因子分析法、主成分提取法、最大方差旋转法,筛选出全身区域(%脂肪)、大腿脂肪(kg)、全身肌肉(kg)、大腿肌肉(kg)、上身区域脂肪(%)共五个指标能很好代表大学生体成分水平。6、以上五个体成分指标,再加上与最大摄氧量有显著相关性的心功能、血液指标、以及是否经常锻炼因素、性别和BMI共18个指标进入多元线性回归的逐步回归分析,最终得出最具代表性和拟合优度最优的回归方程:(?)=-0.316+0.251*BMI+0.290*性别+0.094*是否经常锻炼-0.027*全身区域(%脂肪)+0.118*CO-0.006*SBP+0.005*HGB(R=0.803,p心功能、血液载氧能力、体成分肌肉和脂肪比例都优于不经常锻炼大学生。2、纠正其他因素后,安静心输出量(CO)、血红蛋白(HGB)与VOmax成正相关;全身脂肪百分比与VOmax成负相关。3、综合考虑心脏泵血功能、血液载氧能力、以及身体成分的影响因素,建立的预测VOmax的回归方程,拟合优度检验较好,能够很好的预测我国大学生最大摄氧量。

关键词：最大摄氧量 nicom心排量心功能血红蛋白脂肪回归模型

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