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研究目的:通气阈(Ventilatory Threshold,VT)是一种评价人体心肺适能有效、无创的方法,但是所需仪器设备昂贵,操作过程复杂,不宜在学生体质测试中广泛使用。在递增负荷运动中,随着运动强度的不断增大,交感神经活动占据主导作用,副交感神经活动逐渐降低,产生“回撤”现象并出现拐点,此拐点即为心率变异阈值(Heart Rate Variability Threshold,HRVT)。近年来,由于运动中HRVT和VT出现的时间点吻合度较高,逐渐被运动科学领域研究人员所关注。不同群体HRVT与VT关系的研究仍缺乏相关数据资料。本文通过观察高校健康男生在递增负荷运动过程中的心率变异和气体代谢情况,探讨HRVT评估VT的信效度,为HRVT应用于学生体质监测提供方法学依据。研究方法:通过海报等方式招募20名高校健康男生,其中5名因运动损伤、数据丢失等原因流失,最终选取15名(年龄:21.1±1.9岁;身高:175.5±3.4cm;体重:64.5±8.3kg;BMI:20.9±2.3kg/m~2;体脂率:14.4±5.4%)作为研究对象,没有高血压、糖尿病、高血脂、低血糖等相关疾病,并且无任何运动障碍。所有受试者佩戴仪器设备分别完成室外场地递增负荷运动和室内跑台递增负荷运动。两次运动在一天的同一时间点进行,并且至少间隔三天。采用Polar RS800cx心率遥测表持续记录运动中的R-R间期信号,使用Polar ProTrainer＿5.0软件下载、剔除信号中的干扰,然后通过Kubios HRV Premium＿3.3.1软件分析出非线性指标SD1(Poincaréplot,对应庞加莱图椭圆的半短轴),根据指标SD1随运动时间变化产生的拐点,判定室外场地递增负荷运动和室内跑台递增负荷运动中的HRVT,各自对应的心率依次记为HRVT1-HR和HRVT-HR;Cortex Metamax3B气体代谢分析仪测试跑台递增负荷运动中的气体代谢情况,利用代谢等价当量结合呼吸商等于“1”两种方法判断通气阈(VT),对应的心率可记为VT-HR。为进一步研究室外场地递增负荷运动确定HRVT的可重复性,选取参加第一部分研究的14名受试者(年龄:21.3±1.9岁;身高:176.1±2.9cm;体重:64.6±8.6kg;BMI:20.8±2.4kg/m~2;体脂率:13.0±5.4%)完成第二次室外场地递增负荷运动。本次室外场地递增负荷运动的测试条件与实验第一部分室外场地测试条件基本保持一致,第二次运动判定的HRVT处相应心率记为HRVT2-HR。数据采用SPSS20.0进行统计学分析,利用Kolomogorov-Smirnov和Shapiro-Wilk检验数据的正态分布情况,采用Levene test检验方差齐性,运用方差分析(ANOVA)比较HRVT1、HRVT、VT中每两组对应心率数据的差异情况。采用Pearson相关系数和Bland-Altman散点图法验证各指标两次测试结果的有效性。利用组内相关系数(ICC)和组间变异系数(CV)检验两次测试结果的可重复性。数据用~—X±SD表示,P<0.05为具有显著性差异。研究结果:(1)室外场地递增负荷运动确定的HRVT1-HR与室内跑台递增负荷运动确定的HRVT-HR、VT-HR之间并无明显的统计学差异。HRVT1-HR与HRVT-HR,HRVT1-HR与VT-HR,HRVT-HR与VT-HR的相关系数分别为0.708、0.742、0.906,且Bland-Altman散点图表示出较高的一致性。(2)两次室外场地递增负荷运动中获得的HRVT1-HR与HRVT2-HR的相关系数为0.833,ICC为0.909,CV为4.0%,同时Bland-Altman散点图表明二者具有较高的一致性。研究结论:通过递增负荷运动中的心率变异非线性指标SD1变化分析确定的心率变异阈值可能是一种评估高校男性学生通气阈的可替代方式。