如何估计最大心跳

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发现在三十岁之前，“220-年龄”的预测值最高，公式B其次；而在三十岁之后到四十岁间时，公式B的预测值最高，而“220-年龄”其次；在四十岁时，“220-年龄”与公式A的预测值相同，但“220-年龄” 从此之后所预测值都是最低的，而公式B的预测值在三十岁之后的预测值都是最高（如图二）。认为“220-年龄”在三十岁以前高估MHR，而在四十岁之后又低估MHR。跑者世界的编辑人员对A、B这两组公式进行测试，结果达成以下结论：两组公式对年纪在四十岁以下的跑者都可适用，但对四十岁以上跑者而言，公式B就较精确。因此，跑者世界以公式B为评量跑者最大心跳率的标准公式
  
(January.29.2006)
林必宁
  
　　以心跳率作为判定运强度的作法行之有年，随着心率表的普及，运动全程配戴心率表，随时监控运动强度的作法，已逐渐取代运动后按压颈动脉或桡尺动脉，立即量测并计算运动后心跳率的作法，使运动强度的控制，具有立即与正确的意义。
  
　　运动心跳率控制强度的发展，最早是以透过安静心跳率与最大心跳率差异为基准的储备心跳率(heart rate reserve)作为计算公式，而后研究发现，有过度低估运动强度的现象，建议直接以最大心跳率的百分比，来代表运动时的强度百分比。后来，美国运动医学会(ACSM)，也在1998年新版的体适能指导手册中，取消储备心跳率的相关资讯，改以最大心跳率的百分比，做为评量运动心跳率范围(heart rate range)的依据。其计算公式“每分钟的最大心跳率＝220－年龄”，计算运动强度时再以最大心跳率的百分比来代表运动强度的百分比，是相当简单也是最普遍的运动强度表示方式。不管如何预估最大心跳率，事实上，最有效的方法，是透过实验室内渐增负荷的运动测验方式取得。
  
　　为了探究“220-年龄”与实际最大心跳率之落差，许多学者利用多种研究方法进行研究，瞭解影响最大运动心跳率的因素，以求更精确的推估最大心跳率，并加以应用。一般来说，提出影响最大心跳率的因素包括年龄、性别、体能水准、运动型态、心血管疾病、安静心跳率、体重、海拔高度、最大努力程度等等，若单一以年龄做为计算基准，在实际应用上可能仍有高估或低估运动强度的情形，其列举三种对于最大心跳率的推估结果所产生的数据均具有相当大的落差 (Gappmaier,2002) ：一、估计标准误差(Standard error of the estimate)达10-25 bpm (Takana, Monahan, & Seals, 2001)。二、相关系数(Correlation coefficients)偏低。三、95%信心区间落差(95%confidence interval) 可达 40-60 bpm。
  
　　Tanaka, Monahan, and Seals (2001)以整合分析(Meta-analytic)研究法进行研究，搜集351个研究，包括492个群体、18,712个受试者的研究结果，结果发现推估最大心跳率的公式为“208-0.7x年龄”(相关为-0.90)；以514位健康男性的实验室最大心跳率验证的结果发现，推估最大心跳率的公式为男性“209- 0.7x年龄”(r=-0.79)、女性“207- 0.7x年龄”(r=-0.73)
  
比较“220-年龄”与“208-0.7x年龄”的公式以 20与60岁不同年龄为对象，计算80%最大运动心跳率其结果如下：旧法＝(220-20) x 0.8＝200 x 0.8＝160，新法＝【208-(0.7x20) 】x 0.8＝194 x 0.8＝155，差距有 +5 bpm。以60岁老年人之80%HRmax为例，旧法＝(220-60) x 0.8＝160 x 0.8＝128，新法＝【208-(0.7x60) 】x 0.8＝167X0.8＝133，差距反而有 -5 bpm之多。这种低估老年人HRmax的倾向，另若以新法“209 - 0.7 x 年龄”计算出60岁的老年人，反而会有高于旧法6 bpm的计算结果，与行政院体育委员会公布之“八十八年度台闽地区男性与女性体能检测基本资料”所示，“年龄越高、成绩越好”的现象有些类似(王顺正， 2000)。
  
　　Dagny (2006) 于跑者世界(Runner's World) 网站撰文提供较为精确的新公式： (A) MHR = “208 - 0.7 x 年龄” ，(B) MHR = “205 - 0.5 x 年龄”并加以比较其差异；浩浩 (2006) 也将A、B组与220-年龄三种公式式制成表格，发现在三十岁之前，“220-年龄”的预测值最高，公式B其次；而在三十岁之后到四十岁间时，公式B的预测值最高，而“220-年龄”其次；在四十岁时，“220-年龄”与公式A的预测值相同，但“220-年龄”从此之后所预测值都是最低的，而公式B的预测值在三十岁之后的预测值都是最高（如图二）。认为“220-年龄”在三十岁以前高估MHR，而在四十岁之后又低估MHR。跑者世界的编辑人员对A、B这两组公式进行测试，结果达成以下结论：两组公式对年纪在四十岁以下的跑者都可适用，但对四十岁以上跑者而言，公式B就较精确。因此，跑者世界以公式B为评量跑者最大心跳率的标准公式(We now believe that (B) is the single best formula for predicting maximum heart rate, and we're adopting it as our Runner's World standard.)。
  
综合以上研究显示，使用“220-年龄”的最大心跳率预估方式，似乎有低估运动强度的现象存在(针对40岁以上的运动参与者而言)，因此，在利用其从事相关研究时应该加以考量，若能利用“220-年龄”、“208 -0.7x年龄”、“205-0.5x年龄”针对不同年龄层加以验证，或许是一个有趣的研究课题。
  
　　若针对健康的老年人从事训练，无论利用何种公式作为订定强度的参考，虽要考量低估的情形造成训练强度偏低的影响，但是，对于初学者仍应由较低强度开始循序渐进，不可贸进，随时观察训练中因负荷所造成身体反应，适可而止不可逞强，避免造成意外事件发生。
  
参考文献
  
Dagny, S. (2006). Follow Your Heart. Runner's World, Retrieved January 29,2006 from the World Wide Web: http://www.runnersworld.com/article/0,5033,s6-52-0-0-1039,00.html
  
Gappmaier, E. (2002). "220-Age" prescribeing exercisee based on heart rate in the clinic. Cardiopatmonary Physical Therapy Journal, 13(2).11.
  
Tanaka, H., Monahan, K. D., & Seals, D. R. (2001). Age-Predicted Maximal Heart Rate Revisited. Journal of American college cardiology, 37(1), 153-156.
  
王顺正(2000)。登阶测验。运动生理周讯，95，1。线上检索日期：2006年1月27日。网址：http://epsport.ccu.edu.tw/epsport/week/show.asp?repno=95
  
浩浩译(2006)。心率监视器在训练与比赛上的应用。线上检索日期：2006年1月27日。网址：http://www.taipeimarathon.org.tw/知识园地/专文报导/heartrate.htm

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