大学男子篮球运动员峰值摄氧量与通气阈：一项运动特异性方案的预测、评估与应用价值研究

《Physiological Reports》：Peak V?O2 and Ventilatory threshold of male college basketball players: A sport-specific protocol for prediction, evaluation and application

本文推荐一项针对NCAA一级男子篮球运动员的大样本研究，开发并验证了篮球专项心肺运动测试（CPET）方案（DBTP）。研究建立了精准预测峰值摄氧量（peak V?O2）的回归方程（y=2.70x+24.84，r2=0.995），测得平均peak V?O2为54.1±4.6 mL·min?1·kg?1，通气阈（VT）为70.1% peak V?O2，为运动员体能评估、训练设计及表现预测提供了重要工具。

　　

1 引言

心肺健康的核心指标峰值摄氧量（peak V?O₂）和通气阈（VT）在篮球这类间歇性高强度运动中具有重要意义。尽管篮球并非传统耐力项目，但优异的有氧能力有助于提升赛场表现与恢复效率。当前缺乏针对篮球运动员的标准化心肺运动测试（CPET）方案，限制了该群体体能评估的科学性与可比性。本研究旨在开发并验证一种篮球专项 treadmill 测试方案（Duke Basketball Treadmill Protocol, DBTP），为精英运动员的体能诊断、训练规划及表现关联研究提供可靠工具。

2 方法

2.1 受试者

研究连续6年（2017–2022）对NCAA一级男子篮球运动员进行 preseason 测试，共纳入60次测试（40名运动员），排除伤病患者及测试未达最大努力者。受试者均无心血管及代谢疾病，测试前签署知情同意，方案经杜克大学伦理委员会批准。

2.2 心肺运动测试（CPET）

采用 treadmill 测试（Parvo Medics TrueMax 2400 代谢仪）结合12导联心电图监测。DBTP方案包含2分钟初始阶段，后续每1分钟递增负荷，目标摄氧量每阶段增加2–4 mL·min^?1·kg^?1。测试持续至力竭，记录自觉疲劳度（RPE），每15秒采集气体数据，最后30秒平均值作为peak V?O₂。前30次测试用于建立摄氧量预测方程，后30次用于验证。

2.3 通气阈（VT）判定

采用V-slope法，由两名经验研究者独立分析V?O₂与V?CO₂关系曲线，差异超过150 mL·min^?1时引入第三位研究者仲裁。

2.4 统计分析

采用线性回归建立预测方程，ANOVA比较组间差异，数据以均值±标准差呈现，p<0.05为显著阈值（SPSS 28）。

3 结果

3.1 人口统计学

运动员平均年龄19.3±1.4岁，身高197.9±9.3 cm，体重93.6±12.5 kg，BMI 23.8±1.8 kg·m^?1，静息心率67.2±12.1 bpm，血压118.3/72.6 mmHg，各年级间无显著差异。

3.2 DBTP方程验证

DBTP方案平均力竭时间10:33分钟，摄氧量每阶段增加2.8±0.6 mL·min^?1·kg^?1。回归方程 y=2.70x+24.84（x为测试时间，单位分钟）显示极高相关性（r²=0.995）。验证组中实测与预测摄氧量差异仅1.5 mL·min^?1·kg^?1（3.3%），peak V?O₂差异为1.3%。

3.3 峰值摄氧量方法学比较

直接测量peak V?O₂为54.1±4.6 mL·min^?1·kg^?1，DBTP方程预测值为53.4 mL·min^?1·kg^?1，两者无显著差异。ACSM方程高估15.6%（62.5±3.9），Wasserman方程低估9.2%（49.1±2.1），均存在显著偏差。

3.4 峰值摄氧量与通气阈

平均peak V?O₂为54.1±4.6 mL·min^?1·kg^?1（绝对值为5.0±0.5 L·min^?1），高年级运动员peak V?O₂及峰值心率（%预测值）显著高于新生。VT对应摄氧量为37.8±5.8 mL·min^?1·kg^?1（70.1±10.7% peak V?O₂），心率为155.1±14.2 bpm（81.4±6.3%峰值心率）。90%测试达到最大努力标准（RER≥1.05，平均1.13±0.06；RPE 18.4±1.0）。

4 讨论

4.1 DBTP方案的适用性

DBTP方案力竭时间（8:43–13:02分钟）符合理想测试窗口（8–15分钟），负荷递增平缓（心率每阶段升8–10 bpm），有效避免了过早疲劳或过热效应，确保了真实峰值摄氧量的捕获。

4.2 预测方程的精准性

DBTP方程精度（r²=0.995）显著优于既往报道（如Parpa等r²=0.68），且ACSM与Wasserman方程在篮球人群中均存在系统性偏差。该方程为无代谢仪设备时的摄氧量评估提供了可靠替代方案。

4.3 与既往研究的比较

本研究peak V?O₂（54.1 mL·min^?1·kg^?1）与VT数值（70.1% peak V?O₂）与同类研究存在差异（文献报道peak V?O₂范围46.0–60.7，VT%范围71.8–90.4），提示测试方案的异质性可能导致结果不可比，凸显标准化方案的必要性。

4.4 实际应用价值

CPET可用于筛查潜在病理状态、 offseason 体能流失或伤后复出评估。VT（37.8 mL·min^?1·kg^?1，155 bpm）与实测比赛中平均摄氧量（37 mL·min^?1·kg^?1）及心率（169 bpm）高度接近，表明运动员比赛强度处于VT区间，提示VT或比peak V?O₂更能预测篮球专项表现。

4.5 局限与展望

未与其它方案进行交叉比较，未纳入女性运动员，缺乏赛场生理数据关联分析。未来需拓展人群、优化方案并结合实时运动分析技术深化性能预测研究。

5 结论

DBTP及其预测方程是精英篮球运动员摄氧量评估的有效工具，可为体能诊断、个体化训练及表现解析提供科学依据。基线数据还可作为伤病康复的参照标准，具有广泛的应用前景。

作者贡献

Brian D. Duscha：设计实验、测试、数据分析、撰稿；William C. Bennett等参与测试与文稿修订；Aaron L. Baggish：总体指导、医学监督、成果解读。

资助与利益冲突

研究由杜克大学运动医学临床项目支持，无外部资助；作者声明无利益冲突。