肌肉氧饱和度中目视识别的转折点不等同于国家级铁人三项运动员的通气阈

《European Journal of Applied Physiology》：Visually identified breakpoints in muscle oxygen saturation are not equivalent to ventilatory thresholds in national-level triathletes

　　

目的：便携式近红外光谱技术（NIRS）可在运动中以低成本监测肌肉氧饱和度（SmO2），为划分运动强度域提供了有前景的替代方案。本研究考察SmO2转折点（BP1与BP2）能否准确估计通气阈（GET与RCP）。方法：12名男性第三级（Tier 3）铁人三项运动员完成户外递增TestVAM测试，同步记录股外侧肌SmO2（NIRS）与肺气体交换。BP1、BP2由目视识别，提取BP1、BP2、GET、RCP对应的心率（HR）与跑速。计算组内相关系数（ICC），并以HR等效界值5 bpm、速度等效界值0.5 km·h?1进行等效性检验。结果：所有比较的ICC(3,1)abs为差至中等（0.18–0.69）。BP1与GET在HR与速度上均不等效（p>0.91），GET更早出现（HR：Δ=?9.92 bpm，p=0.014；速度：Δ=?1.29 km·h?1，p=0.007）。BP2与RCP亦不等效（p>0.98），RCP更早出现（HR：Δ=?9.3 bpm；速度：Δ=?1.75 km·h?1，p<0.001）。结论：本样本中SmO2转折点未满足相对于通气阈的准则效度，不应作为运动强度域划分依据；后续应在更大样本中用稳健检测方法评估其等效性。

研究背景与问题提出

运动强度区间通常依据个体生理阈值得以划分，其中气体交换阈（GET）与呼吸代偿点（RCP）是界定中等—重度和重度—极重度强度域转换的常用基准。传统上依赖实验室气体分析设备识别，便携系统虽推进了场地测试，但舒适度与精度仍受限。近红外光谱技术（NIRS）可非侵入、低成本实时监测肌肉氧饱和度（SmO₂），其三相响应（A相平稳、B相线性下降、C相平台）被划分为两个生理转折点：BP₁（A→B）与BP₂（B→C），文献曾推测其分别对应GET与RCP。然而既往研究多凭相关性或缺乏等效性检验，且转折点识别方法（曲线拟合vs目视）不一、命名混乱，BP₂位置存争议。是否SmO₂转折点具备替代通气阈的准则效度，尚无基于等效性检验的证据。为此，研究人员在《European Journal of Applied Physiology》报道了这项探索性研究，以国家级铁人三项运动员为对象，在户外跑道递增跑（TestVAM）中同步采集NIRS与气体交换数据，采用目视识别转折点并以HR（±5 bpm）和速度（±0.5 km·h^?1）为界值做TOST等效检验，判断BP₁/BP₂与GET/RCP可否互换。

主要技术方法

研究人员纳入12名男性Tier 3铁人三项运动员（ATT<7 mm），于巴塞罗那400 m跑道执行TestVAM（起始8 km·h^?1，每分钟增0.5 km·h^?1）。同步记录：股外侧肌双侧SmO₂（Moxy Monitor，0.5 Hz）、HR（Polar H10）、肺气体交换（Cosmed逐呼吸）。通气数据左移20 s对齐循环延迟；数据作10 s（通气/HR）与30 s（SmO₂）平均。GET用V-slope法、RCP用VE/VCO₂拐点的双观察者共识法；BP₁定义为SmO₂进入持续下降前末点，BP₂为B相去氧响应正拐点前一点，均由两名经验者目视共识判定。统计用R做ICC(3,1)_abs与双单侧检验（TOST），等价需HR与速度同时显著。

研究结果

ICC一致性：四组比较ICC为0.18–0.69，95% CI多跨零，绝对一致差至中等且不精确。

BP₁与GET等效性：HR不等效（p=0.913），NHST显著（p=0.014，Δ=?9.92 bpm，90% CI[?16,?3.83]）；速度不等效（p=0.966），NHST显著（p=0.007，Δ=?1.29 km·h^?1）。GET在更低HR与速度出现。

BP₂与RCP等效性：HR不等效（p=0.989），NHST显著（p<0.001，Δ=?9.3 bpm）；速度不等效（p=0.998），NHST显著（p<0.001，Δ=?1.75 km·h^?1）。RCP早于BP₂。

讨论总结与结论翻译

研究人员指出，既往“无显著差异”不等于等效；本研究用TOST明确BP₁≠GET、BP₂≠RCP，且ICC受系统差抑制。差异可能源于：目视法虽生理可解释但仍有限；股外侧肌在平跑中激活偏低；TestVAM小步增（0.5 km·h^?1/min）与短时阶影响相变辨识；更高训练水平使局部氧匹配改善、BP₁右移。结果与划船中SmO₂转折点对乳酸阈不等效、骑行中VT₁被BP₁低估一致。即便存在局部—全身机制联系，时间序列也个体依赖，不可互换。

结论原文意译：在本样本中，SmO₂转折点未满足针对通气阈的准则效度，因此不应被用于确定运动强度域；进一步研究应在更大样本中用稳健检测方法评估其等效性。