CN109875544A - 用于运动员精准选材的心脏机能评定方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，包括如下步骤：1)测试受测运动员在安静时的每博输出量SV₁和心率HR₁，根据CO＝SV×HR，计算安静时的每分心输出量CO₁；2)受测运动员进行设定的定量负荷心血管功能运动实验，测得平均无氧功PP；3)完成步骤2)中运动后立即对受测运动员进行测试，测得运动后即刻的每博输出量SV₂和心率HR₂，计算运动后即刻的每分心输出量CO₂；4)根据心指数CI＝每分心输出量CO/体表面积BSA，计算安静时心指数CI₁和运动后即刻心指数CI₂；5)计算心力储备指数CRI：CRI＝K*PP/(CI₂‑CI₁)，CRI值与心脏储备能力正相关，据此对受测运动员的心脏机能等级做出较为准确的量化评定。

Description

用于运动员精准选材的心脏机能评定方法

技术领域

本发明涉及运动员选材领域，特别是指一种用于运动员精准选材的心脏机能评定方法。

背景技术

心血管系统功能的好坏直接影响运动员承受运动负荷的能力，对心血管系统功能的准确评价是运动员选材中鉴定优秀运动员的最基本的要求。目前，评价运动员心血管功能的指标很多，最常用的心功能评价指标主要包括台阶指数、30次下蹲简易心功能指数等。这些指标具有操作简便，计算方便等优势，在一定的时间段为运动员心脏功能评定做出了贡献。

心力贮备是反映运动员心功能最重要也是最敏感的指标之一，而心力贮备的定义——即心输出量随机体代谢需要而增长的能力，主要包括反映心室收缩功能的常用指标射血分数，反映心泵功能的综合指标的每搏心输出量(心脏收缩一次一侧心室的的射血量)和每分心输出量(心室每分钟射出的血液量)，心力贮备既有心率的贮备也包括心肌舒缩能力的贮备，传统的心功能测试方法主要以心率的变化来评定心功能状况和心脏储备能力，对一些反映心肌收缩能力因素却没有考虑到，因此存在着明显的局限性，为了更好的说明传统心功能评价的缺陷，现将传统的30次下蹲简易心功能指数测试、台阶指数等心功能评定指标做一简单介绍。

1)30次下蹲简易心功能测试

该测试是瑞典体育联合会在多年的科研工作中，研究出的一种测定运动员心脏功能简易方法。

主要器材：秒表。

测试方法：首先让受试者静坐5分钟、测15秒钟脉搏，乘4得安静脉搏数(P1)；然后做30秒钟30次起蹲，最后一次站起后测15秒钟即刻脉搏，乘4得即刻脉搏数(P2)；休息一分钟后再测15秒钟脉搏数，乘4得恢复脉搏数(P3)。

计算公式：心功能指数CFI＝(P1+P2+P3-200)/10

评定方式：心功能指数越小，说明心脏功能越好。

评定标准：指数小于“0”或等于“0"则心脏功能最好；0～5为很好；6～10为中等；11～15不好；大于16以上为很不好。

由上述测试指标与方法可以发现，影响测试结果的干扰因素较多：如不同身高、体重下蹲产生的心脏负荷量会不同，测试人员注意力不集中脉搏测试不准等。

2)台阶试验

目前我国用于成年人体质监测及运动员选材的台阶试验，成年男子台阶高度为30cm，成年女子台阶高度为25cm，12岁及以下年龄组男女台阶高度均为25cm。

主要器材：台阶。

测试方法：选择对应的台阶，以每分钟30次完成3min的上下台阶运动，测定恢复期1～1.5min、2～2.5min、3～3.5min的心率即P1、P2、P3，利用运动时间和恢复期心率来计算台阶指数。

计算公式：台阶指数＝运动时间(s)×100/2×(P1+P2+P3)

评定方式：台阶指数越大，说明心血管系统功能越好。

由以上计算公式可以发现，影响指数大小的是运动时间和恢复期心率。在台阶高度不变的情况下，影响恢复期心率的个体因素可能有受试者年龄、身高、体重、安静心率及恢复时间等。在台阶试验中如何合理地控制影响台阶指数的各个因素，是提高评价结果效度和信度的难题。

综上所述，传统的心功能测试指标存在着明显的局限性和不准确性，难以满足运动员精准选材对心脏机能评定的要求，因此寻求和选择能综合准确全面反映运动员心功能状况和心力贮备的新指标和新方法无疑意义重大。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，能够对运动员的心脏机能水平做出较为准确的量化等级评定。

为实现上述目的，本发明所提供的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，是对受测运动员的相关生理参数进行数据处理的过程，其包括如下步骤：

1)测试受测运动员在安静时的每博输出量SV₁和心率HR₁，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到安静时的每分心输出量CO₁；

2)受测运动员进行设定的定量负荷心血管功能运动实验，测得所做的功即平均无氧功PP；

3)完成步骤2)中运动后立即对受测运动员进行测试，测得运动后即刻的每博输出量SV₂和心率HR₂，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到运动后即刻的每分心输出量CO₂；

4)根据公式心指数CI＝每分心输出量CO/体表面积BSA，分别将CO₁和CO₂代入该公式，求得受测运动员安静时心指数CI₁和运动后即刻心指数CI₂；

5)按下列公式计算心力储备指数CRI：CRI＝K*PP/(CI₂-CI₁)，K为使结果落入合适范围的正值系数，CRI值与心脏储备能力正相关，据此对受测运动员的心脏机能等级进行评定。

CRI计算过程中涉及的参数推荐采用如下单位：

①每分心输出量CO，L/min；

②每搏输出量SV，L；

③心指数CI，L/(min·m²)；

④平均无氧功率PP，W；

⑤体表面积BAS，m²；

⑥心率HR，bt/min；

⑦按公式量纲计算得到CRI单位为W·min·m²/L，实际运用时出于方便可仅使用CRI的数值。

以下对本发明提出的心力储备指数的原理进行分析：

运动员心脏功能变化的机理应归究其泵血功能，心脏的泵血功能是由心肌收缩力、前负荷、后负荷3部分组成的，其中收缩功能又是决定因素，而心率的快慢、心室顺应性的好坏也直接影响心肌耗氧。安静时由于迷走神经张力高使心率下降，有利于降低心肌耗氧量，提高心肌的机械效率，同时也蕴含了完成较大负荷的潜能。动力性运动时，交感神经兴奋性增高，儿茶酚胺增多，心肌收缩力大大增强，使ESV(收缩末期容量)缩小，由于儿茶酚胺的作用静脉回心血量增加致使EDV(舒张末期容量)增大，两者的共同作用导致每搏量增加。同时由于心肌收缩功能增强使心脏射血功能增强从而导致射血分数指标增大。

运动员通过长期、规律的训练，其心脏功能的特点突出表现为：心脏做功效率高，心室顺应性好，具有较强的心力贮备；心力贮备又称心脏泵血功能的贮备，指心脏在神经和体液因素调节下，适应机体代谢的需要而增加心输出量的能力，心力贮备的大小与心脏健康状况有关。心力贮备可用最大心输出量与安静时的心输出量之差值表示。

运动员完成固定负荷做功相同时心率和心输出量增加较少者，或达到同一心率水平时所完成的固定负荷做功较多者，心脏储备能力更强。换言之完成同一负荷时心率和心输出量增加较少者，或达到同一心率水平时所完成的负荷功率较多者，都反映受试者对运动负荷的心血管反应趋向节省化。

研究表明，运动员相比普通人群运动时，每搏量、射血分数明显增高，EDV明显增大，而ESV明显缩小。在完成同等运动负荷的条件下，运动员组能够以增加心肌收缩力量和提高每搏输出量的方式完成。

综上所述，本发明确立的CRI指标以每分心输出量的变化为依据，每分心输出量等于心率与每博输出量的积，用每分心输出量差值反映心力储备，既考虑到心率的储备也兼顾了心肌收缩力的储备，使我们对运动员包括运动人群心力储备能力评定更全面、准确。

优选地，该方法还包括如下步骤：6)选取不同年龄男女运动员若干名，按步骤1)～步骤5)测试得到CRI值，根据运动员的性别和年龄段进行分组，对同一性别同一年龄段分组下的运动员的CRI值数据进行统计分析，确定不同百分位的CRI值，作为CRI对照标准。

正处在生长发育阶段的青少年运动员，其CRI值不仅具有性别差异，而且不同年龄的差别也很大，因此按性别、年龄分组制定标准显然更为合理。通过测试所收集到的CRI结果样本量足够大，就可以用来制定各评价标准了。但是，按性别年龄分组后，各性别年龄组的样本量难免较小，计算出的各年龄组之间的平均数必然存在随机波动。如果测试到的某个年龄组的样本正好普遍较差，那么计算出的平均数就会较低，反之，则平均数会偏大。

由于随机抽样出现的这些波动，如果扩大样本量就可能减小。当不可能再去测试增加样本量的时候，只能用统计方法，通过计算来进行平滑修正。本发明进一步优选采用如下方法进行统计分析，其包括如下步骤：

6.1)以一岁为一个年龄组，分别计算男运动员、女运动员各年龄组CRI值的平均值和标准差；

6.2)以男运动员的年龄为横坐标、以男运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到男性运动员的CRI平均值-年龄曲线；同时以女运动员的年龄为横坐标、以女运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到女运动员的CRI平均值-年龄曲线；

6.3)根据男运动员的CRI平均值-年龄曲线，以各年龄所对应的曲线上的点的纵坐标作为男运动员该年龄分组的CRI平滑值；根据女运动员的CRI平均值-年龄曲线，以各年龄所对应的曲线上的点的纵坐标作为女运动员该年龄分组的CRI平滑值；

6.4)对于某一性别年龄分组的运动员，其CRI值服从于正态分布，即CRI～N(μ，σ^2)，其中μ取该性别该年龄分组的CRI平滑值，σ取步骤6.1)中求得的该性别年龄分组的CRI值的标准差；

6.5)结合百分位数法，以划定的各百分位作为累计概率，求取正态分布CRI～N(μ，σ^2)在对应累积概率下的CRI值，即为该百分位的CRI标准值；依此类推求取男女运动员各年龄分组的百分位与CRI标准值的对应关系。

优选地，该方法还包括如下步骤：7)在对受测运动员进行心脏机能等级评定时，根据测试得到受测运动员的CRI值，查询步骤6)所得的CRI对照标准，确定受测运动员在所属分组中所处的百分位，根据该百分位对受测运动员的心脏机能等级进行评定。

优选地，该方法还包括如下步骤：8)在对受测运动员进行心脏机能等级评定时，针对具体运动项目对运动员心脏选材的差异化要求，确定该运动项目各评定级别所对应的CRI对照标准中的百分位，建立具体运动项目的运动员心脏选材标准。本发明进一步根据各个运动项目的特点及对心脏功能的需求，将运动分为四类来确定合适的百分位数：第一类对心功能要求极高，该类项目通常都是时间较长、冲击力较大的对抗项目，及长距离耐力项目，例如足球、中长跑、拳击等，该类运动项目的百分位数分别取40％、55％、70％、85％、99％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。第二类对心功能要求较高，该类项目多为隔网对抗或时间较短的对抗项目，例如全能、摔跤、柔道、篮球、乒乓、羽毛等，该类运动项目的百分位数分别取35％、50％、65％、80％、95％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。第三类对心功能要求一般，一般为短时间的力量项目，例如举重等，该类项目的百分位数分别取30％、45％、60％、75％、90％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。第四类对心功能要求较低，一般为体现动作难、美及灵敏性的技巧项目，例如体操、跳水、花样游泳等，该类项目的百分位数分别取25％、40％、55％、70％、85％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。

优选地，该方法还包括如下步骤：9)当两名以上受测运动员CRI值相同时，引入心功能指数CFI作为综合评定参考，具体做法为：首先在步骤3)中增加对恢复期即运动后1～1.5分钟时的心率HR₃的测量，再根据CFI＝(HR₁+HR₂+HR₃-200)÷10计算心功能指数，最后计算CRI/CFI并进行比较，数值较大者较优。

优选地，所述每博输出量SV采用经胸骨上凹多普勒超声测量降主动脉血流速度来求得，由于降主动脉血流量占每博心输出量的70％，故其计算公式为：SV＝降主动脉血流速度×降主动脉横截面积÷70％。

优选地，所述多普勒超声测量的具体测试方法如下：A)受测运动员仰卧位平躺在诊断床上，颈部放置于枕头上，头后仰暴露胸骨上窝；B)测试人员将电极片分别粘贴在受试者左右胸部及右腹部，按电极线上的标记接通心电图；C)测试人员将超声探头置于胸骨上窝，探头标示指向1点钟方向，探查时探头声束自左后向右前扫查，获得主动脉弓长轴超声断面；D)将多普勒超声取样容积置于降主动脉起始部中央区域(此处血流速度最快)，借助于音频信号和频谱显示，调整探头角度，当听到单纯尖锐的哨音并记录到窄带高速血流频谱时，表明声束与血流方向平行；E)应用彩色超声诊断系统自带测量软件读出每博输出量SV、心率HR和每分心输出量CO。

可选地，所述定量负荷心血管功能运动实验采用功率自行车运动实验或跑台运动实验。优选采用功率自行车，并采用Wingate无氧实验标准方法。Wingate无氧实验(WingateAnaerobic Test，简称WAT)，是1970年以色列Wingate体育学院运动医学研究室提出的。自从1974年Ayalon等介绍本法后，这一试验法得到了越来越广泛的应用，目前已作为无氧功的标准方法，具体测试方法详见后文。

优选地，所述CRI的计算公式中，K的取值为1/10。由于不含K时用公式计算得到的值大部分超过100或接近100，为计算和对比方便，K取值优选为1/10。

优选地，所述体表面积BSA采用许文生氏公式(中国生理学杂志12:327，1937)进行计算，即体表面积BSA＝0.0061×身高+0.0128×体重－0.1529，其中，BSA单位为m²，身高单位为cm，体重单位为kg。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1)本发明在参考国内外学者提出的传统心功能测试模型、全面分析影响运动员心脏承受负荷能力的多种因素、比较分析多种心脏储备功能测试方法及其原理的基础上，提出了运动员心脏机能评定的专用指标模型，并在运动员心脏功能测试的数据库中选取相应因子，结合定量运动负荷试验，创立了运动员心脏机能评定的新指标——心力储备指数CRI。

2)本发明提出的心力储备指数CRI，以完成定量负荷心血管功能运动实验后每分心输出量的变化为依据，以每分心输出量差值反映心力储备，既考虑到心率的储备也兼顾了心肌收缩力的储备；同时基于运动员形体差异较大，采用心指数变化代替每分心输出量变化，心指数由每分心输出量与体表面积派生而得，使心功能评定更具个性化、更准确。

3)本发明能够对运动员心脏机能做出较为准确的量化评定，可用于运动员精准选材的心脏机能评定与运动风险筛查，也可用于军人等对心脏机能要求较高的群体的心脏机能评定。

附图说明

图1为本发明实施例的总体框架流程示意图。

图2为本发明实施例中CRI指标的测试流程图。

图3为本发明验证实验中CRI与最大摄氧量绝对值的相关性图。

图4为本发明验证实验中CRI与最大摄氧量相对值的相关性图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1～2所示，本发明所提供的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，包括如下步骤：

1)安静时每搏及每分心输出量的测试

测试受测运动员在安静时的每博输出量SV₁和心率HR₁，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到安静时的每分心输出量CO₁。

对于心输出量的测量方法从有创测定的FICK、指示稀释法、温度稀释法(TD)等过度到今天的生物阻抗法、Doppler超声法(DECO)等无创测定，其中DECO相对操作简便易行，且有大量研究表明该方法测值与TD测值相关系数达0.74～0.98，随着超声设备日趋先进，超声技术的不断进步，DECO测试更加简便且测值准确率更高。

DECO的基本原理：采用多普勒超声测定红细胞血流速度推算主动脉血流量，即每博输出量可以由主动脉血流速度与主动脉横截面积乘积求得。

DECO的途径主要有经胸和经胸骨上凹两个窗口，经胸由于透声窗口范围比较广，不利于运动前后超声探头固定位置的确定，因此，为确保运动前后图像采集和取样的一致性，本发明实施例采用经胸骨上凹进行DECO。而在经胸骨上凹多普勒彩色图像中，降主动脉显示更清晰和完整，更便于准确的超声测量。

因此，本发明实施例采用经胸骨上凹多普勒超声测量降主动脉血流速度及降主动脉横截面积来求得每博心输出总量。由于降主动脉血流量占每博心输出总量的70％，因此，每博输出量SV计算公式为：SV＝降主动脉血流速度×降主动脉横截面积÷70％。

经胸骨上凹DECO的测试方法如下：

A)受测运动员仰卧位平躺在诊断床上，颈部放置于枕头上，头后仰暴露胸骨上窝；

B)测试人员将电极片分别粘贴在受试者左右胸部及右腹部，按电极线上的标记接通心电图；

C)测试人员将超声探头置于胸骨上窝，探头标示指向1点钟方向，探查时探头声束自左后向右前扫查，获得主动脉弓长轴超声断面；

D)将多普勒超声取样容积置于降主动脉起始部中央区域(此处血流速度最快)，借助于音频信号和频谱显示，调整探头角度，当听到单纯尖锐的哨音并记录到窄带高速血流频谱时，表明声束与血流方向平行；

E)应用彩色超声诊断系统自带测量软件读出每博输出量SV、心率HR和每分心输出量CO。

2)定量负荷心血管功能运动实验

受测运动员进行定量负荷心血管功能运动实验，测得所做的功即平均无氧功PP。

定量负荷心血管功能运动试验包括两方面内容：a、运动负荷固定，观察受试者对同一负荷的心功能反应；b、心率反应固定，观察受试者在达到同一心率水平时所完成的负荷强度，即所达到的负荷功率。

常用的定量负荷心血管功能运动试验有功率车运动实验、跑台运动实验等。由于功率车运动实验具有测试简便，易于普及，安全性好等优点，故本发明实施例中采用功率车运动实验作为运动员心力储备评价的定量负荷心血管功能运动试验，更具体的说，采用Wingate无氧实验标准方法。

Wingate无氧实验(Wingate Anaerobic Test，简称WAT)，是1970年以色列Wingate体育学院运动医学研究室提出的。自从1974年Ayalon等介绍本法后，这一试验法得到了越来越广泛的应用，目前已作为无氧功的标准方法。

Wingate无氧实验具体测试方法如下：

A)准备活动：受试者在功率自行车测功计上骑行2～4min，使其心率达到150～160b/min，其中2～3次(每次持续4～8s)为全力蹬骑。

B)准备活动后休息3～5min。

C)正式试验：发出口令后，受试者尽力快骑，同时阻力递增，以便在2～4s内达到规定负荷。达到规定负荷后，开始计算骑行圈数，并持续做30s最快速度蹬骑，每隔5s记录骑速和心率。用下肢蹬骑功率车时，成年男性的规定负荷阻力系数为0.83，儿童和女子为0.75。单位为N/kg。

D)功率车阻力设置为：阻力负荷(N)＝阻力系数×受试者体重(kg)。

3)运动后即刻每搏及每分心输出量及恢复期心率测试

完成步骤2)中运动后立即对受测运动员进行测试，测得运动后即刻的每博输出量SV₂和心率HR₂，以及恢复期即运动后1～1.5分钟时的心率HR₃的测量，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到运动后即刻的每分心输出量CO₂。运动后即刻的每博输出量SV₂的测试方法与安静时相同，详见步骤1)。

4)计算心指数CI

根据公式心指数CI＝每分心输出量CO/体表面积BSA，分别将CO₁和CO₂代入该公式，求得安静时心指数CI₁和运动后即刻心指数CI₂。

体表面积BSA采用许文生氏公式(中国生理学杂志12:327，1937)进行计算，即体表面积BSA＝0.0061×身高+0.0128×体重－0.1529，其中，BSA单位为m²，身高单位为cm，体重单位为kg。

5)建立运动员心脏机能评定新指标——心力储备指数CRI

完成同一负荷时心率和心输出量增加较少者，或达到同一心率(或心输出量)所完成负荷功率较多者，都提示受试者对运动负荷的心血管反应趋向节省化，因此，本发明最终以完成定量负荷所做的功率(PP)与运动前后每分心输出量差值(CO)的比值作为反映心力储备的指标模型。

由于考虑到身高、体重对运动员心输出量的影响因素，本发明以心指数CI(即每分心输出量除体表面积)代替单纯的每分心输出量CO，由此产生评定运动员心力储备的新指标——心力储备指数(CRI)，即完成定量负荷所做的功与运动前后心指数差值的比值。

本发明提出的心力储备指数CRI的计算公式为：

CRI＝K*PP/(CI₂-CI₁)；

为使用方便，实施例中K取值为1/10，此时：

CRI＝PP/(CI₂-CI₁)/10。

计算过程中涉及参数采用如下单位：

每分心输出量CO，L/min；每搏输出量SV，L；心指数CI，L/(min·m²)；平均无氧功率PP，W；体表面积BAS，m²；心率HR，bt/min；CRI，W·min·m²/L，为便于使用可单独取CRI的数值。

CRI越大说明做同样负荷运动时每分心输出量增加越少，或者说明以较少的每分心输出量增加做较多的功，即说明受试者的心血管更趋向节省化，预示受试者承受更大运动负荷的可能性，反之说明受试者心脏储备能力差，预示其难以承受更大运动负荷。

6)建立CRI对照标准表格

实验样本包括中长跑、全能、篮球、足球(锋)、乒乓、举重、摔跤、柔道、拳击等项目不同年龄男女运动员共223例，其中男112例，女120例，按步骤1)～步骤5)测试得到各运动员的CRI值。

在制定标准时，如果按项目分男女再按不同年龄计算，出现有的项目组测试人数很少，因此，确定仅按男女不同年龄段进行分组。

按性别年龄分组后，各性别年龄组的样本量难免较小，计算出的各年龄组之间的平均数必然存在随机波动。由于平均数和标准差两者的随机波动影响叠加在一起，使得标准曲线的起伏更大，不符合正常的生长发育趋势。故用曲线回归方程的计算方法，对平均数和标准差作曲线拟合的平滑处理。

对同一性别同一年龄段分组下的运动员的CRI值数据进行统计分析，确定不同百分位的CRI标准值，作为CRI对照标准。其具体步骤如下：

6.1)以一岁为一个年龄组，分别计算男运动员、女运动员各年龄组CRI值的平均值和标准差；

6.2)以男运动员的年龄为横坐标、以男运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到男性运动员的CRI平均值-年龄曲线，并拟合得到曲线方程；同时以女运动员的年龄为横坐标、以女运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到女运动员的CRI平均值-年龄曲线，并拟合得到曲线方程；

6.3)根据男运动员的CRI平均值-年龄曲线方程，代入年龄求得各年龄分组的CRI平滑值；根据女运动员的CRI平均值-年龄曲线方程，代入年龄求得女运动员各年龄分组的CRI平滑值；

6.4)对于某一性别年龄分组的运动员，其CRI值服从于正态分布，即CRI～N(μ，σ^2)，其中μ取该性别该年龄分组的CRI平滑值，σ取步骤6.1)中求得的该性别年龄分组的CRI值的标准差；

6.5)结合百分位数法，以划定的各百分位作为累计概率，求取正态分布CRI～N(μ，σ^2)在对应累积概率下的CRI值，即为该百分位的CRI标准值；依此类推求取男女运动员各年龄分组的百分位与CRI标准值的对应关系，即男、女运动员的CRI标准表，分别见表1-1、表1-2。正态分布N(μ，σ^2)在不同累积概率下的取值可查表得到，如表1-3所示。

表1-1不同年龄心力储备指数制定标准用表(男)CRI标准表

表1-2不同年龄心力储备指数制定标准用表(女)CRI标准表

表1-3百分位数与离差法(平均数±标准差)对照表

7)根据步骤1)～步骤5)测试得到的受测运动员CRI值，查询步骤6)所得的CRI对照标准，确定受测运动员在所属分组中所处的百分位区间。

8)心脏机能等级评定

针对具体运动项目对运动员心脏选材的差异化要求，确定该运动项目各评定级别所对应的CRI对照标准中的百分位，据此对受测运动员的心脏机能进行等级评定，本发明实施例中采用不合格、合格、一般、良好、优秀共5各评定级别。

本发明实施例中，根据各个运动项目的特点及对心脏功能的需求，将运动分为四类来确定合适的百分位数：

第一类对心功能要求极高，该类项目通常都是时间较长、冲击力较大的对抗项目，及长距离耐力项目，例如足球、中长跑、拳击等，该类运动项目的百分位数分别取40％、55％、70％、85％、99％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。

第二类对心功能要求较高，该类项目多为隔网对抗或时间较短的对抗项目，例如全能、摔跤、柔道、篮球、乒乓、羽毛等，该类运动项目的百分位数分别取35％、50％、65％、80％、95％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。

第三类对心功能要求一般，一般为短时间的力量项目，例如举重等，该类项目的百分位数分别取30％、45％、60％、75％、90％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。

第四类对心功能要求较低，一般为体现动作难、美及灵敏性的技巧项目，例如体操、跳水、花样游泳等，该类项目的百分位数分别取25％、40％、55％、70％、85％作为不合格、合格、一般、良好、优秀的评定标准。

该标准评定得分等级结合教练员对运动员的能力评估情况、参考其它心肺功能测定(最大摄量)值，进行核对和必要调整，同时对使用CRI的足球、中长跑、拳击、全能、摔跤、篮球、柔道、乒乓、羽毛、举重项目进行横向比较和调整，根据不同项目心力储备能力的不同，通过选择心力储备指数不同百分位数的方法设置最终评价标准。

9)确定CRI指标在综合评价中分项权重和得分

运动员选材综合评价采用百分制，即全部指标都达到优秀等级为100分。鉴于选材中涉及多种指标，需要按照不同项目运动员选材心脏机能所占权重不同给出CRI的权重系数，该权重系数乘以100分即为CRI指标的单项加权总分。

本发明参考现有的各种指标标准中的权重，结合专家咨询的征求意见，最终确定了不同项目中CRI指标的权重系数，见表2。

表2不同运动项目不同年龄组CRI指标所占权重表

上表中，CRI指标的权重系数，在各个年龄段会有所改变。这是因为，小年龄组的专项类指标的权重小，而较大年龄时专项类指标的权重通常会加大。CRI指标属于机能类，受专项类指标权重变化的影响，不同年龄组的权重也有所不同。

根据步骤8)中评定级别，确定受测运动员CRI指标在运动员选材综合评价中的单项加权得分。本发明实施例中，确定各评定级别的CRI单项加权得分为：不合格等级为CRI单项加权总分的50％，合格等级为CRI单项加权总分的60％，一般等级为CRI单项加权总分的70％，良好等级为CRI单项加权总分的80％，优秀等级为CRI单项加权总分的100％。如：某项目CRI指标的权重系数为10％，则该项目CRI指标的的单项加权得分为：不合格得分为5，合格得分为6，一般得分为7，良好得分为8，优秀得分为10。

上述步骤6)～9)应用小样本实验室测试结果建立不同年龄段不同运动项目运动员心脏评定的标准模型，在“特尔斐法”调查和统计计算的基础上，对CRI指标数据进行各年龄段标准化平滑处理，应用离差法和百分位数法，建立不同运动项目运动员心脏评价标准，最终建立运动员心脏机能等级评定方法。

10)当两名以上受测运动员CRI值相同时，引入心功能指数CFI作为综合评定参考，根据CFI＝(HR₁+HR₂+HR₃-200)÷10计算心功能指数，最后计算CRI/CFI并进行比较，数值较大者较优。

11)验证实验

为了明确新指标CRI对运动员心功能评定的准确性、合理性及其应用价值，我们选择最大摄氧量作为相关性研究指标对CRI进行了验证实验。

最大摄氧量是一项已被公认的反映人体心肺功能和有氧工作能力的核心指标，由于其具有较高的遗传度，一直作为运动员选材的生理指标之一，有学者指出最大摄氧量尤其可作为青少年心肺功能最好的选材指标。

验证实验的样本为30例划船运动员，平均年龄16.5岁，男16例，女14例。按实施例中的步骤1)～5)进行测试并计算CRI，同时完成最大摄氧量测量。再以运动员CRI值为横坐标、以最大摄氧量绝对值为纵坐标绘制相关性图，即图3；并以运动员CRI值为横坐标、以最大摄氧量相对值为纵坐标绘制相关性图，即图4。数据分析使用t检验和皮尔逊相关性单向方差分析，统计分析得出CRI与最大摄氧量绝对值相关系数，以及CRI与最大摄氧量相对值的相关系数。

实验结果表明：最大摄氧量绝对值与CRI的相关系数R为0.70，见图3；最大摄氧量相对值与CRI的相关系数R是0.565，见图4。统计检验提示P<0.01。可见，CRI值和最大摄氧量绝对值高度相关，而和最大摄氧量相对值也呈中度相关。

本发明将CRI与最大摄氧量进行相关性比较研究，主要目的是对心功能评价新指标CRI进行验证和评定。由于最大摄氧量测量方法复杂，耗时长，要求受试者进行长时间力竭运动，受试者接受度不高，且测试时运动风险较高，不利普及和推广。

因此，作为心脏功能选材评价新指标，CRI既可以有效地反映心血管系统的功能和有氧运动能力，测试方法比最大摄氧量也更简便易行，值得推广。

Claims (10)

1.一种用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，它是对受测运动员的相关生理参数进行数据处理的过程，其特征在于：包括如下步骤：

1)测试受测运动员在安静时的每博输出量SV₁和心率HR₁，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到安静时的每分心输出量CO₁；

2)受测运动员进行设定的定量负荷心血管功能运动实验，测得所做的功即平均无氧功PP；

3)完成步骤2)中运动后立即对受测运动员进行测试，测得运动后即刻的每博输出量SV₂和心率HR₂，根据公式：每分心输出量CO＝每博输出量SV×心率HR，计算得到运动后即刻的每分心输出量CO₂；

4)根据公式心指数CI＝每分心输出量CO/体表面积BSA，分别将CO₁和CO₂代入该公式，求得受测运动员安静时心指数CI₁和运动后即刻心指数CI₂；

5)按下列公式计算心力储备指数CRI：CRI＝K*PP/(CI₂-CI₁)，K为使结果落入合适范围的正值系数，CRI值与心脏储备能力正相关，据此对受测运动员的心脏机能等级进行评定。

2.根据权利要求1所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：6)选取不同年龄男女运动员若干名，按步骤1)～步骤5)测试得到CRI值，根据运动员的性别和年龄段进行分组，对同一性别同一年龄段分组下的运动员的CRI值数据进行统计分析，确定不同百分位的CRI标准值，作为CRI对照标准。

3.根据权利要求2所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：

所述步骤6)中，CRI值数据的统计分析方法包括如下步骤：

6.1)以一岁为一个年龄组，分别计算男运动员、女运动员各年龄组CRI值的平均值和标准差；

6.2)以男运动员的年龄为横坐标、以男运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到男性运动员的CRI平均值-年龄曲线；同时以女运动员的年龄为横坐标、以女运动员的该年龄分组的CRI平均值为纵坐标绘制散点图，拟合得到女运动员的CRI平均值-年龄曲线；

6.3)根据男运动员的CRI平均值-年龄曲线，以各年龄所对应的曲线上的点的纵坐标作为男运动员该年龄分组的CRI平滑值；根据女运动员的CRI平均值-年龄曲线，以各年龄所对应的曲线上的点的纵坐标作为女运动员该年龄分组的CRI平滑值；

6.4)对于某一性别年龄分组的运动员，其CRI值服从于正态分布，即CRI～N(μ，σ^2)，其中μ取该性别该年龄分组的CRI平滑值，σ取步骤6.1)中求得的该性别年龄分组的CRI值的标准差；

6.5)结合百分位数法，以划定的各百分位作为累计概率，求取正态分布CRI～N(μ，σ^2)在对应累积概率下的CRI值，即为该百分位的CRI标准值；依此类推求取男女运动员各年龄分组的百分位与CRI标准值的对应关系。

4.根据权利要求2所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：

7)在对受测运动员进行心脏机能等级评定时，根据受测运动员的CRI值，查询步骤6)所得的CRI对照标准，确定受测运动员在所属分组中所处的百分位，根据该百分位对受测运动员的心脏机能等级进行评定。

5.根据权利要求4所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：8)在对受测运动员进行心脏机能等级评定时，针对具体运动项目对运动员心脏选材的差异化要求，确定该运动项目各评定级别所对应的CRI对照标准中的百分位，建立具体运动项目的运动员心脏选材标准。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：该方法还包括如下步骤：9)当两名以上受测运动员CRI值相同时，引入心功能指数CFI作为综合评定参考，具体做法为：首先在步骤3)中增加对恢复期即运动后1～1.5分钟时的心率HR₃的测量，再根据CFI＝(HR₁+HR₂+HR₃-200)÷10计算心功能指数，最后计算CRI/CFI并进行比较，数值较大者较优。

7.根据权利要求1～5中任一项所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：所述每博输出量SV采用经胸骨上凹多普勒超声测量降主动脉血流速度来求得，其计算公式为：SV＝降主动脉血流速度×降主动脉横截面积÷70％。

8.根据权利要求7所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：所述多普勒超声测量的具体测试方法如下：

A)受测运动员仰卧位平躺在诊断床上，颈部放置于枕头上，头后仰暴露胸骨上窝；

B)测试人员将电极片分别粘贴在受试者左右胸部及右腹部，按电极线上的标记接通心电图；

C)测试人员将超声探头置于胸骨上窝，探头标示指向1点钟方向，探查时探头声束自左后向右前扫查，获得主动脉弓长轴超声断面；

D)将多普勒超声取样容积置于降主动脉起始部中央区域，借助于音频信号和频谱显示，调整探头角度，当听到单纯尖锐的哨音并记录到窄带高速血流频谱时，表明声束与血流方向平行；

E)应用彩色超声诊断系统自带测量软件读出每博输出量SV、心率HR和每分心输出量CO。

9.根据权利要求1～5中任一项所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：所述定量负荷心血管功能运动实验采用功率自行车运动实验，并采用Wingate无氧实验标准方法。

10.根据权利要求1～5中任一项所述的用于运动员精准选材的心脏机能评定方法，其特征在于：所述CRI的计算公式中，K的取值为1/10。