黃傳業(yè)潘明玲蔡鳴鳳張麗萍
1山東體育學院體育科學研究院(濟南 250102)2山東體育學院運動與健康學院3山東體育學院教學實驗中心4山東體育學院研究生教育學院
談話測試在運動醫(yī)學領域的應用與研究進展
黃傳業(yè)1,2潘明玲3蔡鳴鳳4張麗萍4
1山東體育學院體育科學研究院(濟南 250102)2山東體育學院運動與健康學院3山東體育學院教學實驗中心4山東體育學院研究生教育學院
安全有效的運動強度是科學健身運動的重要內(nèi)容,也一直是心血管疾病患者運動康復訓練的技術關鍵。談話測試是主觀評價運動強度的方法之一。已有研究表明,通過談話測試反應能夠獲知運動強度信息、指導運動康復訓練,同時在評估身體機能的變化上有一定的指向性。因此,談話測試在運動科學和康復醫(yī)學領域上具有廣闊的應用前景,然而國內(nèi)外相關研究文獻仍較少。本文綜述了談話測試在運動實踐中的應用現(xiàn)狀和相關研究進展,為今后研究提供參考。
談話測試;運動訓練;心血管疾??;運動強度
美國疾病控制中心(CDC)和美國運動醫(yī)學學會(ACSM)推薦了成年人身體活動指南,指導科學運動健身,降低慢性疾病發(fā)病率及死亡率。按照指南推薦的運動量水平進行身體活動,可獲得最大程度的健康效益,并降低運動風險。運動強度成為身體活動指南的重要內(nèi)容,心肺運動測試(CPET)一直是制定運動強度的“金標準”,可借助運動中通氣氣體或乳酸代謝水平來確定運動強度[1]。然而,實驗室運動測試相對費時、復雜,特別是對于無法完成最大運動測試的心血管疾病患者來說,更需要經(jīng)濟、簡單的方法監(jiān)控運動強度。
Borg主觀運動感覺(RPE)是評估運動強度的主觀方法之一,但是在無RPE等級量表直觀參照的情況下,可能會出現(xiàn)低估運動強度的現(xiàn)象;RPE也不適用于評估室外場地運動和大樣本量人群運動強度。運動心率(HR)則受心血管系統(tǒng)健康狀況、環(huán)境溫度、水合狀態(tài)、疲勞和情緒等因素影響[1],這些限制了HR和RPE在運動實踐中的應用。
近些年,談話測試(talk test)成為又一評定運動強度的主觀方法,被推薦用于監(jiān)控健康成年人、心血管疾病患者等人群的運動強度。然而談話測試評估運動強度的相關資料不多,有必要了解談話測試如何應用于運動實踐。因此,本文綜述談話測試的主要研究結果,為其評定運動強度提供參考依據(jù)。
1939年,英國牛津大學John Grayson教授在指導登山運動時,建議登山者“climb no faster than you can speak”,這是最早的談話測試。20世紀90年代后期,有研究通過觀察運動時談話流暢度(談話測試),可保證運動個體處于適宜發(fā)展心肺功能的運動強度范圍,盡管仍有零星個體運動時強度會超出該推薦強度范圍。早期一項相關性分析研究發(fā)現(xiàn),健康青年學生遞增負荷運動過程中通氣無氧閾強度與談話測試中仍能流暢談話的最高運動強度相吻合[2]。隨后對健康成年人、運動員和心血管疾病患者的研究也有相似發(fā)現(xiàn)[3-5],談話測試逐漸被推薦用于監(jiān)控不同人群運動強度。然而,因已有文獻對談話測試方法的表述較為含糊,談話測試未得到研究學者足夠的關注。近些年,國外眾多實驗室對談話測試的重復性、可靠性開展了一系列研究工作[3,6-12]。后期又對傳統(tǒng)談話測試方法進行了改良,如計數(shù)談話測試(counting talk test,CTT)、計數(shù)量表(count scale,CS)等方式,使談話測試更具可操作性和實用性[13]。
2.1 基本原理
研究業(yè)已表明,在遞增負荷運動的初始階段,通氣量隨著運動強度的增大呈線性增加;當運動強度增加至通氣無氧閾或乳酸閾(50%~75%VO2max)時,乳酸產(chǎn)生相對增多(乳酸產(chǎn)生能力高于清除能力),碳酸鈉鹽緩沖乳酸引起二氧化碳排出量升高,進一步刺激呼吸運動使通氣量增加,呼吸頻率增高[14],從而造成“談話交流困難”;大強度(>85%VO2max)運動時通氣量增加更為顯著,此時就完全不可能流暢談話交流。
運動中通氣水平和呼吸頻率,隨運動強度增大而逐漸增高,“談話交流”因呼吸頻率增加而逐漸受限。運動時談話流暢程度與運動強度關系密切,以談話的流暢程度來反映運動強度,這是談話測試的基本原理。
2.2 主要測試方法
2.2.1 經(jīng)典談話測試
背誦標準語段(pledge of allegiance效忠誓言)或回答問題是經(jīng)典談話測試常采用的方式[13]。運動個體在遞增運動每級負荷后30 s背誦標準語段(通常完成語段背誦需要10~15 s時間),然后將被詢問“你可以舒暢完成談話測試嗎?”,受試者根據(jù)主觀感受可能回答:①“是(positive result)”,表明個體運動中能夠流暢說話,處于低強度運動狀態(tài),還可以繼續(xù)增加一級負荷;②“不確定(equivocal result,EQTT)”,說明受試者不能確定運動中能否舒暢的談話交流,此時意味運動正處于或接近通氣無氧閾(乳酸閾)強度;③“不能(negative results)”,即無法在運動中舒暢說話交流,提示運動強度高于通氣無氧閾/乳酸閾,此時為中等強度與大強度的臨界點,運動個體正從事大強度運動。通常將回答“是(positive result)”的最高一級運動負荷定為“the last positive stage(LPTT)”階段,將最早回答“不能(negative results)”的一級運動負荷階段稱為“the first negative stage(NETT)”。
2.2.2 計數(shù)談話測試
計數(shù)談話測試(CTT)是對經(jīng)典談話測試的改良,CTT測試時不需要朗誦標準語段。具體方法是:在安靜狀態(tài)下,深吸一口氣后以正常語速、大聲地盡量多報數(shù)(one-one thousand,two-one thousand,three-one thou?sand,four-one thousand,……),記錄安靜時CTT總計數(shù)(CTTrest)。在運動中任意時刻可采用同樣方式進行CTT測試,相應地記為CTTex。隨著運動強度增加,CT?Tex值逐漸減少。一般用CTTex、CTTex相對CTTrest百分比值(%CTT)半定量化反映運動強度[13]。
近些年,研究學者對談話測試的可靠性和有效性進行了一系列研究(表1和2)。越來越多的研究證據(jù)表明,通氣無氧閾(乳酸閾)強度與運動中談話流暢度密切相關。此外,談話測試LPTT階段時的運動心率/負荷與通氣無氧閾強度相應指標值一致[15],提示談話測試可作為乳酸閾/通氣無氧閾測試的簡易“替代(sur?rogate)”方法。因此,可以用談話測試界定有氧運動強度上限值。
在跑步機和功率車兩種運動形式中,健康成年人通氣無氧閾運動強度相應的談話測試反應表現(xiàn)具有較高的一致性[16]。在另一項研究中,健康成年人談話測試各階段(LPTT,EQTT和NETT)反應相應的跑速(r=0.84)、HR(r=0.81)和RPE(r=0.71)具有極高的重復性[17]。3名康復師分別使用談話測試指導心肌血管重建患者康復訓練時,訓練過程中談話測試LPTT,EQTT和NETT各階段相應的運動負荷、心率和RPE值相近[12]。上述不同運動形式和操作者間的談話測試結果重復性研究,進一步支持了談話測試是一種可靠的運動強度監(jiān)控方式。
Loose等讓健康成年人在步行/慢跑、固定自行車、橢圓機和踏步機等運動形式中,分別完成40%最大心率儲備(HRR)、50%HRR、60%HRR、75%HRR和85%HRR強度運動,發(fā)現(xiàn)不同運動形式中相同強度下CTT結果表現(xiàn)出較高的穩(wěn)定性[18]。另外,不同形式運動過程中CTT測試結果(%CTT)與最大心率儲備百分比(%HRR)、RPE呈中等或高度負相關關系[18],進一步支持了早期遞增負荷跑臺運動中CTT結果(%CTT)與RPE等運動強度指標密切相關的研究結論[13]。相關證據(jù)表明,如同RPE一樣,CTT可作為又一種不依賴于心率的主觀運動強度監(jiān)控方法。
經(jīng)典談話測試為估量健康成年人和久坐少動個體運動強度提供了重要信息。低于乳酸閾(通氣無氧閾)運動強度時,運動個體可較流暢談話交流;而不能流暢地談話交流時,運動強度已經(jīng)高于乳酸閾(通氣無氧閾)。當以乳酸閾(通氣無氧閾)強度運動時,通常個體尚能談話交流但略帶有困難[15],此時談話測試反應可作為中等強度和大強度運動的臨界點。
不同人群運動過程中談話測試反應有所不同?;钴S的健康青年在談話測試LPTT階段(能流暢談話),相應的運動強度約為64%VO2max(RPE=12)[15]。久坐少動的健康個體以80%HRmax強度運動時可流暢說話,當運動強度接近95%HRmax時,已無法流暢談話[20]。在另兩項早期研究中[2,16],健康活躍的個體以75%VO2max(或85%HRmax)強度運動時仍可順暢地進行談話交流,當運動強度達到90%VO2max或90%HRmax時已不能順暢談話,這基本與ACSM推薦運動強度范圍(55%~90%HRpeak)上限值一致[2]。
早前研究發(fā)現(xiàn),6周有氧運動訓練(強度70%~80%HRmax,20~40 min/次)前后,青年受試者通氣無氧閾(VT)對應的運動強度(VT-VO2)和談話測試LPTT階段相應的強度(LPTT-VO2)均明顯增高[21];受試者獻血(失去500 ml全血)后,血液紅細胞壓積由41.4%±4.5%降至37.4%±4.0%,VT對應運動強度和LPTT階段相應的運動強度表現(xiàn)為一致性降低[21]。盡管運動訓練或失血后VT-VO2與LPTT-VO2變化量之間相關度不高(r=0.46),但是LPTT-VO2與VT-VO2同向變化的研究結果(圖1)強有力表明,談話測試是反映運動強度的理想指標。
表1 經(jīng)典談話測試與通氣閾/乳酸閾關系相關研究
表2 計數(shù)談話測試主要研究
圖1 運動訓練和失血后通氣無氧閾對應的VO2(VO2at VT)變化量與LPTT時VO2(VO2at LPTT)變化量關系散點圖[21]
談話測試能夠將遞增負荷運動中相應的運動強度“轉換(translating)”,通過運動中談話流暢程度指引運動個體達到并維持適當強度(中等到大強度)持續(xù)性運動。談話測試已用于指導久坐少動者和運動員等人群有氧運動訓練[10,17,22]。新近研究發(fā)現(xiàn),有一定運動史的健康青年以談話測試LPTT對應的強度持續(xù)30 min跑運動,運動中心率相對穩(wěn)定,血乳酸濃度基本接近安靜水平,而以EQTT強度運動時,血乳酸先升高隨后逐漸趨于穩(wěn)定(出現(xiàn)最大乳酸穩(wěn)態(tài)),以NETT強度運動時,血乳酸水平持續(xù)升高,在EQTT和NETT對應強度下運動30 min時,運動心率升高且不穩(wěn)定,出現(xiàn)“心血管漂移(cardiovascular drift)”現(xiàn)象[6]。
談話測試在制定安全有效健身運動處方方面具有重要的指導意義。文獻表明,久坐少動人群初期運動健身方案,宜采用略低于LPTT一級的強度(~1 MET);而已具有一定運動水平或者活躍的運動者,建議采用EQTT階段相應運動強度[22]。運動個體可通過談話測試主觀反應,調(diào)整并保持相對穩(wěn)定、適宜強度運動,這對于養(yǎng)成長期積極運動習慣具有重要作用。
在通氣無氧閾(乳酸閾)下強度運動時,經(jīng)典談話測試無法通過反饋信息估量相應的運動強度。然而,對于運動鍛煉初期或為提高身體活動水平的久坐少動者來說,中低強度且足量的運動同樣可獲得健康效益[23]。CTT不需要背誦“標準語段”或者直接參照等級量表,在運動任意時刻均可評定運動強度,能夠半定量化界定運動強度上下限范圍[13,19],解決了傳統(tǒng)經(jīng)典談話測試不能界定運動強度下限和監(jiān)控大強度運動的弊端[19]。
Norman等研究報道,小強度、中等強度、大強度和極大強度運動相應的CTT范圍分別為>55%CTTrest,40%~55%CTTrest、30%~40%CTTrest和<30%CT?Trest[19],30%~55%CTTrest相應的運動強度與ACSM推薦的中等到大強度(50%~84%HRR)運動強度范圍相一致[19]。后期的一項研究卻發(fā)現(xiàn),中等到大強度運動對應的CTT范圍值因運動者安靜時CTT值(CTTrest)有所不同:CTTrest值低于25的個體,中等到大強度運動對應的CTT范圍為40%~50%CTTrest;CTTrest等于或超過25的個體,中等到大強度運動對應的CTT范圍值為30%~40%CTTrest[18]。體適能水平不同可能是運動中CTT反應個體差異的原因。不同人群適宜有氧運動強度相應的CTT范圍還有待深入研究。
研究發(fā)現(xiàn),談話測試對至少持續(xù)2~4 min的恒定負荷強度運動才可做出相應地反應[21],運動過程中頻繁(間隔時間<2 min)使用談話測試可能造成運動者談話中夾雜呼吸聲(breathy),這可能加快談話不流暢感的過早出現(xiàn)[21]。因此,談話測試不適用于評估高強度間歇運動強度,高強度間歇運動的特點是運動強度高且持續(xù)時間短(→1min)。
如何控制適宜的安全運動強度是冠狀動脈疾病患者康復訓練面臨的技術難題[24]。文獻報道,冠狀動脈疾病患者運動至通氣無氧閾強度時,心電圖出現(xiàn)缺血跡象[25],提示運動誘發(fā)缺血現(xiàn)象可能與通氣無氧閾強度相關,但其內(nèi)在機制尚不清楚。高于缺血閾值的運動強度又可促發(fā)心血管疾病并發(fā)癥[25]。推測用力導致心血管疾病并發(fā)癥常與不適當劇烈運動有關。
在Zanettini等研究中,88%的心肌血管重建患者談話測試LTPP階段相應的運動強度處于個體有氧閾(aerobic threshold,AeT)和無氧閾(anaerobic threshold,AnT)之間,其余患者LTPP階段相應的運動強度低于AeT[12]。早期研究也有同樣報道,冠狀動脈疾病患者處于談話測試LPTT階段時相應的運動強度約為VO2max的64%(65%HRR,70%HRmax)[26],與心臟疾病患者康復訓練推薦運動強度范圍基本吻合[24]。上述研究提示,談話測試可作為監(jiān)控心臟康復訓練強度的有效手段。心血管疾病患者在運動中維持流暢談話狀態(tài),可降低運動誘發(fā)心血管事件及并發(fā)癥風險。
研究表明,心臟疾病運動康復訓練宜采用低于LPTT一級或兩級負荷相應的強度[10]。鑒于談話測試在心血管疾病患者運動性缺血閾值(無氧閾強度)上的預測價值[25],加拿大心血管預防與康復協(xié)會(CACPR)和ACSM已將談話測試推薦用于身體活動指南,作為心臟疾病患者運動強度監(jiān)控輔助手段,防止出現(xiàn)用力性缺血癥狀[5],從而提高了心血管疾病患者運動康復訓練的安全性。
安全有效地提升身體活動水平被納入公共健康策略的重要內(nèi)容。持續(xù)性運動中談話測試反應相應的運動強度與身體活動指南中推薦的中等到大強度運動范圍基本吻合,提示談話測試在指導國民健身運動、心臟疾病患者康復訓練等方面具有廣闊應用前景。然而研究發(fā)現(xiàn),健康青年個體通氣無氧閾強度對應的“言語困難感(PSPD等級數(shù)值)”離散度大[27]。在冠狀動脈患者運動康復訓練中,單獨使用傳統(tǒng)談話測試方法控制運動強度,康復訓練中談話測試相應的運動心率個體反應差異較大(SD=22%~23%HRR)[26]。提示單獨采用談話測試方法似乎并不能保證所有個體在適宜安全強度范圍內(nèi)運動,存在小部分運動個體低估或高估目標運動強度的可能性。另一項研究也報道,運動中CTT反應個體差異較大[18]??紤]談話測試個體反應的差異性,將談話測試與客觀強度指標(如運動靶心率)進行標定,可能提高談話測試在運動實踐中的可行性。
有研究采用一種半定量化談話測試方式——計數(shù)量表,監(jiān)控慢性阻塞性肺疾病患者運動康復訓練,發(fā)現(xiàn)訓練過程中心率與目標心率極為接近(心率差異值95%CI為-1.2~8.5 beats/min)[28]。談話測試是否與心率等客觀強度指標一樣,可監(jiān)控運動訓練強度并獲得同等健康效益,尚需要大量實驗研究予以驗證。臨床研究發(fā)現(xiàn),心臟疾病患者8周運動康復訓練效果(體適能改變)與談話測試反應變化呈現(xiàn)一致性[29],提示談話測試變化可能反映了運動能力或身體機能適應性改變。這一線索為談話測試在運動實踐中應用提供了新的研究思路。另外,性別、特殊環(huán)境(高溫高濕、海拔高度)等因素是否影響談話測試結果尚待進一步研究。
談話測試是描述和監(jiān)控運動強度簡單易行的主觀方法。通過主觀感覺談話“流暢度”可調(diào)控運動在推薦的運動強度范圍內(nèi),防止心血管疾病患者出現(xiàn)用力性缺血。有研究跡象表明,談話測試反應對身體機能變化具有一定指向性,但是相關研究有待深入研究。談話測試也存在一些尚需解決的問題,如談話測試個體反應差異較大,不適合監(jiān)控高強度間歇運動等。但對于普通健康運動者和一些特殊群體來說,談話測試能夠評估運動強度,尤其是結合運動心率等客觀強度指標使用時,可進一步提高運動訓練安全性和有效性。運動健身效益與運動強度的關系仍是迫切需要解決的科學問題,期待更多關于談話測試在運動科學和康復醫(yī)學領域的后續(xù)研究。
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2016.11.10
國家體育總局全民健身研究領域項目(2015B060);山東省自然科學基金資助項目(ZR2015CL035);山東體育學院科研計劃項目(1501102);山東省高等學校優(yōu)勢學科人才團隊培育計劃項目
黃傳業(yè),Email:hchye@163.com