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谈话测试在运动医学领域的应用与研究进展

2017-08-07黄传业潘明玲蔡鸣凤张丽萍

中国运动医学杂志 2017年7期
关键词:乳酸谈话康复训练

黄传业潘明玲蔡鸣凤张丽萍

1山东体育学院体育科学研究院(济南 250102)2山东体育学院运动与健康学院3山东体育学院教学实验中心4山东体育学院研究生教育学院

谈话测试在运动医学领域的应用与研究进展

黄传业1,2潘明玲3蔡鸣凤4张丽萍4

1山东体育学院体育科学研究院(济南 250102)2山东体育学院运动与健康学院3山东体育学院教学实验中心4山东体育学院研究生教育学院

安全有效的运动强度是科学健身运动的重要内容,也一直是心血管疾病患者运动康复训练的技术关键。谈话测试是主观评价运动强度的方法之一。已有研究表明,通过谈话测试反应能够获知运动强度信息、指导运动康复训练,同时在评估身体机能的变化上有一定的指向性。因此,谈话测试在运动科学和康复医学领域上具有广阔的应用前景,然而国内外相关研究文献仍较少。本文综述了谈话测试在运动实践中的应用现状和相关研究进展,为今后研究提供参考。

谈话测试;运动训练;心血管疾病;运动强度

美国疾病控制中心(CDC)和美国运动医学学会(ACSM)推荐了成年人身体活动指南,指导科学运动健身,降低慢性疾病发病率及死亡率。按照指南推荐的运动量水平进行身体活动,可获得最大程度的健康效益,并降低运动风险。运动强度成为身体活动指南的重要内容,心肺运动测试(CPET)一直是制定运动强度的“金标准”,可借助运动中通气气体或乳酸代谢水平来确定运动强度[1]。然而,实验室运动测试相对费时、复杂,特别是对于无法完成最大运动测试的心血管疾病患者来说,更需要经济、简单的方法监控运动强度。

Borg主观运动感觉(RPE)是评估运动强度的主观方法之一,但是在无RPE等级量表直观参照的情况下,可能会出现低估运动强度的现象;RPE也不适用于评估室外场地运动和大样本量人群运动强度。运动心率(HR)则受心血管系统健康状况、环境温度、水合状态、疲劳和情绪等因素影响[1],这些限制了HR和RPE在运动实践中的应用。

近些年,谈话测试(talk test)成为又一评定运动强度的主观方法,被推荐用于监控健康成年人、心血管疾病患者等人群的运动强度。然而谈话测试评估运动强度的相关资料不多,有必要了解谈话测试如何应用于运动实践。因此,本文综述谈话测试的主要研究结果,为其评定运动强度提供参考依据。

1 谈话测试概述

1939年,英国牛津大学John Grayson教授在指导登山运动时,建议登山者“climb no faster than you can speak”,这是最早的谈话测试。20世纪90年代后期,有研究通过观察运动时谈话流畅度(谈话测试),可保证运动个体处于适宜发展心肺功能的运动强度范围,尽管仍有零星个体运动时强度会超出该推荐强度范围。早期一项相关性分析研究发现,健康青年学生递增负荷运动过程中通气无氧阈强度与谈话测试中仍能流畅谈话的最高运动强度相吻合[2]。随后对健康成年人、运动员和心血管疾病患者的研究也有相似发现[3-5],谈话测试逐渐被推荐用于监控不同人群运动强度。然而,因已有文献对谈话测试方法的表述较为含糊,谈话测试未得到研究学者足够的关注。近些年,国外众多实验室对谈话测试的重复性、可靠性开展了一系列研究工作[3,6-12]。后期又对传统谈话测试方法进行了改良,如计数谈话测试(counting talk test,CTT)、计数量表(count scale,CS)等方式,使谈话测试更具可操作性和实用性[13]。

2 谈话测试基本原理与方法

2.1 基本原理

研究业已表明,在递增负荷运动的初始阶段,通气量随着运动强度的增大呈线性增加;当运动强度增加至通气无氧阈或乳酸阈(50%~75%VO2max)时,乳酸产生相对增多(乳酸产生能力高于清除能力),碳酸钠盐缓冲乳酸引起二氧化碳排出量升高,进一步刺激呼吸运动使通气量增加,呼吸频率增高[14],从而造成“谈话交流困难”;大强度(>85%VO2max)运动时通气量增加更为显著,此时就完全不可能流畅谈话交流。

运动中通气水平和呼吸频率,随运动强度增大而逐渐增高,“谈话交流”因呼吸频率增加而逐渐受限。运动时谈话流畅程度与运动强度关系密切,以谈话的流畅程度来反映运动强度,这是谈话测试的基本原理。

2.2 主要测试方法

2.2.1 经典谈话测试

背诵标准语段(pledge of allegiance效忠誓言)或回答问题是经典谈话测试常采用的方式[13]。运动个体在递增运动每级负荷后30 s背诵标准语段(通常完成语段背诵需要10~15 s时间),然后将被询问“你可以舒畅完成谈话测试吗?”,受试者根据主观感受可能回答:①“是(positive result)”,表明个体运动中能够流畅说话,处于低强度运动状态,还可以继续增加一级负荷;②“不确定(equivocal result,EQTT)”,说明受试者不能确定运动中能否舒畅的谈话交流,此时意味运动正处于或接近通气无氧阈(乳酸阈)强度;③“不能(negative results)”,即无法在运动中舒畅说话交流,提示运动强度高于通气无氧阈/乳酸阈,此时为中等强度与大强度的临界点,运动个体正从事大强度运动。通常将回答“是(positive result)”的最高一级运动负荷定为“the last positive stage(LPTT)”阶段,将最早回答“不能(negative results)”的一级运动负荷阶段称为“the first negative stage(NETT)”。

2.2.2 计数谈话测试

计数谈话测试(CTT)是对经典谈话测试的改良,CTT测试时不需要朗诵标准语段。具体方法是:在安静状态下,深吸一口气后以正常语速、大声地尽量多报数(one-one thousand,two-one thousand,three-one thou⁃sand,four-one thousand,……),记录安静时CTT总计数(CTTrest)。在运动中任意时刻可采用同样方式进行CTT测试,相应地记为CTTex。随着运动强度增加,CT⁃Tex值逐渐减少。一般用CTTex、CTTex相对CTTrest百分比值(%CTT)半定量化反映运动强度[13]。

3 谈话测试可靠性和有效性研究

近些年,研究学者对谈话测试的可靠性和有效性进行了一系列研究(表1和2)。越来越多的研究证据表明,通气无氧阈(乳酸阈)强度与运动中谈话流畅度密切相关。此外,谈话测试LPTT阶段时的运动心率/负荷与通气无氧阈强度相应指标值一致[15],提示谈话测试可作为乳酸阈/通气无氧阈测试的简易“替代(sur⁃rogate)”方法。因此,可以用谈话测试界定有氧运动强度上限值。

在跑步机和功率车两种运动形式中,健康成年人通气无氧阈运动强度相应的谈话测试反应表现具有较高的一致性[16]。在另一项研究中,健康成年人谈话测试各阶段(LPTT,EQTT和NETT)反应相应的跑速(r=0.84)、HR(r=0.81)和RPE(r=0.71)具有极高的重复性[17]。3名康复师分别使用谈话测试指导心肌血管重建患者康复训练时,训练过程中谈话测试LPTT,EQTT和NETT各阶段相应的运动负荷、心率和RPE值相近[12]。上述不同运动形式和操作者间的谈话测试结果重复性研究,进一步支持了谈话测试是一种可靠的运动强度监控方式。

Loose等让健康成年人在步行/慢跑、固定自行车、椭圆机和踏步机等运动形式中,分别完成40%最大心率储备(HRR)、50%HRR、60%HRR、75%HRR和85%HRR强度运动,发现不同运动形式中相同强度下CTT结果表现出较高的稳定性[18]。另外,不同形式运动过程中CTT测试结果(%CTT)与最大心率储备百分比(%HRR)、RPE呈中等或高度负相关关系[18],进一步支持了早期递增负荷跑台运动中CTT结果(%CTT)与RPE等运动强度指标密切相关的研究结论[13]。相关证据表明,如同RPE一样,CTT可作为又一种不依赖于心率的主观运动强度监控方法。

4 评估运动强度

经典谈话测试为估量健康成年人和久坐少动个体运动强度提供了重要信息。低于乳酸阈(通气无氧阈)运动强度时,运动个体可较流畅谈话交流;而不能流畅地谈话交流时,运动强度已经高于乳酸阈(通气无氧阈)。当以乳酸阈(通气无氧阈)强度运动时,通常个体尚能谈话交流但略带有困难[15],此时谈话测试反应可作为中等强度和大强度运动的临界点。

不同人群运动过程中谈话测试反应有所不同。活跃的健康青年在谈话测试LPTT阶段(能流畅谈话),相应的运动强度约为64%VO2max(RPE=12)[15]。久坐少动的健康个体以80%HRmax强度运动时可流畅说话,当运动强度接近95%HRmax时,已无法流畅谈话[20]。在另两项早期研究中[2,16],健康活跃的个体以75%VO2max(或85%HRmax)强度运动时仍可顺畅地进行谈话交流,当运动强度达到90%VO2max或90%HRmax时已不能顺畅谈话,这基本与ACSM推荐运动强度范围(55%~90%HRpeak)上限值一致[2]。

早前研究发现,6周有氧运动训练(强度70%~80%HRmax,20~40 min/次)前后,青年受试者通气无氧阈(VT)对应的运动强度(VT-VO2)和谈话测试LPTT阶段相应的强度(LPTT-VO2)均明显增高[21];受试者献血(失去500 ml全血)后,血液红细胞压积由41.4%±4.5%降至37.4%±4.0%,VT对应运动强度和LPTT阶段相应的运动强度表现为一致性降低[21]。尽管运动训练或失血后VT-VO2与LPTT-VO2变化量之间相关度不高(r=0.46),但是LPTT-VO2与VT-VO2同向变化的研究结果(图1)强有力表明,谈话测试是反映运动强度的理想指标。

表1 经典谈话测试与通气阈/乳酸阈关系相关研究

表2 计数谈话测试主要研究

图1 运动训练和失血后通气无氧阈对应的VO2(VO2at VT)变化量与LPTT时VO2(VO2at LPTT)变化量关系散点图[21]

谈话测试能够将递增负荷运动中相应的运动强度“转换(translating)”,通过运动中谈话流畅程度指引运动个体达到并维持适当强度(中等到大强度)持续性运动。谈话测试已用于指导久坐少动者和运动员等人群有氧运动训练[10,17,22]。新近研究发现,有一定运动史的健康青年以谈话测试LPTT对应的强度持续30 min跑运动,运动中心率相对稳定,血乳酸浓度基本接近安静水平,而以EQTT强度运动时,血乳酸先升高随后逐渐趋于稳定(出现最大乳酸稳态),以NETT强度运动时,血乳酸水平持续升高,在EQTT和NETT对应强度下运动30 min时,运动心率升高且不稳定,出现“心血管漂移(cardiovascular drift)”现象[6]。

谈话测试在制定安全有效健身运动处方方面具有重要的指导意义。文献表明,久坐少动人群初期运动健身方案,宜采用略低于LPTT一级的强度(~1 MET);而已具有一定运动水平或者活跃的运动者,建议采用EQTT阶段相应运动强度[22]。运动个体可通过谈话测试主观反应,调整并保持相对稳定、适宜强度运动,这对于养成长期积极运动习惯具有重要作用。

在通气无氧阈(乳酸阈)下强度运动时,经典谈话测试无法通过反馈信息估量相应的运动强度。然而,对于运动锻炼初期或为提高身体活动水平的久坐少动者来说,中低强度且足量的运动同样可获得健康效益[23]。CTT不需要背诵“标准语段”或者直接参照等级量表,在运动任意时刻均可评定运动强度,能够半定量化界定运动强度上下限范围[13,19],解决了传统经典谈话测试不能界定运动强度下限和监控大强度运动的弊端[19]。

Norman等研究报道,小强度、中等强度、大强度和极大强度运动相应的CTT范围分别为>55%CTTrest,40%~55%CTTrest、30%~40%CTTrest和<30%CT⁃Trest[19],30%~55%CTTrest相应的运动强度与ACSM推荐的中等到大强度(50%~84%HRR)运动强度范围相一致[19]。后期的一项研究却发现,中等到大强度运动对应的CTT范围值因运动者安静时CTT值(CTTrest)有所不同:CTTrest值低于25的个体,中等到大强度运动对应的CTT范围为40%~50%CTTrest;CTTrest等于或超过25的个体,中等到大强度运动对应的CTT范围值为30%~40%CTTrest[18]。体适能水平不同可能是运动中CTT反应个体差异的原因。不同人群适宜有氧运动强度相应的CTT范围还有待深入研究。

研究发现,谈话测试对至少持续2~4 min的恒定负荷强度运动才可做出相应地反应[21],运动过程中频繁(间隔时间<2 min)使用谈话测试可能造成运动者谈话中夹杂呼吸声(breathy),这可能加快谈话不流畅感的过早出现[21]。因此,谈话测试不适用于评估高强度间歇运动强度,高强度间歇运动的特点是运动强度高且持续时间短(→1min)。

5 指导运动康复训练

如何控制适宜的安全运动强度是冠状动脉疾病患者康复训练面临的技术难题[24]。文献报道,冠状动脉疾病患者运动至通气无氧阈强度时,心电图出现缺血迹象[25],提示运动诱发缺血现象可能与通气无氧阈强度相关,但其内在机制尚不清楚。高于缺血阈值的运动强度又可促发心血管疾病并发症[25]。推测用力导致心血管疾病并发症常与不适当剧烈运动有关。

在Zanettini等研究中,88%的心肌血管重建患者谈话测试LTPP阶段相应的运动强度处于个体有氧阈(aerobic threshold,AeT)和无氧阈(anaerobic threshold,AnT)之间,其余患者LTPP阶段相应的运动强度低于AeT[12]。早期研究也有同样报道,冠状动脉疾病患者处于谈话测试LPTT阶段时相应的运动强度约为VO2max的64%(65%HRR,70%HRmax)[26],与心脏疾病患者康复训练推荐运动强度范围基本吻合[24]。上述研究提示,谈话测试可作为监控心脏康复训练强度的有效手段。心血管疾病患者在运动中维持流畅谈话状态,可降低运动诱发心血管事件及并发症风险。

研究表明,心脏疾病运动康复训练宜采用低于LPTT一级或两级负荷相应的强度[10]。鉴于谈话测试在心血管疾病患者运动性缺血阈值(无氧阈强度)上的预测价值[25],加拿大心血管预防与康复协会(CACPR)和ACSM已将谈话测试推荐用于身体活动指南,作为心脏疾病患者运动强度监控辅助手段,防止出现用力性缺血症状[5],从而提高了心血管疾病患者运动康复训练的安全性。

6 展望

安全有效地提升身体活动水平被纳入公共健康策略的重要内容。持续性运动中谈话测试反应相应的运动强度与身体活动指南中推荐的中等到大强度运动范围基本吻合,提示谈话测试在指导国民健身运动、心脏疾病患者康复训练等方面具有广阔应用前景。然而研究发现,健康青年个体通气无氧阈强度对应的“言语困难感(PSPD等级数值)”离散度大[27]。在冠状动脉患者运动康复训练中,单独使用传统谈话测试方法控制运动强度,康复训练中谈话测试相应的运动心率个体反应差异较大(SD=22%~23%HRR)[26]。提示单独采用谈话测试方法似乎并不能保证所有个体在适宜安全强度范围内运动,存在小部分运动个体低估或高估目标运动强度的可能性。另一项研究也报道,运动中CTT反应个体差异较大[18]。考虑谈话测试个体反应的差异性,将谈话测试与客观强度指标(如运动靶心率)进行标定,可能提高谈话测试在运动实践中的可行性。

有研究采用一种半定量化谈话测试方式——计数量表,监控慢性阻塞性肺疾病患者运动康复训练,发现训练过程中心率与目标心率极为接近(心率差异值95%CI为-1.2~8.5 beats/min)[28]。谈话测试是否与心率等客观强度指标一样,可监控运动训练强度并获得同等健康效益,尚需要大量实验研究予以验证。临床研究发现,心脏疾病患者8周运动康复训练效果(体适能改变)与谈话测试反应变化呈现一致性[29],提示谈话测试变化可能反映了运动能力或身体机能适应性改变。这一线索为谈话测试在运动实践中应用提供了新的研究思路。另外,性别、特殊环境(高温高湿、海拔高度)等因素是否影响谈话测试结果尚待进一步研究。

7 小结

谈话测试是描述和监控运动强度简单易行的主观方法。通过主观感觉谈话“流畅度”可调控运动在推荐的运动强度范围内,防止心血管疾病患者出现用力性缺血。有研究迹象表明,谈话测试反应对身体机能变化具有一定指向性,但是相关研究有待深入研究。谈话测试也存在一些尚需解决的问题,如谈话测试个体反应差异较大,不适合监控高强度间歇运动等。但对于普通健康运动者和一些特殊群体来说,谈话测试能够评估运动强度,尤其是结合运动心率等客观强度指标使用时,可进一步提高运动训练安全性和有效性。运动健身效益与运动强度的关系仍是迫切需要解决的科学问题,期待更多关于谈话测试在运动科学和康复医学领域的后续研究。

[1]Reed JL,Pipe AL.Practical Approaches to Prescribing Physical Activity and Monitoring Exercise Intensity[J].Can J Cardiol,2016,32(4):514-522.

[2]Dehart-Beverley M,Foster C,Porcari JP,et al.Relation⁃shipbetweenthetalktestandventilatorthreshold[J].Clin Exerc Physiol,2000,2(1):34-38.

[3]Rodriguez-Marroyo JA,Villa JG,Garcia-Lopez J,et al.Relationship between the talk test and ventilatory thresh⁃olds in well-trained cyclists[J].J Strength Cond Res,2013,27(7):1942-1949.

[4]Voelker S,Foster C,Porcari J,et al.Relationship be⁃tween the talk test and ventilatory thresholds in cardiac patients[J].Clin Exerc Physiol,2011(4):120-123.

[5]Reed J L,Pipe AL.The talk test:a useful tool for pre⁃scribing and monitoring exercise intensity[J].Curr Opin Cardiol,2014,29(5):475-480.

[6]Woltmann ML,Foster C,Porcari JP,et al.Evidence that the talk test can be used to regulate exercise intensity[J].J Strength Cond Res,2015,29(5):1248-1254.

[7]Gillespie BD,Mccormick JJ,Mermier CM,et al.Talk test as a practical method to estimate exercise intensity in highly trained competitive male cyclists[J].J Strength Cond Res,2015,29(4):894-898.

[8]Petersen AK,Maribo T,Hjortdal VE,et al.Intertester reli⁃ability of the talk test in a cardiac rehabilitation popula⁃tion[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2014,34(1):49-53.

[9]Nielsen SG,Buus L,Hage T,et al.The graded cycling test combined with the talk test is reliable for patients with ischemic heart disease[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2014,34(4):276-280.

[10]Lyon E,Menke M,Foster C,et al.Translation of incre⁃mental talk test responses to steady-state exercise train⁃ing intensity[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2014,34(4):271-275.

[11]Ballweg J,Foster C,Porcari J,et al.Reliability of the talktestasasurrogateofventilatoryandrespiratory compensation thresholds[J].J Sports Sci Med,2013,12(3):610-611.

[12]Zanettini R,Centeleghe P,Franzelli C,et al.Validity of the talk test for exercise prescription after myocardial re⁃vascularization[J].Eur J Prev Cardiol,2013,20(2):376-382.

[13]Norman JF,Hopkins E,Crapo E.Validity of the counting talk test in comparison with standard methods of estimat⁃ing exercise intensity in young healthy adults[J].J Car⁃diopulm Rehabil Prev,2008,28(3):199-202.

[14]Katch V,Weltman A,Sady S,et al.Validity of the rela⁃tive percent concept for equating training intensity[J].Eur J Appl Physiol Occup Physiol,1978,39(4):219-227.

[15]Quinn TJ,Coons BA.The talk test and its relationship with the ventilatory and lactate thresholds[J].J Sports Sci,2011,29(11):1175-1182.

[16]Persinger R,Foster C,Gibson M,et al.Consistency of the talk test for exercise prescription[J].Med Sci Sports Exerc,2004,36(9):1632-1636.

[17]Jeanes EM,Foster C,Porcari JP,et al.Translation of exer⁃cise testing to exercise prescription using the talk test[J].J Strength Cond Res,2011,25(3):590-596.

[18]Loose BD,Christiansen AM,Smolczyk JE,et al.Consisten⁃cy of the counting talk test for exercise prescription[J].J Strength Cond Res,2012,26(6):1701-1707.

[19]Norman JF,Kracl J,Parker D,et al.Comparison of the counting talk test and heart rate reserve methods for esti⁃mating exercise intensity in healthy young adults[J].J Exerc Physiol Online,2002,5(1):15-22.

[20]Shafer NN,Foster C,Porcari JP,et al.Comparison of talk test to ventilatory threshold[J].J Cardiopulm Rehabil,2000(20):289.

[21]Foster C,Porcari JP,Anderson J,et al.The talk test as a marker of exercise training intensity[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2008,28(1):24-30,31-32.

[22]Foster C,Porcari JP,Gibson M,et al.Translation of sub⁃maximal exercise test responses to exercise prescription using the talk test[J].J Strength Cond Res,2009,23(9):2425-2429.

[23]Knox EC,Webb OJ,Esliger DW,et al.Using threshold messagestopromotephysicalactivity:implicationsfor publicperceptionsofhealtheffects[J].EurJPublic Health,2014,24(2):195-199.

[24]Hansen D,Stevens A,Eijnde BO,et al.Endurance exer⁃cise intensity determination in the rehabilitation of coro⁃nary artery disease patients:a critical re-appraisal of cur⁃rent evidence[J].Sports Med,2012,42(1):11-30.

[25]Li AM,Chan D,Wong E,et al.The effects of obesity on pulmonary function[J].Arch Dis Child,2003,88(4):361-363.

[26]Brawner CA,Vanzant MA,Ehrman JK,et al.Guiding exer⁃cise using the talk test among patients with coronary ar⁃tery disease[J].J Cardiopulm Rehabil,2006,26(2):72-75,76-77.

[27]Rotstein A,Meckel Y,Inbar O.Perceived speech difficul⁃ty during exercise and its relation to exercise intensity and physiological responses[J].Eur J Appl Physiol,2004,92(4-5):431-436.

[28]Wang HY,Miao Q,Xu QF,et al.Translation of exercise test response to training intensity using the count scale[J].Respir Care,2016,61(2):220-224.

[29]NielsenSG,VintherA.Gradedcyclingtestcombined with the talk test is responsive in cardiac rehabilitation[J].J Cardiopulm Rehabil Prev,2016,36(5):368-374.

2016.11.10

国家体育总局全民健身研究领域项目(2015B060);山东省自然科学基金资助项目(ZR2015CL035);山东体育学院科研计划项目(1501102);山东省高等学校优势学科人才团队培育计划项目

黄传业,Email:hchye@163.com

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