運動生理週訊(第214期)
「220-年齡」可以有效推估最大心跳率嗎？(January 29, 2006)
林必寧
以心跳率作為判定運強度的作法行之有年，隨著心率表的普及，運動全程配戴心率表，隨時監控運動強度的作法，已逐漸取代運動後按壓頸動脈或橈尺動脈，立即量測並計算運動後心跳率的作法，使運動強度的控制，具有立即與正確的意義。
運動心跳率控制強度的發展，最早是以透過安靜心跳率與最大心跳率差異為基準的儲備心跳率(heart rate reserve)作為計算公式，而後研究發現，有過度低估運動強度的現象，建議直接以最大心跳率的百分比，來代表運動時的強度百分比。後來，美國運動醫學會(ACSM)，也在1998年新版的體適能指導手冊中，取消儲備心跳率的相關資訊，改以最大心跳率的百分比，做為評量運動心跳率範圍(heart rate range)的依據。其計算公式「每分鐘的最大心跳率＝220－年齡」，計算運動強度時再以最大心跳率的百分比來代表運動強度的百分比，是相當簡單也是最普遍的運動強度表示方式。不管如何預估最大心跳率，事實上，最有效的方法，是透過實驗室內漸增負荷的運動測驗方式取得。
為了探究「220-年齡」與實際最大心跳率之落差，許多學者利用多種研究方法進行研究，瞭解影響最大運動心跳率的因素，以求更精確的推估最大心跳率，並加以應用。一般來說，提出影響最大心跳率的因素包括年齡、性別、體能水準、運動型態、心血管疾病、安靜心跳率、體重、海拔高度、最大努力程度等等，若單一以年齡做為計算基準，在實際應用上可能仍有高估或低估運動強度的情形，其列舉三種對於最大心跳率的推估結果所產生的數據均具有相當大的落差 (Gappmaier,2002) ：一、估計標準誤差(Standard error of the estimate)達10-25 bpm (Takana, Monahan, & Seals, 2001)。二、相關係數(Correlation coefficients)偏低。三、95%信心區間落差(95%confidence interval) 可達 40-60 bpm。
Tanaka, Monahan, and Seals (2001)以整合分析(Meta-analytic)研究法進行研究，蒐集351個研究，包括492個群體、18,712個受試者的研究結果，結果發現推估最大心跳率的公式為「208-0.7x年齡」(相關為-0.90)；以514位健康男性的實驗室最大心跳率驗證的結果發現，推估最大心跳率的公式為男性「209- 0.7x年齡」(r=-0.79)、女性「207- 0.7x年齡」(r=-0.73) (如圖一)。
圖一、最大心跳率的實驗室驗證結果圖。
比較「220-年齡」與「208-0.7x年齡」的公式以20與60歲不同年齡為對象，計算80%最大運動心跳率其結果如下：舊法＝(220-20) x 0.8＝200 x 0.8＝160，新法＝【208-(0.7x20) 】x 0.8＝194 x 0.8＝155，差距有 +5 bpm。以60歲老年人之80%HRmax為例，舊法＝(220-60) x 0.8＝160 x 0.8＝128，新法＝【208-(0.7x60) 】x 0.8＝167X0.8＝133，差距反而有 -5 bpm之多。這種低估老年人HRmax的傾向，另若以新法「209 - 0.7 x 年齡」計算出60歲的老年人，反而會有高於舊法6 bpm的計算結果，與行政院體育委員會公佈之「八十八年度臺閩地區男性與女性體能檢測基本資料」所示，「年齡越高、成績越好」的現象有些類似(王順正，2000)。
Dagny (2006) 於跑者世界(
Runner's World)網站撰文提供較為精確的新公式： (A) MHR = 「208 - 0.7 x 年齡」 ，(B) MHR = 「205 - 0.5 x 年齡」並加以比較其差異；浩浩 (2006) 也將A、B組與220-年齡三種公式式製成表格，發現在三十歲之前，「220-年齡」的預測值最高，公式B其次；而在三十歲之後到四十歲間時，公式B的預測值最高，而「220-年齡」其次；在四十歲時，「220-年齡」與公式A的預測值相同，但「220-年齡」從此之後所預測值都是最低的，而公式B的預測值在三十歲之後的預測值都是最高（如圖二）。認為「220-年齡」在三十歲以前高估MHR，而在四十歲之後又低估MHR。跑者世界的編輯人員對A、B這兩組公式進行測試，結果達成以下結論：兩組公式對年紀在四十歲以下的跑者都可適用，但對四十歲以上跑者而言，公式B就較精確。因此，跑者世界以公式B為評量跑者最大心跳率的標準公式(We now believe that (B) is the single best formula for predicting maximum heart rate, and we're adopting it as our Runner's World standard.)。
圖二、三種最大心跳率評量結果的比較。
(資料來源：http://www.taipeimarathon.org.tw/知識園地/專文報導/FindingYourMHR.htm)
綜合以上研究顯示，使用「220-年齡」的最大心跳率預估方式，似乎有低估運動強度的現象存在(針對40歲以上的運動參與者而言)，因此，在利用其從事相關研究時應該加以考量，若能利用「220-年齡」、「208-0.7x年齡」、「205-0.5x年齡」針對不同年齡層加以驗證，或許是一個有趣的研究課題。
若針對健康的老年人從事訓練，無論利用何種公式作為訂定強度的參考，雖要考量低估的情形造成訓練強度偏低的影響，但是，對於初學者仍應由較低強度開始循序漸進，不可貿進，隨時觀察訓練中因負荷所造成身體反應，適可而止不可逞強，避免造成意外事件發生。
參考文獻
Dagny, S. (2006).
Follow Your Heart. Runner's World, Retrieved January 29,2006 from the World Wide Web:
http://www.runnersworld.com/article/0,5033,s6-52-0-0-1039,00.html
Gappmaier, E. (2002). "220-Age" prescribeing exercisee based on heart rate in the clinic. Cardiopatmonary Physical Therapy Journal, 13(2).11.
Tanaka, H., Monahan, K. D., & Seals, D. R. (2001).
Age-Predicted Maximal Heart Rate Revisited. Journal of American college cardiology, 37(1), 153-156.
王順正(2000)。登階測驗。運動生理週訊，95，1。線上檢索日期：2006年1月27日。網址：
http://www.epsport.net/epsport/week/show.asp?repno=95
浩浩譯(2006)。心率監視器在訓練與比賽上的應用。線上檢索日期：2006年1月27日。網址：
http://www.taipeimarathon.org.tw/知識園地/專文報導/heartrate.htm
