運動生理週訊(第345期)
臨界心跳率(critical heart rate)的測量(October 10, 2016)
王順正、林玉瓊
透過心跳率區間進行運動訓練強度規劃時，原則上以採用三個區間的目標心跳範圍為佳 (
運動訓練的心跳率區間(運動生理週訊第346期))；實際在評量心跳率區間時，似乎以攝氧分析、血乳酸分析對應的有氧閾值、無氧閾值強度與心跳率最為準確。但是，進行攝氧分析、血乳酸分析時，需要昂貴的儀器、侵體性採血，造成實際應用時的限制。
臨界心跳率 (critical heart rate, CHR) 是Mielke等 (2011) 利用臨界負荷 (critical power, CP) 概念與實驗方式，進行4次最大持續運動時間 (Tlim) 在8至20分鐘的腳踏車負荷運動，測驗過程同時記錄每5秒紀錄一次的平均心跳率 (bpm)；透過4次腳踏車運動時，平均心跳率與Tlim乘積 (HBlim) 與Tlim的線性關係，推算線性迴歸線的斜率即是CHR (右圖)。右圖的例子CHR=177 bpm。
Mielke等 (2011) 以15名自願參與實驗、VO
2max 40.7±4.6 ml/kg/min的年輕女性為對象，研究CHR與CP、換氣閾值(ventilatory threshold, VT, 依據VCO
2與VO
2的變化判定)、呼吸補償點 (respiratory compensation point, RCP, 依據VE與VCO
2的變化判定) 對應的心跳率的差異狀況。研究結果顯示CHR為177±11 bpm、CP
HR為154±10 bpm、VT
HR為152±12 bpm、RCP
HR為172±9 bpm，CHR與RCP
HR沒有顯著差異，而且兩者的相關達到0.83 (下二表)。
CHR與CPHR、VTHR、RCPHR的差異與相關 (Mielke等，2011)
Bergstrom (2014) 依據Mielke等 (2011) 針對原地腳踏車運動CHR的概念與實驗方式，將CHR的概念與實驗方式應用在跑步機的跑步運動上。以4次最大持續運動時間 (Tlim) 在3至20分鐘的跑步機速度，在運動過程的平均心跳率與Tlim乘積 (HBlim) 與Tlim的線性關係，推算線性迴歸線的斜率即是CHR (右圖)。右圖的例子CHR=176 bpm。研究以13名跑者 (VO
2max 46.63±6.38 ml/kg/min) 為受試者，研究結果顯示CHR為175±8 bpm、91±3% HR
peak，受試者以CHR持續跑步運動的最大持續運動時間 (Tlim) 為48.37±11.04 min。由此可見，CHR的概念與檢測方式，不僅適合原地腳踏車運動的CHR評量，也適合跑步機跑步運動的CHR評量。基本上，CHR的評量結果相當接近RPC
HR。
運動生理學網站依據Mielke等 (2011) 的概念與評量方式，設計了線上
臨界心跳率 (critical heart rate) 評量服務，使用者只要依據CHR的檢測方法 (選定2至6個腳踏車負荷、跑步機速度)，配合一隻可以紀錄測驗過程平均心跳率與最大持續運動時間的心跳率手環或手錶，即可輸入平均心跳率與最大持續運動時間，評量出適合使用者的CHR。
臨界心跳率 (critical heart rate, CHR) 的評量結果代表無氧閾值 (或呼吸補償點) 的運動心跳率，可以用來做為節奏跑訓練與Threshold Training訓練的強度標準。透過運動生理學網站線上CHR評量服務的協助，配合心跳率手環或手錶的使用，讓心跳率訓練區間的選定更簡便，運動訓練的方式更科學。
引用文獻
Bergstrom, H. C. (2014). Physiological responses at the critical heart rate during treadmill running. Ph.D. Dissertation, Department of Nutrition and Health Sciences, University of Nebraska-Lincoln.
Mielke, M., Housh, T. J., Hendrix, C. R., Zuniga, J., Camic, C. L., Schmidt, R. J., & Johnson, G. O. (2011). A test for determining critical heart rate using the critical power model. Journal of Strength and Condition Research, 25(2), 504–510.
