把心率算清楚,是為了跑得有分寸,也為往後生活留下餘力。
海濱快行、跑步機上斜,或準備退休後的長途旅行,運動手錶上的心率數字,很容易成為判斷自己「練得夠不夠」的標準。到了50歲,希望改善心肺,又擔心操之過急,先算出一個目標確實方便;但公式、手錶與身體感受,未必說着同一件事。
最大心率計算牽涉兩層判斷:年齡公式估計的是甚麼,以及這個估計怎樣轉成訓練強度。同樣寫着70%,採用最大心率百分比,與採用心率儲備百分比,可以相差十多次心跳。理解這些分別,才有辦法把數字用在日常訓練,而不會讓一個估算主導全部安排。
最大心率、一次活動的最高心率與體能,是不同指標
最大心率(maximum heart rate,MHR或HRmax),指個人在充分用力的運動測試中所能達到的最高心跳頻率,單位是每分鐘次數(bpm)。健康成年人的最大心率研究顯示,年齡與這個上限有明顯關係,整體上隨年齡增加而下降;同齡人士的實際數字仍有差異。
峰值心率(HRpeak)則是某次活動或測試錄得的最高值。一次慢跑最高只有145次,不代表最大心率就是145;若測試因腿部疲勞、不適或其他停止條件提早結束,也不能單憑最高讀數確認已到生理極限。
最大心率本身亦不足以衡量心肺體能。訓練後數字沒有上升,不代表沒有進步;同齡人士上限較高,也不能據此判定較健康。最大攝氧量、完成相同活動時的負荷,以及日常功能,需要分開理解。關於心肺與肌力在健康老化中的角色,可延伸閱讀長壽體能訓練的研究拆解。
220減年齡、Tanaka與Nes公式,分別怎樣計算?
「220 − 年齡」容易記憶,至今仍見於美國心臟協會的公眾心率表。協會同時說明,表內數字是平均參考值。把它當作起步估算有其用途,當作每個人的實際上限或安全界線,便超出了公式的能力。
Tanaka公式是208 − 0.7 × 年齡。研究先整合351項研究、18,712人的資料,再以514名健康成年人作實驗室驗證。結果提示,220減年齡可能低估較年長成年人的最大心率;不過,新公式仍然描述群體關係,沒有消除個人差異。
Nes公式是211 − 0.64 × 年齡,來自HUNT Fitness Study的3,320名健康男女。研究只納入測試用力程度獲確認的參加者,估計標準誤仍為10.8次/分鐘。研究沒有發現年齡關係受到性別、活動程度、VO₂max或BMI組別的明顯交互影響;這不等於所有人都適合用同一個預測值安排訓練。
| 方法 | 公式 | 40歲 | 50歲 | 60歲 | 70歲 |
|---|---|---|---|---|---|
| 常見年齡公式 | 220 − 年齡 | 180 | 170 | 160 | 150 |
| Tanaka | 208 − 0.7 × 年齡 | 180 | 173 | 166 | 159 |
| Nes/HUNT | 211 − 0.64 × 年齡 | 185.4 | 179 | 172.6 | 166.2 |
以上是公式運算值,並非實測正常值、建議訓練心率或安全上限。小數位只保留算術結果,不表示預測有相同精度。依據:美國心臟協會的年齡參考表、Tanaka研究及Nes研究。
以50歲為例,三條公式分別得到170、173及179次。選最高值不會令訓練更科學,把三者平均也不會得到「真實最大心率」。一般健康成年人若需要起步參考,可選定一條有研究依據的公式,清楚標記為估算,再按活動反應核對。計算Nes公式時,30歲的結果是211 −(0.64 × 30)=191.8,約192次/分鐘。
公式誤差會一路傳到訓練區間
HUNT所報告的10.8次/分鐘是估計標準誤,不能讀成「每個人最多只會差10.8次」,也不能把它直接當作個人的安全範圍。研究樣本為健康成年人,其結果亦不能原封不動套用於心臟病患者或服用影響心率藥物的人。
從算術上看,最大心率估算每偏差10次,以70%HRmax計算的目標便偏差7次。這是同一條課表可能帶來不同感受的原因之一。公式不是個人乳酸或換氣閾值的量度,計算至小數點後兩位,也無法補回沒有量度的生理資料。
手錶讀數超過公式結果,可能涉及個人上限與預測不同,也可能涉及量度問題;需要結合活動、症狀及紀錄判斷。反過來,心率低於預測值也不構成安全保證。是否繼續運動,不能只看一條由年齡算出的界線。
心率儲備HRR:先扣靜止心率,再加回去
心率儲備(heart rate reserve,HRR)等於最大心率減去靜止心率。常稱為Karvonen方法的目標心率計算,先取這個差額的一定比例,再加回靜止心率。它是安排強度的方法,並非另一條最大心率公式。
心率儲備=最大心率 − 靜止心率;目標心率=靜止心率+(最大心率 − 靜止心率)× 強度比例。例如70%在運算中須寫成0.70,不能直接乘70;最後加回靜止心率的一步,也不能省略。
靜止心率宜在相近條件下量度,例如早上睡醒、未下床或飲咖啡前,連續數天觀察。剛行樓梯、趕車或處於緊張狀態的心率,不適合作為這個基準。睡眠、用藥和身體狀況有變時,紀錄條件往往比追求單一最低值更有用。
例子A:同樣70%,目標相差18次
以下是教學用的假設例子,並非個人運動處方。例子A為50歲、靜止心率60次/分鐘,以Tanaka公式估算最大心率173;心率儲備是173 − 60=113次。
70%HRmax=173 × 0.70=121.1,約121次/分鐘;70%HRR=60+113 × 0.70=139.1,約139次/分鐘。同一人的兩個「70%」相差18次,原因在於分母及計算方式不同。閱讀課表時,百分比後面的HRmax或HRR不能省略。
例子B:同齡不等於相同的HRR目標
例子B同樣假設為50歲、最大心率估算173,但靜止心率改為80次;70%HRR便是80+(173 − 80)× 0.70=145.1,約145次。這只展示靜止心率如何改變運算,不能據此認定B應跑得比A快,或兩人的體能、健康風險與適合負荷相同。
ACSM的運動處方立場文件指出,不同相對強度方法未必等同,HRR方法的優勢亦未獲所有研究支持。若最大心率仍靠年齡估算,HRR會保留這項誤差;多輸入一個靜止心率,不等於已完成個人校準。
訓練區間要寫清楚方法,再用交談測試核對
按上述ACSM文件的分類,中等強度約為40%–59%HRR,或64%–76%HRmax;較高強度約為60%–89%HRR,或77%–95%HRmax。這些是不同尺度下的概略分類,並非可以逐點換算的等式。
沿用例子A,40%–59%HRR約為105–127次/分鐘;64%–76%HRmax則約為111–131次。兩組範圍不完全重合,不能挑選較高的一端當作「練得更有效」。美國心臟協會的公眾資料另以50%–70%HRmax描述中等強度、70%–85%描述較高強度。不同機構的框架有差異,數字須連同來源與用途一起閱讀。
美國疾控中心的交談測試提供了不需計算的參考:中等強度時仍能交談,但難以唱歌;較高強度時,通常說幾個字便要停下換氣。同一機構採用0至10分的自覺強度尺度,中等強度約為5–6分,較高強度由7–8分開始。這套尺度與Borg的6至20分制不同,紀錄時要寫清楚。
若原定是一課中等強度快行,實際卻已氣促至難以連續說話,就應降低負荷並重新核對設定。交談測試是強度參考,不能排除心臟疾病,也不能取代對胸口不適、暈眩等症狀的處理。
Zone 2、心率區間與HIIT,各自描述甚麼?
心率區間是強度的分類方式;高強度間歇訓練(HIIT)是高負荷與恢復段交替的課堂結構,兩者不能畫上等號。持續快行、輕鬆跑與間歇訓練,都可以用心率協助記錄,只是目標和限制不同。
手錶上的Zone 2,還須查看它按HRmax、HRR或其他方法設定,以及採用哪一套分區。單憑名稱,無法確認個人的換氣或乳酸閾值。使用挪威4×4間歇訓練安排時,同樣不能把一個HRmax百分比原封不動改寫為相同的HRR百分比。
「燃脂區」亦不能保證長期減脂效果。某一刻運動時的燃料使用,與數週至數月的體重變化,是不同問題;最大心率公式沒有量度飲食攝取、整週活動消耗或個人的脂肪氧化率。
需要更準確的資料,先釐清測試目的
年齡公式無法直接量度個人上限。有明確訓練或醫療需要的人,可與醫護或運動生理專業人員討論合適的漸進運動測試。MedlinePlus的運動負荷測試資料說明,常見測試會在跑步機或單車上逐步增加負荷,並監察心電圖、血壓、心率及症狀。
測試可能為診斷、評估症狀或安排治療而做,未必以尋找最大心率為終點。報告中的峰值,需要連同測試種類、用力程度與停止原因解讀。一般中年成年人無須為設定日常步行強度,便自行衝刺至筋疲力盡。
曾在運動時胸口不適、暈厥或出現不尋常呼吸困難,或已有心臟疾病的人,提高強度前應先接受醫療評估。活動中出現這些症狀須停止;持續或嚴重的不適應立即求醫,不能等待心率超過某個數字才處理。
手錶量度較準,也不代表區間設定正確
Gillinov等人的穿戴式心率研究讓50名健康成年人完成跑步機、單車及橢圓機活動,發現準確性會因裝置與活動而異;研究中的心電式胸帶與心電圖最一致。這項研究測試的是當時的產品,不能用來排列今天所有手錶的優劣。
讀數突然跳高、出現短暫尖峰,或與呼吸感受明顯不符時,宜先核對佩戴及量度情況,觀察是否重複出現,必要時用經驗證的胸帶或專業量度確認。單一尖峰不宜直接當作新的最大心率。
量度與設定是兩道不同的關卡:胸帶可以協助改善活動心率的量度,卻不會自動修正年齡公式;手錶即使每一下都讀得準,輸入了偏低的最大心率,區間仍會跟着偏移。更換裝置或重設區間時,應留下所用公式與設定紀錄,避免把演算法改動誤認為體能突變。
藥物與香港濕熱天氣,會改變數字的意思
β受體阻斷劑會減慢心率,不同人的反應亦有差異。服藥後若仍沿用一般年齡公式,可能已感到吃力,數字卻未達原先目標。合適的目標須與醫療團隊討論,配合感受及必要測試;不能為追心率而加速,也不應自行停藥。
香港戶外訓練還需要把散熱負荷算進去。衞生防護中心的防中暑資料建議,酷熱天氣避免劇烈或長時間戶外活動,選較清涼時段、適時補水,並留意天氣警告。冬天能穩定完成的配速,不應在炎熱潮濕時不加調整地照搬。
頭暈、噁心、異常氣促或意識混亂,需要停止、降溫和求助,不能只當作「出了區間」。準備10K、半馬或更長距離時,心率亦須放回跑量、恢復與環境之中判斷;相關安排可參考香港跑步訓練與長壽健康指南。
50歲後,把心率放進可持續的一週
香港衞生署的成年人活動建議包括每週150–300分鐘中等強度帶氧活動,或75–150分鐘較高強度活動,亦可作相等組合,並至少兩天訓練主要肌肉群。到了65歲或以上,長者活動建議還包括每週至少三天着重平衡及力量的多元素活動。
久未運動者可先從能承受的短時間活動開始,再逐步增加。需要安排日程時,每週健身訓練計劃生成器可協助整理帶氧與肌力時段;實際負荷仍須配合身體狀態。為往後旅行、行山及日常生活保留體力,沒有要求每一課都接近最大心率。
追蹤進步時,可選一段熟悉路線或相近的跑步機負荷,記下活動時間、心率、交談情況及當日環境,看多次趨勢。在可比較的條件下,同一活動較從容、完成後恢復較好,或能穩定累積更多活動量,比單次最高心率更能交代日常訓練的實際變化。
用估算起步,把判斷留給完整的身體反應
最大心率可用年齡公式建立參考,個人的實際上限仍需要合適測試與解讀。設定訓練強度時,先分清HRmax與HRR,再配合交談測試、感受及量度品質,才知道數字能回答甚麼。50歲後希望長期保留體力,應看可持續的活動量、恢復與功能;公式誤差、用藥、天氣及症狀,都需要保留在判斷之中。先把一課熟悉活動記錄清楚,比不斷追逐更高心率,更有助建立往後可用的訓練依據。
參考資料
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