【運動錶上最大攝氧量的估計值,準嗎?】
前陣子有位網友在耐力問壇上問道:「GARMIN 920XT上量測出來的最大攝氧量準不準?它所計算出的最大攝氧量與輸入耐力網得到的跑力值兩者相差會有多大呢?譬如我最近3000公尺成績測得10:35,得出的跑力值為55;而920XT手錶所推出的最大攝氧量卻是61,想請問這兩項彼此間是否有關聯?」
剛好最近又有人問道,所以把回覆的內容整理分享出來:
先簡單解釋一下「最大攝氧量」(VO2max)的意義,是指每分鐘每公斤體重身體所消耗的氧氣量。只要活在世上,我們無時無刻都在使用氧氣,只是身體處於靜止狀態時使用的氧氣量比較少。身體各部的總氧氣使用量會隨著運動強度而增加,一直增加到其最大值,就像每具引擎都有固定的最大進氣量一樣,每個人的身體也都有用氧氣的極限值,在運動生理學中的術語稱為「最大攝氧量(VO2max)」,它是指身體使用氧氣的最大能力,即是身體所能消耗氧氣的最大量(單位是mL/min/kg),亦是心肺耐力的絕對指標。
影響最大攝氧量的變數很多,像是心肺端的攝氧能力,主要包含了肺臟的功能 (肺臟的大小以及氣體擴散交換能力)、心臟與血管功能(血液幫浦與運輸量的大小)、紅血球功能(攜帶氧氣的能力)。
你可以把攝氧量想像成汽車引擎,好的引擎必需有足夠的進氣量(心肺能力)、優秀的進氣品質(紅血球的攜氧能力),以及肌肉端的用氧能力(引擎的燃氧效能)。最後一項是什麼意思?你可以想像一下,一顆引擎每分鐘最多只能燃燒1000公升的氧氣,你把進氣量從1000公升加大到2000公升有沒有意義?
當然沒有,所以有些跑者只練高強度(會讓你喘到說不出話來)的訓練,不去加強肌肉端的用氧能力(LSD的訓練目的),最大攝氧量仍無法提升。就像汽車引擎的最大馬力是跟進氣、排氣、火星塞、汽門、活塞等零件與引擎的結構互相關聯,想要提升馬力,就要找到限制因素。
若要用比較學術方式來描述最大攝氧量,它是:心臟輸出的血液量乘上動靜脈含氧量差的最大值。在實驗室裡的測量方式是讓跑步機上的受試者口袋面罩跑步,逐漸提高跑步機的速度,用電腦分析受試者所吐出的空氣中每分鐘有多少毫升氧氣被消耗掉了(拿來跟大氣中的空氣含量相比),這是「絕對攝氧量」,為了能夠比較,通常會除以體重,取得「相對攝氧量」。
因此,最大攝氧量是一個需要進實驗室才能取得的數據,運動科學家或醫生們透過逐漸增加運動強度(把跑步機的速度愈調愈快)與氣體搜集分析的方式,來測量你在不同運動強度下身體分別用了多少氧氣。
因為最大攝氧量的意義實在太重要了:可以直接判別出誰的有氧引擎容量最大;也可以直接用它的百分比來定義訓練強度。然而,你我都知道,我們不可能戴著面罩隨時分析自己的攝氧量,所以進實驗室測出自己的最大攝氧量實在意義不大,因為不實用。
所以丹尼爾教練(Jack Daniels)才會利用眾多實驗數據回歸出「跑力值」(VDOT Value)。「跑力」一詞源自《丹尼爾博士跑步方程式》(Daniels' Running Formula)一書,作者傑克.丹尼爾(Jack Daniel)以此值來定義跑者的能力等級。它並不等於最大攝氧量,而是身體實際的最大攝氧量、跑步經濟性、跑者的心志毅力結合後的指標。「跑力」愈高代表你的跑步實力愈強;試想,即使兩個人進實驗室測出來的最大攝氧量一樣,但A跑者比B跑者擁有更好的跑步經濟性 (攝氧所產生的是較多的能量而非體熱),也就是技巧比較好,因此A跑者的「跑力」會比B跑者高。你可以把它想成生理達到最大攝氧量時的跑步速度。假設兩個人有相同的最大攝氧量,一個人跑步技術比較高明或是意志較為堅韌者,他的跑力也就會比較高。
談到這邊,答案就慢慢浮現了:GARMIN 920XT所「預估」出來的最大攝氧量,大都會比跑力高。兩者差愈多,代表你的跑步技術愈差;兩者差愈少,代表跑步技巧愈高明。
因為你目前最大攝氧量的實際值只能進實驗室戴上面罩後運動到衰竭才測得出來,所以GARMIN 920XT的最大攝氧量是預估出來的。
GARMIN跑錶中的許多科學化數據是由FIRSTBEAT這家公司所研究出來的演算法來推估。花了不少時間研究了FIRSTBEAT這家公司官網上的White paper,他們的確花了不少精力才能讓最大攝氧量這個重要的量化數據具有實用價值(不然都只是在實驗室測爽的,測出來後根本不能用)。目前GARMIN、Sunto、SamSung等跑步穿戴裝置的最大攝氧量預估功能都是由Firstbeat這家公司(Firstbeat Technologies Ltd. )研發出來的,因為要直接測最大攝氧量既麻煩又昂貴,最重要的是不夠即時,你無法在訓練時監控自己的攝氧量,所以他們是用心跳率和心率變異數兩個參數,再利用他們實驗所歸納出來的演算法所估算出來的。雖然是間接數據,但好處是方便、便宜又即時,而且我們不必知道實際的絕對值,我們想要知道的是比較值,也就是訓練一段時間後「數字是否有向上提升」(或是發懶停練後數字退步了多少),所以我們不用太在意最大攝氧量的實際值是多少,重點在於每次測量都是用同一套裝備、相同的機制(演算法)與流程所跑出來的數值,實際上的絕對值多少並不重要,重要的是進步與否。
從前面我們的論述我們得出的另一個結論是:GARMIN 920XT所「預估」出來的最大攝氧量,大都會比丹尼爾所定義跑力高。兩者差愈多,代表你的跑步技術愈差;兩者差愈少,代表跑步技巧愈高明。
有跑者問:「是否有人的最大攝氧量跟跑力一樣呢?」就我所知,目前還沒有這樣的案例。
順帶一提,還有跑者問到:「為什麼在越野跑路線上量出的最大攝氧量會比較小?」
因在在比較柔軟的越野路面上,跑起來會相對吃力一點,你的裝置並無法分辨路面的狀況,所以它會以為你的表現退步了,量測出來的數值自然比較低。
同時也有10000部Youtube影片,追蹤數超過62萬的網紅Bryan Wee,也在其Youtube影片中提到,...
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【我怎麼知道當次的「訓練效果」如何?】
只要有帶心跳錶的話,每次用GARMIN的運動錶訓練完,選擇「詳細資訊」後,錶上都會顯示15項分析數據,其中一項是我到今年才搞懂的數據,那就是「訓練效果」(Training Effect,以下簡稱TE)。
【請參考圖一】
這項數據是由FIRSTBEAT這家公司的演算法所分析出來的,目前除了GARMIN的運動錶有之外,Samsung與Suunto的穿戴式裝置也有。對FIRSTBEAT這家公司有興趣的可以參依這篇:http://rocky549.blogspot.tw/2015/08/firstbeat.html
我原本以為這個數據沒什麼意義,但每次訓練完它都會在列表中,實在很礙眼,所以才下定決心要把它搞懂,看它到底是怎麼被定義出來的。而且我也想更客觀地確認「我這次訓練到底算是『輕鬆』還是『辛苦』?」訓練效果(TE)似乎就是為了滿足這項需求。
曾得過七次山徑跑世界冠軍的傳奇人物強納森.懷亞特(Jonathan Wyatt)曾說:「我真的很看重『TE』這個分析數據。它不但即時告訴我當前訓練的費力程度,也為我的訓練情況提供了很棒的資訊。這就是科學化訓練該有的樣貌啊!」
他的這句話讓我更有動力要把它的來龍去脈給搞清楚。
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【TE替你的訓練效果分級】
從FIRSTBEAT的官網上的資料可查出:TE是一項個人化的量化指標,它的數值是從1.0~5.0。當然,數值愈高也代表訓練愈辛苦,身體承受的壓力愈大。
ⓄTE1.0~1.9
自覺量表:非常輕鬆
有氧效益:動態恢復
效果描述:它主要的目的在「縮短恢復時間」,當你在這個訓練效果中訓練達一個小時以上,可以替有氧體能打好基礎,對入門跑者來,這種訓練量的課表很適合用來發展有氧耐力的基礎。但對於訓練有素的跑者而言,此種訓練量對運動表現完全沒有幫助。也就是說,如果你的訓練結果一直在這個區間,你的成績永遠不會進步。
ⓄTE2.0~2.9
自覺量表:輕鬆
有氧效益:維持體能
效果描述:這類的課表有助於維持你目前的有氧能力。此外,具有這類效果的訓練也能替未來的高強度訓練打下穩固的基礎。此級訓練量的課表對任何訓練計畫都是不可獲缺的一部分,它是體能維持穩固的基礎,就像建築物的樑柱一樣。
ⓄTE3.0~3.9
自覺量表:中等強度
有氧效益:提升體能
效果描述:TE3.0以上的課表,若能每週練2次就能有效提升有氧運動表現(但不宜超過4次),而且這級訓練效果還不需要特別的恢復時間。
ⓄTE4.0~4.9
自覺量表:很辛苦
有氧效益:大幅度提升體能
效果描述:TE4.0以上的課表若能每週練1~2次就能大幅提升有氧運動表現,但前提是中間需要穿插TE1.0~2.9之間的恢復訓練2~3次。
ⓄTE5.0
自覺量表:非常辛苦
有氧效益:訓練已經超量(Overreaching)
效果描述:這類課表也能大幅提升有氧運動表現,但休息時間要延長很多,身體才能恢復到正常狀態。TE5.0雖然代表效果十足,但這種下猛藥的練法對身體同時也造成很大的壓力,所以不宜多練,太常進行這類特效藥的課表會導致過度訓練(Overtraining)。不建議入門跑者吃下此類課表,只適合體能水準較高(跑力50以上)的跑者在特定的情況下服用。
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【TE到底是怎麼定義出來的?可靠性如何呢?】
計算TE需要兩種資料:(1)背景參數與(2)即時參數。
(1)背景參數就是指使用者資料,像是:性別、年齡、身高、體重以及最重要的「最大心率」,最大心率一定要實際檢測出來,不能套公式。檢測方式請參考本書前面的章節。另外還有一些資料是經過一段時間的上傳訓練結果後所計算得到數據,像是活動量級(Activity Class)、恢復時間與每月運動量。活動量級的分級標準是從每週的訓練時數與頻率來判斷。
【請參考圖二】
(2)即時參數就是在運動過程中不斷輸入演算模組的資料,以跑步來說就是心率、配速和高度以及「EPOC最高值」(Peak EPOC)來評估。前面已經談過,訓練結束耗氧量會比平常安靜狀態來得高,增加的耗氧量我們就稱為EPOC。因此他們就是利用下圖來決定你此次訓練的效果,座標軸中的橫軸是活動量級,縱軸是EPOC的最高值,裡頭的五條斜線分別代表TE 1.0~5.0。(若對EPOC有興趣可以參考這篇文章:http://rocky549.blogspot.tw/2015/09/epoc.html)
【圖三】同樣的訓練量對活動量1級的跑者而言已是超量訓練,但對溉量5級的跑者而言,訓練效果僅僅只能維持體能而已。
如此,只要我們知道你的活動量級與此次訓練過程中的EPOC最高值,就能評估此次你的訓練效果為何。例如同樣是EPOC最高值為50 (ml/kg)的訓練,對活動量1級的跑者來說,訓練效果已達5.0以上,已經是超量訓練,但對活動量5級的跑者而言,效果還不到2.0,所以這種訓練幾乎無法提升他的體能。
換句話說,活動量級較高的人需要更艱苦的訓練,達到更高的EPOC,才能達到相近的訓練效果。比如說今天想要達到TE4.0的效果,活動量10級的跑者要達到EPOC 200才行,但活動量5級的跑者只要到100即可。
目前TE也可以在訓練當下即時顯示,所以運動員現在可以在開始訓練後,藉由監控TE的數值來判斷今天的訓練到何時可以結束。這樣就能確保訓練達到最佳化,又不會練得太累或太輕鬆。我建議跑者可以把TE設在跑錶的其中一個顯示頁面上,藉此監控即時的訓練效果。
TE很接近訓練量的概念,它是把「訓練強度」與「訓練時間」加成起來的數據,再量化你的訓練效果。比如說你全力跑一場10公里的路跑賽跟全程馬拉松的結果都會接近5.0,像間歇、節奏跑與長距離的LSD,雖然結果不同,但如果時間拿捏恰當的話效果都會落在最佳大的在3或4。
【註】目前具備FIRSTBEAT所提供的TE這項功能的裝置有:
GARMIN:610, 620, 910XT, 920XT, Fenix 2, Fenix 3, epix (GARMIN的跑錶,從610之後就加入這項分析功能)
Suunto:t3, t4, t6, Abit3
Samsung:Gear S, Gear Fit, Gear 2, Gear 2 Neo, GALAXY S5, GALAXY Note 3, GALAXY S4
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【這半年多來的成果,希望對大家有幫助】
目前有關科學化訓練的產品,不外忽下面四種:
1、課表/訓練計畫,來源可以是跑者/教練/手機或雲端平台
2、監控,工具可以是跑錶或手機
3、蒐集數據,來源一樣可以是跑錶或手機App
4、分析,目前主要是由教練做的工作,但現在跑錶/手機或雲端平台可以做一些很簡單的判斷,
5、利用分析數據來調整之後的訓練方向
1.過去是由教練開設訓練計畫,現在已有APP或網站可以自動創建個人化訓練課表,RQ團隊的前個產品耐力網正是在做訓練計畫的線上服務,2.之後我們可以戴著跑錶或手機APP去訓練,透過它來監控自己的訓練強度、配速或里程數等數據,3.在訓練時,跑錶會把我們的生理和力學上的數據蒐集上傳雲端,最後4.由教練分析。
RQ的主要價值是第4步,目前這個平台可以從Garmin使用者的海量資料中,進行篩選與分析出有意義的資訊給跑者和教練們,如此,跑者就能利用這些資訊來確定自己的優缺點,進而更針對性地來調整未來的訓練方向。
對教練來說,一連結RQ後,馬上就可以看到他過去一個月的訓練量大不大、體能如何、疲勞程度如何、狀況如何,以及他目前的跑力與各級配速,一目瞭然。RQ就像跑者健檢報告一樣,教練面對新選手時只要花個幾分鐘看他在RQ上面的圖表,馬上就會比選手還更懂他自己目前的實力與近期的訓練狀況。
RQ跟跑錶一樣只是工具,工具永遠只是輔助,跑者本身才是主體。
提醒大家不要對數值高低太過執著,數據永遠只是協助我們分析與認識自己的參考。訓練是一門藝術,沒有標準可言,就像雕刻家在打造藝術品時可以用畫筆和雕刻刀,但藝術品的優劣絕對跟尺規的精準程度無關,而跟創作者有關。身為跑者的你,既是創作者也是藝術品,現在工具的使用方式已經寫在這邊,用或不用它都沒關係,因為它只是工具,你才是主角。
但我們必須認清「分析自己,是變強的必經過程」,所以我希望你能透過RQ這個平台所提供的知識與工具,學會更深入地剖析自己的實力,進而變成一位更加強韌的跑者。
【變強,從分析自己開始】
RQ是華人界第一個專為跑者設計的「跑步能力分析線上工具」,它能即時分析你每一次的跑步能力、訓練量與強度區間,還能告訴你當前的「體能、疲勞與狀況」如何。
今天正式上線:https://www.runningquotient.com/
我們先來聽聽RQ的共同創辦人國峰教練怎麼說:
「這是一個專為跑者開發的線上分析工具,目的是解決過去每次在訓練選手時都要用Excel表整理許多選手的訓練數據、自己寫算式,自己製作圖表,而且每一個選手都要做一次,非常耗時,而且有時還會key錯或算錯,所以才想要設計RQ這個工具。如今,它已經呈現在各位跑者的面前,希望你們會喜歡它,開始一起進入科學化訓練的領域。」
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為什麼叫RQ?
RQ是RunningQuotient的簡稱,它就像IQ代表「智力」一樣,RQ代表的是「跑者的能力」,這個線上工具裡面主要有幾個重要的功能:
【即時跑力】
即時依跑錶的心率和配速計算跑者現在的跑步實力,自動製成圖表,讓跑者能了解自己實力的變化情形。
【當前跑力&六級配速區間】
自動為跑者找出當前的跑力與最適合他的各級配速區間
【強度區間統計】
自動統計當天、近七天、近三十天的各級強度分別累積的訓練時數
【訓練量】
「訓練量」有兩個關鍵變數,不是距離,而是「訓練強度」與「訓練時間」的乘積。RQ可以把你訓練過程中每個心率區間的訓練時間統計出來,例如69%跑了5分鐘、74%跑了2分鐘、89%跑了1分半鐘……等,再逐筆累加出訓練量。
【我要練什麼?】
你可以透過這個工具來知道間歇要練幾趟比較適合,或是節奏跑的課表要跑幾分鐘才吃得下去。
【體能指數、疲勞指數、狀況指數】
量化跑者的體能、疲勞與現在的狀況,使跑者能在比賽前調整到最佳狀況。
【教練會員】
能即時掌握學員(或選手)的訓練數據,偷懶、偷練或練過頭都能(用手機)一手掌握。