Зачем нужны полевые тесты
Прямое измерение МПК (VO2 max) -- максимальной скорости, с которой организм способен поглощать и использовать кислород при интенсивной нагрузке, -- требует ступенчатого нагрузочного теста до отказа с анализом газообмена в лаборатории, доступа к которой у большинства людей нет. Полевые тесты были разработаны как практическая альтернатива: каждый из них выводит кардиореспираторную подготовленность из показателя результативности или физиологического маркера, который можно измерить с минимальным оборудованием, -- пройденной дистанции, времени ходьбы или восстановления пульса.
Поскольку полевой тест выводит подготовленность косвенно, а не измеряет потребление кислорода напрямую, каждый из них связан с некоторой потерей точности по сравнению с лабораторным тестом. Конкретный компромисс различается от теста к тесту: одни жертвуют комфортом ради точности, требуя максимального усилия, а другие снижают физическую нагрузку ценой некоторой точности.
12-минутный тест Купера
Опубликованный Кеннетом Х. Купером в JAMA в 1968 году на основе данных военнослужащих ВВС США, тест Купера оценивает МПК по дистанции, преодолённой за максимальный, равномерно распределённый по темпу 12-минутный бег по ровной размеченной трассе: VO2 max (мл/кг/мин) = (дистанция в метрах − 504,9) ÷ 44,73. Купер сообщил о сильной корреляции между дистанцией за 12 минут и лабораторно измеренным потреблением кислорода в своей исследуемой популяции.
Пример расчёта: у бегуна, преодолевшего 2 400 метров за 12 минут, расчётный МПК составляет (2 400 − 504,9) ÷ 44,73 ≈ 42,4 мл/кг/мин, а у бегуна, преодолевшего 2 000 метров за то же время, расчётный МПК составляет (2 000 − 504,9) ÷ 44,73 ≈ 33,4 мл/кг/мин.
Поскольку тест требует по-настоящему максимального бегового усилия на протяжении 12 минут, он подходит людям, уже привычным к продолжительному интенсивному бегу. Он был валидирован на молодых, физически подготовленных военнослужащих, поэтому его точность ниже для людей, существенно отличающихся от этой популяции, включая нетренированных людей и пожилых.
Тест Рокпорт: ходьба на 1 милю
Опубликованный Клайном (Kline) и коллегами в Medicine & Science in Sports & Exercise в 1987 году, тест Рокпорт оценивает МПК по времени, за которое участник максимально быстро проходит одну милю по ровной размеченной трассе, в сочетании с частотой пульса, измеренной сразу на финише: VO2 max (мл/кг/мин) = 132,853 − 0,0769 × вес(фунты) − 0,3877 × возраст + 6,315 × пол(мужчина = 1, женщина = 0) − 3,2649 × время(мин) − 0,1565 × пульс(уд/мин).
Пример расчёта: 30-летний мужчина весом 75 кг (165,3 фунта), прошедший милю за 15:00 с финишным пульсом 140 уд/мин, имеет расчётный МПК 132,853 − (0,0769 × 165,3) − (0,3877 × 30) + 6,315 − (3,2649 × 15) − (0,1565 × 140) ≈ 43,9 мл/кг/мин.
Поскольку тест использует быструю ходьбу, а не максимальный бег, он создаёт меньшую нагрузку на сердечно-сосудистую систему, чем тест Купера, поэтому его часто применяют для пожилых людей, новичков или тех, кому противопоказано бегать с максимальным усилием. Оригинальное исследование валидации сообщило о стандартной ошибке оценки в несколько мл/кг/мин, то есть индивидуальные оценки могут обоснованно отличаться от истинного лабораторного значения примерно на эту величину.
Гарвардский степ-тест: другой подход к полевому тестированию
Разработанный Люсьеном Бруа (Lucien Brouha) и коллегами в Гарвардской лаборатории утомления и опубликованный в Research Quarterly в 1943 году, Гарвардский степ-тест использует иной подход, чем тесты Купера и Рокпорт: вместо прямой оценки МПК в мл/кг/мин он даёт индекс физической подготовленности (Physical Fitness Index, PFI) на основе фиксированного периода восхождения на ступеньку и трёх замеров пульса восстановления после него. Идея в том, что более подготовленная сердечно-сосудистая система быстрее возвращается к более низкому пульсу после стандартизированной нагрузки.
Полная формула PFI: PFI = (100 × продолжительность в секундах) ÷ (2 × сумма трёх 30-секундных замеров пульса восстановления). Пример расчёта: человек, выполнявший восхождение все 300 секунд и показавший замеры пульса восстановления 75, 65 и 55 (в сумме 195), получает PFI = (100 × 300) ÷ (2 × 195) ≈ 76,9, что попадает в категорию «выше среднего» по стандартной классификации.
Поскольку тест измеряет восстановление после фиксированной, умеренной нагрузки в виде восхождения на ступеньку, а не результативность при максимальном беге или ходьбе, по физической нагрузке Гарвардский степ-тест занимает промежуточное положение между двумя другими. Его показатель PFI -- это не то же измерение, что оценка МПК в мл/кг/мин, поэтому его не следует напрямую численно сравнивать с результатом теста Купера или Рокпорт -- это отдельный индекс подготовленности, построенный на другом исходном сигнале.
Сравнение трёх тестов
В таблице ниже обобщены практические различия между тремя тестами на основе их опубликованных протоколов.
| Тест | Что измеряет | Физическая нагрузка | Кому лучше всего подходит |
|---|---|---|---|
| 12-минутный тест Купера | Оценка МПК (мл/кг/мин) по дистанции | Максимальное беговое усилие | Физически подготовленным, тренированным людям, привычным к интенсивному бегу |
| Тест Рокпорт (ходьба на 1 милю) | Оценка МПК (мл/кг/мин) по времени ходьбы и финишному пульсу | Быстрая ходьба, почти максимальная, но с меньшей нагрузкой на сердечно-сосудистую систему, чем бег | Новичкам, пожилым людям или всем, кому противопоказан максимальный бег |
| Гарвардский степ-тест | Индекс физической подготовленности по восстановлению пульса после фиксированного восхождения | Умеренная, фиксированная нагрузка восхождения на ступеньку продолжительностью до 5 минут | Людям, которым подходит субмаксимальный протокол на основе восстановления |
Лабораторное тестирование как эталонный метод
Все три полевых теста являются приближениями. Эталонным методом оценки МПК остаётся ступенчатый нагрузочный тест на беговой дорожке или велоэргометре в лаборатории с анализом газообмена, измеряющим потребление кислорода напрямую, а не выводящим его из показателя результативности или восстановления, как описано в руководстве ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription.
Выбор между полевыми тестами, как правило, сводится к подбору протокола под конкретного человека: тест с максимальным усилием, такой как тест Купера, даёт более точную оценку истинного МПК для тех, кто способен на по-настоящему максимальный бег, тогда как менее интенсивные варианты -- ходьба Рокпорт или Гарвардский степ-тест -- жертвуют частью точности ради меньшей физической нагрузки и риска. Всем, у кого есть проблемы со здоровьем, следует проконсультироваться с врачом перед любым максимальным или околомаксимальным тестом физической подготовленности.
Часто задаваемые вопросы
Какой полевой тест МПК самый точный?
Ни один полевой тест не сравнится с лабораторным ступенчатым нагрузочным тестом с анализом газообмена, который остаётся эталонным методом. Среди полевых тестов протокол с максимальным усилием, такой как 12-минутный тест Купера, как правило, точнее коррелирует с истинным МПК у людей, способных на по-настоящему максимальный бег, тогда как тест Рокпорт жертвует частью точности ради менее интенсивного, более доступного протокола.
В чём разница между тестом Купера и тестом Рокпорт?
Оба оценивают МПК в мл/кг/мин, но тест Купера использует дистанцию, преодолённую за максимальный 12-минутный бег, а тест Рокпорт -- время прохождения одной мили плюс финишный пульс. Тест Рокпорт, как правило, менее физически нагрузочен, что делает его распространённым выбором для пожилых людей, новичков или тех, кому стоит избегать бега с максимальным усилием.
Измеряет ли Гарвардский степ-тест МПК?
Не напрямую. Гарвардский степ-тест даёт индекс физической подготовленности (PFI) на основе продолжительности восхождения и восстановления пульса -- это другой исходный показатель, отличный от оценок МПК в мл/кг/мин, которые дают тесты Купера и Рокпорт. Его результат не следует численно сравнивать с показателем МПК из этих тестов.
Кому стоит использовать тест Рокпорт вместо теста Купера?
Тест Рокпорт часто используют пожилые люди, новички или те, кому не подходит максимальное беговое усилие, поскольку быстрая ходьба создаёт меньшую нагрузку на сердечно-сосудистую систему, чем максимальный бег. Всем, у кого есть проблемы со здоровьем, следует проконсультироваться с врачом перед любым из этих тестов.
Насколько точны эти полевые тесты по сравнению с лабораторным тестом?
Каждый тест имеет задокументированную погрешность относительно лабораторно измеренного потребления кислорода -- например, исследование валидации теста Рокпорт сообщило о стандартной ошибке оценки в несколько мл/кг/мин. Полевые тесты точнее оценивают средние значения по группе, чем истинное значение отдельного человека, поэтому результаты лучше рассматривать как образовательные индикаторы подготовленности, а не точные измерения.
Можно ли сравнивать результат теста Купера с результатом Гарвардского степ-теста?
Напрямую нельзя. Тест Купера даёт оценку МПК в мл/кг/мин, а Гарвардский степ-тест -- индекс физической подготовленности на основе восстановления пульса: эти два теста используют разные формулы и разные исходные сигналы, поэтому их числовые результаты находятся не в одной и той же шкале.
Источники
- Cooper KH. A means of assessing maximal oxygen intake: correlation between field and treadmill testing. JAMA 1968; 203(3): 201–204.
- Kline GM, Porcari JP, Hintermeister R, Freedson PS, Ward A, McCarron RF, Ross J, Rippe JM. Estimation of VO2max from a one-mile track walk, gender, age, and body weight. Medicine & Science in Sports & Exercise 1987; 19(3): 253–259.
- Brouha L. The step test: a simple method of measuring physical fitness for muscular work in young men. Research Quarterly 1943; 14(1): 31–36.
- The Cooper Institute. Physical Fitness Specialist Certification Manual, revised 1997, Dallas, TX — as reproduced in Heyward VH, Advanced Fitness Assessment and Exercise Prescription.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition. Wolters Kluwer, 2021 — Table 4.7, cardiorespiratory fitness percentiles from the Cooper Institute Aerobics Center Longitudinal Study.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th edition. Wolters Kluwer, 2021.