参考方法：测量，而非估算
心肺运动试验是直接测量 VO2 max，而不是推算。受试者按递增负荷方案在跑步机或功率自行车上运动至力竭，同时逐次呼吸地分析呼出气体，因此随着负荷上升直至出现平台，摄氧量是被直接读取的。
参考标准本身正是用这种方法建立的。ACSM 指南采用的 FRIEND 标准来自直接测定的跑步机最大强度测试，所以拿手表的估算值去对照这些百分位时，手表的误差也会一并带进来。
实地测试：用方程代替气体分析仪
实地测试用一条回归方程代替气体分析仪，这条方程是在某个原始研究人群中对照实验室测量拟合出来的。它们成本低、不需要设备，但同时也继承了拟合人群的准确度与局限。
库珀12分钟跑由 Kenneth Cooper 于1968年发表在《JAMA》，使用12分钟全力跑所完成的距离：VO2 max =（距离米数 − 504.9）÷ 44.73。洛克波特1英里步行来自 Kline 等人1987年的研究，使用步行时间和运动后心率，并结合性别、年龄和体重，因此适合不宜进行最大强度跑步的人。
| 方法 | 所需条件 | 所需强度 | 受限之处 |
|---|---|---|---|
| 心肺运动试验 | 实验室、气体分析与专业监护 | 最大强度 | 费用与可及性 |
| 库珀12分钟跑 | 一条已丈量的跑道和一只秒表 | 最大强度 | 配速、天气、地形；拟合人群为年轻且体能良好的成人 |
| 洛克波特1英里步行 | 一段已丈量的1英里路程和一次心率读数 | 快走 | 心率读数的准确度；必须快步且匀速行走 |
| 台阶测试 | 一级台阶和一只计时器 | 次最大强度 | 台阶高度与踏频必须符合方案要求 |
| 智能手表估算 | 设备本身，通常还需胸带 | 次最大强度跑步 | 算法假设；准确度随体能水平而变 |
智能手表的估算值有多可信
2025年的一项定性系统综述筛查了252条记录，最终纳入13项关于可穿戴设备估算 VO2 max 的研究，其中多数考察的是佩戴胸带、采用 Firstbeat 算法的佳明手表。所有研究都以实验室跑步机递增负荷测试作为对照，而设备的估算值则来自户外次最大强度跑步。
13项研究中有7项认为可穿戴设备有效或可接受。其中1项报告平均绝对百分比误差低于5%，4项报告为5%至10%。另一端，有1项研究发现设备系统性低估，平均差值为−4.51 ml/kg/分，平均绝对百分比误差为15.78%。
综述作者指出，其有效性是在健康未训练成人、业余运动爱好者和职业团队项目运动员中得到验证的，而在精英耐力项目中的适用性仍存疑。由此可得出一个实际结论：几个 ml/kg/分 的误差就足以把一次读数推过等级界线，因此手表给出的数字更适合用来追踪自己的变化趋势，而不是用来认定自己属于哪个等级。
比较结果时不要自欺
由于每种方法都带有各自的误差，真正有意义的比较是把方法固定下来的比较。在同一条跑道上相隔一个赛季做的两次库珀测试是有参考价值的；而拿一次库珀测试去比去年手表的估算值，量到的主要是两种方法之间的差别。
- 追踪长期变化时，固定使用同一种方法。
- 条件也要固定——风、气温、地形和配速都会改变实地测试的结果。
- 记下等级出自哪套量表，因为已发表的各表在等级名称上并不一致。
- 把估算值当作一个区间而不是一个点，并预料到临界值在不同次尝试之间可能改变等级。
- 最大强度测试要求很高：并非人人适合，医生的意见应放在第一位。
常见问题
测量 VO2 max 最准确的方法是什么？
是在实验室进行的心肺运动试验：受试者按递增负荷方案运动至力竭，同时分析其呼出气体。它直接测量摄氧量，而不是用方程推算，也正是各类分级表所依据的参考标准的来源方法。
我智能手表上的 VO2 max 有多准？
在一项涵盖13项研究的2025年系统综述中，有7项认为可穿戴设备相对实验室测试有效或可接受。其中1项报告平均绝对百分比误差低于5%，4项为5%至10%；另有1项发现设备低估，平均差值为−4.51 ml/kg/分，误差为15.78%。准确度随体能水平而变，在精英耐力运动员中的适用性存疑。
库珀测试和洛克波特步行测试哪个更好？
两者适合不同的人。库珀12分钟跑需要全力以赴，且是在年轻、体能良好的成人中拟合出来的，因此更适合已经习惯高强度跑步的人。洛克波特1英里步行只需快走加一次心率读数，方程中还纳入了年龄、性别和体重，因而更适合不宜进行最大强度跑步的人。
为什么我每次测出的 VO2 max 都不一样？
实地测试是从运动表现推算 VO2 max 的，因此凡是影响表现的因素都会影响估算值。配速、风、气温、地形、鞋子、睡眠以及距上次训练的时间都会让结果发生偏移，而基于心率的测试还会叠加心率读数本身的误差。只有统一测试条件，两次结果才具有可比性。
我可以把手表的估算值对照 ACSM 百分位表来看吗？
可以，但要记住其中的保留。百分位标准来自直接测定的实验室测试，因此拿估算值去对照，就等于把估算的误差一并带进了比较。既然几个 ml/kg/分 就可能把一次读数推过等级界线，手表的数字更适合用来追踪自己的趋势，而不是用来断定自己属于哪个等级。
参考文献
- 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, et al. Estimation of VO2max from a one-mile track walk, gender, age, and body weight. Medicine & Science in Sports & Exercise 1987; 19(3): 253–259.
- Železnik Mežan L. Accuracy of wearables for determining the maximal oxygen uptake and lactate threshold: a qualitative systematic review. Frontiers in Sports and Active Living 2025; 7: 1707991.
- Kaminsky LA, Arena R, Myers J, et al. Updated reference standards for cardiorespiratory fitness measured with cardiopulmonary exercise testing: data from the Fitness Registry and the Importance of Exercise National Database (FRIEND). Mayo Clinic Proceedings 2022; 97(2): 285–293.
- American College of Sports Medicine. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 12th edition. Wolters Kluwer, 2024.