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運動生理週訊運動生理週訊電子報
Online ISSN : 1814-7712
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主題:運動後的心跳恢復(heart rate recovery)
發言 : scwang 時間 : 05/08/02(17:47:20) From : 140.123.226.99
運動生理週訊(第203期)

運動後的心跳恢復(heart rate recovery)(August.02.2005)

王順正

  運動前安靜休息的心跳率、運動時的心跳上升率、以及運動後的心跳恢復率,是評量心臟機能的運動生理變項(運動生理週訊第四期「運動與心臟跳動(April.30.1999)」)。就像安靜休息的心跳率有所個別差異一樣,運動後的心跳恢復情形,也可用來評量心肺機能的好壞。但是,運動後心跳率的恢復情形,會因為運動參與者的運動強度狀況、心肺機能好壞等因素,而有顯著的不同。一般來說,運動剛結束的1分鐘內,心跳率的恢復最為明顯。因此,相關的研究就以運動後1分鐘或2分鐘的心跳恢復情形,進行心肺機能與身體能力的評量。最近的研究發現,運動後的心跳恢復情形,可以用來評量運動參與者是否具備心臟疾病,並且能夠用來預測心臟疾病患者的死亡率與存活率。

  Cole, Blackstone, Pashkow, Snader, and Lauer(1999)以六年的時間,收集2428名57±12歲、63%男性、沒有心臟疾病記錄的對象,並且以最大運動後一分鐘的HRR小於(含等於)12次,來代表不正常的HRR。研究結果發現共有639名(26%)受試者具備不正常HRR;HRR是預測死亡率的強有力預測工具。Cole, Foody, Blackstone, and Lauer(2000)進行12年的持續記錄,發現5234名受試者中,在非最大運動後兩分鐘(下降小於或等於42次),不正常HRR的危險率達2.58%。由作者兩次不同對象與觀測時間(6年與12年)來看,採用兩種不同的心跳恢復評量方式(最大運動後1分鐘小於或等於12次、非最大運動後2分鐘小於或等於42次),可以看出這種運動後的心跳恢復,雖然被認為是有效的預估死亡率的方法,仍然還沒有一個標準化的方法進行評量。

HRR與相對危險率
Cole, Blackstone, Pashkow, Snader, and Lauer(1999)

  Watanabe, Thamilarasan, Blackstone, Thomas, and Lauer(2001)以5438名心臟疾病的受試對象,進行持續三年的追蹤與檢測,並且針對最大跑步機運動下一分鐘的心跳恢復情況,進行受試對象死亡率與心跳恢復情形的分析(下圖)。研究結果發現,全部受試對象的死亡率為3.9%;心跳恢復(1分鐘)小於(含等於)18次者有805名(15%),死亡率達到9%;其他正常心跳恢復者的死亡率則僅2%。作者發現,運動後的HRR確實是很有強而有力的判定心臟疾病者死亡率的工具。


1分鐘HRR與死亡率
Watanabe, Thamilarasan, Blackstone, Thomas, and Lauer(2001)

  Shetler等(2001)在1987年至1999年,針對2193名男性有胸痛的病患為對象,進行最大10分鐘的個別漸增負荷的跑步機運動,並且記錄運動後心跳恢復的情形。研究發現運動後1分鐘存活者、死亡者的恢復心跳分別為11.8±8.2、8.9±7.0,運動後2分鐘則分別為33.1±12.9、25.8±12.4,運動後3分鐘則分別為41.5±14.5、34.9±14.5,運動後5分鐘則分別為43.8±15.0、37.9±15.1;研究結果發現運動後1分鐘心跳下降小於或等於12次、運動後2分鐘心跳下降小於22次能夠有效的預估胸痛病患的死亡率(下二圖)。


1分鐘HRR與存活率
2分鐘HRR與存活率
Shetler, Marcus, Froelicher, Vora, Kalisetti, Prakash, Do, and Myers(2001)


  Smith, Kukielka, and Billman(2005)針對105支心肌梗塞(myocardial infarction)的狗,其中66支有心室纖維性顫動(ventricular fibrillation)在非最大運動後的HRR(不管是30秒、60秒),顯著大於其他39支沒有心室纖維性顫動症狀的心肌梗塞狗,特別是在運動後30秒的心跳恢復有顯著的不同(48.1±3.6 bpm、31.0±2.2 bpm),當恢復時間達到120秒時,恢復心跳則沒有顯著的不同。運動後的心跳恢復可以用來界定(狗)心室纖維性顫動的可能危險。

  運動員的HRR是否會顯著低於一般非運動員呢?Marsh(2003)以12至14歲的30名學生為對象,其中15名學生為運動員、另外15名為非運動員,每位受試者在400公尺的慢跑後,測量心跳率恢復到運動開始前(休息時)的時間。研究結果發現運動員平均恢復時間為92秒(最慢300秒、最快60秒),一般非運動員的平均恢復時間為208秒(最慢360秒、最快60秒);運動訓練似乎可以降低心跳恢復的時間(作者的實驗設計,似乎很難強烈證明是運動訓練造成或他們原本的天賦)。Darr, Bassett, Morgan, and Thomas(1988)則以20名男性為受試者,將受試者分為年輕訓練者(24±2歲、63±3 ml/kg/min)、年長訓練者(51±2歲、57±3 ml/kg/min)、年輕非訓練者(25±3歲、44±2 ml/kg/min)、年長非訓練者(57±4歲、36±4 ml/kg/min)四組,受試者在最大努力的漸增負荷腳踏車運動後,訓練者與非訓練者的心跳恢復並不受年齡的影響,但是訓練者的心跳恢復皆顯著優於非訓練者;研究結果發現,年齡並不是影響心跳恢復的因素,訓練狀況對於心跳恢復具有顯著影響。

  對於經常參與訓練者的心跳恢復較快是很容易推論的。可是,包括運動時的強度高低、年齡的影響、性別的差異、平時的運動參與情形等,是否會影響到運動後的心跳恢復?除此之外,是否有一個標準化的運動測驗、以及標準化的心跳恢復評量方式?都是未來值得進行一步研究的課題。

參考資料:


Cole, C. R., Blackstone, E. H., Pashkow, F. J., Snader, C. E., & Lauer, M. S. (1999). Heart-rate recovery immediately after exercise as a predictor of mortality. The New England Journal of Medicine, 341, 1351-1357.

Cole, C. R., Foody, J. M., Blackstone, E. H., & Lauer, M. S. (2000). Heart rate recovery after submaximal exercise testing as a predictor of mortality in a cardiovascularly healthy cohort. the American College of Physicians, 132, 552-555.

Darr, K. C., Bassett, D. R., Morgan, B. J., & Thomas, D. P. (1988). Effects of age and training status on heart rate recovery after peak exercise. American Journal of Physiology : Heart Circulatory physiology, 254, H340-H343.

Marsh, M. K. (2003). How Quick is your heart rate recovery? California State Science Fair, 2003 Project Summary. Project Number J1010.

Shetler, K., Marcus, R., Froelicher, V. F., Vora, s., Kalisetti, D., Prakash, M., Do, D., & Myers, J. (2001). Heart rate recovery : validation and methodolgic issues. Journal of the American College of Cardiology, 38, 1980-1987.

Smith, L. L., Kukielka, M., & Billman, G. E. (2005). Heart rate recovery after exercise: a predictor of ventricular fibrillation susceptibility after myocardial infarction. American Journal Physiology : Heart Circulatory Physiology, 288, H1763-H1769.

Watanabe, J., Thamilarasan, M., Blackstone, E. H., Thomas, J. D., & Lauer, M. S. (2001). Heart rate recovery immedicately after treadmill exercise and left ventricular systolic dysfunction as predictors of mortality. Circulation, 104, 1911.

回應 : 1 scwang時間 : 2005/8/5 上午 11:26:16 From : 203.187.37.126

運動後的心跳變化,在運動生理學的研究上最常被使用在登階測驗(step test)的評量上。也就是以運動後1分鐘至1分30秒、2分鐘至2分30秒、3分鐘至3分30秒,三個時間的心跳數來計算心肺的恢復指數。請參考運動生理週訊(第95期)「登階測驗(step test)(June.08.2001)」。運動生理週訊(第128期)「臺階試驗是評價人體心血管系統功能的有效方法嗎?(July.17.2002)」。不過,這類研究的缺點主要有兩個,一個是登階時的運動強度高低可能因人而異,一個是年齡的影響可能造成計算結果的誤差或錯誤現象。

最近,胖俠500、以及我們實驗室也進行了一些「心肺恢復指數」的相關研究,希望可以解決利用運動後心跳恢復的兩大問題。儘管這類的研究結果已經相當多,可是看到醫學界,利用運動後1分鐘或2分鐘的心跳恢復次數來判定心臟機能的相關研究成果,確實也讓人覺得有另外的一個研究空間。


回應 : 2 sgi_muscle時間 : 2005/8/6 上午 12:04:09 From : 211.74.251.32

看到本週的運動生理週訊,讓我回想到一篇文章,內容也是和心跳有關,只不過重點不在探討生理學,而是創意,和大家分享。

莎翁之謎在於心

一位在波士頓攻讀哈佛大學醫學院博士學位的楊姓醫師,神采奕奕地走進我的辦公室。我一見他,就有似曾相識的感覺。他走來,迫不及待從包包裡拿出幾篇他發表在幾份重要物理學期刊上的論文抽印本,還附上波士頓當地報紙(Boston Globe)的一篇報導,報上對他的論文大為稱讚,因為他所寫的一個有關偵測心臟疾病的心電圖的程式,居然對當代文學產生了意想不到的影響,解開了幾百年來有關莎士比亞作品真偽的一些爭論。

  我讀了真是興趣盎然,遂抬頭說,「願聞其詳!」楊醫師隨即在我的桌上架開他的電腦,以繽紛炫麗的圖表向我做了一次非常美的簡報。首先,他秀出一張張心電圖,描繪我們生理變化的一些跳躍、動態的線條,所產生的美麗波紋。楊醫師繼續說明,每兩次心跳之間會出現一組波動,如果波形規律,則波與波之間的相互關係就很高,不確定性低;若發生亂波,則不同波之間已無相關,不確定性就提高,可做為心臟病發作的預警。他以此概念寫了一個電腦程式,計算出各種波形之間的相關性,並比較心臟病發作前後心電圖的波動情形,以了解啟動這些不同波形的生理變化的相關性。楊醫師和他的同事拿這套程式來測試病人,發現所模擬的結果和實際病人發作的結果非常吻合。

  這個程式因為能夠計算出不同組合之間的相關性,所以有很好的應用價值,不一定只針對心跳。例如在西洋文學作品裡,16世紀著名的戲劇《愛德華三世》究竟是不是莎士比亞的作品?一直是非常有爭論的,能不能用這個公式去解開四、五百年來的文學之謎呢?

  楊醫師以此公式,將一些文學作品裡的詞彙加以分析,如計算英文the、of、to、as等常用字的使用方式,它們的規律性可反映出一個作者掌握文字的功力和個人的喜好。他得出的結果是,《愛德華三世》和莎翁的其他劇本的相關性非常低,反而跟當代另一位作家馬羅的作品有極高的相似性,證實了好多文學評論者在多年前就提出的懷疑:《愛德華三世》是馬羅而非莎翁的作品。

  有了初步的成功,楊醫師進一步分析在文學作品中的其他爭論,他和同事收集了五十篇16世紀包括莎士比亞、馬羅、佛萊徹、班強生等四位作家的劇本,隨機的交給電腦去計算處理,分析後得出一個相關的樹狀圖,而且很準確的產生四個群聚,恰恰就是莎士比亞、馬羅、佛萊徹、班強生四個人,每部作品都正確的落在該作者的群聚中。再仔細看,樹狀圖中每個大枝叉又分出小枝叉,集聚在一起的都是同一年代的作品。這是很合理的,因為詞彙反映了時代的變遷,以及變遷中作家注意的事項。這樣的分析方式非常科學,也非常正確,而且讓人一目瞭然!特別的是,《兩貴親》當時被列為是莎士比亞的作品,卻在這個分析中被踢了出來,而歸類為佛萊徹之作。這個程式又再一次準確的描繪出一個事實:多年來很多學者認為,該劇本應是兩人所合寫的。

  這個程式有這麼好的結果,能不能也重複印證一部作品有兩個作者的《紅樓夢》呢?楊醫師逐回分析《紅樓夢》,結果同樣證實前80回和後40回確實出自不同人的手筆。不只是心跳、不只是文學作品,楊醫師和同事對美國建國時期的一些文獻,也做了分析。而且正確無誤的把當時爭論得非常厲害的12篇文章的作者,都歸給詹森•麥迪遜,現在有很多文獻考古專家,也有相同的結論。楊醫師的電腦程式,一再證實考古的結果。

  自然的規律真是無所不在!一個用來偵測心臟的心電圖的程式,竟然可以這麼廣泛被應用在文學作品的分析上,我們不得不對人世間的共同規則感到敬畏。我真的被這位醫師的熱情所感動,再仔細一看,他原來是我當陽明大學校長時的一位醫學系學生,他的成就讓我與有榮焉。教育,就是希望看到一個可能被發展的心靈,真能發展他們的潛力!也許,我們這些做研究和教學的人,最感到滿足安慰的,是隨時得以和無限創意的心靈對話。

  教育,不就是不停地創造更多的奇蹟嗎?!

作著為 曾志朗(中央研究院副院長,專長為認知心理學)


回應 : 3 scwang時間 : 2005/8/6 下午 01:51:22 From : 140.123.226.99

「教育,就是希望看到一個可能被發展的心靈,真能發展他們的潛力!也許,我們這些做研究和教學的人,最感到滿足安慰的,是隨時得以和無限創意的心靈對話。」

真是讓人印象深刻的文章與啟發。


回應 : 4 normalin時間 : 2005/8/6 下午 06:49:33 From : 218.167.161.76

王教授文章中
前幾個研究者的研究顯示運動後心跳恢復速率可以預測死亡率
運動員尤其是耐力運動的運動員運動後的心跳恢復速率也高於非運動員
如此一來
運動員的死亡率是否就低於一般人了呢?
我覺得這倒未必




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