既然220-年龄不靠谱，那用什么办法确定最大心率？
既然220-年龄不靠谱，那用什么办法确定最大心率？
在运动训练中，最大心率（Max HR）是一个重要的生理指标，常用于指导运动强度的设定。然而，传统的"220-年龄"公式是否真的可靠？本文将从历史发展、科学依据到实际应用，为您全面解析最大心率的计算方法及其在运动训练中的正确应用。
最大心率公式的起源
据文献记载，“220-年龄”的公式最先由两位美国学者Dr. Samuel Fox和 Dr. William Haskell 在1970年提出。当时他们综合10份医疗研究的受试者平均数据，发现个人最大心率约莫为220 减去自己的年纪，即20岁的年青人是200， 50岁的中年人就是170。这公式因简单易记流传数十年，在公共卫生推广角度，对一般大众。
公式的潜在问题
然而，上述两位学者当年提出公式时所引用的医疗研究并没有包括65岁以上人士 ，未必适用于其他群体。而且，这公式亦只是按众多受试者的“平均值”来建立，无法反映真实个人先天体质差异，故不少使用这算式的朋友或曾出现以下疑惑:
- 情况 1: 明明感觉很轻松，但心率%已经非常高 (代表我的心脏有问题吗?)
- 情况 2 : 即使运动到筋疲力竭都未能达到预算数值 (是我拼得还不够尽吗?)
值得一提，情况1 多见于中老年人士，情况2 则常见于年青运动员。
近代研究
在2001年，美国学者 Dr. Tanaka 和其研究团队就曾撰写一篇著名文章，综合过去351个研究，统计分析18,712个人的年龄和真实Max HR关系。结果发现， 真实的Max HR 跟公式估算的落差可非常大，相距往往达10-20下不等，而且年纪越大误差也越显著。另一支挪威研究团队亦于2013年发表一篇大型报告，分析3320位成年男女的Max HR 真实和估算值，结果同样发现类似标淮误差(SEE)幅度。
若换以具体数字表达，假使两个人年龄都是50岁 (即估算约为170下)，其中一人的真实Max HR 可以是150，另一人则是190，相差达40下。
另一迷思: 最大心率会随体能水平上升吗?
以上疑问在大众间也很常见，其实国外文献早已清楚指出Max HR 主要受先天基因影响，会随年龄下跌，但跟体能水平和健康指标并没显著关系。换句话说，再多的训练也不能增加你的真实心率极限 (最多只能说训练使你更忍得苦，令你更易逼近极限，但你的真实极限并没有比训练前提高)。
事实上，笔者过往在实验室工作曾亲身测试过 Max HR只有约170的顶尖年青马拉松运动员，也见过为数不少 Max HR接近200 的四十、五十岁的健康中年运动新手。更有趣的是，不少初学者经过训练后，最大心率反有机会出现短暂轻微下跌，此乃正常现象。(这涉及心缩输出量Stroke Volume 增加所带来的后续反应，日后另作详述。)
错误运用公式的后果
虽然十多年前的研究早已清楚指出问题所在，但目前仍有不少运动爱好者、甚至资深运动教练对 “220-年龄”这传统公式深信不疑，或许都是因为各大媒体、以至官方机构广泛推崇其便利性所致。但必须强调，若忽视个人差异性而错误评估强度，可衍生以下问题:
- 长期练习强度过低达不到预期效果;
- 相反，强度过高亦容易造成过劳和受伤;
- 不恰当的朋辈间比较 (e.g. 某队员的Max HR 比其他队员低，教练便经常斥责他未尽全力，但这其实是不正确的)
较淮确的替代方法
当明白到传统公式的不足之处，那又有甚么其他方法去估算Max HR? 以下是几种较为常见的:
- 渐进式心肺耐力测试
这是一般学术界公认最标淮的黄金做法，绝大部份实验室的测试也以此为依据。受试者须在单车机或跑步机进行，测试先从低强度开始，每1-3分钟增加强度 (如骑行台的阻力或跑步机的速度和斜度)，一直加到极限力竭，此时的心率理应为受试者的Max HR。但进行这方法需要一定经验和专人协助，并确保受试者身体条件适合。
- 根据比赛和训练数据
另一较简单的做法是观察自己日常的高强度练习和比赛 (末段力竭时）的数据去估计。但要注意距离太长/太短皆会影响结果。有研究提出，Max HR 一般出现在约10分钟持续最快均速跑 (新手大约跑2公里，经验者则约3公里) 的最后阶段。因此，一般人最简单可在运动场作一次10分钟的全力均速跑测试，记录后段测出的 Max HR。
- 使用其他公式
上述的两个方法均需受试者运动至完全力竭，但对于部分体能稍逊者的有一定安全风险，缺乏专人监督下不宜进行。不少学者近年研究出一些比 “220 – 年龄”更淮确、少误差的简单公式供大家徒手估算。当中，Dr. Tanaka在上述提及2001年的文章中提出 “208 – (0.7 x 年龄) ”这公式会较淮确，特别适用于中老年人士。
如何利用Max HR 数据提升练习效率?
当我们有了较淮确的 Max HR 数字后，便可以利用以下其中一条公式，根据个人目标(e.g. 运动表现/一般健康/减肥消脂) 去设定训练强度%，建立目标心跳区 (Target Training Zone)。
- 「最高心率法」（Maximal Heart Rate Method）
目标强度 % × Max HR
• 较直接方便
2.「心率储备法」（Heart Rate Reserve Method）
目标强度 % × (Max HR – 静态心率) + 静态心率
• 又称Karvonen 公式, 于1957 创立
• 虽然有点复杂，但较淮确，因考虑到不同能力人士的静态心率差异 (体能较佳的人静态心率一般较低) 。
其他注意事项
不得不提，作最大心率测量和训练的装备也需要精确。最标淮的方法是通过心电图(ECG)测量，其次为胸式心率带; 近年市面上逐渐兴起手腕式LED光学心率表，但淮确性目前还受到一定争议 。此外，任何人每天的体能状态都有起伏，个人心率亦可随药物、咖啡因、酒精、烟草、睡眠和压力等众多因素影响，故此我们在处理数据时，也要考虑自身真实感觉，两者兼顾才是正确之道。如在训练期间遇到任何身体不适，亦建议尽早找心脏专科医生作详细检查。
一点建议
总括而言，过往的科研数据和经验告诉我们“220-年龄”这公式虽简单方便，但却存有一定个人差异性，我们在专业训练层面必须明白其不足之处，并向运动员清楚解释相关概念和了解他们的主观感受。如体能和条件许可，亦建议用其他替代法作更淮确的个人Max HR 估算，切忌一成不变使用公式，盲目跟从他人标淮。正确应用运动强度数据，才能使训练效果达至最佳。
参考文献:
- Fox S.M., Haskell W.L. (1970). The exercise stress test: needs for standardization. In: Eliakim M, Neufeld HN, editors. Cardiology: Current Topics and Progress. New York: Academic Press, 149–54.
- Fox S.M., Naughton J.P., Haskell W.L. (1971). Physical activity and the prevention of coronary heart disease. Ann Clin Res, 3, 404–32.
- Karvonen, M. , Kentala, E., & Mustala, O. (1957). The effects of training on heart rate: A longitudinal study. Ann Med Exper Biol Fenn., 35, 307-315.
- Tanaka, Monahan, & Seals. (2001). Age-predicted maximal heart rate revisited. Journal of the American College of Cardiology, 37(1), 153-156
- Nes, B., Janszky, I., Wisløff, U., Støylen, A., & Karlsen, T. (2013). Age‐predicted maximal heart rate in healthy subjects: The HUNT F itness S tudy. Scandinavian Journal of Medicine & Science in Sports, 23(6), 697-704.