2.1   参与者数量分析   此次研究中同时完成身体形态测量、心血管功能测量、心肺运动试验的受试者视为有效数据，其中男性80名，女性60名，总计有效样本量为140名。
2.2   试验流程图   见图1。



2.3   受试者基本资料    两组受试者的基本资料相比差异无显著性意义，表明两组受试者具有同质性，见表1。



2.4   身体形态、心血管功能测试结果   所有受试者均完成身体形态、心血管功能指标的测量，其中男性的肺活量、腰围、瘦体质量、腰臀比均显著高于女性，见表2。



2.5   心肺运动试验测试结果   所有受试者均完成心肺运动试验，男性的O2Ppeak、最大摄氧量均显著高于女性，达到最大运动能力时的呼吸商、峰值心率、主观运动感觉等级性别间无显著性差异，结果见表3。



2.6   O2Ppeak与身体形态、心血管功能相关性分析结果   O2Ppeak与其他指标的相关性由强到弱依次为体质量、瘦体质量、腰围、体质量指数、身高、臀围、安静心率、肺活量、收缩压、腰臀比、体脂率、舒张压，见表4。



2.7   推测O2Ppeak回归方程的建立   根据表4中O2Ppeak与其他指标的相关性分析结果进行多重线性回归，将O2Ppeak作为因变量，性别使用虚拟代码(男=1，女=2)经过9次回归后，得到O2Ppeak推算方程：
方程1：O2Ppeak=37.287-3.062×性别+0.114×体质量-0.202×安静心率-0.063×收缩压 
其中R=0.951，R2=0.765，R2adj=0.757，SEE=1.11(mL/beat)，性别：男=1，女=2；
分性别进行逐步回归10次后得到男性的O2Ppeak的推算方程：
方程2(男)：O2Ppeak(mL/beat)=17.587+0.095 6×体质量-0.176 3×安静心率+0.001 98×肺活量 
其中R=0.930，R2=0.704，R2adj=0.691，SEE=1.795(mL/beat)；
经过10次回归后得到女性O2Ppeak的推算方程为：
方程3(女)：O2Ppeak(mL/beat)=-0.651 9+0.250 4×瘦体质量+0.004 74×肺活量-0.087 2×安静心率
其中R=0.892，R2=0.680，R2adj=0.659，SEE=1.195(mL/beat)。
2.8   O2Ppeak推算方程的信度检验   方程1实测的O2Ppeak与方程推算的O2Ppeak的相关性达到0.95，SEE=1.11(mL/beat)，拟合度到达0.76，方程的残差相互独立且满足正态分布；尽管方程2实测的O2Ppeak与方程推算的O2Ppeak的相关性达到0.93，但SEE(1.79 mL/beat)比方程1的高，通过VIF检验发现方程2存在多重共线性；方程3实测的O2Ppeak与方程推算的O2Ppeak的相关性仅为0.89，拟合度(0.68)也低于方程1，因此考虑到方程的准确性及简便性，初步选取方程1绘制实测O2Ppeak与方程推算的O2Ppeak之间的散点图，见表5及图2。



2.9   O2Ppeak推算方程的效度检验   见表6。



方程1样本外回代检验的O2Ppeak实测值与O2Ppeak预测值之间基本吻合，配对样本t检验的结果显示二者差异无显著性意义(P > 0.05)；Person相关系数为0.89(P < 0.001)，说明方程的预测效果良好。

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心肺耐力代表心血管和呼吸系统的整体功能[1-2]，是全因死亡率与心血管疾病的预测指标[3-4]，评价心肺耐力的“金标准”被认为是最大摄氧量[5-6]。近年人们开始关注到心肺运动实验中测得的其他指标对于最大摄氧量的补充意义[7]，在直接测定最大摄氧量递增负荷运动过程中心率与摄氧量呈正线性相关[8]，在达到最大摄氧量时，最大摄氧量/心率即峰值氧脉搏(peak oxygen pulse，O2Ppeak)被认为可以更好地反映心血管效率和心肌射血能力[7，9]。O2Ppeak高表明心脏消耗的能量更少[10]，其心血管功能更好[11-12]。2018年芬兰学者LAUKKANEN等[13]报道了对2 227名中年男性26年跟踪观察的结果，提出O2Ppeak与心血管疾病、全因死亡率呈负线性相关[13]，因此能够显著提高心血管疾病风险评估的准确性。OLIVEIRA等[14-15]学者认为O2Ppeak作为最大摄氧量的补充可更好地反映心血管的功能状态与效率，有利于准确地评价心肺功能。

此后，为提高O2Ppeak测量的简便性，NETO等[12]首次建立了间接测量O2Ppeak的方法，ARENA等[16]建立了20-89岁人群O2Ppeak评价参考值，这为心血管功能的评价提供了一种便捷的方式，由于欧美与中国人体型及人种的差异，建立国内人群O2Ppeak的测评方法是必要的。此次研究基于影响O2Ppeak的因素[12，17-21]，考虑测量的简便性和准确性，选取与氧脉搏显著相关的形态、功能指标，建立青年人O2Ppeak推算方程，为心血管功能简易测评方法的研究提供参考依据。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

1.1   设计   横断面调查，随机对照试验，组间比较使用独立样本t检验，差异显著性取P < 0.05水平；相关性分析采用Person相关性分析。
1.2   时间及地点   试验于2020年9月至2021年10月在天津体育学院运动与健康研究院体质检测中心实验室完成。
1.3   对象
纳入标准：18-24岁的青年志愿者；通过PAR-Q问卷者；无专业运动经历；体质量指数18.0-24.9 kg/m2；能够完成此次试验并自愿配合的受试者，签署知情同意书。
排除标准：患有心血管疾病和呼吸系统疾病；试验前48 h参加大强度的体育活动、熬夜；近期服用药物。
样本量估计：使用GPower3.1.9.2统计软件估计样本量，α设置为0.05；把握度设置为0.95；效应量f2设置为0.285 714 3；测试变量设置为3；总变量设置为12，计算的估计样本量为65名受试者。
此次研究招募健康、无专业运动经历的青年志愿者140名，对受试者编号后使用计算机随机抽取序号并划分为2组，方程建立组120名(男70名，女50名)，回代检验组20名(男10名，女10名)。测试前通过运动风险筛查，完成身体形态、心血管功能指标及心肺运动试验的测量。受试者测试前明确测试内容和试验方案，并签署知情同意书。此次试验经过天津体育学院伦理委员会批准，批准号：2018018H。
1.4   方法   
1.4.1   身体形态与心血管功能测量   采用常规方法测量身高、体质量、腰围、臀围、血压、安静心率、肺活量、体脂率(电阻抗法)。计算受试者体质量指数、腰臀比。
1.4.2   心肺功能运动试验   
试验仪器：气体代谢分析仪(Cortex MetaMax 3B)，功率车(Ergoline)，Polar心率表(胸带式)，12导联心电监护仪(Custo Med)。
试验方法：静坐5 min后，受试者佩戴气体代谢分析仪在功率车上进行测试，起始负荷25 W，每2 min增加25 W，转速保持在60 r/min[22]，直至受试者无法坚持或者无法保持转速。测试过程中监测受试者的心率、心电；记录每一级负荷末受试者主观运动感觉等级。
试验终止标准[10]：最大摄氧量的判定标准，达到以下4项中的3项可认为达到了最大摄氧量：①最大摄氧量不随负荷增加，或者出现下降；②心率≥峰值心率(220-年龄)；③呼吸商≥1.10；④受试者无法保持转速，不能继续运动。
提取指标：O2Ppeak、最大摄氧量、呼吸商、峰值心率。
1.4.3   推算方程建立及回代检验   使用多重线性回归以实际测得的受试者的O2Ppeak作为因变量[12]，将受试者性别、年龄、身高、体质量、体质量指数、安静心率、血压、腰围、臀围、腰臀比、体脂率、瘦体质量作为自变量进行逐步回归，建立回归方程。使用方差分析、拟合优度检验、VIF检验、Durbin-Watson检验、Shapiro-wilk检验等统计学方法对建立的回归方程进行检验。
回代检验：此次研究采用样本外回代检验，将回代检验组的测量指标代入所建立回归方程，与回代检验组实测的O2Ppeak进行Person相关分析、独立样本t检验。 
1.5   主要观察指标   ①身高、体质量、体质量指数、腰围、臀围、体脂率等身体形态指标；②安静心率、安静血压、肺活量等心血管功能指标；③心肺运动试验中的O2Ppeak、最大摄氧量、峰值摄氧量、呼吸商；④O2Ppeak与身体形态、心血管功能指标的相关性结果，以及推算方程的信度、效度检验结果。观察指标未使用盲法评估。
1.6   统计学分析   文章统计学方法已经天津体育学院生物统计学专家审核。所有数据使用R语言4.0.2统计软件处理，数据结果以x±s表示，组间比较使用独立样本t检验，差异显著性取P < 0.05水平；相关性分析采用Person相关性分析。

3.1   既往该领域研究的贡献和存在的问题   心血管功能是影响人体健康的重要方面，功能下降将会导致心血管疾病发病率上升[11，13，23]，氧脉搏即心脏跳动一次，人体能够摄取到的氧气量，称为每搏摄氧量[24]，在运动过程中，随需氧量增加，脉搏加快，达到最大运动能力时摄氧量/心率为O2Ppeak，O2Ppeak与心脏、血管、肺功能状态密切相关[10]，反映心血管系统、呼吸系统整体上相互配合的工作效率，与心血管功能有明显的关联性[25]；心血管功能差的人，O2Ppeak显著下降[15，26-27]。在2021年，美国学者PETERMAN等[25]报告了18-85岁普通人O2Ppeak增龄性变化的趋势，证实青年时期是心血管功能状态最好的阶段[25]。还有研究表明，青年时期O2Ppeak较高的人，在年老时依旧能够保持较高的O2Ppeak水平，O2Ppeak较低的青年人在老年时心血管功能也相对较低，并且会同时伴随心血管疾病患病风险的增加[18，25]。O2Ppeak可以比较不同个体的心血管功能水平，例如：最大摄氧量水平相同的两个人，O2Ppeak高的人心率一定较低，这说明他的心血管效率高，能够以较低的心率达到较高的摄氧量水平，也表明他的心肌耗能更少，心率储备更高。有研究证实，运动能力和体质水平明显高于普通人的运动员，O2Ppeak可达到27.1 mL/beat，明显高于普通人，因此，O2Ppeak可以敏感地评价心血管功能。此外，O2Ppeak还在心血管疾病诊断中也有很多应用[11，13，28-29]。如OLIVEIRA等[28]用13年时间对998例心力衰竭患者的跟踪研究，证明O2Ppeak是预测心力衰竭患者死亡率的独立因子。
O2Ppeak在心血管功能评价方面有重要的应用意义[11-12，16，23，29]，但其测量需要进行递增负荷运动，测试过程不够便捷、成本较高，因此在相当长的一段时间，该指标并没有显现实际应用的效果。此次研究建立的O2Ppeak推算方法可以结合最大摄氧量的推算方程对心肺及血管功能进行更为综合的评价[30-31]，为心血管功能测量与评价提供更为简便的方法[12]，有利于在大范围的体质健康测评及流行病学研究中应用。
3.2   作者研究区别于他篇的特点   此次研究建立的O2Ppeak推算方程均使用简易测量指标，使用方便。在建立推算方程中，指标的选取是影响方程准确度和应用性的重要因素[22，30]，O2Ppeak推算方程的建立需要选取测量简便且与O2Ppeak显著相关的指标。身体形态与心血管功能有很多关联，一些研究已经证实，身高、体质量、腰围、臀围等是O2Ppeak的重要影响因素，如身高、体质量较大者的体表面积更大，这使得皮肤表面毛细血管数量增加[10]，表皮毛细血管散热作用加强，为保持身体温度恒定以及满足表皮细胞营养物质的供应及代谢废物排出的需要，每搏量发生代偿性的增加[32]，最终O2Ppeak提高。腰围、臀围是反映中心性肥胖的指标[33]，ZHANG等[17]的研究证实男性腰围> 88 cm，女性腰围> 86 cm时患高血压的风险迅速增加[17]，中心性肥胖与心血管疾病有显著相关性[17，34]，是重要的心血管疾病的风险因素[17]。因而，此次研究中的方程参考前期研究纳入了身高、体质量、瘦体质量、腰围、臀围等身体形态指标，身体形态指标与O2Ppeak的相关性达到0.56以上(表4)，但是在进一步的回归分析中发现，身高、腰围、臀围与体质量在回归分析中存在多重共线性，在身体形态指标中，体质量对O2Ppeak的影响更强，NETO等[12]在研究中也发现体质量对于O2Ppeak有较强影响，并最终将体质量纳入O2Ppeak推算方程的建立，因此身高、腰围、臀围、肺活量被剔除。
心血管功能指标对于O2Ppeak的影响毋庸置疑，如心血管功能较好的人可以用较低的心率水平来维持机体氧气的运输，从而获得更高的心率储备使O2Ppeak升高[35]。安静心率是人体健康状态的反映[12]，运动员的安静心率可以接近60次/min[36]，甚至更低，除外疾病状态的心动过缓，人们常使用安静心率表达心脏功能[37]，此外，安静血压升高会导致血管可收缩的储备降低及大动脉缓冲血压波动的能力下降[21，24]，还有研究表明，当安静血压升高时，心脏射血时的后负荷增加，心脏的射血能力下降[21]，最终导致O2Ppeak的下降。此外肺活量反映了肺一次通气的最大能力，是测定肺通气功能的简便指标[10]。人体吸入氧气需要膈肌、肋间肌等呼吸肌的相互配合，在达到运动能力时呼吸的深度了影响氧气的摄取，肺活量的大小能够影响呼吸深度[10]，肺活量较小的人在达到最大运动能力时的O2Ppeak也较低，因此肺活量也能影响O2Ppeak[30]。心血管功能指标与O2Ppeak的相关性均达到0.5以上(表4)，但是在回归分析中肺活量与安静心率、血压存在多重共线性，因此肺活量被剔除。
还有较多文献证实，性别是影响O2Ppeak的因素[38]，因为在运动过程中骨骼肌是主要的耗氧器官[19，39]，男性的骨骼肌含量多于女性，因此男性的O2Ppeak显著高于女性。此次研究最终选取性别、体质量、安静心率、收缩压建立回归方程。
回归方程的建立必须进行信度与效度的检验，此次研究对所建立方程的信度使用方差分析、拟合优度检验、VIF检验、Shapiro-wilk检验、Durbin-Watson检验。此次研究对所建立的方程进行了方差分析，结果表明F=93.74(P < 0.001)，说明方程显著(表5)。在完成方差分析以后需要进行拟合优度检验，以判断所有自变量对于因变量的解释程度[30]，为了更好的证明O2Ppeak与性别、体质量、安静心率、收缩压之间的关系，此次研究进一步进行拟合优度检验，拟合度系数R2=0.76，SEE=1.11 mL/beat(表5)，说明拟合度较好、准确性高；此外，多重共线性是影响方程准确性的一个原因，VIF是方差膨胀系数，是反映多重共线性回归模型中共线性严重程度的一个度量指标，为避免O2Ppeak推算方程存在多重共线性应进一步进行VIF检验，一般认为VIF>5时方程存在多重共线性[22]，此次研究所建立的方程VIF在1.07-2.28之间，说明建立的O2Ppeak推算方程不存在多重共线性。除满足上述检验外，回归方程的残差还应该满足正态分布与残差间相互独立，Shapiro-wilk是常用的正态性检验方法[40]，经过检验此次研究建立的O2Ppeak推算方程残差呈正态分布，进一步对方程的残差进行Durbin-Watson验证，当检验统计量接近2时可以认为残差间相互独立[22]；检验结果Durbin-Watson统计量为1.857(表5)，可以说明O2Ppeak推算方程的残差相互独立。
回代检验是验证回归方程效度的有效方法，回代检验分为样本内回代检验与样本外回代检验[40]，样本内回代检验将建立方程的全部数据或者部分数据代入所建立的方程，适合在样本量较少时使用[30，37]；样本外回代检验则是选取与方程建立组同质的数据代入到所建立的方程、通过比较实测值与方程推测值之间的差异性来确定方程有效性的方法，因而样本外回代检验的准确性更高[30]。此次研究通过样本外回代检验对方程进行验证，O2Ppeak方程推算值与O2Ppeak实测值的相关系数达到0.89，配对t检验显示两者差异无显著性意义，说明O2Ppeak推算方程的效度较好。
3.3   研究的局限性   样本来源是影响回归方程使用效果的重要方面，此次研究使用的样本为青年人，该方程能否满足成年人使用的需要还有待验证；此次研究使用功率车进行心肺运动试验可能测得的O2Ppeak略低于运动跑台测得的O2Ppeak。
3.4   研究的重要意义   此次研究建立的O2Ppeak推算方程为心血管功能测评提供了一种便捷的方法，方程中均使用简易测量指标，这能够满足大规模流行病学研究的需要。
3.5   研究结论   此次研究建立的O2Ppeak推算方程为：O2Ppeak=37.287-3.062×性别+0.114×体质量-0.202×安静心率-0.063×收缩压，方程均使用简易测量指标，在大范围人群心血管功能的研究和评价中有更好的应用性。方差分析、拟合优度检验、VIF检验、Shapiro-wilk检验、Durbin-Watson检验说明O2Ppeak推算方程的信度良好，回代检验显示方程推算的O2Ppeak与实际测得的O2Ppeak无显著性差异，相关性到达0.89。
中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

文题释义：
最大摄氧量：是世界范围内公认的评价心肺耐力的“金标准”。最大摄氧量是人体的肌肉群长时间运动过程中，在达到最大运动能力时，单位时间内能够获取到氧气的数量，其与心血管疾病有显著负相关性，最大摄氧量低的人患心血管疾病的风险显著增加。
峰值氧脉搏：是心肺运动实验过程中达到最大摄氧量时摄氧量与心率的比值，其反映了心脏、肺、血管的综合能力，与心血管功能显著相关，是心血管疾病的独立预测因子，作为最大摄氧量的补充能够更好地反映心肺耐力。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

心肺耐力代表心血管和呼吸系统的整体功能，是全因死亡率与心血管疾病的预测指标，评价心肺耐力的“金标准”被认为是最大摄氧量。近年人们开始关注到心肺运动实验中测得的其他指标对于最大摄氧量的补充意义在直接测定最大摄氧量递增负荷运动过程中心率与摄氧量呈正线性相关，在达到最大摄氧量时，最大摄氧量/心率即峰值氧脉搏被认为可以更好地反映心血管效率和心肌射血能力。

中国组织工程研究杂志出版内容重点：组织构建；骨细胞；软骨细胞；细胞培养；成纤维细胞；血管内皮细胞；骨质疏松；组织工程

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