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114年:心兒物治(2)

55歲心臟病患接受心肺運動測試後，得知尖峰心率（HRpeak）為150 bpm，而休息心率為80 bpm，無氧閾心率約為135 bpm，依此設定運動處方時，有氧訓練之熱身期的適當運動心率約為多少bpm？

A90～100
B105～115
C120～130
D135～150

詳細解析

本題觀念：

本題考查心臟病患運動處方中**熱身期（Warm-up）的運動強度設定，核心觀念涉及儲備心率法（Heart Rate Reserve, HRR）**的計算與各階段運動強度的生理定義。

選項分析

首先計算病患的相關心率參數：

  • 最大心率（HRpeak）：150 bpm
  • 休息心率（HRrest）：80 bpm
  • 儲備心率（HRR） = HRpeak - HRrest = 150 - 80 = 70 bpm
  • 無氧閾值（AT）：135 bpm（約等於 80+70×78%80 + 70 \times 78\%，即 78% HRR，通常作為有氧訓練強度的上限）

根據 ACSM（美國運動醫學會）與心臟復健指引，運動處方通常分為三個階段：

  1. 熱身期（Warm-up）：通常建議為輕度至中低強度，讓心跳逐漸上升，為主要訓練做準備。一般強度設定約在 30%～40% HRR 或 < 40-50% HRR，或簡單設定為休息心率 + 20 bpm。
  2. 有氧訓練期（Conditioning）：強度較高，通常設定在 40%～80% HRR（依病患狀況調整，需低於 AT 值）。
  3. 緩和期（Cool-down）：逐漸降低強度。

各選項強度計算與分析：

  • A. 90～100 bpm

    • 計算強度：(90−80)/70≈14%(90-80)/70 \approx 14\% 至 (100−80)/70≈29%(100-80)/70 \approx 29\% HRR。
    • 分析：此強度屬於極輕度（Very Light, <30% HRR）。對於一位具有 150 bpm 運動能力且 AT 達 135 bpm 的病患來說，此區間強度過低，接近休息狀態或日常生活活動，不足以達到有效「熱身」以銜接有氧訓練的效果。

  • B. 105～115 bpm

    • 計算強度：(105−80)/70≈36%(105-80)/70 \approx 36\% 至 (115−80)/70=50%(115-80)/70 = 50\% HRR。
    • 分析：此區間涵蓋了 35%～50% HRR。這符合熱身期的輕度至中低強度定義（Light to Moderate）。
    • 臨床指引常建議熱身期結束時心率應接近有氧訓練期的下限（通常為 40-50% HRR）。此外，臨床常用的簡易公式「休息心率 + 20～30 bpm」計算結果為 100～110 bpm，也主要落在這個區間內。這是最適合引導身體進入主要訓練狀態的過渡區間。

  • C. 120～130 bpm

    • 計算強度：(120−80)/70≈57%(120-80)/70 \approx 57\% 至 (130−80)/70≈71%(130-80)/70 \approx 71\% HRR。
    • 分析：此區間屬於中等到高強度（Moderate to Vigorous），通常是**有氧訓練期（Conditioning Phase）**的目標強度，對於熱身來說過高，可能過快增加心臟負荷。

  • D. 135～150 bpm

    • 計算強度：由無氧閾值（AT）直到最高心率。
    • 分析：此為高強度甚至無氧運動區間，超過了有氧訓練的安全上限，絕對不適合作為熱身強度。

答案解析

正確答案為 (B) 105～115。

依據 Karvonen 公式（HRR法），選項 B 對應約 35%～50% HRR 的強度。對於心臟病患，熱身期的目的在於逐漸提升體溫、擴張冠狀動脈與周邊血管，強度應設定在**輕度（30-39% HRR）至中低強度（40-49% HRR）**之間，並逐漸銜接至主要訓練期（通常從 40-50% HRR 開始）。選項 B 恰好位於此過渡區間，既不像選項 A 過於輕鬆無效，也不像選項 C 已進入訓練強度，是最適當的熱身目標心率。

核心知識點

  1. 儲備心率法（Karvonen Formula）：
    • Target HR=[(HRpeak−HRrest)×%Intensity]+HRrest\text{Target HR} = [(\text{HR}_{\text{peak}} - \text{HR}_{\text{rest}}) \times \% \text{Intensity}] + \text{HR}_{\text{rest}}
  2. 心臟復健運動強度分級（ACSM）：
    • 熱身期（Warm-up）：輕度至中度（< 40% HRR 或 30-40% HRR），或是 RHR + 20 bpm。
    • 訓練期（Conditioning）：中度至費力（40-80% HRR），且需設定在無氧閾值（AT）或缺血閾值以下（通常低 10 bpm）。
  3. 臨床速算法：若無運動測試數據，熱身與初期訓練有時可用 RHR+20∼30 bpm\text{RHR} + 20 \sim 30 \text{ bpm} 作為指引。

參考資料

  1. ACSM's Guidelines for Exercise Testing and Prescription, 11th Edition. (Chapter on Exercise Prescription for Patients with Cardiac Disease).
  2. AACVPR (American Association of Cardiovascular and Pulmonary Rehabilitation) Guidelines.
  3. 考選部 114年第二次專技高考醫師中醫師第一階段考試/物理治療師 試題 (2025).
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