BORG主观体力感等级量表的生理效度研究:一项元分析

麦雪萍，王磊

(1.暨南大学体育部，广东广州 510632;2.河南师范大学体育学院，河南新乡 453007)

BORG主观体力感等级量表的生理效度研究:一项元分析

麦雪萍1，王磊2

(1.暨南大学体育部，广东广州 510632;2.河南师范大学体育学院，河南新乡 453007)

为了明确Borg主观体力感等级量表(简称RPE)的实际效度，尤其是与心率、血乳酸、最大摄氧量(%)、摄氧量、乳酸阈、呼吸频率等的生理效度。通过使用元分析为主要手段，对主观体力感与各项生理参数之间的关系进行整合分析。结果表明:主观体力感等级与心率的加权平均效度系数为0.55，血乳酸为0.61，最大摄氧量(%)为0.65，摄氧量为0.59，通气阈为0.68，呼吸频率为0.75，其量表的总体效度并不像以往研究所提出的那样高(r=0.80-0.95)。同时，在不同的研究特征下，通过方差分析表现出较大的统计学差异，文中将对不同研究特征下的相关效度进行论述。

Borg等级量表;生理指标;元分析;效度系数

Borg在1973年研制了主观体力感等级评定量表(The rate of perceived exertion，RPE)［1］，这种方法是用主观心理体力感觉等级作为运动时心理负荷的标志。该量表最初将自我感觉分为6级～20级，并以RPE值乘以10为接近当时负荷者的心率水平，随着使用的深入，该量表又出现了不同的等级评定方式(如9级、21级)［2］。由于该量表是介于生理和心理之间的一种等级评定方式，使它成为欧美国家研究较多，并应用于评价运动强度和进行运动监督的有效手段，其表现形式是心理的，反映的却是生理功能的变化。然而，笔者从目前关于这一问题的诸多研究来看，表现出了不一致性的结果(Noble等，1996;Russell等，1997)［3，4］。为此，笔者试图通过本研究分析Borg主观体力感量表的一些不一致结果的主体原因。

因为Borg主观体力感量表是作为运动强度的预测指标，以及因为在生理康复和运动描述方面被广泛使用(Dishman，1994;Parfitt等，1995;Dunbar等，1996)［5，6，7］。为此，它的有效使用成为主要的研究问题。Borg的主观体力量表生理效度的最有力证据是相关效度系数(R)，相关效度系数描述了主观体力感等级量表和大量生理参数之间的实验关系，一些与主观体力感最为相关的一些生理参数被使用，如最大摄氧量(%)、摄氧量、血乳酸、通气阈和呼吸频率等。然而，在以往对主观体力感与各项生理参数之间的关系却表现的并不一致，如心率，Borg的主观体力感量表最初同心率之间表现出较高的效度关系(r= 0.85)［8］，然而，随后的一些研究产生了较大范围的相关系数变化［9，10，11］。另外，对于当一个或多个变量被控制时，心率和主观体力感之间的一些实验证据也表现出了较大的差异性特征。Pandolf(1977，1983)表明:在次最大运动强度下，参加者心率的增加伴随着环境温度的增加而增加，而主观体力感等级没有变化［12，13］。其它的一些研究则发现:心率不可能被使用去估计运动强度［14，15］。因此，自Borg针对提高心率和主观体力感量表的效度以来，涉及到两者之间关系的一些不一致性结论表现在诸多的研究文献中。

就像Messick(1995)提到的那样［16］，有效性是一种进化的特性和需要不断的验证。为了不断提高该评定量表的效度，一些类似的研究使用不同的参加者和实验设计去提高一般性的结论，据此希望提高它的生理效度。Whaley(1977)通过使用研究程序上的一些细节的不同进行生理效度的检验［17］，lindega，Hutchinson(2005，2008)则是使用不同的运动方案或是运动处方(估计或是产出模式)进行研究，以验证是否导致一致性的结论，并继而提高该量表的外部效度［18，19］。一些研究者认识到在实验设计和关于这一问题的一些研究之间的不同，例如对主观体力感和运动负荷之间的关系的验证(Morgan，1973;Skinner，1973)［20，21］，昼夜节奏(Trine等，1995)［22］，运动自我效能(Rudolph等，1996)［23］，功率输出(Robertson等，1996)［24］、神经系统的影响(Hampson等，2001)［25］和运动认知(Keita等，2007)［26］。然而，这些研究的研究结果并不一致，也就是说不同的研究者使用不同的技术在回答同样的问题上出现了许多的矛盾之处。

人们逐渐认识到对一些研究进行整合分析，对于达到关键性的结论有着重要的意义。其中，元分析就是一种主要的理论。因为，两变量之间的关系无论高低，变化还是一致，元分析都克服了实验研究中的诸多障碍，如研究样本的单一性问题或是实验研究的偶然性因素。元分析中的一些发现告诉我们，它是需要什么通过理论得到解释或是关系的稳定程度究竟如何。为此，本研究希望通过元分析能够对RPE量表的有效性做出一种合理的解释或关系性界定，以期能够为科学使用提供参考依据。

1 研究目的与方法

1.1 研究目的

本研究的目的是使用元分析的方法对主观体力感等级量表和六项生理参数的关系进行研究，以完成以下几点目的:

(1)验证主观体力感和六项生理参数之间的相关性。即与心率、血乳酸、最大摄氧量百分比、摄氧量、通气阈和呼吸频率之间的整体性关系。

(2)一些研究特征(如性别、运动类型、运动设计等)是否能够解释在一些个体研究中的变化或者说是不一致现象，并明确导致差异存在的主要影响因素。

(3)通过该研究，明确元分析结果对于使用主观体力感量表意味着什么?或是说如何有效的使用。

1.2 研究方法

1.2.1 文献检索

本研究使用下面的关键词进行了系统的资料整理，主观体力感(perceived exertion，Borg，)、血乳酸、心率及其它生理参数与主观体力感的相关研究。其中，七个数据库被使用去查询:sports discus，web of science，psychilit，eric，medline，pubmed和CNKI。同时，本研究还包括出版和未出版的研究(如博士论文、硕士论文等)。另外，因为电子文献研究并不全面，在研究中还进行了手工检索。由于一些关于这一问题的研究使用的皮尔逊相关系数(pearson’s r)，为此，本研究采用了这一指标进行分析。

另外，笔者利用上述途径检索自1979年以来，Borg主观体力感等级评定与相关生理参照之间关系的所有文章均被检索，时间跨度为1979-2008年，然而，由于多种因素的限制，如文献的获取，语言的使用，为此，本文主要获取的是以英文为主的出版物的相关研究。

1.2.2 变量选取

数据选取来自于一些在特定的条件下(如不同性别、不同运动条件)的一些关于主观体力和六项生理参数之间的一些关系性研究，表1列出了主要的研究特征和可能影响主观体力感和六项生理参数关系的一些分类。其中，RPE模式分为估计模式和产出模式，估计模式主要是给出特定的运动方式和时间，由被试估计主观体力感程度，表现出一定的消极性;而产出模式则从积极的角度出发，由被试估计自身能够运动的强度和持续时间。研究程序变量主要是指在整个研究设计上的完整性，如研究步骤、研究控制、标准说明等。

表1 变量研究特征与分类

1.2.3 统计学方法

Meta分析采用专用软件ReviewManager4.1.1(for windows)进行，变量用pearson’s r表示。经过fisher’s-z值转化后，对其进行了同质性检验，结果呈显著性(p＜0.05)，表明存在多个研究变量影响RPE与生理参数之间的相关性。随后，对各研究变量进行了方差分析，以明确各变量之间的差异性和影响因素。

1.2.4 探索性分析

为了能够清晰表明研究变量之间的关系，本文进行了探索性分析，主要包括以下几个方面的内容:

(1)发表偏倚性:发表性偏倚(publication bias)是指有统计学意义的研究结果比无统计学意义的研究更容易被投稿和发表，致使研究者在做Meta分析查阅资料时，对有统计学意义的研究结果和无统计学意义的研究结果获取的概率不同，从而导致对效应量或因果关联强度的过高估计［27］。

为了核查可能存在发表上的偏见，我们采用了每项研究的平均相关效度系数。虽然平均效度系数并不是非常有效，但从统计的观点来说，我们仅仅是为了评定一些研究的初步偏差的范围。另外，为了验证发表偏差的可能性，对发表的一些研究的研究结果进行了彼此之间的比较，特别是当同一名作者出现在不同的研究文献中的时候。

(2)样本大小和相关效度系数之间的相关性。对于每一个生理参数，在样本大小和效度系数之间的相关性被统计。

(3)各生理参数之间的差异。为了测定生理参数与主观体力感更加相关，对效度系数按以下方法编码:心率=1，血乳酸=2，最大摄氧量百分比=3，摄氧量=4，通气阈=5，呼吸频率=6，并且用方差进行分析。

(4)寻找主要变量。对于每一项研究特征都进行变量分析，通过使用turkey法双曲线多重比较，去测定研究特征的水平(例如功率自行车、跑台、场地跑和游泳)，结果表明，变量在统计上存在显著差异。

(5)平均相关。对于主观体力感的每一个测量，依据研究对象的属性(例如性别、经常锻炼和非锻炼人群等)进行分组。我们推测:在这项研究中，最好的估计是对样本进行赋值:即每一个相关系数通过样本进行赋值，并且对所有的相关效度系数进行均值化处理。通常有两种方法可以使用，一是没有经过fisher法转化的权重效度系数，一种则是经过fisher转化。根据glass和hopkins等人的观点［28］，经过fisher转化的相关效度系数是更加合理的，为此，本研究虽然给出了未经转化和经过转化的效度系数，但主要通过经过转化的效度系数进行比较。

2 结果与分析

2.1 相关检验

2.1.1 样本及编码信度

笔者通过对资料的整理，共95项研究被统计，在这些研究当中，共42项研究提供了相关效度系数，也就是说，这42项研究包含了皮尔逊r值。

同时，依据元分析原理，研究者对编码信度进行了检验，通过研究者打分的形式(即一致性程度)，确立了编码信度为0.94。

2.1.2 发表性偏倚

为了能够判定研究资料的偏倚性，笔者对样本数量和效度系数进行了漏斗图分析(见图1)，除了一个异常值-0.67以外，整个图形类似一个倒置漏斗，表明没有明显的发表性偏倚。

图1 样本量与效度系数的漏洞图分析

2.1.3 样本数量和效度系数之间的相关。

经统计分析，样本数量和六项生理参数之间的效度系数分别是:心率为-0.073(p＞0.05)，血乳酸为-0.209(p＞0.05)，最大摄氧量百分比为-0.753(p＜0.001)，摄氧量为-0.547(p＜0.001)，通气阈为-0.492(p＜0.005)，呼吸频率为0.221(p＞0.05)。这种负相关表明:使用较少的样本的一些研究产生了较大范围的效度系数，研究差异性较大。

2.2 RPE与各项生理参数的关系

2.2.1 心率指标

表2，3列出了赋以权重的平均效度系数(r= 0.58，没有经过费舍尔转化;r=0.62，经过费舍尔转化)和方差分析，结果表明，对于不同分类的研究特征的平均效度系数具有显著差异性。在七项研究特征中，四项在分类上存在显著性，这表明，对于RPE和心率之间的效度系数，它们可能是主要的贡献变量。

表2 不同研究特征的各生理参数平均r值比较

特别是，对于主观体力感和心率之间的平均效度系数，tukey多重比较测试揭示了如下特征，首先，对于身体素质水平，使用从不活动为研究对象的一些研究在显著性水平上明显低于其它类型;第二，对于运动类型，主观体力感效度系数来自于游泳，作为运动类型的一些研究是显著的高于其他类型;第三，对于运动设计，使用随机间歇设计方案的效度系数是显著的低于其它类型的实验设计;最后，对于RPE模式，产出式模型(积极评价模式)高于估计模型(消极评价模型)。

表3 不同研究特征下各生理参数的方差分析结果(F值)

2.2.2 血乳酸浓度指标

研究表明(见表2，3)，对于血乳酸而言，七项研究特征中有两个(性别和RPE类型)显示出了组间显著性差异，表明这两个变量对RPE和血乳酸浓度之间的效度系数有显著性影响。特别是，(1)对于性别而言，来自于男性为研究对象的平均效度系数在统计上是低于来自于女性为研究对象的那些效度系数;(2)使用15分的RPE量表的一些研究的平均效度系数是显著的高于9分或是分类比的那些量表的平均效度系数。

2.2.3 最大摄氧量百分比

通过对最大摄氧量(%)统计表明，与RPE的整体效度系数为0.65(经费舍尔转化后)，这表明最大摄氧量(%)与RPE的相关性还是比较高的。同时，在七项研究特征中，仅研究质量表现出在分类间的显著性意义。特别是，tukey的多重比较显示:来自于打分为非常好的一些研究是显著的高于其它两种类型。研究还进一步表明，其它研究特征中虽然没有统计意义，但是像游泳、功率自行车、最大和次最大的运动等研究特征下，与RPE表现出高的相关效度系数(0.61到0.94)。事实上，在高的负荷和强度下，研究对象能够更加清楚地意识到他们的身体反应。也就是说，从一种测量的观点来看，研究对象意识到他们什么时候呼吸急促，什么时候是深呼吸，什么时候是慢呼吸或是放松呼吸，这些也表明，该指标明显的优于心率和血乳酸。但来自于场地跑和跑台的一些研究特征则表明，摄氧量并不是主要的变量在主观性的体力评定中。

在本研究中，RPE和最大摄氧量(%)之间的效度系数的异质性可能更加有效表明了差异范围。例如，有研究表明，在中等到重的负荷当中，主观体力感是显著的与最大摄氧量(%)相关(Allen等，1977)［29］;再如，最大摄氧量(%)被发现可以解释80%(Brown等，1996)［30］、29%(Robert等，2006)［31］和 30% (Butts，1982)［32］主观体力感上的变化。如此一些发现表明:RPE分数不是只依靠最大摄氧量(%)，诸如运动方式或是工作环境，刺激呈现以及先前的压力等因素，所有这些共同影响主观体力感。

2.2.4 摄氧量指标

研究表明，在摄氧量与RPE的相关效度研究中，性别、运动类型、运动方案和RPE模式四个研究特征中表现出显著性差异。首先，以男性为研究对象的研究中，主观体力感和摄氧量之间的平均效度系数是显著的高于女性;第二，跑台运动的效度系数是显著的低于功率自行车和游泳;第三，进行间歇和次最大强度运动的相关效度系数是显著的高于其它研究特征;第四，产出模式高于估计模式下的相关效度系数。这表明，间歇和次最大运动设计与其它类型的研究特征相比，摄氧量这一指标表现出与RPE有着较高的效度系数(0.71-0.89)。

2.2.5 通气阈指标

就通气阈而言，性别和RPE模式表现出显著性差异。首先，以男性为研究对象的研究展示出高的效度系数，而且产出式模式表现出比估计模式更高的效度系数。另外，虽然在其它几个研究特征中没有统计显著性，但是在运动类型和研究质量的特征中，还是表现出较大差距，其中在运动类型中，功率自行车表现出较高的效度系数，而在研究质量特征中，高质量的研究明显的高于质量欠缺的一些研究。

2.2.6 呼吸频率指标

在对这一问题的关系性研究中，其中运动方案和RPE模式达到显著性差异水平。在运动方案这一研究特征中，次最大强度运动下的相关效度系数最高(0.92)，其次是进行持续运动下的效度系数(0.73)，随机间歇运动最低(0.22);在RPE模式特征中，估计模式明显的高于产出模式，其它特征下的效度系数差别不大，但在对呼吸频率与RPE量表的整体效度研究中发现，其整体效度系数为0.75，并且从表2中发现，该指标下的各研究特征效度系数均较高(0.60以上)，表明这一指标明显的优于其它生理参数。

3 结论

3.1 该研究中使用的六个生理参数被认为是体力消耗的主要指标。如果这些指标与RPE之间存在高度相关，那么就认为:主观体力感能够有效地反映人体运动的实际消耗情况。结果表明，虽然心率非常便捷的容易测量，并且长期以来被认为是有效地一个重要指标，但证据显示，心率作为主观体力感的指标并没有得到验证，心率与主观体力感(RPE)的总体相关性为0.55，也就是说，心率可能仅仅能够有效地反映一种运动强度的大小，而对于运动量或者是体力的逐渐消耗来说，并不是一个有效的指标，即对于Borg量表来说生理效度并不高。

3.2 当对研究特征进行分组时，RPE同六项生理参数之间存在异质性。特别是，这些研究结果表明，在主观体力感和各种生理参数之间的最高相关性发生在当以男性为研究对象，被要求最低限度地发挥体力，并且运动类型是非普遍性项目时(如游泳)。这元分析的结果还表明:在元分析的四个摄氧量测量中，呼吸频率可能充当了更加可信和有效的生理测量(r= 0.75)。虽然并不是显著的高，但从实际上看来，所有的主观体力感和呼吸频率的相关效度系数大于或是等于0.60。

3.3 研究表明，在对研究特征的分析中，呼吸频率在估计模式下产生了最高的效度系数，而对于其它生理参数的研究表明，产出模式明显的高于估计模式(见表2)，这可能是由于研究数量的限制所致。在该研究中仅极少数的产出模式效度系数被统计，因此，就造成了在统计上的不稳定性。同时，对于产出模式，因为研究对象选择自己的运动强度，RPE测量就存在更多潜在变化，即可控性较差，这两方面因素就可能造成产出模式有较低的平均效度系数。

3.4 该研究还表明，在主观体力感(RPE)和生理参数之间的效度系数并不像以往认为的那样高(r=0.80-0.95)。从统计和心理上来说，对于齐性的组别研究往往产生低的效度系数，而对于非齐性的样本则容易产生高的效度系数，在本研究中有更多的是非齐性样本，这就可能造成对于主观体力感平均效度系数偏高的现象。另一方面，根据样本量和RPE效度系数之间的相关表明，小的样本量可能产生明显的高的效度系数。因此，未来的研究者可能考虑使用大的样本量，以至于效度系数产生的更加稳定。同时，增加主观体力感的一致性和外部效度以外。

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Physiological Validity on the Borg Ratings of Perceived Exertion Scale:a Meta-analysis

MAI Xue-ping1，WANG Lei2
(1.Department of Physical Education，JINAN University，Guangzhou 510632，China; 2.The P.E.of Henan Normal University，Xinxiang 453007，China)

In order to know the validity of the Borg ratings of perceived exertion scale，especially，it is the physiological validity with the heart rate，blood lactate，maximal oxygen uptake(%)and other indices.Thus，this article analyzed the relationship between the scale and various physiological parameters by meta-analysis.The results show that the weighted mean validity coefficients were 0.55 for heart rate，0.61 for blood lactate，0.65 for(%)úo2max，0.59 for úo2，0.68 for ventilation and 0.79 for respiration rate，the overall validity may not be as high as previously thought(r=0.80-0.95).Meanwhile，by the analysis of variance，there are some significant difference on physiological validity under various study features，then，the author will introduce them in this study.

the Borg scale;physiological parameters;meta-analysis;validity coefficient

G804.7

A

1007-323X(2012)03-0078-06

2012-01-18

麦雪萍(1960-)，女，广州人，副教授

研究方向:体育教学与训练研究