StatBlank
Спорт и работоспособность

Уравнения ACSM для ходьбы и бега — расчёт VO₂ и МЕТ

Расчёт потребления кислорода (мл/кг/мин) и энергозатрат в МЕТ при ходьбе и беге по скорости и уклону беговой дорожки без газоанализатора.

  • 3 шкалы
  • 9 вопросов
  • Онлайн-расчёт бесплатно
Авторы
Американский колледж спортивной медицины (ACSM): Guidelines for Exercise Testing and Prescription; числа сверены по открытым статьям Hata et al., 2024 и Reed et al., 2019
Контингент
Здоровые взрослые и студенты; для больных, пожилых и спортсменов высокого уровня уравнения дают заметную ошибку.

Метаболические уравнения ACSM позволяют по двум числам с табло беговой дорожки — скорости и уклону — оценить, сколько кислорода расходует человек: в миллилитрах на килограмм массы в минуту и в МЕТ. Уравнений два: одно для ходьбы, другое для бега.

Формулы. Ходьба: VO₂ = 0,1·S + 1,8·S·G + 3,5. Бег: VO₂ = 0,2·S + 0,9·S·G + 3,5. Здесь VO₂ — мл/кг/мин, S — скорость в метрах в минуту, G — уклон дорожки в долях (5 % = 0,05). Первое слагаемое — «горизонтальная» стоимость движения, второе — «вертикальная» работа против силы тяжести, 3,5 — потребление кислорода в покое (1 МЕТ).

Единицы — главная ловушка. На дорожке скорость показана в км/ч, а в формулу её вводят в м/мин: 5 км/ч = 83,3 м/мин (умножить на 1000 и разделить на 60). Уклон на дорожке в процентах, а в формулу — в долях: 5 % = 0,05. Если подставить проценты как есть, вертикальное слагаемое завышается в 100 раз. Калькулятор на странице принимает привычные км/ч и проценты и сам переводит.

Какое уравнение выбирать. В открытой статье Hata и соавт. (2024), приводящей оба уравнения ACSM, граница между ними — 8 км/ч: ходьба ниже, бег от 8 км/ч. На самой границе на ровном месте уравнения дают разрыв: 16,8 мл/кг/мин для ходьбы и 30,2 для бега, поэтому вблизи 8 км/ч выбор уравнения — по способу передвижения, а не по цифре.

Точность. Это уравнения средних значений, а не измерение. У больных ишемической болезнью сердца уравнение ходьбы завышало VO₂ в среднем на 1,25 мл/кг/мин (SD 3,9; Karataş et al., 2025), а авторы работы 2024 года пишут, что применимость формулы ACSM ко всем любительским бегунам неясна. Для групповой статистики их используют как оценку нагрузки; результатом газоанализа они не являются.

Статистика под ключ — 3 500 ₽По всем методикам и расчётам для диплома. Цена фиксированная — 3 500 ₽, без каких-либо условий. Оплата по факту, когда работа готова. Заказать расчёт

Онлайн-расчёт и генерация данных

Бесплатно

Посчитайте по своим данным или подберите правдоподобный набор для диплома — с таблицей и экспортом в Word.

Шаг 1. Что вам нужно?

Пишу диплом и хочу, чтобы всё сделали за меняСтатистика под ключ: расчёты, таблицы, графики и выводы — останется вставить в работу. 3 500 ₽, оплата по факту. Возможно и написание диплома целиком — с сопровождением до защиты и бесплатными правками.
1 / 4

Шкалы методики

VO₂ при ходьбе, мл/кг/мин

Расчётное потребление кислорода при ходьбе: горизонтальная и вертикальная составляющие плюс покой.

0,1·S + 1,8·S·G + 3,5; S — м/мин, G — уклон в долях

VO₂ при беге, мл/кг/мин

Расчётное потребление кислорода при беге: горизонтальная стоимость выше, вертикальная ниже, чем при ходьбе.

0,2·S + 0,9·S·G + 3,5; S — м/мин, G — уклон в долях

МЕТ

Кратность по отношению к покою: 1 МЕТ = 3,5 мл/кг/мин.

МЕТ = VO₂ ÷ 3,5

Полный текст методики

Уравнения ACSM — не опросник: испытуемому вопросов не задают, а берут с дорожки скорость и уклон и считают по формуле. Ниже — порядок расчёта.

Шкала ответов: Исходные данные: способ передвижения, скорость (км/ч), уклон (%). Результат: VO₂ (мл/кг/мин) и МЕТ.

  1. 1.Определите способ передвижения: ходьба или бег. Граница, принятая в литературе, — 8 км/ч, но выбор определяется тем, как человек действительно передвигается.
  2. 2.Запишите скорость дорожки в километрах в час.
  3. 3.Запишите уклон дорожки в процентах.
  4. 4.Переведите скорость в метры в минуту: S = скорость (км/ч) × 1000 ÷ 60.
  5. 5.Переведите уклон в доли: G = уклон (%) ÷ 100. Например, 5 % = 0,05.
  6. 6.Для ходьбы вычислите VO₂ = 0,1 × S + 1,8 × S × G + 3,5.
  7. 7.Для бега вычислите VO₂ = 0,2 × S + 0,9 × S × G + 3,5.
  8. 8.Разделите VO₂ на 3,5 — получите энергозатраты в МЕТ.
  9. 9.Занесите значения в таблицу и опишите группу: M ± SD либо Me [Q₁; Q₃]; отметьте в тексте, что VO₂ расчётный.

Ключи: как обрабатываются ответы

  1. 1Запишите скорость дорожки в км/ч и уклон в процентах.
  2. 2Переведите скорость: S = км/ч × 1000 ÷ 60 (м/мин). Уклон: G = % ÷ 100 (доля).
  3. 3Выберите уравнение: ходьба — 0,1·S + 1,8·S·G + 3,5; бег — 0,2·S + 0,9·S·G + 3,5.
  4. 4Вычислите VO₂ в мл/кг/мин.
  5. 5Найдите МЕТ = VO₂ ÷ 3,5.
  6. 6При необходимости умножьте VO₂ на массу тела (кг), чтобы получить абсолютное потребление кислорода в мл/мин.

Как обрабатывать математически

Единица измерения

мл/кг/мин (VO₂); МЕТ = VO₂ ÷ 3,5

Тип шкалы

Количественная (отношений)

Как описывать

M ± SD или Me [Q₁; Q₃] по ступеням нагрузки или испытуемым

Основные критерии

Вилкоксон / Манна-Уитни / Стьюдент

Расчётный VO₂ — детерминированная функция скорости и уклона: у двух людей с одинаковым режимом он одинаков, поэтому сам по себе он описывает нагрузку, а не организм. Значимость различий имеет смысл проверять там, где режимы подбирали каждому испытуемому индивидуально (по самочувствию, пульсу) или сравнивать с измеренным VO₂.

Пошаговый план расчёта

  1. 1Для каждой ступени нагрузки или каждого испытуемого запишите скорость дорожки (км/ч) и уклон (%).
  2. 2Выберите уравнение по способу передвижения: ходьба или бег (граница выбора в литературе — 8 км/ч).
  3. 3Переведите скорость в м/мин: S = скорость, км/ч × 1000 ÷ 60. Переведите уклон в доли: G = уклон, % ÷ 100.
  4. 4Подставьте в уравнение: ходьба 0,1·S + 1,8·S·G + 3,5, бег 0,2·S + 0,9·S·G + 3,5.
  5. 5Получите VO₂ в мл/кг/мин; разделите на 3,5, чтобы получить МЕТ.
  6. 6Опишите значения: M ± SD либо Me [Q₁; Q₃].
  7. 7Если сравниваете режимы «до/после» или группы, выберите критерий и укажите в тексте, что VO₂ расчётный.

Какой критерий выбрать

Замеры «до / после» у одних и тех же людейНапример: расчётный VO₂ индивидуально подобранных режимов до и после программы.Критерий ВилкоксонаДве независимые группы (разные люди)Например: расчётный VO₂ тренировочных режимов у двух групп студентов.Критерий Манна-УитниНормальное распределение, замеры до и послеНапример: расчётный VO₂ в большой группе до и после программы.Критерий СтьюдентаСвязь расчётного и измеренного VO₂Например: сравнение расчётного по ACSM и измеренного газоанализатором VO₂ в группе из 20 человек.Корреляция ПирсонаПроверить нормальность перед выбором критерияНапример: распределение расчётного VO₂ в выборке из 24 испытуемых.Критерий Шапиро-УилкаПросто описать уровень группыНапример: средний расчётный VO₂ на занятии бегом.Описательная статистика

Пример обработки результатов

Условный пример для оформления работы: 6 студентов занимаются ходьбой на дорожке. Скорости, подобранные индивидуально (км/ч): 4,0; 4,5; 5,0; 5,0; 5,5; 6,0. В первом режиме уклон 2 %, во втором — 5 % при тех же скоростях. Нужно показать, насколько выросла расчётная стоимость нагрузки.

До:   VO₂ при уклоне 2 %, мл/кг/мин: 12,57; 13,70; 14,83; 14,83; 15,97; 17,10

После: VO₂ при уклоне 5 %, мл/кг/мин: 16,17; 17,75; 19,33; 19,33; 20,92; 22,50

  1. 1Скорость переведена в м/мин: 66,67; 75,00; 83,33; 83,33; 91,67; 100,00. Уклон 2 % = 0,02, 5 % = 0,05.
  2. 2Для первого студента (4,0 км/ч, 2 %): 0,1 × 66,67 + 1,8 × 66,67 × 0,02 + 3,5 = 6,67 + 2,40 + 3,5 = 12,57 мл/кг/мин (3,6 МЕТ). При уклоне 5 %: 6,67 + 6,00 + 3,5 = 16,17.
  3. 3Прирост VO₂ равен 3,60; 4,05; 4,50; 4,50; 4,95; 5,40 — положителен у всех шести (это следствие формулы: при росте уклона растёт вертикальное слагаемое).
  4. 4Медиана до — 14,83 [13,98; 15,68], после — 19,33 [18,15; 20,52]; в МЕТ — 4,24 и 5,52.
  5. 5Замеры связанные, группа малая — критерий Вилкоксона: все сдвиги одного знака, T эмп = 0, точное двустороннее p = 2 ÷ 2⁶ = 0,031.

Как оформить это в дипломе

В таблице 1 приведён расчётный расход кислорода при ходьбе на уклоне 2 % и 5 %.

Таблица 1 — Расчётный VO₂ при ходьбе, мл/кг/мин (n = 6)

ПоказательУклон 2 %Уклон 5 %p
VO₂, M ± SD14,8 ± 1,619,3 ± 2,2
VO₂, Me [Q₁; Q₃]14,83 [13,98; 15,68]19,33 [18,15; 20,52]0,031
Медиана в МЕТ4,245,52

На рисунке 1 показано изменение медианы расчётного VO₂.

0153014,8319,33VO₂, мл/кг/минVO₂, мл/кг/минмл/кг/минДоПосле

Рисунок 1 — Медиана расчётного VO₂ при уклоне 2 % и 5 % (n = 6)

Первый столбец — медиана VO₂ при уклоне 2 % (14,83 мл/кг/мин), второй — при 5 % (19,33). Разница около 4,5 мл/кг/мин, то есть примерно 1,3 МЕТ.

Значимость сдвига оценивали критерием Вилкоксона (связанные замеры, малая выборка): T эмп = 0, точное двустороннее p = 0,031. VO₂ получен расчётом, а не измерен.

Вывод

При увеличении уклона с 2 до 5 % расчётная стоимость ходьбы выросла с 14,83 до 19,33 мл/кг/мин (с 4,2 до 5,5 МЕТ; T эмп = 0, p = 0,031).

Два примера расчёта вручную

  • Ходьба 5 км/ч, уклон 5 %. S = 5 × 1000 ÷ 60 = 83,33 м/мин; G = 0,05. VO₂ = 0,1 × 83,33 + 1,8 × 83,33 × 0,05 + 3,5 = 8,33 + 7,50 + 3,5 = 19,33 мл/кг/мин, то есть 19,33 ÷ 3,5 = 5,5 МЕТ.
  • Бег 12 км/ч, уклон 2 %. S = 200 м/мин; G = 0,02. VO₂ = 0,2 × 200 + 0,9 × 200 × 0,02 + 3,5 = 40 + 3,6 + 3,5 = 47,1 мл/кг/мин, то есть 47,1 ÷ 3,5 = 13,5 МЕТ.

Ограничения и права

Уравнения описывают стационарную нагрузку: в первые минуты работы и при резкой смене скорости реальное потребление кислорода другое. У больных и пожилых людей ошибка больше (например, для уравнения ходьбы у пациентов с ишемической болезнью сердца — завышение в среднем на 1,25 мл/кг/мин, SD 3,9).

Сами уравнения — математические зависимости, они приведены в открытых статьях под лицензией CC BY, на которые дана ссылка. Руководство ACSM, где они опубликованы как первоисточник, защищено авторским правом, поэтому его текст на странице не воспроизводится. Редакцию руководства и год мы не устанавливали: сверка сделана только по открытым статьям.

Частые вопросы