張瑞晨

關(guān)鍵詞：數(shù)字化訓(xùn)練設(shè)備；耐力訓(xùn)練；體能訓(xùn)練

1訓(xùn)練設(shè)備

隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，可穿戴心率監(jiān)測(cè)設(shè)備被廣泛普及。普通運(yùn)動(dòng)愛(ài)好者也可以通過(guò)具有心率監(jiān)測(cè)功能的運(yùn)動(dòng)手環(huán)了解自身的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、健康水平、睡眠質(zhì)量。而在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域，可穿戴心率監(jiān)測(cè)設(shè)備不再局限于通過(guò)心率對(duì)訓(xùn)練過(guò)程進(jìn)行簡(jiǎn)單評(píng)價(jià)，基于心率的大數(shù)據(jù)計(jì)算，提供了其衍生指標(biāo)：訓(xùn)練沖量、運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗、心率變異性、心率恢復(fù)指數(shù)等。這是教練員了解訓(xùn)練效果、修正訓(xùn)練計(jì)劃、科學(xué)控制訓(xùn)練進(jìn)程的重要途徑。

1.1手環(huán)類(lèi)監(jiān)控設(shè)備

心率手表和心率手環(huán)一般采用光電測(cè)量的方式，在一段時(shí)間內(nèi)使用恒定波長(zhǎng)的光持續(xù)照射到皮膚上，因心臟跳動(dòng)不同導(dǎo)致流經(jīng)手腕處的血液流量不同。血液對(duì)光的吸收與反射強(qiáng)度會(huì)隨著心臟跳動(dòng)而產(chǎn)生變化。當(dāng)心臟收縮時(shí)，血液泵出，手腕處流經(jīng)的血液變多，此時(shí)血液對(duì)光的吸收增多，反射的光相應(yīng)減少；當(dāng)心臟舒張時(shí)，手腕處的血液流量減少，此時(shí)血液對(duì)光的吸收與反射又會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。手表中的光敏傳感器接收到光反射強(qiáng)度的變化生成不同的電信號(hào)，由此判定心臟的跳動(dòng)頻率。

1.2心率帶類(lèi)監(jiān)控設(shè)備

心率帶的原理和使用方法與心率手表不同，心率帶綁在胸部的位置。從原理上看，它是通過(guò)人體心跳產(chǎn)生的心動(dòng)電流來(lái)測(cè)量的，這有點(diǎn)類(lèi)似于心電圖。心臟本身的跳動(dòng)會(huì)產(chǎn)生生物電，通過(guò)心臟周?chē)膶?dǎo)電組織和體液傳遞到身體表面，因此，心電會(huì)有周期性規(guī)律的變化。心率帶上放置著兩個(gè)電極，用來(lái)測(cè)量心臟周?chē)男膭?dòng)電流，從而能夠通過(guò)心臟電變化的周期計(jì)算出心率。但是由于電流十分微小，容易受到皮膚中電流信號(hào)的干擾，而且在跑動(dòng)的過(guò)程中電極與皮膚摩擦，會(huì)產(chǎn)生噪聲信號(hào)，使得電極片測(cè)量的心動(dòng)電流信號(hào)不準(zhǔn)確。不過(guò)，這些問(wèn)題可以通過(guò)涂抹電極膠增加連接點(diǎn)的濕度有效地解決。

心率傳感器與手環(huán)類(lèi)心率設(shè)備相比，價(jià)格更為低廉，而且測(cè)量數(shù)據(jù)更為準(zhǔn)確，但它們的佩戴以及訓(xùn)練后的后續(xù)處理更加復(fù)雜，因此更加適合用于專(zhuān)業(yè)的競(jìng)技運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中。在團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練中，心率傳感器的應(yīng)用更加廣泛。運(yùn)動(dòng)員可在終端下載對(duì)應(yīng)的團(tuán)隊(duì)訓(xùn)練App，并讓多名運(yùn)動(dòng)員各自佩戴相應(yīng)的設(shè)備以實(shí)現(xiàn)訓(xùn)練中的團(tuán)隊(duì)監(jiān)控目的。

1.3訓(xùn)練背心

隨著科技的發(fā)展，有人將全球定位系統(tǒng)與慣性傳感器加入了心率監(jiān)測(cè)裝置中，并將其制作成背心狀。通過(guò)慣性傳感器或全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)在訓(xùn)練中得到的不同信號(hào)，計(jì)算出運(yùn)動(dòng)員對(duì)應(yīng)的跑動(dòng)距離、跑動(dòng)速度、海拔等數(shù)據(jù)，使教練員能夠更加準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)運(yùn)動(dòng)員的負(fù)荷數(shù)據(jù)。

2耐力訓(xùn)練相關(guān)檢測(cè)指標(biāo)及其應(yīng)用

耐力指有機(jī)體堅(jiān)持長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)動(dòng)的能力。根據(jù)供能的需求和時(shí)間的長(zhǎng)短，可將耐力分為有氧耐力和無(wú)氧耐力。訓(xùn)練中，使用運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的方法和手段對(duì)運(yùn)動(dòng)員的有機(jī)體施加刺激，通過(guò)調(diào)節(jié)訓(xùn)練負(fù)荷使運(yùn)動(dòng)員的有機(jī)體在訓(xùn)練后產(chǎn)生不同的內(nèi)在適應(yīng)性變化。要達(dá)到運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的最佳效果，教練需要給予運(yùn)動(dòng)員正確的訓(xùn)練負(fù)荷，使其機(jī)體產(chǎn)生相應(yīng)的適應(yīng)性反應(yīng)。

從許多方面來(lái)講，團(tuán)體運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目比個(gè)人耐力運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目復(fù)雜得多，這是因?yàn)閳F(tuán)體運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目具有多維要求：速度、敏捷性、休息、運(yùn)動(dòng)員個(gè)體差異，以及向?qū)κ植粩嘧龀龅姆磻?yīng)等。此外，團(tuán)體運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目的教練還面臨著同時(shí)指導(dǎo)15—30名（或更多）運(yùn)動(dòng)員的挑戰(zhàn)。而心率監(jiān)測(cè)是一種簡(jiǎn)單且可靠的工具，可用于衡量運(yùn)動(dòng)員對(duì)訓(xùn)練的總體反應(yīng)。此外，同一團(tuán)體中一起訓(xùn)練和比賽的運(yùn)動(dòng)員具有不同的體能水平和技能水平，而多人心率監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的出現(xiàn)使教練能夠針對(duì)各個(gè)運(yùn)動(dòng)員制訂個(gè)性化的訓(xùn)練計(jì)劃和體能計(jì)劃。

訓(xùn)練負(fù)荷監(jiān)控是數(shù)字化耐力訓(xùn)練的重要組成部分。訓(xùn)練負(fù)荷分為內(nèi)部負(fù)荷與外部負(fù)荷。內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)主要以有氧代謝能力及心理感受為主要指標(biāo)；外部負(fù)荷監(jiān)控指標(biāo)主要為運(yùn)動(dòng)員所參與運(yùn)動(dòng)的時(shí)間、次數(shù)以及跑動(dòng)距離、跑動(dòng)速度等。近年來(lái)，針對(duì)專(zhuān)業(yè)有氧代謝能力監(jiān)控指標(biāo)的研究不斷深入，心率及相關(guān)數(shù)據(jù)是最主要的研究指標(biāo)。這些指標(biāo)能從微觀(guān)角度對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練后的機(jī)體反應(yīng)進(jìn)行客觀(guān)評(píng)價(jià)。心理指標(biāo)多為問(wèn)卷指標(biāo)，如自感努力指數(shù)、訓(xùn)練課自感努力指數(shù)情緒狀態(tài)問(wèn)卷、運(yùn)動(dòng)員恢復(fù)壓力問(wèn)卷等。

在相關(guān)研究中，有學(xué)者指出患有過(guò)度訓(xùn)練綜合征運(yùn)動(dòng)員的靜息心率與正常運(yùn)動(dòng)員的靜息心率相比會(huì)有過(guò)高或者過(guò)低的情況；有學(xué)者的Meta分析顯示，靜息心率的增加可用作短期（小于等于兩周）的疲勞（可能為功能性過(guò)度努力）判定指標(biāo)，但不是長(zhǎng)期疲勞（可能為非功能性過(guò)度努力或過(guò)度訓(xùn)練綜合征）的有效體征；有學(xué)者通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，在過(guò)度訓(xùn)練的狀態(tài)下，運(yùn)動(dòng)員的疲勞時(shí)間、最大攝氧量、次最大心率與最大心率等均會(huì)降低，但心率變異性相關(guān)的指標(biāo)沒(méi)有明顯的變化。

2.1訓(xùn)練沖量

訓(xùn)練沖量是指訓(xùn)練量與訓(xùn)練強(qiáng)度的乘積，而且特別是運(yùn)用于耐力性訓(xùn)練，因?yàn)樗挠?jì)算中使用了運(yùn)動(dòng)中的基礎(chǔ)心率、最大心率、平均心率等與運(yùn)動(dòng)員耐力高度相關(guān)的數(shù)據(jù)。訓(xùn)練沖量的計(jì)算，以平均心率、最大心率、靜息心率為基本參數(shù)，通過(guò)特定的計(jì)算公式得出結(jié)果。

2.2最大心率與心率區(qū)間

最大心率是指在進(jìn)行運(yùn)動(dòng)時(shí)，隨著運(yùn)動(dòng)量的不斷增加，心率和耗氧量也在增加，在運(yùn)動(dòng)達(dá)到最大強(qiáng)度時(shí)，心率和耗氧量不能再繼續(xù)提高時(shí)心率所達(dá)到的最高水平。因此在測(cè)量最大耗氧量時(shí)，最大心率是一個(gè)較為重要的參考依據(jù)。目前國(guó)際主流的最大心率理論計(jì)算公式為：最大心率=220-實(shí)際年齡，此估算方法的方差或標(biāo)準(zhǔn)差是±10-12次。也有研究分析表明，“208—0.7×年齡”這一公式可以更準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)健康成年人的最大心率。

心率區(qū)間最常用的是Edward算法，Edward將最大心率的百分比作為依據(jù)，劃分出五個(gè)心率區(qū)間，即最大心率的50%—60%（區(qū)間一）；60%—70%（區(qū)間二）；70%—80%（區(qū)間三）；80%—90%（區(qū)間四）以及90%—100%（區(qū)間五）。

最大心率通常用于監(jiān)測(cè)現(xiàn)場(chǎng)的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度，也可作為觀(guān)察過(guò)度訓(xùn)練的指標(biāo)。研究顯示，運(yùn)動(dòng)員處于功能性過(guò)度努力、非功能性過(guò)度努力、過(guò)度訓(xùn)練綜合征期間，最大心率會(huì)降低。這一指標(biāo)也可為過(guò)度訓(xùn)練提供一定的參考。在相同的最大負(fù)荷下，患有功能性過(guò)度努力、非功能性過(guò)度努力、過(guò)度訓(xùn)練綜合征的運(yùn)動(dòng)員心率相較于正常運(yùn)動(dòng)員略有下降，此發(fā)現(xiàn)在長(zhǎng)期觀(guān)察中會(huì)更加明顯。而訓(xùn)練負(fù)荷短期增加后沒(méi)有發(fā)生明顯的變化，這表明該指標(biāo)不能被認(rèn)為是有效的短期疲勞跡象。相反，它可以用于檢測(cè)長(zhǎng)期疲勞。

2.3心率變異性

心率變異性檢測(cè)能夠反映出人體在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心血管系統(tǒng)功能的變化，心率變異性的提高使心血管系統(tǒng)功能得到改善，從而降低了健康風(fēng)險(xiǎn)。在高強(qiáng)度的體能訓(xùn)練過(guò)程中，人體能夠承受的強(qiáng)度越大，其心率動(dòng)力和心率變異性指標(biāo)就越高。通過(guò)對(duì)心率變異性的檢查能夠合理制定訓(xùn)練的強(qiáng)度，使人體的心率變異性指標(biāo)逐漸增高，心率的平均反應(yīng)時(shí)間得到改善。體育訓(xùn)練中的有氧運(yùn)動(dòng)有益于提高心率變異性的適用性和心率動(dòng)力。通過(guò)合理的有氧訓(xùn)練能夠使人體的心血管系統(tǒng)得到有效調(diào)控。而且心率變異性監(jiān)控的方式能夠更好地反映出運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練后的恢復(fù)情況，并且及時(shí)地補(bǔ)充能量，從而促進(jìn)運(yùn)動(dòng)員身體機(jī)能的恢復(fù)。

2.4心率儲(chǔ)備

心率儲(chǔ)備也稱(chēng)為卡式計(jì)算法，是建立目標(biāo)心率的一種方法。心率儲(chǔ)備其實(shí)就是實(shí)際測(cè)量的最大心率和安靜心率之差。心率儲(chǔ)備值比使用目標(biāo)心率所得到的心率偏小，原因是儲(chǔ)備心率和目標(biāo)心率相比較，更接近實(shí)際的最大攝氧量的水準(zhǔn)。而且很多訓(xùn)練生理學(xué)家認(rèn)為使用目標(biāo)心率可能會(huì)更好，但是兩種方法對(duì)運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練都是有效的。

2.5心率恢復(fù)指數(shù)

心率恢復(fù)指數(shù)指的是心率在運(yùn)動(dòng)后的一段時(shí)間下降的值。一般來(lái)說(shuō)，我們運(yùn)動(dòng)后的心率恢復(fù)到一般心率的速度越快，心血管系統(tǒng)的健康狀況就越好。與一般人相比，運(yùn)動(dòng)員的心率恢復(fù)速度相對(duì)較快，這種加速恢復(fù)被認(rèn)為是迷走神經(jīng)活力提升的結(jié)果。心率恢復(fù)指數(shù)長(zhǎng)期以來(lái)一直被醫(yī)生用做判定功能性過(guò)度努力、非功能性過(guò)度努力、過(guò)度訓(xùn)練綜合征的指標(biāo)。

2.6最大攝氧量

最大攝氧量是指人體進(jìn)行最大強(qiáng)度的運(yùn)動(dòng)，各器官、系統(tǒng)機(jī)能達(dá)到最高，機(jī)體所攝人的氧氣含量。研究表明，最大攝氧量與體能水平具有相關(guān)性，同時(shí)也是最被廣泛接受的衡量心血管健康的指標(biāo)。機(jī)體攝氧能力主要與心臟功能、循環(huán)系統(tǒng)的供氧能力以及人體組織中使用氧氣的能力有關(guān)。一個(gè)普通人的靜息攝氧量約為3.5毫升／千克體重／分鐘，這個(gè)值被定義為一個(gè)代謝當(dāng)量。最大攝氧量是衡量耐力運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)的重要指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，最大攝氧量越高，運(yùn)動(dòng)員的有氧運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)就越好。

2.7運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗

訓(xùn)練后過(guò)量氧耗又稱(chēng)作“氧虧”，這是一種現(xiàn)象，在運(yùn)動(dòng)過(guò)后的一段時(shí)間內(nèi)，身體會(huì)以高于休息時(shí)的速率繼續(xù)耗用氧氣。因?yàn)殄憻捝眢w時(shí)會(huì)擾動(dòng)身體平常的狀態(tài)，這種擾動(dòng)使身體必須執(zhí)行一些額外的工作讓一切恢復(fù)正常。這個(gè)“多做一些工作”叫作“超補(bǔ)償”，也稱(chēng)作“氧債”。運(yùn)動(dòng)后過(guò)量氧耗的單位是毫升每千克，是指單位體重的耗氧量。

3結(jié)語(yǔ)

數(shù)字化耐力訓(xùn)練可以精準(zhǔn)地把控訓(xùn)練強(qiáng)度，利用科技設(shè)備獲取的數(shù)據(jù)也更加精確，所以根據(jù)所獲數(shù)據(jù)調(diào)節(jié)周期訓(xùn)練計(jì)劃、訓(xùn)練負(fù)荷、訓(xùn)練量等，可減少運(yùn)動(dòng)員過(guò)度訓(xùn)練的風(fēng)險(xiǎn)。教練應(yīng)該對(duì)運(yùn)動(dòng)員訓(xùn)練中的耐力監(jiān)控引起足夠的重視，積極學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)，并在監(jiān)控中付出一定的耐心。但耐力監(jiān)控設(shè)備中單個(gè)運(yùn)動(dòng)員的成本不菲，對(duì)于運(yùn)動(dòng)隊(duì)有限的預(yù)算來(lái)說(shuō)仍然具有很大的壓力，而且盡管近年與此相關(guān)的研究成果不斷地在各大學(xué)術(shù)網(wǎng)站發(fā)表，但多數(shù)實(shí)驗(yàn)的條件依然受限，存在樣本量與測(cè)試指標(biāo)較少、時(shí)間較短等問(wèn)題，因此各種數(shù)據(jù)的不同用法也在逐步探索中。