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【体育前沿】训练负荷量化研究的历史、现在与未来

放大字体  缩小字体 发布日期:2020-05-03  浏览次数:34
        对国内外训练负荷量化的历史发展、研究现状进行梳理和总结。人类通过训练负荷量化提升运动能力可以追溯至早期文明时期。在20世纪初,骨骼肌收缩过程中乳酸的产生开启了负荷量化和走向科学化的大门。研究认为:间歇性训练中采用的心率下限和恢复间期心率上限的要求是真正意义上负荷量化科学的开始;无线心率采集技术在训练负荷量化中的使用是内部负荷量化的升华;主观训练课负荷是一种简单而有效的方法,可以用于不同类项目的负荷量化;GPS技术在使用距离、速度上存在局限,可信性和有效性有待于进一步验证。对于训练负荷量化研究有助于提高训练方案的科学化和系统性,进而为训练方案的合理性提供有效的反馈。 

 

运动训练可以追溯到人类早期文明时代,可以说是一门历史悠久又极为复杂的艺术。近百年来,人类在竞技场上一次次突破身体的极限,得益于运动训练技术、方法和理论上的提升。实质上,与训练负荷的逐年的增加和运动员更高的负荷耐受能力密不可分。据估计,近10年的时间运动员训练负荷增加了约20-25%。这为运动训练负的量化发出了“警示”,同时也敦促着运动训练向科学化和合理化的方向发展。实际上,人类运动训练负荷量化的历史可以追溯至早期文明时代,而在百年以前才真正步入以生物化学和生理学为基础的科学之路。

 

20世纪初,运动引起骨骼肌中的乳酸浓度增加揭开了运动训练科学化的序幕;20世纪30年代,加拿大病理生理学家Hans Selye提出了应激过程的一般适应综合征(general adaptation syndrome,GAS),为后续训练理论的提出奠定了生物学基础。20世纪60年代和80年代前苏联学者马特维也夫和维尔霍山斯基分别相继提出影响至今的“分期”和“板块”分期经典训练理论。特别是分期训练理论的提出被称为运动训练由之前的盲目到科学、由无序到规律“分水岭”。20世纪80年代后,无线心率和GPS等可穿戴技术将训练负荷科学化提升到一个新的水平。训练负荷的量化是竞技赛事中取得成绩的根本,也是运动训练的科学化的前提。

 

1 训练负荷的内涵与外延

 

一般情况下,负荷指的是某人或某事产生的压力或负担。在运动训练的背景下是训练负荷是指训练施加于身体的应激,由训练量和训练强度组成。训练负荷分为内部训练负荷(或内部负荷)和外部训练负荷(或外部负荷)。Impellizzeri等人认为内部训练负荷是引起训练适应的最终刺激,由个体特点(如遗传因素和先前经历)和内外部训练负荷的数量、质量和训练刺激的构成决定。外部负荷一般由教练员实施(如训练课持续时间、重复次数、组数等),内部训练负荷是运动员经受训练和非训练因素施加给运动员总的生理应激(如心率、激素水平、感觉等)。考虑到对相同外部训练负荷反应的个体差异,在负荷的量化过程中需要对内外部负荷同时进行评定。

 

 

图1 训练结果的决定因素

 

 

2 训练负荷量化研究的历史

2.1 古代训练负荷存在的证据

追溯人类运动训练的起源,无外于史前和古代社会的巫术、狩猎和祭祀。实际上,古代社会建筑的遗址和丰富的体育文化史能够为探寻运动训练时间轨迹提供一些线索。早在公元前2040年就有关于力量训练和力量竞赛的证据,在埃及王子Baght的坟墓上绘有有举重和力量运动的图画。古希腊体育民间传说中描述了一则关于摔跤手Milo故事,在公元前540年的奥运会上获得了他的第一个冠军荣誉。为了备战比赛,Milo每天都把一头小牛举过头顶,随着小牛的成长,米洛变得更加强壮。这种训练方式也被是最早的超负荷训练和周期训练。而可查阅的现代超负荷训练资料最早出现在1956年,与Milo所处的希腊时代有2500年之遥。就古希腊而言,体育制度化的特征是修建功能性体育设施,如体育场、跑马场和竞技训练场。竞技训练场是为运动员专门训练而设置,并且当时已有系统培训和专职教练。古希腊晚期流行一种被称为四体系(Tetradensystem)的训练方法,四天为一个单元,每个单元实施不同训练强度。

 

2.2 乳酸—训练负荷量化的“信使”

早在1808年,Berzelius首次在被猎杀的鹿肉中发现乳酸。19世纪初,一些研究者证实运动时骨骼肌收缩时乳酸的产生,是骨骼肌收缩疲劳的重要诱因。1907年,Fletcher和Hopkins首次证明了在无氧条件下电刺激两栖动物动物肌肉产生乳酸。1910年,Hill对运动肌肉初始热和有氧恢复热收缩行了研究,并因此获得了1922年的诺贝尔生理或医学奖获。1923-1924年,他还参与发表了7篇学术论文,对运动中氧的利用、燃料的选择和乳酸的产生进行了论述,并且介绍了循环和呼吸系统在运动过程对氧摄入的限制和运动后的氧债学说(O2 debt hypotheis)。Hill在递增跑强度和摄氧量关系的研究中发现存在最大摄氧量能力的上限,也就是最大摄氧量(Maximal oxygen uptake,VO2max)。之后VO2max被作为心肺功能或有氧工作能力的“金标准”,VO2max百分比成为制定有氧运动强度和运动处方依据,而乳酸被暂时定位在运动肌收缩过程中糖无氧酵解的产物和“废物”,是导致肌肉疲劳的重要物质。

 

1964年,Wasserman等人根据氧债学说理论,即运动后氧债的产生源于乳酸的氧化,提出了乳酸阈(Lactate thresholds, LTs)的概念。他们通过绘制心脏病人递增运动中的通气和摄氧量来确定通气效率最佳点,并将其命名为无氧阈(Anaerobic threshold,LTAn)。当时测定血乳酸的浓度与测定气体交换相比存在很多困难,因而通过气体交换的方式检测LTAn。直到通过测定毛细血液样本乳酸浓度的酶法出现,LTAn被乳酸阈所取代。自使用LTs称谓后,受到大量的争议和质疑,原因是递增运动中乳酸是持续升高的,并没有乳酸曲线拐点的出现,因而“阈值”是一种错误称呼。实际上,运动员在显著高于乳酸阈值强度运动时,乳酸水平仅轻微升高才是产生争议的关键。1979年,Kindermann等人对7名优秀越野滑雪运动员进行了极限能力的测定,他们以有氧-无氧过渡阈值(4mmol/L)作为运动机能诊断和运动强度处方的框架。受试者以之前确定的4 mmol/L阈值对应的恒定心率、跑台速度运动30分钟。他们发现在以恒定速度进行的运动中,乳酸浓度最初上升到接近4 mmol/L,余下时间的运动中基本上保持不变,心率轻微但持续的增加,平均超过170次/分钟。他们认为,由于乳酸在持续运动中的相对稳定,心率持续性轻微增加标志着有氧代谢的上限,可以通过心率调节确定耐力训练的最佳负荷强度。有氧-无氧过渡乳酸阈值是基于个体基础的有氧工作能力评定和训练处方强度。最大乳酸稳态(Maximal lactate steady state,MLSS)是在恒定运动中乳酸产生和消除处于平衡状态的最高强度。与4 mmol/L阈值强度相比有氧代谢比例更低,因此受到了更广泛的认可。

 

在后续的研究中发现,并不是所有的受试者在递增运动中都能达到VO2极限或出现平台现象,并且受遗传因素影响较大,训练后有氧工作能力的提高与最大摄氧量变化并不一致,而其衍生指标如最大摄氧跑速和跑节省化与有氧工作能力的相关性更高。乳酸穿梭理论和能量代谢研究也证实无氧并不是乳酸产生的原因,并且由原来代谢“废物”转变为能量供应物质。

 

虽然后续研究证实乳酸并不是限制递增运动无氧的产物和VO2max的致因,但它们至今仍是有氧工作能力评定和运动强度制定有效的和常用的经典指标。

 

2.3 间歇训练—负荷量化的开端

法特莱克训练(Fartlek)是20世纪初田径训练方法的一个最突出创新。20世纪早期世界上最具统治力的耐力运动员来自于芬兰,特别是“芬兰飞人”Paavo Nurmi曾22次打破世界纪录,获得12枚奥运奖牌中有9枚金牌。Nurmi的运动员生涯重要时期是在服军役期间,虽然军队有严格规定,但是他的长官纵容他脱离军事训练去进行运动训练。此外,Nurmi还因其创造性的训练方法而出名,比如穿着沉重的军靴跑步来增强腿部力量,在火车后面跑时抓住后保险杠来拉长步幅。芬兰在耐力跑项目所取得的辉煌成绩引起了瑞典国家队教练Gustav Holmer的关注, 并到芬兰观察了Nurmi的训练。为了使Nurmi对训练的理解适应瑞典地形环境,Holmer设计了一种混合了艰苦和轻松努力的训练方法。这种混合轻松和艰苦跑步训练方式被称为Fartlek或速度—游戏(speed-play)。比利时的田径官员曾经这样描述Fartlek :“森林里打开了一扇窗,同时出现了一种训练的思想,人们可以把它归为快乐”。1939年,还在瑞典服兵役的Hägg是第一个进行fartlek的运动员。他与Nurmi有着相同的服军役背景,但紧张的军事训练不允许他进行专门的运动训练,只能充分利用驻地附近便利的自然条件,在丘陵、森林小路进行上山、下山、丘陵和平地跑,强度上分为低强度、中等强度和高强度。经过Fartlek后,Hägg中长跑成绩大幅度提高,15次打破世界纪录,其中有10次是在坚持2年Fartlek后取得。

 

关于Fartlek的负荷强度,有研究认为属于绝对高强度,理由是部分训练时的速度可以达到比赛时的速度,特别是Holmer将原来法特莱克训练高量转变为更高强度后,运动员由于更多的损耗而频繁生病。我国学者陈小平等人对Fartlek与之前耐力训练进行了详细的比较, 他们认为:首先是训练量比20世纪初明显提高,之前训练量仅达到其1/2或2/3;其次,仍然重视少量高强度,Hägg每周训练保持约1/4高强度负荷,基本是通过800m冲刺完成,并且与10km越野跑穿插,因此是高量和少量高强度的训练。

 

在1935-1940年间,德国教练Woldemar Gerschler和心脏专家Herbert Reindell设计了以心率为基础的训练负荷和恢复时间的间歇训练(Interval training)。这种方法要求运动员快速短跑(100-400米)的心率达到180次/分,在他们开始下次跑之前,经过休息后的心率恢复至约120次/分。如果恢复后心率不能降至120次/分左右需要降低强度或停训,而运动中和恢复期低于预期则需要增加强度和跑的次数。间歇训练的运动中心率180次/分和下一次跑前心率约120次/分的设定机制并不完全清楚,这可能与Herbert Reindell所具备心脏专业知识有关,在这个区间的心率运动和恢复时间更有益于心脏产生适应。180次/分心率对于青年运动员意味着接近第二通气阈值或乳酸阈、临界功率或最大乳酸稳定状态。早期间歇性训练应用最典型的案例是伦敦圣玛丽医院的医学生Sir Roger Bannister,他在9分钟慢跑热身后,即刻进行10×400米跑,每次跑的时间约60秒,恢复时间为2分钟。1954年,Bannister以3分钟59.4秒打破了一英里世界记录,并比之前的记录快了两秒,成为第一个一英里成绩破4分钟的运动员。由于间歇性训练对运动成绩提高的显著效果,被其它运动项目纷纷效仿,成为当时世界范围内最流行的训练方法。

 

Fartlek和间歇训练都属于高强度间歇训练(High-intensityinterval training,HIT)。高强度是≥乳酸阈或最大乳酸稳态的负荷强度,HIT的高强度是对≥乳酸阈或最大乳酸稳态的负荷强度的统称。以心率为基础的间歇训练和无氧阈的提出分别是在1935-1940年之间和1964年,因此以心率为基础的间歇训练是负荷科学量化的开始。

 

2.4 一般适应综合症—负荷量化的生物学基础

1936年,加拿大病理生理学家HansSelye提出了应激过程的一般适应综合症(General adaptation syndrome,GAS)。GAS包括三个阶段,第一个阶段警戒期,机体识别应激源并对应激源做出反应,第二个阶段是抵抗期,生理适应发生增强稳态水平,第三个阶段是衰竭期,由于身体耗竭或过度透支,适应不可能产生,如果时间足够长最终导致死亡。Selye的GAS理论不仅在生物学和医学领域产生极为深远的影响,也是运动训练理论中的超量恢复和分期训练理论的生物学基础(如图2)。

 

图2 应激过程的身体机能恢复理论

 

1948年前苏联的雅克夫列夫等学者在电刺激冬蛙肌肉收缩的研究中发现肌糖原出现持续降低,而在刺激停止后的休息期肌糖原出现明显的超量恢复现象。1972年他们首次将“超量恢复”用于解释运动引起的机能能力提高。并把对运动员施加的训练负荷刺激作为打破“内稳态”的应激源。1964年,前苏联学者马特维也夫提出影响至今的分期训练理论。

 

根据GAS的三个阶段,警戒阶段:身体识别应激源,并动员应激系统尽力维持平衡,随着应激的持续,身体和精神降低到基础水平以下,运动引起骨骼肌疼痛、僵直和和劳累;这一阶段相当于周期训练的累积和转换器期;在供应骨骼肌和器官能量高于安静水平时,能量储备耗竭且伴随产物堆积引起疲劳,相当于超量恢复的机能降低阶段。抵抗阶段:机体对训练负荷或应激产生适应,随着应激源移除,机体从短时间失衡中恢复,并形成更高水平机能代偿;在超量恢复相当于抵抗阶段的特点是产生代偿性,内稳态和能量储备恢复、受损组织修复,机体对训练应激产生适应,并且产生超量恢复和提高运动机能。这两个阶段是对应激源的自然反应,对身体机能而言是有益的;相当于周期训练的实现和过渡期;耗竭阶段:如果应激源持续和扩大而机体没有充足的时间适应,进入深度疲劳的过度训练状态。周期训练安排是基于GAS的警戒和抵抗阶段,而避免进入耗竭阶段。同样,超量恢复理论的身体机能降低期处于警戒阶段,抵抗期是机能从降低恢复至原有水平,并最终超过原来水平,产生超量恢复。耗竭阶段是持续训练刺激和不充分恢复时间导致的身体机能长时间降低,最终导致严重的过度训练或疾病。因此,量化负荷时的重点要放在抵抗期,防止训练进入耗竭阶段。

 

3 训练负荷量化研究的现状

 

自20世纪80年代,训练负荷量化进入了一个新的“纪元”。1984年无线心率采集技术的逐步成熟,并用于训练负荷的量化;1996年,GPS技术用于身体活动和能量代谢研究,进一步精确外部负荷的量化。2000年前后,由于加速器在技术上的突破,成为测量体力活动的“主力”,2004-2005年,使用加速器发表的科研文章也较1981年-1996年的不超10篇增加到了90多篇。近几年,可穿戴技术、大数据和智能自媒体的发展使得负荷量化到了高速发展期。

 

3.1 心率—内部负荷量化的升华

无线传感器技术的发明和使用改变了传统心率信号采集对运动员的束缚,使得在真实的场地情形下通过无线传感技术精确心率记录成为可能。同时也促使了心率及其衍生指标在运动中量化内部负荷的应用。

 

3.1.1 心率

心率(Heart Rate, HR)是最常用和最简单的估计自主神经功能常用指标,主要受自主神经的分支交感神经和副交感神经对心肌和窦房结变时性和变力性影响。交感神经神经末梢分布于整个心肌,副交感神经主要分布于窦房结、心房肌、房室结。交感神经紧张性增加使HR加快和心输出量增加,而副交感神经紧张性则降低HR,安静时处于副交感神经优势。HR量化负荷的基本原理是估计心脏自主神经系统功能随着训练发生的可能变化。HR监控训练主要采用安静时、运动中和运动恢复期3中方法。安静时HR监控是负荷量化最为容易收集和普遍使用的方法。训练引起的HR变化与自主神经系统对训练过量、非功能性训练过量和过度训练综合症的训练消极适应有关。研究报道安静时HR升高、降低或不变。过量训练状态交感神经过度活跃可能是身体恢复较差的反应,导致安静时HR升高。周期训练持续时间在2周及以内时HR发生变化,而训练持续时间超过2周时虽然增加训练负荷HR也不再发生变化,HR小幅度增加,不能作为训练过量、非功能训练过量和过度训练综合症的有效信号。因此认为HR可能是短期疲劳而不是长期疲劳的标志。也有研究认为选择HR用于训练状态评定应该慎重,因为心脏自主神经系统的调节功能不仅受超负荷训练单一因素影响,如社会压力、比赛重要性等因素也会对自主神经系统产生影响。此外,健康人安静时平均HR日间变化存在约3次\分钟的差别,可能不适合用于安静时自主神经系统功能的估计。运动中交感神经紧张性增加,副交感神经紧张性降低,而在运动后恢复期交感神经“撤退”和副交感神经“重激活”。因此,一些学者推荐使用最大运动中HR、次最大运动中和运动后恢复期HR作为自主神经系统估计的标志。

 

3.1.2 心率变异性

心率变异性(Heart rate variability,HRV)是一段时间内连续心跳之间微小波动,变化幅度的大小反映自主神经的分支交感神经和副交感神经功能的交互作用。HRV是自主神经系统分支交感神经系统和副交感神经系统对心脏窦房结活动调节的无创伤标志,广泛用于心理、生理、精神疾病和职业医学的分析。与糖尿病、胰岛素抵抗、中心肥胖、高血脂和高血压等危险因子呈负相关,是血管危险和全因死亡率的预测因子。近些年,HRV广泛用于运动科学领域,是监控运动训练的适应或过度疲劳、功能性训练过量、训练负荷、过度训练综合症、监控健康、体质和运动机能有效工具。

 

研究报道,大强度周期训练后HRV降低、增加或没有改变。大强度周期训练引起的HRV变化可能与运动类型有关。功能性训练过量、非功能性训练过量、过度训练综合症和疲劳状态下,耐力运动员多为副交感神经过度兴奋,力量运动员(如短跑)交感神经型。个体日间较大的差异也可能是这些研究结论争议的解释,研究报道个体日间HRV差异范围在4–38%。此外,前一日的训练状态也会对HRV指标产生影响,研究发现,一次性大强度运动后副交感神经紧张抑制可持续从几分钟至72h。应慎重考虑测量日的HRV指标所表达的自主神经系统状态信息是训练负荷应激的累积,还是前一日训练负荷不充分恢复。特别是,HRV除了受遗传因素影响外,个体的训练水平、水合状态、测量时的环境干扰也会对对测量的准确性产生重要影响。最近研究认为,在测量方法上,清醒后5分钟测量容易受到干扰,而在夜间睡眠时心电信号采集可以免于各种混合因素的影响,是HRV信号采集最为理想的方式。另外,使用每日或每周平均技术也可能是HRV用于训练负荷量化的理想方法。

 

3.1.3 训练冲量

1975年,Banister等人等人基于HR随运动强度和时间的变化,提出以“训练冲量” (Trainingimpulse,TRIMP)作为定量训练负荷的方法。最初是运动中平均心率与运动时间的乘积,但是没有考虑到性别对相同负荷的不同反应。修改后以心率储备作为运动强度的指标,并且加入性别权重因子。TRIMP=A · B · C,A=运动持续时间,B=训练课平均HR一安静HR/最大HR一安静HR,C=0.62eBD,e= 2.712,D=1. 92(男性)、1. 67(女性)。之后又经Stagno等人和Edwards进行了修改。Edwards方法是采用心率区累加的方法,将训练课中的HR分为5个最大HR百分比区:50–60%、60–70%、70–80%、80–90%和90–100%,然后乘以每个心率区的权重因子和持续时间:50–60%=1, 60–70% =2, 70–80%=3,80–90%=4和90–100%=5,将每个心率区权重因子与持续时间的乘积相加即为训练冲量。这类负荷计算模式应用于曲棍球、足球、篮球、游泳等运动项目的负荷监控。但是TRIMP是基于稳定状态次最大工作负荷HR与最大摄氧量之间的关系,在定量超大强度(和\或短持续时间)运动,如抗阻训练、大强度间歇训练和增强式训练,这种方法的有效性较低。间歇性大强度运动 HR准确性降低,负荷呈指数变化,使得TRIMP对训练负荷测量失准。此外,环境(温度和适度)、生理(水合状态、日变化、训练状态)和心理因素也会影响HR,因此TRIMP假设并不总是成立。因此,使用HR基础的方法可能并不适合定量所有类型的运动。

 

3.2 主观训练课负荷量

19世纪,Helmholtz等研究者提出主观用力感觉,他们认为用力感觉是由中枢生成,与骨骼肌活动的反馈无关,并且用力感觉在生理机制上不同于其它感觉。1970年, Borg提出了主观用力感觉等级(Ratings of Perceived Exertion,RPE)定量运动中源于所有系统感觉的总和。根据Borg的概念,主观用力感觉来自外周和中枢的工作肌肉、关节、心血管和呼吸中枢以及中枢神经系统的多个信号信息的整合。这种宽泛的用力感觉解释导致很多研究者描述这种感觉是建立在传入感觉信息的基础之上。

 

鉴于TRIMP在评定高强度、增强运动和抗阻运动训练的缺陷,以及算法上的复杂性,Foster等人提出了修正的训练课主观体力感觉等级(session Rating of perceived exertion,sRPE)。这种估计负荷的方法使用训练结束后30分钟回顾训练时的主观用力感知程度,作为TRIMP中训练强度的标志,再乘以训练持续时间即为训练负荷。这种方法与HR和运动强度的乳酸标志相关,并且适用于稳定状态和其它模式训练课负荷估计。sRPE相比于TRIMP方法更为简单和实用,已广泛应用于空手道、拳击、跆拳道、游泳、抗阻运动、足球、橄榄球等项目运动员训练负荷的评定研究。

 

Tabben等人对空手道运动员研究发现,RPE与生理指标(最大心率)显著相关,同时,个体sRPE与Banister和Edwards基于HR定量内部训练负荷的方法显著相关,该研究表明sRPE估计训练负荷的方法对相同强度的训练课具有较高信度。另外,Foster等人针对稳定自行车运动和非稳定篮球两种运动形式进行对比,发现sRPE的一致性,也就是sRPE在使用上并不受运动稳定性的限制。上述研究似乎证明sRPE在估计训练负荷的有效性。但是有研究对sRPE在激烈身体对抗的信度提出了质疑,认为RPE取决于肌肉群的募集, 运动范围和参与运动关节的数量,肌纤维募集的类型和运动中募集的顺序和训练后报告RPE的时间也会产生影响,sRPE并不适合用对抗性运动,因为在训练或比赛后的应激可能来源于对抗导致的肌肉损伤,以及短时间持续、间歇运动和高强度运动。特别是身体冲撞产生的生理压力可能无法用sRPE的分值所表示。Uchida等人对拳击运动员容易、中等和困难三个强度运动后两个时间段(运动后10分钟和30分钟)sRPE的影响进行了研究,发现测量时间对sRPE没有显著影响,并认为在sRPE估计拳击运动员训练负荷可以在运动结束后10分钟进行。而对搏击类和橄榄球的研究似乎证实sRPE在强烈身体接触和对抗项目中的信度和效度。

 

3.3 GPS

GPS多用于团队运动项目测量运动员的位置、速度和运动模式,同时还可以采集运动中心率。因而,是对运动员的内外部负和外部负荷的同时量。一些研究发现GPS外部负荷指标与sRPE和骨骼肌损伤指标相关,可以作为内部负荷的测量。但是其可行性和有效性值得进一步研究。一项关于GPS在使用中的有效性和可信性研究发现,信度随着运动距离的增加而提高,但是随着速度的增加而降低;模拟赛道上的总距离变异最小(CV3.6%),而10米以上的短跑变异最大(1赫兹CV77.2%)。研究认为,目前的GPS系统可能在评估短距离、高速直线运动和变向运动上存在局限,通过采样率的增加能够提高了GPS设备的有效性和可信性。但是,另一项研究报道,使用5、10和15Hz的GPS设备测量的多数距离和速度指标与VICON(动作捕捉系统)数据无显著差异。另外,该项研究还发现GPS设备的准确性和可信性并没有随着采样率的增加而提高。结合上述研究, GPS的有效性和可信性可能存在争议。目前,国内对于GPS的研究数量有限,可能与价格成本有关。

 

4 未来展望

4.1 科技负荷量化的趋势

回顾近百年的训练量化史,科技发展的缩影无处不在。虽然以无线心率传感器和GPS等为主的可穿戴技术是当前最为流行的内部和外部负荷量化工具,但依然存在很多弊端。如在运动过程中无线传感器可能会因故障而丢失记录数据,长时间佩戴会引起身体不适。另外,频繁测试也会导致受试者的遵从性降低,数据质量不能得到保证。值得一提的是,按照欧洲心脏协会和北美电生理学协会推荐的心率变异性记录时间标准是至少安静休息5分钟,再记录5分钟用于分析。已有研究报道,每日心率记录或每周平均(至少记录3次)是有效的自主神经功能评定方法。如果按照标准记录时间,采用每周平均记录的最低要求3次,对于训练任务繁重的运动员来说,进行长期负荷量化可能不太现实。随着科技的进步,基于面部识别或无接触心率测量将会解决这些实际应用中的问题。科技进步将会促进负荷量化质的飞跃。

 

4.2 智能自媒体技术的融入

以手机为代表的智能自媒体技术已经在大众健身负荷量化中初步使用。虽然,使用App程序对于运动和训练者带来极大的便利,种类繁多的App也为使用者提供了更多的选择,但是这些程序的准确性和有效性还有待于进一步验证。另外,以simi为代表的动作捕捉系统已经采用PC和平板电脑两种信号采集模式,更便于为教练员和运动员提供实时训练情况的反馈,也表明通过智能自媒体实时、准确掌握训练情况是未来负荷量化发展的必然趋势。

 

4.3 数字化训练负荷量化的前景

外部负荷是训练适应的过程,而内部负荷是训练适应的结果。因此,在负荷量化的过程中需要两者兼顾。没有单一的指标对负荷的变化绝对敏感,在实施过程中都是以标志组的形式进行量化,如机能水平、心理、生物化学、免疫和生理学指标等。以后的负荷量化需要对数据进行整合和以直观、简单的数字化方式进行呈现和反馈。

 

5  小结

 

自20世纪初,训练负荷的量化经历从简单到科学化的复杂过程,在运动竞技水平的提升中发挥了重要作用。负荷量化的研究是对训练方法和训练理论的校验。随着科技、智能技术和数字化技术的进步,负荷量化在人类突破自身极限的过程中的贡献会越来越大。间歇性训练中采用的心率下限和恢复间期心率上限的要求是真正意义上负荷量化科学的开始;无线心率采集技术在训练负荷量化中的使用是内部负荷量化的升华;主观训练课负荷是一种简单而有效的方法,可以用于不同类项目的负荷的量化;GPS技术还存在使用距离、速度上的局限,可信性和有效性有待于进一步验证。对于训练负荷量化研究有助于提高训练方案的科学化和系统性,进而对训练提供有效的反馈。

 

 
 
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