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轮胎翻新技术
沈青阳 李 卫
运动负荷监控是数字化训练的重要组成部分之一，负荷监控技术的快速更新推动竞技运动水平不断提升。传统负荷监控方法多基于量和强度这两个根本属性视角，现代竞技运动负荷监控则着重于运动刺激对人体的内外部的交互影响，并区分为内部负荷和外部负荷的不同监控方法，故通过外部负荷监控的研究讨论以期为体能训练从业人员提供帮助。 1 训练的定义及监控的意义
训练其本质是通过适宜的负荷量或强度刺激机体以达到产生最佳适应的目的。若训练过程中负荷未得到科学化监控，则过量或不足的训练负荷将会对训练进程无意义或产生负面作用。不足的训练负荷刺激无法使机体产生新的条件适应，同时过量的负荷则导致运动员无法及时从训练中得到恢复，不仅无法产生良好运动适应和提高运动表现，还会增加损伤和患病风险，甚至可能导致经济水平消亡（图 1）。
图1
2 负荷管理
2.1 负荷管理的定义及意义
Conaty 表示，在竞技运动中，负荷管理就是为适应赛季的需求将训练的量和强度合理地周期化，做好长期的准备工作，用灵活的方法进行计划制定，即刻改变运动员的准备状态。
许多运动员、教练和辅助人员正在采用科学的方法来测试和监控训练过程。适当的负荷监控可以帮助确定运动员是否适应训练刺激，并最大限度地降低发生非功能性拉伤、生病、损伤的风险。已有研究使用一些外部负荷量化和监测工具，如功率输出测量设备、时动分析等。而内部负荷单位测量，包括努力的感知、心率、血乳酸和训练冲动。外部和内部负荷单位的分别分析可以揭示运动员的疲劳状态。高水平竞技运动使用的监测工具包括心率恢复、神经肌肉功能、生化/激素/免疫评估、问卷和日记、精神运动速度、睡眠质量和数量。对运动员采取的监测方法可能取决于运动员是从事个人还是团队体育活动。用科学和统计方法检测到的变化可以在实施变化时提供信度和确效度。适当监测训练负荷可以为运动员和教练员提供重要信息；且监测系统应该是直观的，能提供有效的数据分析 和解释，同时从简、科学有效地反馈运动员疲劳状态。
2.2 负荷管理的分类及指标
根据监控的指标来源，运动负荷有外部负荷和内部负荷两种分类形式；根据监控的方法属性，运动负荷又被分为客观评定和主观评定两种监控手段；根据监控的统计处理方式，运动负荷还可分为绝对负荷和相对负荷两种角度（表1）。
表1
负荷有许多不同的测量方法(表2)，但它们作为负荷适
应和不适应指标的有效性证据是有限的，这是因为没有任何一
个运动员对负荷反应的单一标记可以统一地预测适应不良或受伤。负荷监控包括外部和内部负荷的检测，其中外部负荷监控的工具可以是通用的或特定的运动，而内部负荷的监控方法是客观的或主观的。
表2
Viru 表示，测量外部负荷对于理解完成的工作以及运动员的能力和能力很重要，而测量内部负荷对于确定最佳生物适应的适当刺激至关重要。Halson 通过研究发现，运动员以高/低心率或努力程度在给定时间内保持一定的跑步速率或循环输
出功率的能力，取决于多种内部和内部的个体因素，如体能和
恒温恒湿净化实验室分类依据负荷类别定义常见指标指标来源外部负荷内部负荷个体做功
机体对刺激的反应时长、速度、
加速度；心率、血乳酸等方法属性
主观评定客观评定
不以主观意志转移的评定
以个体心理活动为主，受心理影响心率、血乳酸、睾酮；RPE、自我恢复量表等
统计
分析
绝对负荷
相对负荷一定时间的负荷量一定时间的相对负荷日/周/月负荷；日/周/
月负荷变化率
等
负荷类型
指标
外部负荷训练/比赛的时长（秒/分/时/日）、训练/比
塔吊防碰撞赛的频率（日/周/月）、训练/比赛的类型、训练/比赛的类型、功率输出/速度/加速度、动作
重复次数、距离等
内部负荷
训练/比赛努力程度认知、压力-恢复问卷、恢复
量表、心率、RPE、血乳酸等
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疲劳因素。而个体对给定的刺激都会有不同的反应，最佳适应所需的负荷也因运动员而异。这些因素为教练和其他辅助工作人员提供了运动员准备训练或比赛的基本数据，因此可以为个人调整规定的训练提供信息。已有研究表明，在训练中，运动员可以完成更多的负荷量或更高的负荷强度，抑或是自我认知的负荷远远超出教练员的预测。这意味着运动员个体外部负荷与内部负荷之间区分具有重要意义，而非仅仅团队平均负荷水平，这有助于确保所施加的负荷符合教练的规定。
2.3 负荷指标及其监控
监控负荷通常包括对运动员训练或比赛负荷的量化，如训练时长、跑距、功率产生、比赛场次或投球次数；然而，其他的外部因素，如生活事件、日常烦恼或旅行也同样重要。
2.3.1 心率
心率监测已经成为监控训练负荷的流行方法，而这种方法是基于心率与稳态功率之间存在线性关系的原理。体能教练通常使用强度的绝对测量方法，但相对强度的测量指标方法更有意义，因为在人们对各种运动方式作出反应的方式上，个体之间和个体内部可能存在相当大的差异。最大心率/训练心率通
常被用于判断负荷强度，但Karvonen 和 Vuorimaa 认为心率储备百分比可作为一个更精确的量化和制定负荷强度的标准，因为这种方法同时兼顾了静息心率随年龄和健身水平、年龄的增长和最大心率降低的相关性（图2）。目前已有研究表明心率监测器可以准确地测量人体运动时的心率，但仍有许多因素可能会影响负荷和心率之间的关系，如训练状态、环境条件、昼夜变化、运动时间、水合作用状态、海拔和药物等。
图2
心储备率=（运动心率-静息心率）/（最大心率-静息心率）
2.3.2 摄氧量水平
在稳定的运动状态中，VO2作为一种有效的运动强度测量方法被推广，但不适用于不是间歇性的、高强度的运动。在一篇关于运动时氧动力学的评论中，Xu 和Rhodes 指出，运动状态中机体的做功速率低于乳酸阈值时，VO2指数会增长到一个稳定的水平，但当运动超过乳酸阈值，VO2动力学即复杂化。VO2相对值被用于比较不同生理和表现特征的运动员的运动强度，而非绝对值。但需要确定每种模式的最大摄氧量，然后才能使用VO2相对值监测或量化运动负荷，因此氧耗储备被研究出更佳适合作为评价负荷的指标之一（图3）。
图3
相对摄氧率=（运动时摄氧量-静息摄氧量）/（最大摄氧量-静息摄氧量）
已有研究表明，骑行和跑步运动中使用心率和VO2R 监测负荷强度的反馈较为接近，而用VO2max 的相对值计算则有差异性。Baldwin 等人发现心率和运动应激的血浆标志物如乳酸、氨和次黄嘌呤为70% VO2max，此结果在有训练背景和无训练背景人间存在差异。这支持这也表明，VO2max 在不同的人身上不一定产生相同的生理反应。同时，运动进行中的VO2动力学可能因运动水平、年龄和疾病而变化。因此，VO2并不适合作为监控相对运动强度的指标。
2.3.3 血乳酸浓度
随着便携式测量仪器的发展，血液中乳酸浓度的测量只需指尖刺取一滴血即可。然而，在每次训练过程中频繁地测量乳酸来测定或量化负荷强度仍然是不切实际的。乳酸阈值被定义为运动强度在一个固定或最大稳态血乳酸水平，其测定目前已受广泛关注。它被提出作为耐力健康的一种衡量手段，也是一种标准化训练强度的手段。稳态运动强度引起的乳酸浓度约为4mmol/L 已被认为是最有利于诱导耐力最佳生理适应的浓度。然而，Stegmann 等人认为，运动员的最佳乳酸水平可能在2-7.5mmol/L 之间。运动期间乳酸堆积的过程中，个体内部和个体间的差异性是使用乳酸来监测运动强度方面的两个限制因素。外界因素如环境温度和脱水可能影响乳酸的测量，运动模式也是一种影响，因为它改变了在运动中使用的肌肉参与程度，跑步和骑行时不同VO2水平下可能会出现相同的血乳酸浓度。运动持
续时间、运动强度、运动强度的变化速度可能也会影响乳酸浓度，包括运动前参与的活动类型、饮食习惯和肌糖原含量皆可能成为影响因素。受伤的肌肉完成动作时将会引起乳酸水平的增加，训练状态的改善和过度训练导致的状态降
双电源控制器低都被认为与最大和次最大血乳酸浓度变化有关，这可能成为导致乳酸的测量错误和后续不准确的运动强度制定的构因。上述因素皆影响乳酸的堆积方式，而与运动强度无关，这使得乳酸阈值的重要性并不明确，从而限制了其在监测和制定训练强度方面的作用。
2.3.4 主观疲劳评定量表
分子筛柱主观疲劳评定量表（RPE）是基于训练中运动员根据自身经验对机体生理疲劳登记的主观评定标准，从而能够根据他们自己对努力程度的感知来调整训练强度。改量表已被多项研究证明实际可靠，并适用于持续稳态运动和高强度间歇循环训练中，在这两种类型的运动中，运动员反馈的RPE 与平均心率和心率的快速变化有较高的相关性。但尽管博格量表已被证明是一种有效的运动强度测量方法，但RPE 量表中6-20标准与生理变量之间的效度系数较普遍认知的低。在一项研究中提到，心率的加权平均效度系数为0.62，血乳酸为
0.57，VO2max
相对
Po2下降也可能是频域值下降而产生的。在测试中训练结束后通过频域值比较，发现其虽有所降低，仅双侧胫骨前肌MPF有明显降低，这可能是由于胫骨前肌的主要作用为控制踝以下各关节角度，调整重心在足的支撑平面的分布，来维持机体的稳定。随着运动训练的进行，躯干和下肢主要伸肌出现疲劳而发生机能下降，对胫骨前肌的负荷加大，因此也加剧了该肌的疲劳程度。
根据研究分析第一天训练结束后骨骼肌疲劳表现为表面肌电MPF值降低，出现了明显的电机械延迟的现象，即与未疲劳时相比较，肌肉兴奋产生动作电位开始到肌肉收缩的这段时间发生延迟的现象，在这段时间里神经肌肉功能下降。在运动疲劳时，肌电振幅增大，频率降低，其变化的程度与疲劳的程度有线性关系；本次研究中第一天训练结束后腹直肌、股四头肌、胫骨前肌显著下降，这表明随着疲劳的发生肌力也同时发生下降。在经过一个月的高强度间歇训练后，给予十名女生充分的休息时间，以便消除疲劳，随后重新测量在一天的高强度间歇训练中不同时间的表面肌电值。结果发现在训练前的MPF 变化不大，而在全天训练后的腹直肌，股四头肌和胫骨前肌的MPF下降幅度没有第一天训练后
下降的明显。研究表明，经过一个月的高强度间歇训练后，糖无氧酵解供能系统的供能底物—糖和葡萄糖含量有所增加，糖酵解酶的含量和活性得到提高，血液中的碳酸氢钠（碱储备）增加，机体缓冲乳酸的能力和对高浓度乳酸的耐受能力得到提高，使机体在进行同样强度的高强度间歇训练时，在相对疲劳的情况下，仍能募集肌肉中较多的运动单位参与收缩，机体的无氧耐力得到了提高。肌纤维中线粒体含量以及体积有所增加，肌红蛋白有所增加，机体的有氧耐力也得到了提高。
3 结论与建议
本实验发现，表面肌电监测作为评价骨骼肌疲劳的生理学指标，可以有效监控运动员的训练强度，为教练员合理安排训练量，防止过度训练、过度疲劳提供指导。但由于肌电信号自身具有非平稳的特点，在形态上有很大的随机性，并且受试者自身的年龄、性别差异、个体差异、训练年限以及运动水平等都对sEMC特征存在影响，所以实验数据可能存在一定误差。
基金项目：江汉大学2019年度省级大学生创新训练重点项目；编号：S201911072067。
通讯作者：钱建龙
（作者单位：江汉大学体育学院体育教育系）
值为0.64，VO2为0.63 ，呼吸速率为0.72，呼吸速率为0.61。因此，需要进一步的研究来确定疲劳的
认知感知内在的生理机制，这可能会确切地阐明RPE的意义。
2.3.5 临界功率
临界功率是一个理论性概念，它表示在不疲劳的情况下，能够维持在生理稳定状态下的最大功率输出的值。Brickley等人发现，在临界功率下运动时，摄氧量水平约为80%VO2max，且摄氧量、血乳酸浓度和心率随时间的增加，并未达到生理稳定状态。故认为得出临界功率并不代表一个可持续的稳态强度，而是定义为临界功率的不稳定状态（持续20min-40min）的强度更为合适。Dekerle等人在实验中发现，受试者在自行选择节奏的循环测力计上进行疲劳测定计算得出的临界功率显著高于最大乳酸稳态，因此作者的结论是临界功率强度的生理意义仍然未知，需要进一步的研究来定义准确的生理意义。Vanhatalo等人为研究临界功率是否可以作为运动强度的指标，进行了3min最大努力程度功率自行车测试，结果发现临界功率与输出功率没有显著差异。
3 小结
若以适度和渐进的方式施加负荷，并避免负荷相对于运动员所准备的迅速增加，高负荷的艰苦训练可能对受伤提供保护作用。但负荷的规定必须以个人和灵活为基础，因为在对负荷的反应和适应的时间范围内，个体之间和个体内部都有很大的差异。定期监测运动员是确保适当的水平的内外负荷，从而最大化表现和最小化受伤风险的基础。体育管理机构在规划赛事日程时必须考虑运动员的健康，
因此也必须考虑到整体比赛负荷。比赛日程拥挤和负荷的快速变化对多项运动损伤风险的影响，以及与其他生理、心理、环境和遗传风险因素的相互作用还需要更多的研究。
通讯作者：李卫
（作者单位：北京体育大学）
（上接第112页）
腹直肌股四头肌胫骨前肌左右左右左右训练前103.67±15.71103.32±14.2276.01±6.9270.72±5.9897.23±10.2198.91±14.73
上午训练结束82.34±21.81*89.21±17.72*58.89±6.12*59.32±7.01*79.89±9.44*85.13±10.54*
液压阀芯全天训练结束80.56±12.43**82.19±14.59**55.24±9.83* *62.81±7.67* *68.31±8.92* *72.45±10.47* *
表2 训练一个月后MPF的比较(Hz)
注：与一个月训练前比较，＊表示P<0.05，＊＊表示P<0.01。
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