心率監(jiān)測在“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽體能訓(xùn)練監(jiān)控中的應(yīng)用

王大磊，王曉飛

（國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)體育與基層工作系，湖南長沙410072）

心率監(jiān)測在“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽體能訓(xùn)練監(jiān)控中的應(yīng)用

王大磊，王曉飛

（國防科學(xué)技術(shù)大學(xué)體育與基層工作系，湖南長沙410072）

軍人體能訓(xùn)練過程中，訓(xùn)練監(jiān)控的缺失是導(dǎo)致軍事體能訓(xùn)練效率較低、科學(xué)化水平不高且訓(xùn)練傷高發(fā)的重要原因。在備戰(zhàn)“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽期間，將心率監(jiān)測技術(shù)引入到軍事體能訓(xùn)練監(jiān)控中。經(jīng)實(shí)踐檢驗(yàn)，心率監(jiān)測技術(shù)對(duì)軍事體能訓(xùn)練中的體能需求分析，訓(xùn)練強(qiáng)度監(jiān)控，疲勞監(jiān)控及過度訓(xùn)練預(yù)防等方面均能夠起到有效的幫助和指導(dǎo)作用。為提高訓(xùn)練的科學(xué)化水平，并最終取得優(yōu)異成績提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

心率監(jiān)測；訓(xùn)練監(jiān)控；軍事技能競賽

訓(xùn)練監(jiān)控是指運(yùn)用運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)等學(xué)科的理論和方法，對(duì)訓(xùn)練過程和訓(xùn)練效果進(jìn)行跟蹤、評(píng)價(jià)的過程［1］。我們?cè)趥鋺?zhàn)“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽期間，嘗試將心率監(jiān)測引入到軍人體能訓(xùn)練監(jiān)控中，為提高訓(xùn)練的科學(xué)化水平，避免備戰(zhàn)期間發(fā)生過度訓(xùn)練及降低訓(xùn)練傷發(fā)生率均提供了有力支撐。

1 心率監(jiān)測在學(xué)員軍事技能競賽體能需求分析中的應(yīng)用

我軍軍事技能競賽是一個(gè)相對(duì)較新的訓(xùn)練、競賽模式。分析比賽科目的體能需求，并制定出科學(xué)、合理的訓(xùn)練計(jì)劃，是提高參賽學(xué)員體能水平，并取得優(yōu)異成績的關(guān)鍵。在“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽備戰(zhàn)期間，我們選取一個(gè)參賽班對(duì)競賽的全部科目進(jìn)行了1∶1的模擬，利用帶有GPS功能的心率記錄設(shè)備（Polar V800，芬蘭），對(duì)參賽班全部學(xué)員進(jìn)行為期2天的比賽過程全程跟蹤。將監(jiān)控設(shè)備采集到的數(shù)據(jù)上傳后，利用其數(shù)據(jù)處理平臺(tái)，所有隊(duì)員在2天時(shí)間內(nèi)的總運(yùn)動(dòng)距離、任一時(shí)刻運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、海拔變化及心率等信息都可以非常便捷的獲取。我們以某學(xué)員為例，其在野外進(jìn)行負(fù)重行軍、奔襲、射擊、引導(dǎo)火力打擊及定向越野模擬練習(xí)期間的運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度、運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、海拔變化及心率動(dòng)態(tài)變化情況如圖1所示。從圖1中我們可以看到，在7 h5 min33 s時(shí)間跨度內(nèi)，其行程距離共計(jì)29.18 km，平均心率為114次/min（最大值188次/min，最小值66次/min），其運(yùn)動(dòng)軌跡、心率動(dòng)態(tài)變化、速度動(dòng)態(tài)變化、海拔動(dòng)態(tài)變化及不同運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度所占的比例等信息都顯示在上面。通過對(duì)照不同時(shí)間點(diǎn)的任務(wù)執(zhí)行情況，不同科目執(zhí)行期間的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、速度變化也可以提取出來，通過對(duì)全部學(xué)員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，軍事技能競賽總體及各個(gè)分科目的能量代謝特征便非常容易獲得。在此基礎(chǔ)之上，我們制定出了符合每個(gè)比賽科目能量代謝需求特點(diǎn)的單科目訓(xùn)練計(jì)劃，及符合整個(gè)軍事技能競賽能量代謝需求特點(diǎn)的整體訓(xùn)練計(jì)劃。在訓(xùn)練過程中，根據(jù)心率的實(shí)時(shí)反饋，嚴(yán)格控制訓(xùn)練的節(jié)奏、強(qiáng)度及持續(xù)時(shí)間，以上措施的實(shí)施對(duì)提高我校參賽隊(duì)員體能訓(xùn)練的效率，提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

圖1 部分科目模擬練習(xí)期間某學(xué)員運(yùn)動(dòng)軌跡、運(yùn)動(dòng)速度及心率跟蹤情況

2 心率監(jiān)測在訓(xùn)練強(qiáng)度監(jiān)控中的應(yīng)用

訓(xùn)練過程中，嚴(yán)格控制訓(xùn)練強(qiáng)度使其符合項(xiàng)目自身特點(diǎn)，是提高訓(xùn)練有效性、針對(duì)性及避免發(fā)生過度訓(xùn)練的重要措施。我們?cè)谇拔拿枋龇椒ǖ幕A(chǔ)上，統(tǒng)計(jì)分析了軍事技能競賽總體及各個(gè)分科目的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度及能量代謝特征。日常訓(xùn)練過程中，我們隨機(jī)抽取少部分隊(duì)員，通過對(duì)這部分隊(duì)員訓(xùn)練過程的監(jiān)控，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)全體參賽隊(duì)員的監(jiān)控。根據(jù)Polar心率表配套的軟件分析系統(tǒng)，運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度在基于最高心率百分比的基礎(chǔ)上（最高心率=220-年齡），被劃分成了五個(gè)等級(jí)，其詳細(xì)情況如表1所示。訓(xùn)練過程中，尤其是針對(duì)某單個(gè)訓(xùn)練科目的力量強(qiáng)化訓(xùn)練過程中，除力量練習(xí)的動(dòng)作要盡量接近比賽實(shí)際發(fā)力過程外，其訓(xùn)練強(qiáng)度和訓(xùn)練時(shí)間也必須符合項(xiàng)目特征。以繩橋科目強(qiáng)化訓(xùn)練為例，通過前期統(tǒng)計(jì)，通過繩橋科目期間，其平均心率為150 ±4次/min，最高心率為181±5次/min（最大心率的90%以上，出現(xiàn)在繩橋通過期間），最低心率為124±3次/min，在運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度分布上，最高強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間比例：12%，高強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間比例：28%，中等強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間比例：35%，低強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間比例：25%，最低強(qiáng)度持續(xù)時(shí)間比例：0%。從以上數(shù)據(jù)可以看出，該科目在供能方式上屬于混氧供能，因此，練習(xí)過程中，我們針對(duì)繩橋科目對(duì)上肢拉的力量及核心力量要求較高的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了引體向上、平板支撐、收腹舉腿、臀橋等力量訓(xùn)練內(nèi)容，通過循環(huán)設(shè)計(jì)，使1組練習(xí)持續(xù)時(shí)間控制在3～5 min（繩橋科目完成的平均時(shí)間），通過Polar心率表的實(shí)時(shí)監(jiān)測，使其心率強(qiáng)度始終保持在高強(qiáng)度至最高強(qiáng)度范圍內(nèi)，進(jìn)而最大限度提高了訓(xùn)練的效率。

表1 基于最高心率百分比的強(qiáng)度劃分情況

3 心率監(jiān)測在疲勞監(jiān)控及過度訓(xùn)練預(yù)防中的應(yīng)用

為期2天的學(xué)員軍事技能競賽，學(xué)員負(fù)重27kg條件下全程行軍距離超過30km，項(xiàng)目對(duì)參賽學(xué)員的體力提出了嚴(yán)峻的考驗(yàn)，參賽學(xué)員需要具備極強(qiáng)的抗疲勞能力，才有可能在比賽中取得優(yōu)異成績。因此在備戰(zhàn)過程中，學(xué)員身體狀態(tài)的把握非常關(guān)鍵，訓(xùn)練量和強(qiáng)度既不能太小，又要避免疲勞的過度積累，導(dǎo)致過度訓(xùn)練及訓(xùn)練傷的發(fā)生。實(shí)踐中，我們采用晨脈監(jiān)測與心率變異性（Heart Rate Variability，HRV）測試相結(jié)合的方式對(duì)學(xué)員日常訓(xùn)練過程中的身體狀態(tài)進(jìn)行了持續(xù)跟蹤，并取得了較好的效果。

3.1 晨脈在疲勞監(jiān)控及過度訓(xùn)練預(yù)防中的應(yīng)用

研究結(jié)果顯示，在睡眠狀態(tài)下，過度訓(xùn)練運(yùn)動(dòng)員的心率顯著增加［2］，由于睡眠狀態(tài)下心率受到的來自其他變量的影響較少，該狀態(tài)下心率升高可以提示過度訓(xùn)練的結(jié)論被認(rèn)為具有較高的可信度。目前，在訓(xùn)練實(shí)踐中人們常通過連續(xù)測量晨脈來簡單評(píng)估過度訓(xùn)練，在無病理狀態(tài)下當(dāng)心率超過以往均值8次/min時(shí)，即可提示過度訓(xùn)練的出現(xiàn)［3］。在此次學(xué)員軍事技能競賽備戰(zhàn)期間，我們通過可穿戴設(shè)備，持續(xù)跟蹤了部分代表學(xué)員的清晨仰臥位心率信息，若晨脈值高于平均值8次/min以上，則提示該學(xué)員所在的訓(xùn)練小組成員均存在過度疲勞的可能。晨脈監(jiān)測雖然獲取較方便，但由于其在疲勞監(jiān)控方面的準(zhǔn)確性不是非常高，該監(jiān)測僅作為一個(gè)預(yù)警信號(hào)，為進(jìn)一步確認(rèn)，我們將對(duì)該學(xué)員實(shí)施HRV測試。

3.2 HRV測試在疲勞監(jiān)控及過度訓(xùn)練預(yù)防中的應(yīng)用

在運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練領(lǐng)域，近年來的研究結(jié)果顯示，高強(qiáng)度耐力訓(xùn)練后HRV首先降低，隨后在恢復(fù)期會(huì)逐漸恢復(fù)［4］。大強(qiáng)度或長時(shí)間訓(xùn)練結(jié)束后，若存在HRV顯著低于正常水平的情況，常提示過度訓(xùn)練或疲勞的發(fā)生［5］。在“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽備戰(zhàn)期間，我們對(duì)晨脈監(jiān)測出現(xiàn)預(yù)警信號(hào)的學(xué)員進(jìn)行HRV測試，獲得的數(shù)據(jù)將與學(xué)員開始訓(xùn)練前（正常狀態(tài)）連續(xù)6天測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)HRV數(shù)值遠(yuǎn)低于其正常狀態(tài)數(shù)據(jù)范圍時(shí)，結(jié)合其晨脈升高的情況，我們可斷定該學(xué)員及其所在訓(xùn)練小組過度訓(xùn)練或疲勞的發(fā)生。

圖2 某學(xué)員正常狀態(tài)下某日清晨監(jiān)測到的R-R時(shí)間間隔變化情況

圖2、圖3即是我們?cè)趥鋺?zhàn)期間采集的數(shù)據(jù)信息，其中，圖2是某學(xué)員在訓(xùn)練開始前，某日清晨醒來后記錄的2 min的R-R時(shí)間間隔變化情況，圖3是其某次大強(qiáng)度訓(xùn)練后，次日清晨出現(xiàn)晨脈升高預(yù)警信號(hào)后記錄到的2 min的R-R時(shí)間間隔變化情況。對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，正常狀態(tài)下其RR時(shí)間間隔最小值為952 bps/ms，最大值為1154 bps/ms，平均值為1064 bps/ms，RMSSD（相鄰R -R時(shí)間間隔差值均方的平方根，常隨著疲勞狀態(tài)的出現(xiàn)而降低［6］）為37。而晨脈升高預(yù)警信號(hào)出現(xiàn)后，其R-R時(shí)間間隔最小值為706 bps/ms，最大值為811 bps/ms，平均值為783 bps/ms，RMSSD為12，以上數(shù)據(jù)已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出其正常數(shù)值范圍，即可判定該學(xué)員及其所在訓(xùn)練小組存在過度訓(xùn)練或疲勞。在訓(xùn)練當(dāng)日，我們會(huì)適度降低該小組高強(qiáng)度、大運(yùn)動(dòng)量訓(xùn)練內(nèi)容所占的比例，增加有氧、恢復(fù)再生訓(xùn)練內(nèi)容的比例，從而避免過度訓(xùn)練或疲勞導(dǎo)致的訓(xùn)練傷的發(fā)生。

圖3 某學(xué)員在某次大強(qiáng)度訓(xùn)練后次日清晨監(jiān)測到的R-R時(shí)間間隔變化情況況

4 結(jié)語

在備戰(zhàn)“勇士-2015”學(xué)員軍事技能競賽期間，心率監(jiān)測技術(shù)的引入為提高我校訓(xùn)練的科學(xué)化水平，避免備戰(zhàn)期間為避免過度訓(xùn)練和降低訓(xùn)練傷發(fā)生率提供了強(qiáng)有力的技術(shù)支撐。

［1］馮連世，馮美云，馮煒權(quán).運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練的生理生化監(jiān)控方法［M］.北京：人民體育出版社，2006.

［2］Stray-Gundersen J，Videman T，Snell PG.Changes in selected objective parameters during overtraining［J］.Medicine and science in sports and exercise，1986，18（2）：S54.

［3］Waldeck MR，Lambert MI.Heart rate during sleep：implications for monitoring training status［J］.Journal of sports science and medicine，2003，2（4）：133.

［4］ichot V，Roche F，Gaspoz JM，et al.Relation between heart rate variability and training load in middle-distance runners.Medicine and science in sports and exercise，2000，32（10）：1729—1736.

［5］Hedelin R，Kentt？G，Wiklund U，et al.Short-term overtraining：effects on performance，circulatory responses，and heart rate variability［J］.Medicine and science in sports and exercise，2000，32（8）：1480—1484.

［6］Plews DJ，Laursen PB，Kilding AE，et al.Evaluating training adaptation with heart-rate measures：a methodological comparison.International journal of sports physiology and performance，2013，8（6）：688—691.

Application of Heart Rate Monitoring Techniques in Monitoring of Fitness Training for Warrior-2015 Military Skill Competition

WANG Da-lei，WANG Xiao-fei
（Department of Physical Education and Grass-Root works of National University of Defense Technology，Changsha 410072，China）

During military fitness training，the absence of monitoring of fitness training is one of the most important reasons for low efficiency，low scientific level and high incidence of injuries.In preparation for Warrior-2015 military skill competition，the heart rate monitoring techniques were applied to monitor fitness training.Results indicate that the application of heart rate monitoring techniques provide very useful guide for physical demand analysis，training intensity monitoring，fatigue monitoring and injury prevention. It offered strong scientific help for improving our training scientific level and gaining the outstanding achievement.

heart rate monitoring；monitoring of fitness training；military skill competition

G8731

A

1671-1300（2016）03-0104-04

國防科技大學(xué)校預(yù)研項(xiàng)目（JC14-09-03）；國防科技大學(xué)教育教學(xué)研究課題（U2016010）

2016-04-10

王大磊（1982—），男，山東博興人，講師。研究方向：軍人體能訓(xùn)練生理學(xué)。