不同方法對盲人足球運動員運動疲勞監測的比較研究

李 進,曾 猛,郭瑞彬,王桂順,諶文峰,馮海清

運動疲勞是制約運動成績或健身功效的關鍵因素[1],也是體育科學研究中的重要領域[2]。運動性疲勞指運動機體生理過程不能持續其機能在一特定水平和/或不能維持預定的運動強度[3]。其包含心理疲勞與生理疲勞。其中生理疲勞又包含了肌肉疲勞、神經疲勞以及內臟疲勞[4]。研究顯示:血睪酮/皮質醇(T/C值)[5,6]、爆發力水平[7,8]、主觀疲勞量表[9,10](Rating of Perceived Exertion Scale,RPE)、體重流失量等是監測運動員疲勞程度或訓練負荷量的常用方法,且T/C值監測法是相對精準度更高的生化指標監測方法[11],而利用體重流失率與訓練疲勞積累評分來評價運動員訓練負荷的有效性也已在職業足球運動員中得到證實[12]。

為幫助不同層次與不同經濟條件的運動隊提供更適合自身的運動疲勞監測方法,本研究假設下肢爆發力降低率(訓練后下降成績÷訓練前成績)也可以高效地監測運動員的運動疲勞程度,并將其與體重流失率、訓練疲勞積累評分兩種監測方法進行對比分析,通過三種監測方法分別與T/C值監測法進行相關性分析,探討三種生理指標監測方法的監測效率。

1 研究對象與方法

1.1 研究對象

本研究選取中國國家男子盲人足球隊15名盲人運動員為實驗對象(含盲人陪練運動員3名)。其中國際健將4人、國家健將10人、無等級1人。具體信息如表1所示。運動隊于2022年9月20日至11月7日在福建福州集訓備戰2022年印度亞洲盲人足球錦標賽暨2024年巴黎殘奧會資格賽,集訓為期49天。訓練時間為:每天上午08:30～11:00;下午15:00～17:30。其中每周六下午與周日全體調整休息。

表1 實驗對象基本信息表

運動員下肢爆發力下降率=下降成績÷訓練前成績、體重流失率=流失體重÷訓練前體重、訓練疲勞積累評分=主觀疲勞量表訓練后評分-訓練前評分。研究中利用以上三種生理指標監測方法對運動訓練負荷進行監測,并將三種方法的監測效果作為研究對象。該實驗的測試項目、過程、目的、方法及風險等已在實驗前告知運動員,并征得其口頭同意與運動隊的官方授權。

1.2 研究方法

通過實驗測試獲取15名盲人運動員訓練前后下肢爆發力成績、體重以及主觀疲勞量表評分,并計算出下肢爆發力下降率、體重流失率、訓練疲勞積累評分;在實驗次日通過采血檢驗獲取每名運動員血睪酮、皮質醇水平以及二者比值即(T/C值)水平。將15組數據導入SPSS22.0系統進行統計學分析并對下肢爆發力下降率、體重流失率、訓練疲勞積累評分以及T/C值進行描述性分析,最后采用正態性檢驗、皮爾遜(PEARSON)相關系數分析,以確定三種生理指標運動疲勞監測方法的效果。測量結果用平均值±標準差表示(±SD),P<0.05為顯著性差異,P<0.01為非常顯著性差異;相關系數|R|在0～0.30為低相關,0.31～0.49為中度相關,0.5～0.69為高度相關,0.7～0.89為非常高度相關,0.9～1為近似線性相關。

2 實驗安排

運動性疲勞誘發:實驗安排在集訓末段的周末,即2022年10月22日(周六)、23日(周日)上午8:30～11:00。具體實驗流程如表2所示。主要訓練內容為準備活動(約30min,低強度)、球性球感訓練(約30min,中低強度)、帶球射門訓練(約30min,中底強度)、隊內戰術演練(約40min,高強度)、放松恢復(約20min,低強度)。

表2 實驗流程

本實驗測試項目中的下肢爆發力測試動作,相比另外兩種監測方法,受試者測試過程中存在更高的損傷風險,而功能性動作篩查(Functional Movement Screen,FMS)是當前國際上公認信效度較高的損傷風險評估工具,因此在進行下肢爆發力測試前先通過FMS篩查掌握了運動員的損傷情況與損傷風險,以確保受試者的健康與安全。主觀疲勞量表收集了訓練前自覺疲勞評分。為避免運動員訓練課間因補水而影響實驗結果,故在實驗前與教練組和運動員溝通并達成在本次訓練全程中運動員不補水的一致意見。另外,由于三種監測方法測試項目已在實驗前應用超過一個月時間,因此運動員對其有足夠的適應度。

2.1 實驗材料

美國進口FMS測試套件1套:由美國生產,中國北京言鼎商貿有限公司代理的VBT(Velocity-Based Training,簡稱‘VBT’,即基于速度的力量訓練)測試設備“PUSH”爆發力測試儀1臺;測試記錄表50張;辦公文件夾1套(含記錄筆);血液采樣耗材40份(含備用份,采樣由隨隊隊醫執行,分析結果由省級三甲醫院提供);IOS系統平板電腦1臺(裝有PUSH測試軟件)。另外,國產鄭州上禾電子科技有限公司生產的SH-V9型號智能高端身高體重體脂一體機1臺。

2.2 測試方法

2.2.1 下肢爆發力測試縱跳高度是評價受試者下肢爆發力的常用指標,也是評估受試者運動性疲勞水平的高敏感度指標[13],但傳統原地縱跳測試因雙臂協調發力在一定程度上影響了受試者更好地發揮下肢爆發力,進而影響了實驗結果,因此,本實驗采用原地無擺臂下蹲式縱跳來測試運動員下肢爆發力,通過屏蔽擺臂協調發力而帶來的輔助作用,有利于受試者表現出更純粹的下肢爆發力。實驗期間服裝為足球訓練服,球鞋為正式比賽要求的TF碎釘足球鞋。要求測試前不進行熱身等任何身體準備性活動;測試時受試者雙手兩肩上握緊頸后FMS測試桿(桿上附有“PUSH”測試設備),并確保測試桿全程貼緊下頸段。受試者聽到測試人員提示后,連續完成三次原地下蹲式縱跳,然后工作人員記錄其最佳成績即離地最大高度,單位為厘米(cm),測試耗時約20秒/人。測試動作圖解如圖1所示。

圖1 下肢爆發力測試圖示(原地無擺臂下蹲式縱跳)

2.2.2 損傷風險評估原地無擺臂下蹲縱跳測試要求運動員連續完成三次最大努力蹲跳、爭取最好成績,需身體髖、膝、踝三關節聯動完成,對關節與踝關節壓力較大,對受試者髖、膝、踝關節的穩定性與靈活性要求較高[13],因此在測試前需要準確判斷運動員是否滿足測試動作的要求;此外,根據測試要求,測試前不能做任何身體預熱或準備性的活動,因此受試者在完成蹲跳過程中可能存在一定損傷風險。鑒于以上兩個實驗必須遵守的條件,測試前首先排除因損傷而無法參加實驗的運動員及找出損傷風險較高的運動員。本研究所采用的損傷風險評估方法功能性動作篩查(FMS)早已應用于多種運動項目損傷風險評估當中,是效度較高的評估工具[14]。為減小實驗誤差,FMS篩查過程中統一由一名持有FMS高級認證且擁有400人次以上篩查經歷的實驗組工作人員完成。

2.2.3 體重流失率訓練開始前30分鐘內不再補水,直至訓練結束后再次完成體重測量。訓練前15分鐘及訓練后10分鐘內運動隊體能教練在體能訓練中心更衣室(訓練場緊鄰)測量了15名運動員的裸身體重,通過公式“體重流失率=(訓練前體重-訓練后體重)÷訓練前體重”獲得體重流失率。

2.2.4 訓練疲勞積累評分訓練開始前15分鐘內向運動員問詢并記錄下訓練前自覺疲勞評分。研究顯示:早在20世紀80年代就有國外學者提出訓練剛結束時所測得的自覺疲勞評分與真實疲勞水平誤差較大。這是因為運動員給出的評分是訓練末段對最高強度訓練內容的感覺,并非是對完整訓練課的疲勞感覺。因此,為了確保實驗更加縝密,本研究在訓練結束后30分鐘左右,在運動員相對放松時再進行量表測試。

2.2.5T/C值測試實驗后次日(24日,周日),上午7:30～08:30,在訓練中心醫務室完成運動員空腹血液采樣。通過采血檢驗,獲取原始血睪酮、皮質醇水平以及二者比值即T/C水平。

3 結果與分析

3.1 功能性動作篩查(FMS)結果與分析

運動員功能性動作篩查評分情況如表3所示。從表中可直觀看到,全隊總分平均分為13.53,略低于Kiesel[15],Butler[16]等人在研究中所證實的14分的損傷風險預測閾值,但測試中未發現存在疼痛動作的運動員,同時當前尚無關于盲人足球運動員等殘疾人群體的損傷風險預測閾值研究,因此本研究重點關注與實驗測試項目原地下蹲式縱跳動作模式最為接近的深蹲過頂舉動作(DS)篩查,觀察并記錄非3分動作受試者的每一個扣分環節。表1顯示DS平均得分為1.93。除運動員鐘**得分為1分外,其他人均為2分。該隊員在完成DS動作過程中無法展現出較明顯的深蹲模式。經隊醫檢查評估后認定為是因運動員踝關節生理性足背屈受限(但無疼痛)所導致的。據此可知全體運動員可以通過實驗前風險評估,但須在實驗過程中格外關注DS得分為1的運動員,避免意外損傷。

表3 受試者功能性動作篩查(FMS)評分統計表

3.2 運動員實驗獲取數據與T/C值的描述

如表4所示,實驗中全體受試者下肢爆發力降低率的平均值為8.53%(3.79～12.06%);體重流失率平均值為2.79%(2.08～3.38%);訓練疲勞積累評分平均值為9.73分(7～13分);T/C值平均為3.93%(2.95～4.35%)。

表4 運動員實驗獲取數據與T/C值描述性數據一覽表

3.3 運動員實驗獲取數據與T/C值的相關分析

根據檢驗數據分析需求,首先對四組數據進行正態性檢驗。由于樣本量小于50,因此選取Shapiro-Wilk檢驗。檢驗結果顯示:下肢爆發力降低率P=0.256;體重流失率P=0.575;訓練疲勞積累評分P=0.428;T/C值P=0.016(因峰度絕對值3.93小于10且偏度絕對值1.175小于3,基本可接受為正態分布)。由于,四組數據均視為具有正態特性,因此可采取皮爾森(Pearson)相關系數法對三組測試項目數據分別與T/C值進行相關性分析。

由表5可見,運動員下肢爆發力降低率與T/C值呈現0.01水平顯著相關性(P﹤0.01),且相關系數|R|=|-0.981|﹥0.70且接近于1(見圖2),因而說明下肢爆發力降低率與T/C值之間有著近似線性的負相關關系;體重流失率與T/C值呈現0.01水平顯著相關性(P﹤0.01),且相關系數|R|=|-0.924|﹥0.70(見圖3),因而說明體重流失率與T/C值之間有著非常高度的負相關關系;訓練疲勞積累評分與T/C值呈現0.01水平顯著相關性(P=0.003),且相關系數|R|=|-0.718|﹥0.70(見圖4),因而說明訓練疲勞積累評分與T/C值之間有著非常高度的負相關關系。

圖2 下肢爆發力降低率與T/C值的相關線性圖

圖3 體重流失率與T/C值的相關線性圖

圖4 訓練疲勞積累評分與T/C值的相關線性圖

表5 運動員實驗獲取數據與T/C值的線性相關關系一覽表

4 討論

根據測試方法的特點,可將下肢爆發力下降率監測法、體重流失率監測法及訓練疲勞積累評分監測法列為生理指標監測方法,而T/C值監測法列為化學指標監測方法。利用運動員生理生化指標來評價或監測運動員疲勞程度[17]、訓練負荷[18]、體能訓練效率[19]的研究早已比較成熟,且得到了國內外學者和教練的一致認可,但監測方法的選用還是要根據實驗實施者的能力、運動隊軟硬件配套情況以及研究經費情況來確定。經費不允許且專業人員受限的運動隊可以采用訓練疲勞積累評分法監測訓練負荷,簡單易行,無成本,效率較高;若經費與專業人員配備均較充足,可采用下肢爆發力下降率監測法與體重流失率監測法,精度高,且與體重流失率監測法相比,更簡單易操作,場地空曠安全,運動員測試心理壓力可忽略不計。此外,下肢爆發力降低率監測法在訓練前的下肢爆發力測試成績還反映了運動員在前一訓練日負荷刺激后的疲勞恢復情況,有助于教練組及時掌握運動員當前運動表現水平,并對訓練安排做出科學調整。如表6顯示了三種監測方法與T/C值監測方法的自身特點。

表6 三種監測方法與T/C值監測方法的特點

5 結論

(1)下肢爆發力下降率監測法測試運動疲勞水平的準確度要高于體重流失率與訓練疲勞積累評分監測法,且體重流失率監測法效果優于訓練疲勞積累評分監測法。

(2)集訓備戰訓練計劃設計合理且有效監控了訓練效率。在確保了運動員獲得最佳競技狀態迎接比賽并獲得亞錦賽冠軍(該項賽事唯一一個巴黎殘奧會參賽資格)的同時,也為運動隊未來的集訓備戰尋找到一項高效的疲勞監測方法。

(3)針對視力殘疾的盲人運動員,下肢爆發力下降率運動疲勞監測法測試是一項省時省力、簡單易行、安全可靠的生理指標監測方法,具有精準度高、相對成本低、即刻知曉結果的優勢,但應用于不同層次、不同條件的運動隊,如一般盲足球員或其他球類、非球類等項目的監測效率仍需得到更多實驗的進一步驗證。

6 研究局限性

本實驗受試者為我國精英盲人足球運動員。研究結果是否適用于普通盲人足球運動員和其他項目運動員需要未來增加受試者群體以證實研究結果的普遍性。此外,實驗過程中所實施的下肢爆發力測試成績與訓練積累主觀量表評分,不僅受到運動員運動性肌肉疲勞程度的影響,同時也會受到外界環境(如測試時的氣溫、空氣濕度、天氣變化)與個體差異(如個人心理疲勞程度、傷病情況、個人情緒波動)等不可控因素的影響,而體重流失率監測法中運動員的體重流失量也與運動員個人體質、習慣、飲水量等有關系。本研究未將以上因素納入,因此成為本研究最大的局限。未來可以通過擴大樣本量、增加測試頻次、增加實驗次數、剔除實驗中途特殊樣本等方式提高實驗的縝密性,進而再次驗證其監測的高效性,以期豐富運動訓練負荷與運動疲勞的監測方法。