利用心率監(jiān)控技術(shù)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控的研究

□侯志強(qiáng)（山東省足球管理中心 山東 淄博 255030）

隨著現(xiàn)代足球競(jìng)技水平的不斷提高， 比賽的激烈程度以及現(xiàn)代體育科學(xué)的高速發(fā)展， 想要取得優(yōu)異成績(jī)和最大化的提高球員的運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)，不僅僅是需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間艱苦的訓(xùn)練，更需要與體育科學(xué)技術(shù)的緊密結(jié)合進(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練； 心率是運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練中最常見的負(fù)荷強(qiáng)度指標(biāo)，監(jiān)控相對(duì)簡(jiǎn)單，數(shù)據(jù)采集比較方便；因此作者對(duì)利用心率監(jiān)控技術(shù)對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控進(jìn)行分析研究，以求推動(dòng)足球訓(xùn)練科學(xué)化的發(fā)展。

1、足球項(xiàng)目進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控的重要性

在訓(xùn)練和比賽中對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行科學(xué)監(jiān)控是足球運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練科學(xué)化的重要體現(xiàn)。馮連世認(rèn)為訓(xùn)練監(jiān)控就是將運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物力學(xué)、 運(yùn)動(dòng)心理學(xué)和運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)等學(xué)科的理論與方法應(yīng)用于訓(xùn)練過程中，幫助教練員不斷調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃，從而最大限度提高訓(xùn)練效果和最大限度的提高球員運(yùn)動(dòng)能力。可以說(shuō)是，在足球運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中對(duì)訓(xùn)練和比賽中進(jìn)行監(jiān)控是及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃， 促進(jìn)進(jìn)機(jī)體恢復(fù)，提高訓(xùn)練效果的重要保證，是進(jìn)行科學(xué)化具有針對(duì)性、合理性的運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練，防止過度訓(xùn)練，預(yù)防運(yùn)動(dòng)損傷發(fā)生的重要前提。

2、科學(xué)監(jiān)控的多樣性

在足球訓(xùn)練和比賽中的監(jiān)控應(yīng)用了多學(xué)科的研究方法， 主要包括運(yùn)動(dòng)生理學(xué)、運(yùn)動(dòng)生物化學(xué)研究方法、營(yíng)養(yǎng)學(xué)研究方法、運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)研究方法、運(yùn)動(dòng)心理學(xué)研究方法和訓(xùn)練學(xué)研究方法；訓(xùn)練學(xué)方面的主要指標(biāo)有，有氧耐力、無(wú)氧耐力、爆發(fā)力、最大力量、靈敏協(xié)調(diào)、比賽跑動(dòng)能力等；運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和生物化學(xué)主要指標(biāo)有：最大攝氧量、無(wú)氧閾、心率、無(wú)氧功率、血液及尿液生化指標(biāo)等。

3、訓(xùn)練和比賽心率監(jiān)控的簡(jiǎn)便性和實(shí)用性

對(duì)球員在訓(xùn)練中或者比賽中的監(jiān)控技術(shù)之一是對(duì)球員的跑動(dòng)距離進(jìn)行分析的GPS 技術(shù)， 它能測(cè)量球員不同速度覆蓋下的跑動(dòng)距離，不過這項(xiàng)監(jiān)控技術(shù)的主要局限性之一是只測(cè)量外部負(fù)荷，不與生理生化的分析相結(jié)合， 因此不能提供可靠的內(nèi)部負(fù)荷監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。而在運(yùn)動(dòng)生理學(xué)和生物化學(xué)指標(biāo)可以有效反映球員的內(nèi)部負(fù)荷，不過如血乳酸、血清睪酮與皮質(zhì)醇等血液指標(biāo)需要可創(chuàng)性；尿蛋白、尿膽原等尿液指標(biāo)具有滯后性；所以心率指標(biāo)是比較簡(jiǎn)便和實(shí)用性較高的可以提供球員內(nèi)部負(fù)荷的指標(biāo)， 收集心率指標(biāo)不需要昂貴費(fèi)用的器械，不管在基層的校園足球、青訓(xùn)還是職業(yè)足球運(yùn)動(dòng)員在訓(xùn)練和比賽中都可以運(yùn)用（2019 年國(guó)際足聯(lián)、中國(guó)足協(xié)批準(zhǔn)在足球比賽中使用帶有IMS 標(biāo)志的GPS 和心率監(jiān)控設(shè)備）。

4、心率監(jiān)控技術(shù)在足球訓(xùn)練和比賽中的具體應(yīng)用

4.1、心率測(cè)量的方法

第一種方法，教練員可以使用秒表計(jì)時(shí)，并直接用手觸摸運(yùn)動(dòng)員的頸動(dòng)脈或者手腕處的動(dòng)脈得出實(shí)時(shí)心率； 第二種方法教練員可以使用遙測(cè)心率法，遙測(cè)心率能夠準(zhǔn)確地反映球員的訓(xùn)練負(fù)荷，也不會(huì)影響球員的正常訓(xùn)練， 所以是教練員經(jīng)常使用的監(jiān)控手段之一。

4.2、基礎(chǔ)心率

基礎(chǔ)心率也稱為晨脈， 其測(cè)試方法是在球員起床前空腹?fàn)顟B(tài)臥位下測(cè)試60s 的心跳次數(shù)。晨脈可以用于觀察球員身體疲勞是否已經(jīng)消除，體能是否恢復(fù)到前一天訓(xùn)練前的正常水平，并根據(jù)此判斷訓(xùn)練負(fù)荷的強(qiáng)度，判斷訓(xùn)練負(fù)荷的是否適宜，從而及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃。通過對(duì)球員進(jìn)行連續(xù)測(cè)試晨脈，可以得到晨脈的變化值。在睡眠較好時(shí)晨脈升高5bpm 以上而且達(dá)到三天，則可能是因?yàn)橛?xùn)練負(fù)荷過大導(dǎo)致機(jī)體未能完全恢復(fù)，如果升高10bpm 以上，則可能由于機(jī)體過于疲勞或者有疾病產(chǎn)生。

4.3、最大心率

在接受運(yùn)動(dòng)負(fù)荷時(shí)，隨著施加的運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度不斷增加，耗氧量和心率也在同步增加，在達(dá)到最大負(fù)荷強(qiáng)度時(shí)，耗氧量和心率不能繼續(xù)增加時(shí)心率所達(dá)到的最高水平稱為最大心率。最大心率是評(píng)定運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)， 而關(guān)于計(jì)算最大心率最常見的預(yù)測(cè)方法是“HRmax=220-年齡”， 但是許多研究指出其出處與準(zhǔn)確性是受到質(zhì)疑的。因?yàn)椴煌騿T即使生理年齡相同，其體能水平、訓(xùn)練年限、基因遺傳等方面都有著巨大差異。

對(duì)球員通過測(cè)試得出最大心率是比較準(zhǔn)確的； 第一種是球員配帶好心率表在標(biāo)準(zhǔn)跑道進(jìn)行5 個(gè)400m 加速跑測(cè)試得出：經(jīng)過準(zhǔn)備活動(dòng)以后，第一圈以50-60%最大努力完成，第二圈60-70%最大努力，第三圈70-80%最大努力，第四圈80-90%最大努力，第五圈盡最大努力完成，期間出現(xiàn)的最大心率為球員個(gè)體的最大心率。第二種為球員配帶好心率表進(jìn)行YO-YO 測(cè)試， 在測(cè)試中達(dá)到的最大心率為球員個(gè)體最大心率。有研究指出針對(duì)足球運(yùn)動(dòng)員進(jìn)行YO-YO測(cè)試在測(cè)試中達(dá)到的平均最大心率為187±2bpm，約為實(shí)驗(yàn)室測(cè)試所得最大心率的99±1%。

4.4、使用心率判斷球員身體機(jī)能體能狀況

（1）通過安靜心率。

足球比賽中主要的能量供應(yīng)系統(tǒng)為有氧供能系統(tǒng)，在比賽中，大量的氧氣被運(yùn)輸?shù)郊∪饨M織， 可以說(shuō)氧氣運(yùn)輸能力對(duì)于球員運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)非常重要。氧運(yùn)輸系統(tǒng)主要受血液運(yùn)輸氧氣的能力和最大心輸出量的影響。心輸出量主要受到每搏輸出量和最大心率的影響，而球員的最大心率是無(wú)法通過訓(xùn)練提高的，而且最大心率本身并不能反映機(jī)體體能狀況；正常人的安靜心率為60-80bpm，研究指出高水平的足球運(yùn)動(dòng)員的安靜心率為48（±1）bpm。而有的耐力運(yùn)動(dòng)員的安靜心率最低可以達(dá)到35bpm。安靜心率的下降是球員通過艱苦的有氧訓(xùn)練，其心臟泵血功能對(duì)代謝需要的適應(yīng)能力改變，使心肌纖維增粗，冠脈血流量增加，心肌收縮力增強(qiáng)，每搏輸出量增加的體現(xiàn)，因此教練員可以通過球員安靜心率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

（2）通過施加相同負(fù)荷的心率變化。

球員的實(shí)時(shí)心率會(huì)隨著施加負(fù)荷強(qiáng)度的改變而改變， 如果施加負(fù)荷越來(lái)越大，心率會(huì)持續(xù)增加，直到所能承受的最大負(fù)荷體現(xiàn)為最大心率，如果負(fù)荷越來(lái)越低，球員的心率會(huì)下降。而不同身體機(jī)能狀況的球員在接受相同負(fù)荷變化時(shí)心率變化也會(huì)不一樣，身體機(jī)能狀況好的球員在接受相同負(fù)荷變化時(shí)， 心率變化會(huì)比身體機(jī)能狀況差的球員上升緩慢且上升幅度較小， 反之身體機(jī)能差的球員心率增加會(huì)比較迅速明顯。教練員可以通過可調(diào)節(jié)的跑步機(jī)，球員在跑步機(jī)上以相同坡度和速度進(jìn)行相同時(shí)間的跑動(dòng)， 通過同一時(shí)間改變相同的速度和坡度觀察球員心率變化來(lái)評(píng)價(jià)。同一球員在經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練后， 接受同樣負(fù)荷所出現(xiàn)的最大心率和平均最大心率百分比下降，也代表此球員的身體機(jī)能水平得到提高。

（3）通過停止負(fù)荷后心率變化。

球員在施加負(fù)荷后心率會(huì)增加，同樣施加的負(fù)荷強(qiáng)度降低，心率也會(huì)降低，停止施加負(fù)荷心率也會(huì)逐漸恢復(fù)至安靜心率水平；而不同身體機(jī)能狀況的球員停止負(fù)荷后心率恢復(fù)的速度也會(huì)不一樣；球員恢復(fù)安靜心率的速度越快代表著身體機(jī)能狀況越好；同一球員在經(jīng)過一段時(shí)間訓(xùn)練后， 完成同樣的負(fù)荷后心率下降恢復(fù)的速度加快，代表球員的身體機(jī)能水平增加。

4.5、通過心率對(duì)訓(xùn)練和比賽進(jìn)行監(jiān)控，有效了解球員體能狀況

在足球中使用心率指標(biāo)來(lái)評(píng)定訓(xùn)練負(fù)荷強(qiáng)度是比較常見的，其中心率有兩種表示方式，分別為在訓(xùn)練或者比賽中，根據(jù)球員不同區(qū)間的心率來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)和根據(jù)球員的最大心率百分比來(lái)進(jìn)行評(píng)價(jià)。研究指出，使用第二種是更加科學(xué)準(zhǔn)確的，因?yàn)椴煌騿T之間的最大心率相差是較大的， 如劉丹指出中國(guó)女足最高心率為205bpm，而最低值為181bpm；對(duì)球員進(jìn)行心率監(jiān)控，可以在比賽中將心率分為4 個(gè)區(qū)間：＜75%最大心率，75-85%最大心率，85-90%最大心率，＞90%最大心率， 可以根據(jù)心率在每個(gè)區(qū)間的時(shí)間和占比賽時(shí)間的百分比對(duì)比賽負(fù)荷進(jìn)行評(píng)價(jià)， 在訓(xùn)練中同理也可使用此區(qū)間進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控， 同時(shí)教練員可以通過比賽中的心率百分比區(qū)間情況來(lái)加深對(duì)足球比賽體能需求的了解， 并且可以了解到不同位置的球員體能需求的區(qū)別， 從而根據(jù)數(shù)據(jù)信息指導(dǎo)球員進(jìn)行個(gè)性化訓(xùn)練計(jì)劃的制訂。

4.6、通過心率監(jiān)控技術(shù)及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練，有效提高訓(xùn)練效果

研究指出， 對(duì)球員有氧能力的提高可以根據(jù)心率區(qū)間分為3種訓(xùn)練：（1）低強(qiáng)度有氧訓(xùn)練：50-80%最大心率；（2）中等強(qiáng)度有氧訓(xùn)練：70-90%最大心率；（3）高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練：80-100%最大心率。低強(qiáng)度有氧訓(xùn)練主要安排在比賽后第一天和大強(qiáng)度訓(xùn)練后恢復(fù)訓(xùn)練中，其有助于球員的身體恢復(fù)，避免過度訓(xùn)練導(dǎo)致?lián)p傷；中等強(qiáng)度有氧訓(xùn)練主要增加肌肉中的毛細(xì)血管密度和肌肉氧化能力， 從而提高球員的耐力水平； 高強(qiáng)度有氧訓(xùn)練主要增加球員在長(zhǎng)時(shí)間比賽中持續(xù)進(jìn)行高強(qiáng)度運(yùn)動(dòng)的能力。

在制定訓(xùn)練計(jì)劃時(shí)，教練員可以根據(jù)訓(xùn)練課的目標(biāo)，設(shè)定要求設(shè)定負(fù)荷強(qiáng)度， 在訓(xùn)練中經(jīng)過查看球員實(shí)時(shí)心率判斷實(shí)時(shí)的負(fù)荷強(qiáng)度，可以及時(shí)通過改變?cè)O(shè)置的場(chǎng)地大小、雙方球員的人數(shù)、間歇時(shí)間，練習(xí)的持續(xù)時(shí)間、球員觸球的次數(shù)、是否有守門員、是否可以回傳、 必須經(jīng)過多少腳傳球才可以射門或者多少腳傳球內(nèi)必須射門等方法去改變負(fù)荷強(qiáng)度，從而達(dá)到預(yù)期訓(xùn)練效果。如劉丹通過測(cè)試確定球員的無(wú)氧閾跑速和無(wú)氧閾心率， 按照每個(gè)球員的無(wú)氧閾心率對(duì)跑動(dòng)速度進(jìn)行調(diào)整控制來(lái)進(jìn)行訓(xùn)練， 通過這些有目的的心率控制使運(yùn)動(dòng)員的體能水平特別是速度耐力水平有了明顯的提高， 使中國(guó)女足在世界杯比賽和亞洲杯比賽中保持了良好的體能狀態(tài)。

4.7、心率監(jiān)控技術(shù)的注意事項(xiàng)

在訓(xùn)練和比賽中對(duì)球員使用心率監(jiān)控技術(shù)時(shí)需要注意， 心率是一個(gè)靈敏性很高的易變指標(biāo)， 其容易受到心理緊張焦慮、 環(huán)境（高原，空氣濕度等）、睡眠狀況和溫度等因素的影響，所以使用心率對(duì)球員進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況來(lái)綜合分析。

5、結(jié)束語(yǔ)

心率監(jiān)控技術(shù)具有簡(jiǎn)便性和高效性， 在足球項(xiàng)目的訓(xùn)練和比賽的實(shí)際運(yùn)用中教練員可以用于判斷球員是否疲勞、 身體機(jī)能的變化，了解比賽體能需求狀況，根據(jù)實(shí)時(shí)心率及時(shí)調(diào)整訓(xùn)練計(jì)劃有效提高訓(xùn)練效果；但是需要注意的是，心率是靈敏性很高的易變指標(biāo)，在使用心率對(duì)球員進(jìn)行負(fù)荷監(jiān)控時(shí)需要注意心理緊張焦慮、環(huán)境、睡眠狀況和溫度等因素的影響。