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    “大超聯賽”中運動員心率與生理指標的調查分析

    時間:2015-11-18 來源:未知 作者:小韓 本文字數:6385字

      運動生理負荷可用消量和負荷強度來表述,負荷強度是運動生理負荷中重要的因素。比賽負荷并非僅指比賽中各種運動中給運動員所施加的外部負荷(如速度、距離、間歇時間與方式、練習頻率等)而是包括這些外部負荷作用(如吸氧量、通氣量、心輸出量、能量消耗的改變等)。

      但由于這些指標在現場測定難度較大,比賽條件下一般難以實時監測。芬蘭 Suunto 團隊心率監測系統通過簡單的心率胸帶佩戴,采集運動員比賽過程中的即刻心率;比賽結束后,將心率傳輸帶所儲存的心率信息通過其系統軟件的解讀,可以輸出其它相關生理指標,如通氣量、攝氧量、能量消耗、EPOC(運動后過量氧耗)等。

      為了進一步探明籃球比賽中生理負荷變化的特點和規律,明確比賽中生理負荷變化與籃球比賽中運動技能之間的關系,從而為籃球項目的運動訓練提供理論基礎,本研究用SuuntoTeam 團隊心率檢測系統檢測了中國大學生男子籃球超級聯賽部分隊員比賽過程中的有關生理指標,并進行了數據統計及理論分析。此項研究客觀地提供了籃球比賽實戰中,運動員的生理負荷特征以及相關的生理負荷特征發生時與其即時的競技狀態和技術動作的關系,為籃球運動及訓練管理體系提供了十分必要的理論基礎。

      1 研究對象與方法

      1 .1 研究對象 以“大超聯賽”比賽中運動員心率及相關生理指標特征研究為研究對象。

      1 .2 研究方法1.2 .1 測試法 以中國大學生男子籃球超級聯賽的部分隊員為測試對象,于2011年3月19日在東北師范大學體育館進行比賽時完成實地測試。受試隊員共計9 名,平均 年齡 為 21.71±2.29 歲(yearsold),身高196.14±6.09 cm,體重 95.57±11.98 kg,使用芬蘭SuuntoTeam 團隊心率監測系統對比賽進行中的運動員進行心率監測。受試運動員于比賽開始前5min 帶心率傳輸胸帶,直至比賽結束,時間約 6724 s(約112 min),中間不間歇記錄,用遙測心率系統在籃球比賽中采集心率數據,采樣頻率為1次 /s(eventpersecond,eps)。比賽結束后,將胸帶中貯存的心率數據通過數據傳輸器輸入到計算機中保存,然后使用此系統專門的分析軟件獲取與此研究相關的生理指標:最高心率(次 /min)、平均心率(次/min)、最低心率(次 /min)、攝氧量(ml/kg/min)、每分鐘耗能量(kcal/min)以及運動后過量氧耗(EPOC,ml/kg)。樣本截取從比賽開始至比賽結束,并扣除比賽間歇時樣本,即樣本完全截取于純比賽時段。由于比賽中胸帶和受試者皮膚接觸不緊密或互相干擾而導致的失真數據(異常低值、高值等心率曲線)被剔除。

      1.2 .2 錄像分析法 為精確分析運動員比賽中的運動形式和跑動與運動負荷之間的關系,分析其內在規律,本研究同時采用3臺體育運動專用攝像機(Panasonic)對比賽的全過程進行拍攝,2臺拍攝全場,1臺拍攝細節。根據錄像,采用德國 SIMIscout 技戰術分析軟件,對受試運動員進行技戰術動作的統計和分析。

      1.2.3 Pairwise Pearson相關性分析法 最高心率與耗氧量、每分鐘耗能量與EPOC之間的相關性,用Pairwise Pearson相關性分析法進行分析。其相關性以相關系數表示:相關系數接近1時,表示正相關;相關系數接近-1時,表示負相關,P<0.05為顯著性相關。

      2 結果與分析

      2 .1 運動員在各節及上下半場比賽中的生理指標特征2.1.1 運動員在各節比賽中的生理指標特征 如表1所示,場上 9 名運動員在平均10 min 的第1節比賽中,最高心率、平均心率和最低心率及相關生理指標的攝氧量、每分鐘的耗能量、EPOC等與7名運動員在平均 9.4min 的第2 節比賽、6 名運動員在平均 9.1min 的第3 節比賽、6 名運動員在平均8.8 min 的第 4 節比賽中相比,最高心率(194±15、189±11、188±15,次 /min)之間,最低心率之間(161±13、161±9、160±12,次 /min),平均心率之間(114±32、103±33、113±19,次 /min),攝氧量(36.3±4.8、34.8±3.7、34.7±5.2,ml/kg/min),以 及EPOC(88.8±41.1、63.5±38.8、97.4±43.0,ml/kg)沒有顯著差異(P>0.05)。然而,與第2 節、第3 節、第 4 節的每分鐘耗能量相比,第1節的每分鐘耗能量明顯偏高(P<0.01)(表1、圖1)。第2 節,第3節,第4 節之間,以上所檢測的各項指標均未見顯著差異(P>0.05)。

      2 .1.2 運動員在上下半場比賽中的生理指標特征如表1所示,在上半場平均18.5min 的比賽中,7名受試運動員的最高心率、平均心率和最低心率以及相關生理指標的攝氧量、每分鐘的耗能量、EPOC 與6 名受試運動員在平均16.7 min 的下半場比賽中的最高心率、最低心率、平均心率以及EPOC 等指標相比,仍無顯著差異(P>0.05);而攝氧量和每分鐘耗能量卻呈明顯差異,即上半場明顯高于下半場(P<0.01)(表1、圖2)。

      2.1.3 運動員在全場比賽中的生理指標特征 受試運動員中,有6 名參與整場4 節比賽,其平均時間為35.5±5.4min.其最高心率為194±13 次 /min,平均心率為158±10 次 /min,最低心率為 99±28 次 /min,攝氧量為35.8±4.3ml /kg /min,每分鐘耗能量為21.3±6.1kcal /min,EPOC為86.2±42.7ml /kg.

      2 .2 4 節比賽中不同位置運動員的生理指標特征 除身高,體重個人客觀生理因素不同之外,由于戰術位置的不同,運動員的跑動范圍、速度及距離的不同也必然影響比賽中運動員的各項生理指標的反映。為此,此研究根據戰術位置的不同,分析比賽中運動員的各項生理指標特征。

      2 .3 比賽中運動員最高心率與其它生理指標的相關性 雖然在此研究中,心率(最高心率、平均心率、最低心率)與攝氧量、每分鐘耗能量,以及EPOC未呈現線性相關(個體的身高和體重是其中重要的客觀影響因素),但攝氧量、每分鐘耗能量以及EPOC 均由相應的即刻心率通過其軟件系統推算而出。所以,即刻心率應該是客觀地反映生理負荷強度的最佳指標,即反映于攝氧量、每分鐘耗能量以及EPOC.為此,利用PairwisePearson相關性分析法分析了全場比賽時段的最高心率與攝氧量、每分鐘耗能量、EPOC之間的相關性(表3)。

      如表3所示,最高心率與攝氧量、每分鐘耗能量以及EPOC之間的相關系數分別約為 0.89、0.63、0.69,P值均小于 0.05,表明最高心率與攝氧量、每分鐘耗能量、和EPOC之間的顯著正相關性。

      2.4 比賽中高心率(>180次/min)時運動員的技術動作特征 籃球比賽屬于競技性兼對抗性較強的比賽,高心率(>180 次 /min)既可以間接地反映運動員的競技性與對抗性,又可以反映運動員即時的生理負荷強度。為進一步了解并探討籃球比賽中競技對抗與生理負荷之間的關系,根據心率傳輸帶所儲存的心率數據,統計受試運動員比賽中心率超過180 次 /min的頻率,并通過比賽錄像,觀察運動員心率超過180 次 /min 時的場上技術動作(見表4)。

      如表4所示,全場比賽中運動員心率高于180 次 /min的技術動作有運球突破、運球進攻、半場防守、快速退防、擺脫跑位、搶籃板球、封蓋、快攻、對抗要位、籃下強攻、搶斷。

      在前鋒、中鋒、后衛3 個戰術位置中,心率高于180 次 /min的技術動作,中鋒合計235次,占前鋒、中鋒和后衛心率高于180 次 /min的技術動作總合計的48.76%,明顯高于前鋒(109次,占22.61%) 和后衛(138 次,28.63%)。

      其中在中鋒出現高心律的技戰動作最多為快速退防,占其高心率技戰動作總數的19.14%,其次依次為搶籃板球、擺脫跑位、半場防守、快攻、封蓋、對抗要位、運球突破、籃下強攻、運球進攻、搶斷。前鋒出現高心律的技戰動作最多為快速退防,占其高心率技戰動作總數的18.35%,其次依次為半場防守、擺脫跑位、搶籃板球、快攻、封蓋、對抗要位、運球突破和運球進攻。后衛出現高心律的技術動作最多為運球進攻,占其高心率技戰動作總數的23.19 %,其次依次為半場防守、快速退防、擺脫跑位、運球突破、搶籃板球、對抗要位、快攻、封蓋、搶斷。

      此研究以專業籃球運動員的實戰比賽為檢測對象和背景,為此研究中數據的客觀性和結論的可靠性提供了切實的依據。與其它生理指標相比,心率是最敏感的生理指標,可以即刻地反映機體對比賽負荷刺激的反應及相應的生理變化。從此實戰比賽的研究數據中可見,全場比賽運動員的平均最高心率為194 次 /min,達到了受試運動員平均的最大心率(“最大心率=220-年齡=220-22=198”)的 98 %,表明運動員在比賽中有時能夠達到很高的運動強度,接近運動員的最大運動能力,即接近運動員的生理極限。當心率超過160 次 /min 時,機體便啟動了無氧供能機制,以適應機體處于極限生理狀態下的供能需要。通過對運動負荷的反映研究,以心率為標準,每分鐘心率在157 次以上為大強度;156~139 次為中等強度;138~120 次為小強度;120 次以下為一般活動[1],而本研究平均心率為158 次 /min,也達到了最大心率的80 %,處于較大強度負荷運動狀態。同時比賽中運動員心率超過180 次 /min 的技術動作平均為161次,最高達235 次,說明180 次 /min 以上心率值出現較多,也對無氧快速供能提出了較高要求。從比賽時運動員心率的變化情況,及籃球比賽中運動員活動形式的千變萬化(如沖刺跑、走、跳、站立、滑步、后退、暫停等),運動強度也是由高強度、中強度、小強度及間歇停頓等構成。因此,比賽中運動員的機體處于高強度有氧代謝與乳酸能無氧代謝混合交替狀態,平均心率客觀地反映了運動員在整場比賽中平均生理負荷的強度。

      整場比賽時段中,運動員的平均攝氧量為35.8ml /kg /min,為一般籃球運動員平均最大攝氧量(50~55ml /kg /min)的65~71%,低于足球、曲棍球、手球的攝氧量水平[2].鮑勇、張勍等人[3 -4]對CUBA男籃運動員與CBA青年男籃運動員體能的比較研究中表明:在實驗狀態下CBA青年隊隊員的最大攝氧量為49.23±3.32 ml /kg /min,CUBA 隊員的最大攝氧量為50.8±2.98,差異不顯著。從攝氧量看,籃球運動的全場平均強度并不很大,另外有關籃球比賽跑動負荷研究表明,“一場籃球比賽跑動總距離約為6000 m 左右”[5 -6]“,中等強度以下(4.4m/s以下)”[7]跑動距離就占總距離的70 % 左右的負荷強度,這也表明籃球比賽全場平均強度不是很高,這可能與比賽間歇較多、比賽過程被各種時間不同的間歇(違例、犯規、換人、暫停、節間、中場休息等方式)分隔開,同時運動員也有在場下休息時間有關,這些都是低攝氧量、高強度的無氧運動以及較高強度的有氧運動,被諸多的低強度有氧代謝所分割,因而平均攝氧量不是很高。

      從比賽的總體平均值看,有氧代謝占優勢,但這并不能掩飾比賽中高強度的無氧供能的比例,傳統上,“運動后過量氧耗 (EPOC) 是指運動后恢復期內使處于高水平代謝的機體恢復到安靜水平所消耗的氧量”[8 ].EPOC(運動后過量氧耗)是用來評價運動中的無氧代謝狀況,尤其是評價乳酸能供能總量。EPOC值表示運動后人體恢復所需要的額外氧氣運動強度越大,運動后人體恢復所需要的額外氧氣量(EPOC)就越多,同時人體的動態平衡就越難恢復。因此,EPOC是一項表示運動強度的指標,它是一個由運動時間與強度以及影響人體的精神因素(壓力和疲勞)所構成的數值。雖然運動生理學界對 EPOC 的意義存在爭議,但 EPOC 仍是目前運動生理學界通常采用的反映無氧代謝狀況的生理指標。本次比賽中運動員的平均 EPOC為 86.2 ml /kg,相當于1名場上運動員在比賽結束后需要 8238 ml(86.2ml /公kg×95.57 kg)的氧氣來恢復機體的攝氧平衡。

      耗能量代表比賽的運動量,本場比賽運動員的平均耗能量為 21.3 kcal /min,總耗能量為 756 kcal(21.3 kcal /min×35.5 min)。一般來說,籃球比賽的耗能量比足球低。一場激烈的籃球比賽可消耗能量約900 kcal,一場足球比賽的能量消耗約為1287 kcal.

      在此研究中,雖然各節間及上下半場間運動員的最高心率、平均心率以及最低心率相比,未見明顯差異;同時,不同位置的運動員之間在全場比賽時段中的最高心率、平均心率和最低心率相比也未見明顯差異。然而,第1節比賽中運動員的每分鐘耗能量卻明顯高于第2節、第3節、第4 節。同樣,上半場比賽中運動員的每分鐘耗能量明顯高于下半場。同時,上半場比賽中運動員的攝氧量也明顯高于下半場。這應與運動員在比賽開始時交感神經處于最高興奮狀態相關。交感神經興奮時,引起腎上腺素分泌增加,相應的生理反應為心率加快、能量代謝加快、氧耗量增加。

      前鋒、中鋒和后衛由于戰術位置的不同,對其技戰術包括跑動范圍、跑動速度及跑動距離的要求亦不同。在本次比賽的研究中發現,最高心率和平均心率在 3 個位置中依次為后衛高于前鋒,前鋒高于中鋒,然而在任何 2個位置之間未見統計學上的顯著差異。攝氧量和 EPOC 在 3個位置中也是依次為后衛高于前鋒,前鋒高于中鋒,而不同的是后衛與中鋒相比,在統計學上顯著偏高,而后衛與前鋒相比,在統計學上趨于偏高。換言之,若以攝氧量反映機體的有氧代謝,EPOC反映無氧代謝,在整場比賽中后衛的有氧代謝和無氧代謝都高于中鋒和前鋒,而前鋒和中鋒之間在統計學意義上未見差異。

      高心率(>180 次 /min)即高強度負荷的技術動作在不同位置的運動員之間也表現了不同的頻率分布特征。以運球為主要職責的后位的運球突破和運球進攻分別占 9.4 % 和 23.2 %,明顯高于前鋒 (6.4 % 和6.4 %) 和中鋒 (5.5 % 和 0.85 %);快速退防三者差距不大,半場防守前鋒(16 %)和后衛(18.8 %)明顯多于中鋒(11.9 %),這可能與后衛和前鋒主要承擔外線防守的任務,而外線空間較大,需要較多的快速移動相關,而中鋒的防守移動較少而身體對抗較多;擺脫跑位三者相差不多,搶籃板球和封蓋前鋒(11.9 % 和 7.3 %)和中鋒(16.6 % 和 8.5 %)明顯高于后衛(5.1% 和 2 .2 %),這與運動員場上職責和身體條件相關;快攻也是前鋒(11.1%)和中鋒(11.9 %)明顯高于后衛(4.4 %),因為后衛隊員主要負責組織進攻,主要是快攻的發起者,而不是執行者,中鋒主要是隨著全隊快速推進,而真正的快攻終結者多數為前鋒隊員;籃下強攻是中鋒的主要技術和職責。比賽中,運動員在快速移動、快速運球、突破、拼搶籃板球、籃下激烈搶位、緊逼防守時處于交感神經極度緊張和興奮的狀態,心率是其最敏感的生理指標,客觀地反映了其對應的運動生理負荷強度。

      3 結 論

      1)全場比賽各節之間及上下半場之間及各位置之間心率都未見差異;平均最高心率為194 次 /min,平均心率為158 次 /min,也達到了最大心率的 80 %;比賽中運動員心率超過180 次 /min 的技術動作平均為161次,最高達 235 次,說明180 次 /min 以上的心率值出現較多,也對無氧快速供能提出了較高要求,說明比賽處于較大強度負荷運動狀態。

      2)全場比賽各節之間及上下半場之間及各位置之間,每分鐘耗能量都未見差異;而每分鐘耗能量在第1節和上半場時段中明顯偏高;平均耗能量為21.3kcal /min.但攝氧量和EPOC,后衛明顯高于中鋒,后衛趨于高于前鋒。

      3)比賽中產生高強度心率(>180 次/min)的最多的技術動作是快速退防、其次依次是半場防守、擺脫跑位、搶籃板球、快攻、運球進攻、運球突破、封蓋、對抗要位、籃下強攻和搶斷,并在前鋒、中鋒、后衛之間呈現各自獨特的分布特征。

      4)在籃球競技比賽中心率可以間接地反映運動員的體能負荷程度和狀態。當運動員的心率達到最大心率的80 % 時,機體便處于高強度有氧代謝與乳酸能無氧代謝混合交替狀態。不同位置的運動員,在體能的消耗與需求以及有氧與無氧代謝的平衡上呈現各自不同的特征和微妙的差異。同時高強度負荷的技術動作及在不同位置的運動員之間都表現了不同的頻率分布特征。

      參考文獻:

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      [2 ] 趙剛, 張英成。 同場對抗球類項目比賽心率特征研究--以籃球、足球、曲棍球、手球為例[J].南京體育學院學報 (自然科學版),2014,13(2):1-6.
      [3] 鮑勇 , 張勍。CUBA 男籃運動員與CBA 青年男籃運動員體能的比較研究[J],山東體育科技,2013,3(56):94-97 .
      [4] 苗鳳藻 , 郭滌。 籃球賽前訓練與比賽負荷強度之關系 [J].上海體育學院學報,1997,21(1):65-69.
      [5 ] 苑廷剛 , 洪平。CBA 優秀運動員比賽跑動特征的初步研究[J].中國體育科技,2007(4):4.
      [6] 苗鳳, 蔡瑩。 評定運動員有氧代謝能力指標的實驗研究 [J].廣州體育學院學報,1999,19(1):46-49.
      [7] 艾康偉,王新洛,劉丹,足球運動員比賽條件下運動距離測量和運動速度分析[J].中國體育科技,200(55):81-84.

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