论文部分内容阅读
研究目的：机体不能保持特定的机能水平，或不能维持一定的运动强度称为运动性疲劳。运动性疲劳诊断手段的丰富与完善，一直是运动生理学的研究热点。然而随着现代竞技运动水平的快速提升，当前疲劳监控手段的片面性和局限性日益凸显，甚至严重桎梏运动训练科学化进程。而融合了心率变异性（heart ratevariability，HRV）、表面肌电图（surface electromyography，sEMG）、皮肤电（skinconductance，SC）和脑电图（electroencephalogram，EEG）等的生物反馈技术(Biofeedback Technology，BT)，能否应用于运动性疲劳的诊断，能否有效缓解当前疲劳监控手段存在的突出痼疾，能否真正实现中枢疲劳、外周疲劳包括心肌疲劳的实时评鉴，能否有效建立运动性疲劳时序图用于判断各型疲劳出现的先后顺序？目前国内外的相关论证仍较为匮乏。因此，本研究将BT引入运动性疲劳监控领域，探讨该技术复合指标（HRV、sEMG、SC、EEG）在运动员发生运动性疲劳时的数值、曲线变化规律，阐明中枢疲劳、外周疲劳包括心肌疲劳之间的关系及可能存在的时序特点，同时论证该技术应用可能带来的价值作用，为运动性疲劳的监控提供新的理论方法和实践支持。研究方法：本研究随机遴选体育学院大学生运动员16名，分为男子组（M组）和女子组（F组）。采用经典的7级递增负荷Bruce方案，以跑台运动的方式，使运动员逐步达到深度疲劳甚至力竭。同时验证反应时、即刻最大心率、主观感觉判断（rating of perceived exertion，RPE），以确定运动性疲劳的产生。通过自身前后对照与男女比较，分别测定BT复合指标在安静、疲劳、恢复时数值、曲线的不同变化特点，并建立运动性疲劳时序特征图。研究结果：（1）疲劳时F、M组均显示HRV指数显著下降，但两组HRV时域指标（R-R间期标准差，standard deviation，SDNN；全部相邻R-R间期之差的标准差，standard deviation of the differences，SDSD；相邻R-R间期之差的均方根值，root mean square of successive differences，RMSSD；相邻心搏R-R间期之差值大于50ms的心搏数占心搏总数的百分比，the percentage of all adjacentNN distances that differ＞50ms from each other，PNN50）、频域指标（LF功率值，power low frequency；HF功率值，power high frequency；低频、高频比，LFHF）及窦性心律不齐（absolute sinus arrhythmia，SAa）上升，同时两组sEMG振幅指标（积分肌电，integrated electromyography，IEMG；均方根振幅，root mean squareamplitude，RMS）上升，频率指标（平均功率频率，mean power frequency，MPF；中位频率，median frequency，MF）下降，然而皮肤导电水平（skin conductancelevel，SCL）值则是M组下降，F组上升，可是两组EEG各脑波（α波、β波、SMR波、θ波）功率谱值则又显示显著上升。（2）BT复合指标曲线主要呈现两种变化趋势，可将其定为Ⅰ型、Ⅱ型趋势图。其中疲劳时HRVⅠ型曲线虽表现为呈周期性变化，但Ⅱ型则是数值区间、变化幅度骤升。而sEMGⅠ型曲线却出现“震荡稳定期”→“快速上升期”→“震荡稳定期”的变化，Ⅱ型则仅为变化幅度显著上升。由于SC生物反馈技术指标SCL存在基线分布差异，故需将安静SCL均值高于8μs，列为高基线水平类（H类）；低于8μs列为低基线水平类（L类）。L类女子SCL疲劳曲线出现双波峰，L类男子则是变化幅度剧增，H类女子出现“震荡上升期”→“急速上升期”→“急速下降期”→“不应期”的变化，H类男子却出现“不应期”→“急速上升期”→“急速下降期”→“震荡上升期”的变化。虽然SCL变化多样，EEG曲线却仍表现为两型变化。其两组疲劳曲线主要呈现三波峰现象以及波动幅度的显著增加。（3）依托BT建立的运动性疲劳时序特征图，显示疲劳的时序为“心肌（HRV）→骨骼肌(sEMG)→脑（EEG）”。研究结论：（1）运动性疲劳发生时，BT复合指标表现出HRV指数下降，HRV时域指标（SDNN，SDSD，RMSSD，PNN50）、频域指标（LF功率值，HF功率值，LFHF）、SAa上升，SCL值M组下降，F组上升， EEG脑波（α波、β波、SMR波、θ波）功率谱值均上升等显著的规律性变化。（2）BT复合指标疲劳曲线主要呈现两型变化趋势图，且多变现为变化幅度或数值波动区间增加，曲线急剧上升、下降或四期变化以及周期改变、呈现三波峰等突出的特征性改变。（3）监控运动性疲劳时BT复合指标呈现的特征性、规律性变化，可用于中枢疲劳、外周疲劳包括心肌疲劳的联合监控，并可为运动性中枢疲劳与外周疲劳描绘出程序图。该程序图显示BT监控下的疲劳发生顺序或为“心肌（HRV）→骨骼肌(sEMG)→脑（EEG）”。（4）BT监控运动性疲劳时，可凸显科学性、时效性强，系统化程度高，无创伤，易于掌握与推广的实践应用价值。