Polar心率表在健身运动中的应用研究.docx

Polar心率表在健身运动中的应用研究学号：201010013003 班级：10体3 姓名：郭瑞芳摘要：使用Polar心率表在准备周（第1周和第2周）对8名在校大学生个人运动心率区和个人有氧健康指数进行测定，确定每名受试者健身锻炼的运动强度并结合个人运动兴趣制订运动方案。按照运动方案进行为期10周的健身锻炼，锻炼过程中使用率表监测运动强度并进行效果评价。结果表明，Polar心率表个人运动心率区、运动中心率以及个人有氧健康指数等测试功能可有效应用于健身运动强度确定、监控与效果评价，在健身运动中具有广阔的应用价值。关键词：Polar心率表；健身运动；个人运动心率区；个人有氧健康指数1 前言健身锻炼是指人类为了追求自己设定的健康目标，以身体练习为手段，采取遵循人类身心发展规律、适合自身健康特点的方式，对身体实施积极影响的实践活动过程1。健身锻炼能促进人体正常发育，增强身体各系统的功能；增强体能，提高基本活动能力；控制体重，维持、塑造良好的体形和姿态；提高心理健康水平和社会适应能力；降低疾病的发生率，并有助于慢性疾病者的康复。长期以来, 不管是哪个领域, 为对不同层次受试者的运动强度如何进行准确监测所困挠2。要使健身运动效果最佳化，取决于对运动训练3个要素，即训练强度、训练持续时间与训练频度的有效安排与监控，这三者之中最难控制的是训练强度3，由于运动中心率与运动强度、最大摄氧量和能量代谢呈线性关系, 能较可靠地反映出人体心血管的机能状况。监测有氧运动过程中的心率变化能够准确反映和及时调整运动强度，使其达到并维持在目标心率范围内，从而取得最佳的锻炼效果。芬兰polar运动心率表针对健身、减脂、跑步等不同人群的不同特点及需求提供个性化的心率监测，具有许多优秀的功能。在欧、美及东南亚和香港地区受到广泛的赞赏。通过使用心率表可以实时监测心跳数；保证运动目的的达到，提供数据化的锻炼结果；将健身计划达到事半功倍的效果；有效判断运动是否超过心脏及身体的负荷，避免意外发生；监控运动强度，防止运动不足或过度，减少肌肉的拉伤和酸痛；测试身体健康状况，使锻炼效果更加可视化。以上诸多优点，使得polar心率表在国内外运动医学、运动生理学、运动训练学以及运动心理学界备受关注。本研究使用Polar心率表在准备周（第1周和第2周）对8名在校大学生个人运动心率区和个人有氧健康指数进行测定，确定每名受试者健身锻炼的运动强度并结合个人运动兴趣制订运动方案。按照运动方案进行为期10周的健身锻炼，锻炼过程中使用率表监测运动强度并进行效果评价。为健身运动的科学指导以及为我系运动人体科学实验室Polar心率表的功能开发与应用提供实验依据。2 研究对象与方法2.1研究对象文山学院8名在校大学生（其中男生4名，女生4名），基本信息见表1。表1 研究对象基本信息编号性别年龄（岁）身高（cm）体重(kg)专业活动水平1号女2216547美术学中等2号女2216153会计低3号女2315352中文低4号女2316351经济管理低5号男2216754外语中等6号男2317874计算机中等7号男2216855化学中等8号男2317874物理中等注：活动水平评定见表2表2活动水平评定标准活动水平活 动 表 现最高每周5次参加重负荷身体运动，或者你运动锻炼是为了竞技目的。高每周3次参加重负荷身体运动，例如，你每周跑步10-40 公里/6-25英里或者每周花费2-4小时在强度相当的身体活动上。中等经常参加消遣体育运动，例如， 每周跑步5-10公里或者3-6英里或者每周花费1/2-2小时在强度相当的身体活动上，或者你的运动要求中等强度身体活动。低不经常参加程序化消遣体育或者重负荷身体活动，例如，你只进行消遣走路或者只有少数运动会引起呼吸急促或者出汗。2.2测试仪器Polar RS400心率遥测表及分析软件。2.3研究内容研究分两个阶段进行。第1周和第2周为准备周，第3周至12周为锻炼周。使用Polar心率表在准备周（第1周和第2周）对8名在校大学生个人运动心率区和个人有氧健康指数进行测定，确定每名受试者健身锻炼的运动强度并结合个人运动兴趣制订运动方案。按照运动方案进行为期10周的健身锻炼，锻炼过程中使用率表监测运动中心率，结合主观体力感觉控制运动强度，使其在后期无需心率表即可确保在目标运动心率区范围内进行锻炼。整个研究过程中，每两周进行一次个人有氧健康指数测试，并与基准值（准备周测试平均值）进行比较，采用配对-T检验进行显著性差异分析，以评价运动效果。2.4测试指标与方法2.4.1个人运动心率区测试通过走路与慢跑的热身训练，在1-5分钟内找到你的OwnZone(个人运动心率区)。 在锻炼开始时，训练强度应当较低，然后通过逐渐提高训练强度，提高心率水平。(1)按照说明，佩戴传感器，按下OK按钮二次，开始测试(2)开始运动时，OZ显示，OwnZone(个人运动心率区)测定开始OwnZone(个人运动心率区)通过5个阶段进行测定，每个阶段结束时，会听到蜂鸣声OZ 以缓慢步幅进行1分钟走路，使心率在此第一阶段低于100 bpm / 50% HR最大 OZ 以正常步幅进行1分钟走路，慢慢提高心率，幅度为10-20 bpm / 5% HR最大OZ 以轻快步幅进行1分钟走路，提高心率，幅度为10-20 bpm / 5% HR最大OZ 以缓慢步幅进行1分钟慢跑，提高心率，幅度为10-20 bpm / 5% HR最大OZ 以轻快步幅进行1分钟跑步，提高心率，幅度大约为10 bpm/ 5 % HR最大 (3)在这一阶段的某一时刻，会听到两下连续的蜂鸣声，这就意味着OwnZone(个人运动心率区)已被测定(4)测试成功，OwnZone(个人运动心率区)更新运动区显示，根据设置，运动区以心跳每分钟（bpm）或者最大心率（HR%）百分比形式显示2.4.2个人有氧健康指数测试（1）选择 测试 健身训练 开始 健身训练躺下（2）健身训练测试在5秒后开始,箭头表示测试正在进行中。 （3）保持放松，限制身体运动与其他人的交流。（4）听到2下蜂鸣声,OwnIndex个人有氧健康指数 以数值与水平估算显示。（5）如需显示你的预测最大心率数值，按下 DOWN(向下),按下OK按钮退出。2.4.3运动中心率测试（1）测试前佩戴传感器（2）输入用户信息：设置身高、体重、年龄等个人信息，设置个人活动水平（选择最高、高、中等、低）（3）进行测试（4）测试结束2.5 数据处理 对所测数据进行记录和对比分析，运动中心率使用Polar RS400心率分析软件进行分析并绘图。使用SPSS13.0对个人有氧健康指数进行配对-T检验。3 结果与分析3.1运动强度的确定个人运动心率区测试第一周和第二周为准备周，用Polar心率表测出受试者个人运动心率区，结果见表3。表3 个人运动心率区（次/Min）1号2号3号4号5号6号7号8号143-168129-168140-169139-169142-168130-165127-169133-163 个人运动心率区（即靶心率）是指能获得最佳锻炼效果并能确保安全的运动心率4。适度的体育运动必须满足两个条件：有效性和安全性。身体条件和有效运动、安全运动的关系如图1所示5。有效界限是在健身锻炼过程中要达到的运动心率的底线，达到有效界限才能产生一定的运动效果；安全界限是健身锻炼过程中运动心率的上线，超过安全界限的运动会带来危险。有效界限和安全界限包含的部分是既安全又有效的运动区，即这部分表示可以进行适度运动的运动强度，即个人运动心率区。这部分越窄，表明适度运动的范围小，一稍稍勉强运动就会马上超越安全界限，危险就会临近。安全界限低，身体条件差，即使是中等强度的运动，也带有危险性；安全界限高，身体条件好，能适应稍高强度的运动；有效界限低，较低强度的运动就会产生一定的效果，有效界限高，较低强度的运动效果不明显。而对于身体条件非常差的人来说，全部的有效运动都带有一定的危险性，既安全又有效的运动时不存在的，所以这种情况的人以不运动为好。图1 身体条件和运动的安全界限、有效界限的关系（引自 池上晴夫.适度运动与健康）通过表3可以看出，在所测女生中1号受试者个人运动心率区有效界限值最高，为143次/min，表明其身体条件和心脏功能较好，只有进行稍高强度的运动才能产生健身效果。本研究中，其个人有氧健康等级评定（基准值）为良好，由于其他受试者也验证了这一点。而2号受试者和7受试者的个人运动心率区有效界限值较低，为别为129次/min和127次/min，说明这两名受试者身体条件较差，进行强度较低的运动就会产生锻炼效果。受试者6和8较其他受试者安全界限稍低，说明两名受试者在进行健身运动时，一定要控制好运动强度，以免超过安全界限带来危险。靶心率是指最大强度的60%70%时的心率，或称为运动中的适宜心率，也称之为目标心率，指获得最佳效果并能确保安全的运动心率1。在健身运动领域，目前广泛应用的是用最大心率百分比进行靶心率的计算，计算公式如下：（1）最大心率=220-年龄（2）靶心率上限=最大心率85%（3）靶心率下限=最大心率70%受试者用公式计算的靶心率范围见表4。表4 公式计算的靶心率范围（次/Min）1号2号3号4号5号6号7号8号139168139168138167138167139168138167139168138167通过表4可以看出，由于8名受试者年龄差异不大，用公式计算的靶心率范围基本相同，且与本实验中心率表所测数据相比有较大差异，尤其是受试者低限值差异明显。通过对比表3和表4的数据可以发现，用Polar心率表测试的个人运动心率区（靶心率）更能体现出个体差异，能针对每个受试者的身体尤其是心脏健康状况，确定其最佳运动强度。因此，用Polar心率表确定运动强度比用公式计算更为有效。3.2运动方案第一周和第二周是准备周，在准备周测出受试者个人运动心率区，结合受试者个人运动兴趣爱好，制定出运动方案见表5。表5 运动方案人员组成运动强度(次/min)运动项目运动量受试者1受试者3受试者4143-168140-169139-169有氧搏击操第3、4周每次运动45min,每周2次；从第5周开始每次运动60min，每周3次受试者2受试者7129-168127-169健身跑第3、4周每次运动30min，每周运动两次，第5周开始每次运动45min，每周3次受试者5受试者6受试者8142-168130-165133-163健身跑第3、4周每次运动45min,每次运动2次，从5周开始每次运动60min，每周3次3.3 运动强度的控制运动中心率测试及主观体力感觉3.3.1运动中心率测试 运动中的心率与运动训练量与强度息息相关，运动时心率用Polar心率表监测,用于观察运动的强度，使其控制在个人运动心率区（靶心率）范围内6。受试者运动中心率监测结果（运动中心率曲线、心率分布图以及目标心率区百分比图）见附录。3.3.2 运动中的主观体力感觉除心率监测外，运动过程中还可以用主观体力感觉（RPE）来控制运动强度。这也是目前欧美国家研究较多, 并应用于评价运动强度和进行医学监督的指标, 其表现形式是心理的, 反映的却是生理功能的变化, 可应用个体主观体力感觉量表定量预测运动强度7-10 。主观体力感觉（RPE）可以较准确地评价身体对运动负荷的反应，避免在锻炼过程中单一追求某一靶心率的盲目性。REP的值大约是当时心率的1/10。因此，如果把REP的值提高10倍，就能够得到心率的大约值，这是很方便的，这种关系虽然不能永远正确，但如果运动习惯的话，就会意外地达成一致5。如根据表6，受试者1的靶心率上限为168次/min，此时主观体力感觉（RPE）值为16。而当身体疲累或患有轻度疾病时，再以168次/min的心率强度进行运动，就会感到非常费力和困难，这时主观体力感觉（RPE）值会增加。如果继续保持这一靶心率进行运动，就可能会出现危险。在运动实践中，可以先按适宜心率范围进行运动，然后逐步结合主观体力感觉（RPE）来掌握运动强度。熟练之后，在锻炼的过程中不用停下来测心率，也能感知自己的运动强度是否合理或当时的身体状况如何。主观体力感觉与相应心率、其他感觉见表611。表6 主观体力感觉与相应心率、其他感觉对照表RPE相应心率主观感觉其他感觉67870安静非常轻松处安静状态91090很轻松感动活动比不活动好1112110轻松心情愉快，还想练下去1314130稍费力不觉出汗，感觉良好，感到练得还不够1516150费力汗流浃背，紧张，怕再练下去1718170很费力勉强进行，有非常疲劳的感觉，气喘1920195非常费力全身疲惫不堪3.3.3 运动后的主观体力感觉在运动之后，通过主观体力感觉（RPE）也可以对运动量的适宜度做出初步判断。 （1）运动量事宜的标志一般是锻炼后全身微微出汗，肌肉稍微酸痛，有疲劳感，但感到舒服愉快、情绪高涨。运动后食欲和睡眠良好，次日精力充沛，疲劳感消除，有继续锻炼的欲望。（2）运动量过大的表现锻炼后大汗淋漓、头晕眼花、气喘胸闷，感觉很疲惫，脉搏在运动后20min还未恢复。食欲减退，睡眠不佳，次日周身无力，肌肉酸软，无锻炼欲望。（3）运动量不足的表现运动后身体无发热感，没有出汗，脉搏、没有明显增加，而且在2 min内即恢复正常。本研究锻炼周的前半部分（3-6周）锻炼过程中使用率表监测运动中心率，结合主观体力感觉控制运动强度，使其在后期无需心率表即可确保在目标运动心率区范围内进行锻炼。3.4 运动效果的评价个人有氧健康指数测试与对比分析整个研究过程中，每两周进行一次个人有氧健康指数测试，准备周测试值作为基准值，并将锻炼周测试值与基准值进行比较，采用配对-T检验进行显著性差异分析，结果见表7。根据个人有氧健康指数对照表评价运动效果，结果见表9。个人有氧健康指数是一项数值，等同于最大摄氧量(VO2max)，是用来表示人体有氧健康的一项常用指数。心血管（有氧）的健康水平与心血管系统在体内输送和利用氧气的功能密切相关。心脏越强壮，运作效率越高，心血管健康，水平越高。个人有氧健康指数根据静止心率、休息状态下的心率变化、年龄、性别、身高、体重及自我评估运动强度12。通过表7可以看出，与基准值相比，第4周有氧健康指数无显著性差异（P0.05），说明前两周锻炼还没有明显的效果；第6周有氧健康指数显著提高（P0.05），说明通过锻炼产生了明显的效果；第10周到第12周有氧健康指数差异显著性更为明显（P0.01），说明锻炼效果更加显著。表7 个人有氧健康指数测试时间受试者1受试者2受试者3受试者4受试者5受试者6受试者7受试者8平均值标准差P基准值433541405048344942.506.16第4周423642415147354842.755.650.516第6周433641425148375043.505.680.033第8周443742435250385144.635.800.001第10周443843445351395245.505.830.000第12周453944455351395346.135.690.000表8 个人有氧健康指数对照表性别年龄/ 岁很低低一般中等良好很好精英男20-24 62女20-24 51注：引自心率表说明书表9 个人有氧健康等级评定测试时间锻炼情况受试者1受试者2受试者3受试者4受试者5受试者6受试者7受试者8第1周日常活动良好一般中等中等中等中等低中等第2周良好一般中等中等中等中等低中等第4周日常活动+