陈 玲，张 宪



对镇江市射箭运动员射箭撒放时足底压力与心率变异的关联分析

陈 玲，张 宪

本研究应用实验法、文献资料法以及数理统计法等研究方法，以镇江市体校7名射箭运动员为测试对象，使用德国足底压力测试系统、心率监控系统对受试者在训练和模拟比赛期间的撒放动作进行足底压力以及心率变异性进行分析。

射箭；心率变异性；足底压力

1 前言

随着射箭的形式不断发展，竞争也越来越强烈，在训练中要通过不断的创新和总结，才能不断的提高运动员的训练成绩。现代的运动训练都是讲求科学化发展的，通过科学手段来证实一切，目前在国内很多的优秀运动项目中设立了专门的科研团队，这些科研者们通过仪器采集的数据和实际技术动作要求相结合，观察其中变化差距，采取相应的训练方法和手段来提高运动员的竞技水平，这种方法结果证明是切实可行的。因此本文采用的仪器对运动员训练比赛进行数据的调查与分析，并对撒放阶段采集到的数据结果提出相应的分析，为解决运动员在撒放阶段的稳定和提高运动员竞技水平具有一定的研究价值。

2 实验对象和方法

2.1 研究对象

本文的研究对象为镇江市少体校射箭运动员7人(男4名和女3名)。受试者基本情况如下：

表1 受试者基本情况

2.2 研究方法

2.2.1 文献资料法

通过中国期刊数据库进行相关文献搜索，并查阅大量资料，对文献进行归纳整理。

2.2.2 实验法

2.2.2.1 实验设备

足底压力测量设备：zebris是德国足底压力测量系统，采用电容式力传感器，按矩阵方式排列，传感器多达17024个，该测量平台能够测量站立或行走状态下足底的动态与静态压力分布。

心率监控设备：芬兰MEGA心率变异性测试仪。

2.2.2.2 测试指标

足底压力指标：通过zebris足底压力测量系统测定足底压力的移动面积，从而受试者在不同环境下姿势稳定性。

心率变异性指标：本研究采用MEGA心电监控系统测得心率数据，通过随仪器配备的分析软件进行心率变异性的分析，从而反映受试者自主神经活动情况。

2.2.3 数理统计法

实验所得数据采用spss17.0统计软件进行处理，通过单因素方差分析和独立t检验对数据进行分析。

3 实验结果

3.1 不同环境下射箭运动员心率变异性的比较

本研究不同环境下射箭运动员心率变异性各指标变化如下(如表2)：

从数据分析我们可以得出，训练和模拟比赛环境下：运动员平均心率显著高于全天安静值，表明射箭运动员在射箭过程中心率高于安静状态；运动员SDNN指标显著低于全天安静值，表明射箭运动员在射箭过程中心率变异性降低，自主神经活动低于安静状态；运动员FNN50指标显著低于全天安静值，表明射箭运动员在射箭过程中交感神经活动低于安静状态；运动员应激指数显著高于全天安静值，表明射箭运动员在射箭过程中运动员的应激水平显著高于安静状态。

3.2 训练和模拟比赛环境下射箭运动员足底压力的比较

如表3所示，运动员在训练和模拟比赛环境下进行射箭撒放动作期间，反映身体姿态平衡的足底压力各指标都没有显著性差异，表明运动员在训练和模拟比赛期间撒放动作时，身体控制能力没有受到显著影响。

表2 不同环境下的心率变异性各指标情况

注：*p<0.05，运动状态 vs 全天安静；**p<0.01, 运动状态 vs 全天安静

表3 训练和模拟比赛之间足底压力各指标的比较

注：*p<0.05，训练 vs模拟比赛；**p<0.01, 训练 vs 模拟比赛

4 分析与结论

4.1 不同环境下射箭运动员心率变异性的差异

心率变异性反应机体自主神经活动情况，机体的应激状态影响自主神经活动，而训练和比赛环境下射箭过程中产生的应激是不同的，因此理论上心率变异性是可以反映不同环境下射箭过程中(撒放阶段)的应激情况。有学者对日本射箭运动员进行不同环境下心率和应激情况进行研究后发现，比赛比训练更能增加射箭运动员心率和焦虑。本研究结果也支持上述观点，本研究中模拟比赛期间心率和应激指数比训练时显著性增高。比较赛前和赛中心率变化的诸多研究中，也出现赛中心率显著高于赛前心率的情况。有学者认为应激开始于赛前，到比赛开始时达到高峰。其原因可能为肌肉活动和心理调节两个方面。通常认为肌肉活动期间心率增加是由迷走神经活动下降，同时交感神经活动持续升高引起的[1]。有学者对不同强度运动后心率和血去甲肾上腺素同步性进行研究后发现，当运动强度为30%最大强度时，去甲肾上腺素浓度并未上升，表明心率增加只由迷走神经活动下降导致，而与交感神经活动无关[2]。当强度增加至中高强度时，则可观察到去甲肾上腺素浓度伴随心率同步显著性升高。在中高强度运动中这种同步变化表明交感神经活动作为额外的作用机制，结合迷走神经活动下降机制共同导致心率升高。而本研究训练与模拟测试环境相比，LF指标未有显著性变化，部分支持上述观点中交感神经活动可能在射箭运动导致心率升高中作用并不显著。同时可能由于射箭撒放阶段肌肉活动强度较小，不足以引起交感神经活动干预心率变化。但模拟比赛与全天、测试对比虽无显著性差异，但是有增高趋势，同时模拟比赛LF/HF比值也高于训练和全天，提示运动员在比赛期间虽然交感神经对心率作用不显著，但是呈现交感神经活动逐渐增加的趋势。而对于射箭运动员在何种条件下交感神经活动显著作用于心率控制，则有进一步研究的必要。

本研究结果显示SDNN、RMSSD、Pnn50、总功率、HF、LF指标在训练和模拟比赛期间与全天安静值相比都有下降趋势，其中SDNN、Pnn50呈显著下降。而模拟比赛和训练期间相比的研究结果也有相同结果。产生上述研究结果原因可能由于运动期间代谢增加会伴随着HRV频域分析指标总功率和时域分析指标SDNN下降，HRV频域分析各指标绝对功率都降低，而在时域分析中表现为Pnn50指标出现显著性下降，因此最终导致运动中迷走神经活动下降[3]。有研究表明25-30%最大强度运动期间心率调节迷走神经起到主要作用，而总功率下降程度最多(超过60%)[4]。本研究结果与上述研究结论基本一致。同时该学者还指出LF和HF所占百分比可以作为评价运动强度的指标。当运动强度在最大强度30%以内时，LF百分比基本不变；但当大于30%时，LF会出现显著下降。本研究中LF在运动状态下(训练和模拟比赛)与全体安静状态相比出现了一定下降趋势，而且模拟比赛和训练相比也出现了轻微下降，但是下降不显著也符合射箭运动强度特点。提示可以将该指标有可能作为射箭运动员强度监控指标，辅助生化监控指标充实既有监控体系。而本研究结果显示虽然LF和HF能够反映一定的变化趋势，但是与其相对应的时域分析指标SDNN、Pnn50对不同强度射箭运动评价更为敏感。

综上所述，射箭运动员随着比赛压力增加。自主神经系统表现为迷走神经活动下降，而交感神经活动逐渐增加，但交感神经对于心率自主控制机制不产生主要作用，而是迷走神经活动下降对心率自主控制其决定性作用。HRV时域分析相关指标在运动时与安静状态相比呈显著下降。HRV相关指标能够反映不同环境下射箭运动员的自主神经系统调节趋势。而时域分析指标更为敏感，而其有实时、无创的特性也更为运动员所接受，因此可以考虑将其纳入射箭运动员常用机能监控指标体系。

4.2 训练和模拟比赛环境下射箭运动员足底压力比较的分析

训练环境与模拟测试环境下撒放阶段足底压力的95%置信椭圆面积和质心移动总长相比无显著性差异。但与模拟测试环境相比，训练环境下撒放阶段置信质心移动总长有增加趋势。其原因可能为当比赛难度增加时，身体姿态控制难度随之增加，身体摆动幅度因而增加。有研究表明射箭运动员冠状面与箭靶平行，其身体姿势上下摆动通常不大，而处于射箭运动员水平面与箭靶垂直的方向，其身体姿势水平面摆动通常较冠状轴摆动更大。而射箭运动员水平面方向的摆动分为前后摆动和左右摆动。国外学者[5]认为当射箭难度增加时，身体姿势左右摆动减少，但是前后摆动增加，并且在身体优势侧摆动幅度更大。其原因可能为当身体姿态摆动在一个方向受到限制，则会在其他未受限制的方向代偿性的增加。该研究结论或许可以解释本研究结果中为了应对瞄准箭靶的要求，限制了和箭靶平行的射箭运动员冠状面的摆动，而代偿性的增加了与箭靶垂直的水平面各方向的摆动。之所以产生质心垂直移动小于质心水平移动，有研究认为髋部内收肌肉和外展肌肉控制质心在升降，从而产生加诸于双脚的垂直反应力。而进行瞄准这种精细动作时，髋部内收肌群和外展肌群活动必然降低。而针对水平面的前后摆动和左右摆动两方面的因素，对维持身体姿态和瞄准动作的意义也是不同的。认为当射箭难度增加时有学者认为前后摆动相比瞄准而言，对维持身体姿势的意义更大[6]。简单的维持直立身体姿势需要身体各部分通过不同方向摆动(前后、左右、上下方向)进行协调。

综上所述，在足底压力评价训练和模拟比赛不同环境下射箭运动员站立姿态的稳定性方面，足底压力相关指标并没有显示出足够的敏感性以反映两个环境下运动员身体姿态稳定性的差异。当射箭难度增加，导致射箭运动员身体姿势水平面摆动较冠状面摆动增加的趋势。可以进一步通过足底压力探讨不同环境下射箭运动员身体姿态水平面(左右摆动和前后)摆动差异，为射箭运动员训练手段的丰富提供理论基础。

5 结论

射箭运动员运动时心率变异性下降，表明自主神经活动对心脏控制下降；运动员应激状态可能导致交感神经和迷走神经活动共同下降。其中迷走神经活动下降对成绩影响较交感神经活动更大；射箭运动员应激指数越低，则越倾向于取得更好的成绩。反映自主神经活动对心率控制能力增强，相对交感神经活动的影响尤其是迷走神经活动上升影响更大，从而心率增加相对更少；射箭运动员身体姿势越稳定，晃动越小，则越易于取得良好的成绩。同时射箭运动员在进行射箭动作过程中的身体姿态稳定是一种动态微调的稳定。

[1] Krstacic A, Krstacic G, Gamberger D. Control of heart rate by the autonomic nervous system in acute spinal cord injury[J]. Acta Clin Croat. 2013. 52(4): 430-5.

[2] Orizio C, Perini R, Comande A, Castellano M, Beschi M, Veicsteinas A. Plasma catecholamines and heart rate at the beginning of muscular exercise in man[J]. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1988. 57(5): 644-51.

[3] Arai Y, Saul JP, Albrecht P, et al. Modulation of cardiac autonomic activity during and immediately after exercise[J]. Am J Physiol. 1989. 256(1 Pt 2): H132-41.

[4] Perini R, Orizio C, Baselli G, Cerutti S, Veicsteinas A. The influence of exercise intensity on the power spectrum of heart rate variability[J]. Eur J Appl Physiol Occup Physiol. 1990. 61(1-2): 143-8.

[5] Balasubramaniam R, Riley MA, Turvey MT. Specificity of postural sway to the demands of a precision task[J]. Gait Posture. 2000. 11(1): 12-24.

[6] Balasubramaniam R, Turvey MT. The handedness of postural fluctuations[J]. Human Movement Science. 2000. 19(5): 667-684.

The Correlation Analysis for Plantar Pressure and Heart Rate Variability in the Release Stage of Archery

Chen Ling，Zhang Xian

In this study, seven experimental archetypal athletes in Zhenjiang City are chosen as experimental subjects by using the method of experiment, literature and mathematical statistics. By using German plantar pressure test system and heart rate monitoring system, the subjects are trained and simulated in the competition. And the heart rate variability is analyzed.

archery; heart rate variability; plantar pressure

陈玲(1987-),女，江苏镇江人，硕士，初级教练员，研究方向：运动训练。

镇江市体育运动学校，江苏 镇江 212001

Zhenjiang Sport School, Zhenjiang 212001, Jiangsu, China.

G887

A

1005-0256(2016)012-0068-3

10.19379/j.cnki.issn.1005-0256.2016.012.028