運動手表增加心電功能，如何預(yù)防跑步運動損傷及猝死？

　　“今早起床，感覺不太好，有點累。”

　　“嗯，不過我還是決定堅持完成我的跑步計劃。”

　　“我不是一個輕言放棄的人。”

　　“我相信我的精神毅力可以戰(zhàn)勝我的身體。”

　　如果你是一個跑步愛好者或一個“跑者”，你可能經(jīng)常對自己說如此的話。

　　美國《運動醫(yī)學(xué)》雜志的數(shù)據(jù)顯示：據(jù)統(tǒng)計，37%-56%的跑步者都經(jīng)歷過受傷的情況，其中30%-90%跑步受傷者暫停訓(xùn)練，20%-70%跑步受傷者不得不接受醫(yī)學(xué)治療。按此比例，每一年僅僅美國就有上千萬跑步者因為受傷而不得不暫時中斷練習(xí)或者去醫(yī)院治療。不正確的跑步姿勢及運動過量是跑步損傷的主要原因。其中30%-90%是因過量運動導(dǎo)致受傷。

　　另外據(jù)世界著名跑步雜志《跑者世界》的一份調(diào)查顯示，每5萬名完成馬拉松的參賽者中，就有1人死亡(包括賽后24小時內(nèi)的猝死者)，平均每2場大型馬拉松賽事就有1人猝死。

　　圖1 運動損傷

　　跑步導(dǎo)致的運動損傷主要有三大原因：過量運動、跑步姿勢錯誤、核心肌肉力量不足;而運動猝死九成因心臟問題引起。這篇文章主要結(jié)合當(dāng)下時興的智能穿戴領(lǐng)域新技術(shù)，通過從運動損傷預(yù)防及運動猝死原因及現(xiàn)狀分析，來探討運動手表的心電功能是如何解決運動安全問題。

　　一、心電測量預(yù)防運動損傷

　　有研究試圖通過測量下肢不對稱的跑步步態(tài)來量化休息和疲勞狀態(tài)之間的跑步形式的變化，其結(jié)果顯示：膝關(guān)節(jié)內(nèi)旋轉(zhuǎn)和膝關(guān)節(jié)僵硬程度隨疲勞而變得不對稱，分別增加了14%、5.3%。疲勞狀態(tài)下異常的跑步姿勢使得每一次觸地都會對足部及膝部等人體關(guān)節(jié)造成不同程度的磨損，而數(shù)以萬計的沖擊則將最終導(dǎo)致運動損傷。疲勞狀態(tài)下的過量運動是導(dǎo)致跑步損傷的主要原因之一。

　　過量運動或疲勞運動會導(dǎo)致運動損傷已經(jīng)被廣泛認(rèn)可，但如何判斷運動過量及是否疲勞卻是一項無法精準(zhǔn)衡量及定義的難題。由于不同用戶的個體差異性大，因此由絕對運動量來判斷存在很大誤差。馬拉松冠軍每天訓(xùn)練20公里，狀態(tài)仍然很好;但一個普通人每天跑5公里也可能導(dǎo)致運動損傷;同時個人主觀判斷是否疲勞也受情緒等影響而產(chǎn)生偏差。

　　具備心電功能的運動手表主要是依靠精準(zhǔn)測量運動心率及疲勞度測試來預(yù)防跑步運動損傷：運動心率監(jiān)測用于運動中實時監(jiān)控運動強度，防止運動損傷，提高運動效率;疲勞度測試用于運動前身體狀態(tài)評估，防止過量運動導(dǎo)致的運動損傷。

　　1、心率變異性

　　心率變異性(HRV， heart rate variability)可反映自主神經(jīng)系統(tǒng)活性和定量評估心臟交感神經(jīng)與迷走神經(jīng)張力及其平衡性，從而判斷其對心血管疾病的病情及預(yù)防，是預(yù)測心臟性猝死和心律失常性事件的一個有價值指標(biāo)。自主神經(jīng)系統(tǒng)活動的量化可以通過心率變化的程度表現(xiàn)出來，HRV能反映由訓(xùn)練引發(fā)的自主神經(jīng)系統(tǒng)的功能變化，并制定個體化的運動處方。

　　圖2 HRV數(shù)據(jù)統(tǒng)計

　　2、疲勞度測試

　　通過運動手表中配置的心電芯片來采集人體的心電(ECG， electrocardiogram)原始數(shù)據(jù)，ECG心電數(shù)據(jù)只能由專業(yè)醫(yī)師進行經(jīng)驗分析，普通用戶看不懂也無法理解。通過心電ECG原始數(shù)據(jù)配置醫(yī)學(xué)算法要求來計算得出HRV數(shù)值，再將HRV數(shù)值中的時域指標(biāo)Ln rMMSD數(shù)據(jù)進行一定的數(shù)學(xué)和醫(yī)學(xué)依據(jù)換算，同時方便用戶解讀參數(shù)及直觀理解，再將得到的數(shù)據(jù)定義為疲勞度，并將疲勞度數(shù)值對應(yīng)成為百分制。疲勞度數(shù)值區(qū)間定義如下，一般來說疲勞度測試數(shù)值越高，狀態(tài)越好。

　　(1)80～100：狀態(tài)好;

　　(2)65～80：狀態(tài)一般;

　　(3)50～65：狀態(tài)疲勞;

　　(4)0～50：狀態(tài)非常差;

　　圖3 埃微能量手表P1測試疲勞度

　　用戶在佩戴心電手表后測試疲勞度，并根據(jù)測試出的數(shù)值即可直觀的判斷自己的身體狀態(tài)。運動后或過度疲勞會降低HRV，HRV降低或增加會直觀的改變疲勞度數(shù)值，HRV還會隨年齡增長而逐漸下降。用戶應(yīng)結(jié)合當(dāng)日的運動量來比較個人疲勞度數(shù)據(jù)的相對變化。

　　心率帶采用心電信號計算疲勞度數(shù)據(jù)準(zhǔn)確，但使用便捷性差，無法在運動時長期使用。對于跑者來說，要獲取自己的HRV數(shù)據(jù)，去醫(yī)院測量HRV的數(shù)據(jù)會更準(zhǔn)確，但不能獲得持續(xù)性的HRV數(shù)值，且無法獨立獲得一個實驗室的HRV專項檢測的支持。

　　佩戴配置有心電功能的運動手表因能直接采集ECG數(shù)據(jù)而通過測量出的HRV數(shù)值換算得出疲勞度，且在保證準(zhǔn)確性的前提下達到便捷測試使用的目的，這對大部分用戶是可以輕松實現(xiàn)的，這也是心電手表相較于普通心率手表的重要差異點。

　　3、疲勞度測試意義

　　運動損傷多是由過度訓(xùn)練導(dǎo)致，疲勞度測試是監(jiān)測訓(xùn)練和恢復(fù)平衡情況的有效工具，疲勞度測試數(shù)值可幫助您防止訓(xùn)練過度，提高訓(xùn)練效率和保障運動安全。疲勞度測試中測量的HRV是自主神經(jīng)系統(tǒng)紊亂的良好指標(biāo)，因疲勞或過度訓(xùn)練會導(dǎo)致人體交感神經(jīng)系統(tǒng)興奮。HRV代表了一種量化標(biāo)測，通過測量連續(xù)正常間期變化的變異性來反映心率變化程度、規(guī)律，從而用以判斷其對心血管活動的影響。HRV降低為交感神經(jīng)張力增高，屬不利因素;HRV升高為副交感神經(jīng)張力增高，屬保護因素。

　　HRV測量結(jié)果會受一些外界因素的影響，例如精神壓力、睡眠、潛在疾病、環(huán)境變化(溫度、高度)等，但長期監(jiān)測HRV可幫助您優(yōu)化訓(xùn)練，并防止訓(xùn)練過度。長期監(jiān)測鐵人三項專業(yè)運動員的HRV數(shù)據(jù)顯示能有效預(yù)防非功能性過度訓(xùn)練，這就說明HRV是一種檢查運動過量的有效客觀手段。

　　圖4 心電手表預(yù)防運動損傷原理

　　HRV最直觀的反饋是，對于跑者或運動愛好者來說，HRV數(shù)值越高，說明有氧耐力越強。運動員可以通過心電手表定期測量疲勞度數(shù)值高低來調(diào)整運動訓(xùn)練計劃，在疲勞度數(shù)值持續(xù)性提升后再逐步增加訓(xùn)練強度，從而起到防止過量運動導(dǎo)致運動損傷。

　　4、疲勞度具體應(yīng)用

　　HRV對疲勞和訓(xùn)練過度產(chǎn)生的反應(yīng)存在個體差異因人而異，這也造成了一些小白用戶對疲勞度的誤解。整體而言，HRV的變化可用于判斷運動前自主神經(jīng)功能狀態(tài)，制定個體化的運動處方，因此用戶可根據(jù)每天的疲勞度數(shù)值來調(diào)整鍛煉強度。

　　建議首先進行基準(zhǔn)測試，可在2周內(nèi)連續(xù)測量4～6天疲勞度數(shù)值，并以此數(shù)據(jù)的平均值做為個人基準(zhǔn)值。做基準(zhǔn)測試的2周應(yīng)當(dāng)保持日常運動量，而非大量運動或完全休息的期間。在測試得出基準(zhǔn)疲勞度數(shù)值后，在后期開始運動前，可將單次的疲勞度實測值與疲勞度基準(zhǔn)值做對比，計劃制定原則：

　　(1)當(dāng)測試疲勞度數(shù)值<個人疲勞度基準(zhǔn)值，則可適當(dāng)降低訓(xùn)練強度。

　　(2)當(dāng)測試疲勞度數(shù)值>個人疲勞度基準(zhǔn)值，則可適當(dāng)增加訓(xùn)練強度。

　　圖5 疲勞度數(shù)值與運動強度

　　如上圖所示，白色曲線代表疲勞度，條形柱狀圖代表運動量。周二測試疲勞度數(shù)值高，表示個體狀態(tài)好，可在常規(guī)運動的基礎(chǔ)上加大運動量;周三測試疲勞度低，代表個體狀態(tài)不好，建議當(dāng)天常規(guī)運動的基礎(chǔ)上降低運動量。

　　利用HRV或疲勞度制定個性化訓(xùn)練計劃已被部分專業(yè)運動員采用，隨著測量ECG及HRV數(shù)據(jù)的產(chǎn)品的便捷化及精度提升，越來越多的業(yè)余運動員和普通大眾也可以利用疲勞度數(shù)據(jù)來指導(dǎo)自己的健身運動。如長期堅持使用，則能降低預(yù)防過量導(dǎo)致的運動損傷風(fēng)險。