一、引言

1. 背景与目的
• 运动员训练负荷监测是运动科学领域的热点话题，近年来相关研究呈指数增长，催生了旨在精确量化运动员内外部负荷、帮助预防伤病的产业。
• 2016 年 2 月在卡塔尔多哈召开了 “监测运动员训练负荷 —— 方法与原因” 会议，本文汇集了会议的关键发现和建议，为教练、运动科学和医学人员等提供了一个共享的概念框架，概述了运动员负荷监测是什么、如何在研究和实践中应用、为什么重要、监测的基本原理和预期目标以及未来的发展方向。
2. 重要性
• 监测运动员训练负荷对于确定运动员是否适应训练计划、理解个体对训练的反应、评估疲劳及恢复需求、最大限度降低非功能性过度训练、受伤和生病的风险至关重要。

二、训练负荷的定义

1. 内部负荷
• 定义：指训练或比赛中施加在运动员身上的相对生物（生理和心理）压力源。
• 常见测量指标：心率、血乳酸、耗氧量和主观疲劳感知评分（RPE）等。
2. 外部负荷
• 定义：是运动员在训练或比赛中所做工作的客观测量，独立于内部负荷进行评估。
• 常见测量指标：功率输出、速度、加速度、时间 - 运动分析、全球定位系统（GPS）参数和加速度计衍生参数等。
3. 综合方法
• 内部和外部训练负荷应结合使用，以更深入地了解训练压力。例如，运动员在不同日子重复完全相同的训练课，可能保持相同的功率输出和持续时间（即相同的外部负荷），但根据其疲劳状态、情绪干扰、近期训练历史或疾病情况，会经历不同的内部负荷（心率、血乳酸、RPE 等）。这种内外部负荷的解耦可能有助于确定运动员是否处于新鲜或疲劳状态。

三、训练负荷的监测方法

（一）不同运动项目的监测方法

1. 团队运动中的 GPS 测量
• 测量原理
  GPS 设备通过位置微分计算距离，速度通常通过多普勒频移法计算以提高精度，加速度由速度推导而来，数据常通过制造商软件的平滑滤波器处理。
• 有效性和可靠性
  测量距离和速度的有效性和可靠性随着采样频率的提高而提高，但在速度变化率较高时，GPS 准确测量速度的能力会降低，因此加速度、减速度和方向变化的解释应谨慎。为最小化单元间差异，应使用同一单元监测运动员，且每次 GPS 型号更新或软件、固件更新可能改变数据处理时，需重新验证。
• 指标解读
  外部负荷指标常被误解，例如冲刺距离通常指运动员移动速度超过冲刺速度阈值（即 7m/s）时的距离，这与训练和测试中从静止开始的冲刺不同；加速努力是指运动员花费在超过给定加速率（即 3m/s²）的时间。在使用前，需向教练和从业者精确描述这些指标。
2. 耐力运动
• 内部负荷监测方法：RPE 评估、心理量表、训练冲动（TRIMP）和生理指标（如心率及其衍生物、血乳酸浓度和耗氧量）等。
• 外部负荷监测方法：速度、功率输出、训练时间和距离等。
• 综合评估的意义
  同时评估特定的负荷指标（外部和内部）可以评估生理和心理压力的综合情况，还可以让应用研究人员和从业者评估疲劳 / 恢复状态，调整个人训练计划，并确定这些负荷与表现之间的关系。
3. 力量和功率训练
• 传统方法
  通过记录举起的负荷、每个负荷完成的重复总数以及计算总体积和强度来进行负荷进展，体积负荷（重复次数 × 外部负荷 [kg]）已被用于监测运动员并量化力量 / 功率训练负荷，因为它不需要额外设备，是一种非常方便的训练量化方法。
• 先进方法
  通过确定阻力训练期间进行的机械功来扩展，这需要测量杠铃和 / 或跳跃类活动期间地面反作用力的力和位移，方法包括视频分析、惯性传感器和加速度计、力板、线性位置传感器和 V-scope 等。
• 应用挑战
  虽然一些方法显示出良好的有效性和可靠性，但由于成本以及收集、分析和报告数据所需的时间和人力，在应用环境中的实施具有挑战性。
4. 年轻运动员的负荷监测
• 重要性
  量化儿童的训练和比赛负荷很重要，因为有证据表明青少年时期（13 至 14 岁）的高训练量与受伤和随后的提前退役之间存在关系。
• 建议方法
  建议年轻运动员保持训练日记，不仅要了解他们的训练负荷，还要了解他们的出勤、表现和健康的负荷影响。使用 RPE 相关措施时应谨慎，因为年轻运动员自我评估负荷和努力感知的能力可能不可靠，RPE 也不应孤立考虑，而应与其他客观量化方法（如体积、负荷、跳跃或投球次数）相关联。
• 整体方法
  量化年轻运动员的生活方式因素，因为许多与训练或比赛无关的压力源与倦怠和 / 或放弃运动有关。青少年时期是高压力时期（家庭和学业负担），因此监测年轻运动员如何应对训练应采用整体方法，由运动员的支持团队和家庭团队共同决定可接受的总体负荷水平，这可能包括心理措施、生理措施（即心率监测、急性：慢性工作量比率 [ACWR]）、物理治疗措施（即每日筛查、损伤监测）、教练输入（即规定和实际训练的记录、表现时间）以及与运动员的对话。

（二）心理测量方法

1. 重要性
   个体间和个体内在恢复潜力、运动能力、非训练压力源和压力耐受性方面的差异可能解释了运动员在相同训练条件下经历的不同程度的脆弱性，关键是对运动员进行个体评估，定期监测，并纵向比较获得的数据。过度训练研究表明，心理指标比生理指标更敏感和一致，此外，心理测量可以比生理或血液标志物更快地应用和报告（几分钟），而生理或血液标志物可能需要数天或数周才能评估。
2. 常见指标
   包括心境状态量表及其衍生工具、Borg RPE、 session RPE（sRPE）和运动员恢复 - 压力问卷等。最近开发了急性恢复和压力量表及其简短版本，以满足运动从业者对经济、有效和变化敏感的心理测量工具的需求，用于量化恢复和压力。
3. 工具选择原则
• 工具需要有效和可靠，理想情况下附带手册，详细描述其应用和开发过程，并提供理论背景和经验数据。
• 决定该措施是用于研究目的还是用于向运动员和教练提供应用反馈。
• 工具的时间范围很重要，例如，它应该是更全局的（如过去 3 天 / 晚上）还是非常具体的时间范围（现在）。
• 需要建立明确的反馈循环，理想情况下，合格的从业者将向运动员提供教育信息，并在特殊情况出现时进行干预。
• 数据不应被用于选择目的，否则会破坏合规性并增加数据造假的机会。
• 关于何时需要数据的经济和有意识的决定很重要，有时，每天或每周使用简短的工具，并在完成特殊准备阶段或比赛时结合更长、更详细的措施更为实用。

四、运动员负荷监测的重要性

（一）辅助教练决策

1. 挑战与适应
   精英运动的专业世界为运动科学和运动医学（SSM）从业者在监测负荷及其操作方面带来了独特的挑战，这些挑战通常围绕运动员和教练的信念、可用资源以及应用环境与可用证据之间的关系。关于负荷监测的证据通常来自对半精英人群进行的远程和回顾性研究，希望应用此类证据的 SSM 从业者应适应而非完全采用循证实践，专门针对他们的团队，并可能对他们的实践进行内部验证，这将确保任何来自监测的结果都来自稳健的实践。
2. 具体措施
• 负荷监测的主要目标应该是协助和告知教练 / 经理关于运动员训练可用性的决策，在可能的情况下，应在每个季前赛开始时对教练 / 运动员进行关于监测原因和结果的教育，信息应简化，报告限于几个关键指标。
• SSM 从业者还需要根据运动员的具体情况向运动员提供反馈并向教练提供建议，理想情况下，监测报告应适当放置在更衣室 / 设施中，并提供个人反馈，而不仅仅是小组平均值，这不仅提供了进一步的教育，还向运动员和教练证明了从业者有能力将结果情境化。
• SSM 从业者应选择适合其特定情况的内部和外部监测工具，请注意，所做工作（外部负荷）和工作对运动员的影响（内部负荷）的组合提供了对运动员 / 团队处理所交付课程的能力的评估，如果纵向实施，内部和外部监测的组合还可以提供关于个人和团队训练负荷适应的信息。
• 理想情况下，应采用客观和主观工具的组合，这确保了运动员感知和可量化实践之间的平衡，这在与教育程度低或持怀疑态度的训练小组合作时尤为重要，虽然方便有效，但 sRPE 经常被运动员滥用，试图虚假地影响后续训练课程，在这种情况下，在运动员熟悉并接受提供 sRPE 的适当方法培训时，客观形式的监测可能更合适。

（二）训练负荷数据分析

1. 健身 - 疲劳模型
   最初由 Banister 等人提出，使用系统理论方法分析对体育训练的反应，该模型认为训练冲动（或训练负荷）会引发提高表现的健身反应，也会产生降低表现的疲劳反应，这种方法产生了将训练负荷与表现相关联的脉冲响应模型，考虑了训练的动态和时间特征以及训练随时间的影响。尽管该方法已被用于指导训练计划和预测未来的表现、健身和疲劳水平，但它因简化了训练和表现之间的复杂关系而受到批评，此外，这些模型假设用单一指标来代表表现，这限制了它们在物理和技术 / 战术表现可能代表真实表现的运动中的应用。
2. 急性：慢性工作量比率（ACWR）
   是 Banister 最初的健身 - 疲劳模型的简化，它使用滚动平均值来比较近期（通常约 5-10 天）完成的训练负荷与较长时期（通常约 4-6 周）完成的慢性训练负荷，这种分析方法最近被报道可以识别各种运动员的受伤风险，然而，虽然 ACWR 对于监测受伤风险很有趣，但最近有人质疑它的有效性，因为滚动平均值未能考虑到健身和疲劳效应随时间衰减的性质，因此可能无法准确反映负荷累积的方式，一种替代方法是使用指数加权移动平均来计算急性和慢性负荷，它分配了一个递减的权重来补偿负荷的延迟效应，然而，需要进一步的研究来确定这个新模型是否为预测表现和 / 或受伤提供了更好的方法。
3. 内部：外部负荷比率
   当今微技术（如 GPS）提供的内部和外部负荷测量意味着这些设备的测量值越来越受到科学家和教练的关注，作为一种非侵入性方法来了解运动员如何应对训练和比赛，综合的内部：外部负荷比率评估了运动员在训练过程中经历的心理生理压力（即心率、RPE、血乳酸等），结合完成的外部训练负荷，可用于推断运动员的训练状态，例如，对标准外部负荷的内部负荷增加可能推断运动员疲劳或 fitness 下降，而内部负荷减少（对标准外部负荷的心率或努力感知较低）表明运动员正在获得 fitness 并应对训练，此外，这可能为训练计划的后果提供信息，识别团队运动比赛中的疲劳，并识别 fitness 或疲劳状态的变化，然而，尽管在实践上有吸引力，但这种方法的实施受到限制，除非注意控制和量化运动员的外部负荷以及完成运动的环境。

（三）运动员负荷监测与损伤预防

1. 负荷与损伤的关系
   早期研究报告了训练负荷与损伤 之间的正相关关系，表明运动员训练越努力，他们可能遭受的损伤就越多，此外，大量的高速跑步与下肢软组织损伤风险增加有关，而减少训练负荷导致损伤减少和有氧 fitness 改善，然而，大量证据表明，高慢性训练负荷可能保护运动员免受损伤。
2. ACWR 与 损伤风险
   当 ACWR 在 0.8 到 1.3 的范围内（即急性训练负荷大约等于慢性训练负荷）时，受伤风险相对较低，然而，当 ACWR≥1.5 时（即急性训练负荷远大于慢性训练负荷），受伤风险呈指数增长，训练的保护作用似乎来自两个来源：暴露于负荷允许身体耐受负荷，以及训练发展与降低 injury 风险相关的身体素质（如力量、长时间高强度跑步能力和有氧 fitness）。
3. 实践意义
• 高慢性训练负荷可能预防损伤。
• 如果运动员接触过更高的慢性训练负荷，他们能更好地耐受训练中的高强度部分。
• ACWR 与损伤风险的关联大于单独的急性或慢性负荷。

五、负荷监测的挑战

1. 方法的局限性
   所有方法都有其固有的优点和局限性，这通常取决于它们所应用的项目的背景和要实现的目标，可接受的有效性和可靠性为引入提供了最低标准，比赛的标准和可用资源将影响对与费用、精度、易用性和人员配备相关的问题的容忍度。
2. 指标的复杂性
   直接量化测量单位（如心率、距离、速度、时间）或能够计算事件或重复次数的方法易于解释，可用于计划和规定训练，以及评估比赛的需求，使用通常以任意单位测量的复合或衍生方法（如从心率衍生的 TRIMP、从运动加速和减速衍生的代谢功率、从加速度计加速度衍生的球员负荷，以及从努力感知衍生的 sRPE）增加了结果解释的复杂性，但如果分析正确，可能会带来更多的见解。
3. 应用场景的影响
   负荷监测系统的目标和应用环境可能决定某些限制是否可以接受，即使使用有一定局限性的方法，在一个项目中长时间采用一致和严格的方法，也可能提供有意义的数据并影响实践，特别是当与其他客观和主观措施结合使用时，在需要比较项目、运动或研究背景的情况下，该方法必须有效、可靠，并能够导致更明确的、独立的解释。

六、运动员负荷监测的未来

1. 技术发展趋势
   随着微型技术、可穿戴分析工具和应用程序的发展速度，可以相对容易地预测，未来的运动科学家、运动员和教练将比以往任何时候都有更多的传感解决方案来预测和协调表现，市场分析预测，每年可能售出约 1900 万台健身设备，预计到 2018 年将增长到 1.1 亿台，运动员或团队已经可以获得一系列内部和外部的负荷指标，随着技术的完善，集成设备（或服装）实时绘制机械、生理和心理负荷各个方面的能力将成为现实，这可能还包括非侵入性技术来测量血液和表观遗传变量（或反应）的负荷，以及报告热量摄入 / 支出和恢复过程（睡眠等）。
2. 数据分析挑战
   这个全新的世界不仅会带来测量的有效性和可靠性方面的挑战，还会引发关于数据解释的重大问题，一些测量问题已经在前面的部分中讨论过，然而，使用的分析模型将不得不变得更加复杂，可能会涉及模式识别、高级神经网络和机器学习等过程，这些发展的隐含要求是确保数据的完整性和清洁性，以及用于预测表现和 injury 风险的模型的生态有效性，挑战将是确保程序员能够理解数据的上下文（对于每个给定的运动 / 事件），并且数据能够以有意义的方式呈现给运动员和教练，以有意义的方式可视化数据的能力将至关重要，以确保训练负荷活动能够为教练过程提供信息和影响。
3. 发展方向
   为了开发更多基于证据的训练方法，并且鉴于精英运动的商业性质日益增强，为教练和运动员开发更有效的数据分析和可视化解决方案将变得越来越必要。

七、结论

1. 现有成果
   在精英运动中，训练和比赛负荷数据的收集和评估有着悠久的历史，测量外部和内部负荷的原则和实践相对明确，在各种特定运动的背景下，每个变量都有其自身的优势和局限性，支持运动员的团队必须理解所有这些。
2. 未来展望
   新技术的出现，加上新的分析方法，表明预测表现和 injury 风险的更强大工具即将问世，然而，迄今为止，还没有发现单一的指标可以准确量化对训练的 fitness 和疲劳反应或预测表现。
3. 实际应用
   虽然对于本文中的主要发现和建议可能存在共识，但我们承认，使用哪些监测工具或技术的决定应该由从事体育运动的专业人员决定，这将允许：
• 明智地选择特定运动的内部和外部负荷测量组合。
• 个性化负荷监测的能力。
• 确定 ACWR。
• 向教练和运动员提供可靠、准确和易于解释的负荷监测信息。
  从而有可能：
• 增强运动员、教练和支持人员对训练和比赛反应的了解。
• 协助改进训练和恢复计划的设计。
• 减少损伤或疾病的发生率。
• 提高表现。