Портабельные устройства мониторинга тренировок

Достижения в области технологий могут помочь в разработке более удобных переносных устройств, способных облегчить трудность проведения длительных наблюдательных исследований в спортивных командах. Они также могут предоставить более полную информацию о биологических последствиях конкретных типов внешней нагрузки. Принимая во внимание последние технологические разработки для мониторинга нагрузки и широкое использование различных инструментов для исследовательской и прикладной работы, целью обозреваемой нами статьи австралийских и британских учёных был обзор приложений, проблем и возможностей различных портабельных устройств. Ранние примеры планирования тренировок четко указывали на то, что научный подход к тренировкам важен не только для определения соответствующих стратегий улучшения показателей, но и для индивидуализации тренировочных нагрузок и максимизации производительности атлета. Ранние исследования Селье по проблемам стресса сформировали представление о современных подходах к тренировкам и предписаниям по выбираемым упражнениям, а также заложили основы для систематического подхода к количественной оценке и описанию адаптивных реакций на различные типы тренировок. Общепризнанно, что тренировочная деятельность может моделировать гомеостаз и влиять на различные физиологические процессы, регулирующие ответ на тренировочный «стресс», пытаясь восстановить гомеостаз. Конечным результатом хорошо разработанной прогрессивной программы тренировок является улучшение показателей целевых физиологических систем, что приводит к улучшению работоспособности человека. Однако, результат плохо спланированного и/или неадекватного планирования тренировок может привести к ухудшению здоровья и дезадаптации, подавлению иммунитета и изменениям в гормональном профиле, и, как правило, к ухудшению спортивных показателей. Специалисты различают внутренние и внешние аспекты тренировочной нагрузки. Внутренняя нагрузка относится к более физиологическим аспектам, в то время как внешняя нагрузка характеризует работу, выполняемую спортсменом. Адаптация является следствием внутренней тренировочной нагрузки, которая в первую очередь определяется внешней тренировочной нагрузкой, выполняемой спортсменом. За последние несколько лет было проведено множество исследований с целью улучшения понимания значения различных парадигм тренировочной нагрузки в различных спортивных группах. Несмотря на растущее количество доказательств полезности мониторинга тренировочной деятельности, все еще ощущается нежелание использовать доступные технологии у некоторых спортивных специалистов. Так, указываются некоторые причины, препятствующие проведению систематических мероприятий по контролю за тренировками. Они могут заключаться в финансовых ограничениях, ограниченности рабочей силы, недостатке знаний и/или опыта использования технологии, сопротивлении со стороны тренерского штаба и, прежде всего, в отсутствии гарантии того, что мониторинг тренировок может улучшить качество этих тренировок. Внутренняя нагрузка, испытываемая спортсменом, может быть определена как сумма физиологической и психологической стимуляции стресса, возникающей во время тренировок. Такую нагрузку нельзя количественно определить с помощью единого метода оценки, но к нему следует подходить комплексно. Хотя это теоретически обоснованно, всесторонняя количественная оценка внутренней тренировочной нагрузки нецелесообразна из-за ограничений современных технологий. Фактически, целостная оценка потребовала бы одновременного ношения нескольких устройств мониторинга во время тренировок, а также проводились инвазивные и субъективные измерения (см. рисунок ниже). При этом ношение слишком большого количества устройств может помешать тренировочной деятельности спортсмена и создать проблемы в отношении сбора данных. Измерения сердечно-сосудистой системы и дыхательных параметров. За прошедшие годы были проведены многочисленные исследования для оценки достоверности и надежности переносимых устройств мониторинга частоты сердечных сокращений, и общий вывод заключается в том, что мониторы, использующие грудные электроды, являются надежными при выполнении физических нагрузок. Большинство используемых индексов тренировочной нагрузки делают выводы, основанные на линейной зависимости, выявляемой между частотой сердечных сокращений и потреблением кислорода во время инкрементальных тестов. На основе данных определяют зоны интенсивности и время, проведенное в каждой зоне, выраженное в процентах от максимального сердечного ритма. Существуют также различные возможности для количественной оценки тренировочной нагрузки с использованием таких подходы. Спектроскопия ближнего инфракрасного диапазона (NIRS) в настоящее время является хорошо принятой технологией для оценки оксигенации мышц in vivo. Исследования позволяют предположить, что эта технология может быть реализована. успешно в большинстве видов спорта, включая водные виды спорта. Гуморальные параметры. Было проведено большое количество исследований, посвященных изучению ряда биохимических, гормональных и иммунологических маркеров, способных характеризовать острые и хронические реакции на различные параметры физических упражнений и тренировок. Специалисты, надеясь, что дальнейшие технологические разработки, делающие такие измерения более дешевыми, более доступными и менее инвазивными, а также обеспечивающие возможности быстрой обратной связи, могли бы стать областью исследований и применения, которая могла бы пролить больше света на последствия различных видов тренировочных режимов. Последние достижения в различных «омиксных» методах предполагают возможность сбора дополнительной информации о биологических реакциях на физическую нагрузку из сравнительно небольших образцов крови, пота и мочи. Однако, такие методы все еще нецелесообразны в прикладных условиях из-за дороговизны лабораторного оборудования и недостатка опыта, необходимого для анализа образцов. Будущее внедрение таких методов станет реальностью в спорте, когда простые аналитические процессы и доступное оборудование будут широко доступны. Портабельные устройства также развиваются с очень высокой скоростью. Возможность оснащения кожи человека ультратонкими устройствами для анализа состава пота была продемонстрирована сразу несколькими лабораториями. В настоящее время практикующие врачи должны использовать биохимические маркеры мониторинга тренировочной нагрузки с осторожностью, принимая во внимание ограничения, биологическую и индивидуальную изменчивость и тот факт, что на многие параметры, количественно определяемые в настоящее время в данной области, могут влиять многие переменные. Нервно-мышечные параметры. Оценка нервно-мышечных параметров тренировочной нагрузки была несколько ограничена доступностью технологией. Последние разработки включают спортивную одежду со встроенными электромиографическими (EMG) датчиками, способными количественно оценить мышечную активность во время тренировок. Данные поверхностной ЭМГ атлетов и не атлетов на соревнованиях или тренировках были недавно опубликованы, но лонгитьюдных исследований мало. То же самое относится к электроэнцефалографическим измерениям и гальваническим реакциям кожи, наблюдаемых во время тренировки. Это происходит главным образом из-за непрактичного использования таких технологий в спортивных условиях из-за громоздкого оборудования, а также из-за чрезмерных затрат. Измерения расстояния и скорости. Общее расстояние является наиболее распространенным измерением параметра внешней нагрузки с использованием портабельных технологий. Эти измерения выполняются с использованием данных GPS. Хотя не все производители раскрывают свой выбранный метод, два известных производителя GPS (Catapult Sports и GPSports) используют позиционное дифференцирование для расчета расстояния. Устройство GPS вычисляет скорость, полученную либо из изменения расстояния во времени, либо с использованием метода доплеровского сдвига. Поскольку доплеровский сдвиг обеспечивает большую точность и меньшую погрешность, этот метод обычно используется производителями. Акселерометры. Акселерометры могут обеспечить измерение внешней нагрузки физической активности, которая может преодолеть ограничения метрик на основе GPS. Эти измерения количественно определяют общую нагрузку на тело, показывая общее напряжение, возникающее в результате ускорения, замедления, изменения направления, столкновений и ударов ногой. Хотя измерения GPS зависят от качества спутникового сигнала, эти измерения нагрузки рассчитываются исключительно на основе данных акселерометра и поэтому могут быть собраны в помещении или в районах с плохим качеством сигнала (например, в помещениях или на стадионах с высокими стенами). Исследования, в которых использовались меры PlayerLoad для количественной оценки внешней нагрузки во время тренировки, показали, что она тесно связана с общей пройденной дистанцией. Было предложено, чтобы практикующие врачи могли использовать показатели PlayerLoad в качестве замены для измерения общего расстояния, когда GPS недоступен. Итоговые практические рекомендации: Спортивные ученые и тренеры должны знать об ограничениях каждого используемого устройства/метода. Необходимо разработать отраслевые стандарты, чтобы убедиться, что качество данных, генерируемых измерительными устройствами, достаточно высокого качества, чтобы принимать решения по тренировкам. Научные исследования должны сообщать подробности об используемых версиях аппаратного и программного обеспечения и ограничивать значимость результатов версиями, используемыми в действиях по сбору данных. Несмотря на то, что доступен широкий спектр технологий, практикующие врачи должны ограничивать их использование теми, которые они понимают и которые могут оказать влияние на программу тренировок. Источник: 1. Cardinale M., Varley M. C. Wearable training-monitoring technology: applications, challenges, and opportunities //International journal of sports physiology and performance. – 2017. – Т. 12. – №. s2. – С. S2-55-S2-62.