一种用于游泳运动员心肺功能评估的快速递增式固定游泳最大强度测试方案

在进行负荷逐渐增加的静水游泳时，气体交换阈值和呼吸代偿点可以很容易地被识别出来，这两个参数在速度递增的自由游泳过程中测量尤为重要。在渐进式运动中，通过增加负荷来实现强度递增，在固定式游泳中可以做到对称、平缓且快速的递增，而在速度递增的自由游泳中则无法实现这一点。本实验操作将由我实验室的研究生 Leandro Oliveira、Luiz Gustavo Santos 和 Camila Vasconcelos 实施。

游泳者将是 Julia Kato，她已参与竞技游泳训练五年。为准备使用500千克测力传感器测量游泳者在两次30秒全力游泳试验中所能施加的最大力量，请打开N2000PRO软件程序，并打开帮助菜单，以确认计算机与测力传感器分析仪之间的通信连接。当与RS232接口的连接建立后，将出现绿色信号。

设置倒计时以启动测试，设定采样持续时间及休息间隔。然后将每秒帧数设为100赫兹。设置力测量单位，再设定以毫秒为单位的数据采集时间。

然后，在游泳者位于池外时，使用零重量和10千克的负载对负荷传感器进行校准。在开始两次测试之前，提供关于全力自由泳正确动作的指导，并让游泳者在池边练习拉伸以及上下肢摆动。接着，让游泳者进入泳池，进行标准的热身程序，包括以低强度进行800米自由泳。

热身结束后，让游泳者在泳池边休息10分钟。休息期结束时，通过L形扁铁条将测力传感器连接到出发台，用于固定式游泳测量，并将不可伸长绳索的一端连接到测力传感器上。使用一种定制设计的腰带，该腰带在两侧髋部均连接有绳索，以确保腿部打水不会干扰受力测量，将绳索的另一端连接到游泳者身上。

然后确定维持游泳者身体水平所需的负荷，使测量系统的张力最小。当游泳者准备就绪后，示意其开始水中测试，并在30秒测试期间全程监控游泳者，同时给予口头鼓励。测试结束后，示意游泳者停止试验，并将其从不可伸展的绳索上解开。

指导游泳者进行标准的放松活动，包括以低强度进行自由泳，然后让游泳者在泳池边休息30分钟。休息期结束后，将游泳者重新连接到不可伸缩的绳索上，并示意其开始第二次全力固定式游泳试验。试验结束后，示意游泳者停止测试，并进行第二次标准的放松活动，包括以低强度进行自由泳。

在冷身运动结束后，让游泳者离开泳池。对于递增式固定游泳测试，在计算出用于抵抗游泳者在测试过程中向前位移的负荷后，需在设备的软件中确认计算机与便携式自动化代谢测量仪之间的通信连接。开启设备电源，使设备预热 45 分钟，并确认电池已充满电。

然后输入受试者数据、环境温度和湿度。为准备递增负荷测试，为游泳者佩戴面罩和呼吸管。指导游泳者在泳池边休息，以采集基础的气体交换和通气数据。

10分钟后，指导游泳者进行标准热身程序，包括佩戴通气管系统以较低强度进行自由泳，以确保适应。热身结束时，将一根不可伸展的绳索一端连接至游泳者腰带，另一端连接至负荷系统。将腰带牢固地固定在游泳者腰部。

指导游泳者进入泳池，并利用池底的两个标记作为参考点，以帮助其在泳池中保持相对固定的位置。当游泳者准备就绪后，发出开始测试的信号，并在试验过程中监测其游泳状态。一名熟悉此类测试监测工作的研究助理应在泳池边手持气体分析仪，注意不要妨碍游泳者的移动或抬高其头部。

该测试需要协调配合，包括调整负荷、鼓励受试者游泳、监测其在水中的位置以及采集相关数据。试验过程中，在计时60秒阶段的同时逐步增加负荷。当受试者尽管已给予强烈语言鼓励，仍无法维持规定姿势时，终止测试，并记录达到运动耐受极限的时间。

利用达到运动耐受极限的时间来计算完成的阶段数，并记录每个阶段的负荷以及峰值负荷。然后将受试者从不可伸展的绳索上解开，并指导其进行标准的整理活动，包括以低至中等强度进行自由泳，之后离开泳池。递增负荷运动测试的初始负荷设定为：在受试者开始全力游泳前，为维持身体姿势所需负荷的基础上，再增加全力游泳期间测得的平均力与初始全力游泳负荷之间差值的30%。

随后，每个60秒阶段的负荷增加0.7千克。受试游泳者的运动耐受极限出现在第10阶段，持续时间为576秒。当将增量运动试验中基线期和运动期采集的逐次呼吸氧摄取数据按连续9秒区间取平均值后，最高三点滑动平均值为3.44升/分钟，氧摄取负荷斜率为261毫升/分钟/千克。

在快速递增负荷运动测试过程中，由代谢性酸中毒引起的呼吸代偿表现为动脉血二氧化碳和呼气末二氧化碳下降，但这种下降至少在两分钟或更长时间内不会出现，而在此期间，运动负荷和代谢率持续上升。对于该受试游泳者，由无氧代谢途径对能量需求贡献增加所驱动的气体交换和通气反应发生显著变化时的代谢率，分别达到峰值摄氧量的75%和86%。测试操作人员必须密切配合，因为需要精确的时间控制，同时受试者必须具有高度积极性，并熟悉固定式游泳这一测试方式的特殊性。

由于机体对线性增加的运动负荷所产生的代谢反应并非线性，因此此类测试可用于识别界定运动员代谢非线性的转折点。