精神疲勞對氣手槍項目運動員身體穩定性的影響研究

王旭

摘 要：文章通過模擬比賽分析運動員的心率變異性、平衡能力、據槍穩定性指標的變化，探討了精神疲勞對氣手槍項目運動員身體穩定性的影響。隨機抽取8名氣手槍運動員為受試者，測試其精神疲勞前后安靜狀態下的心率變異性、平衡能力及據槍穩定性。運動員經過模擬比賽后會產生精神疲勞，RMSSD顯著降低、LF/HF比值顯著增加。平衡能力在A值與重心包絡面積上無顯著性差異，但在前后、左右晃動指標值上存在顯著性差異，其對氣手槍運動員專項平衡能力無明顯影響。結果表明：精神疲勞會導致運動員據槍能力及身體穩定性下降。

關鍵詞：精神疲勞；氣手槍項目運動員；平衡能力；據槍穩定性；身體穩定性

氣手槍項目是以技能為主導的準確性項目。氣手槍技術動作中的身體穩定性是指運動員所表現出來的身體動作的穩定程度，其涉及姿勢控制、據槍、瞄準、擊發等動作環節，其中，據槍是所有動作的基礎，正確地據槍為瞄準和擊發創造了條件。精神疲勞是人體長時間進行認知活動導致的生理及心理狀態的變化，其內在反應為腦電波、瞳孔、心率變異性、情緒發生變化，分析性信息處理的傾向性增加。外在表現為疲憊感增加、控制能力和平衡能力下降、反應時間延長等。本研究通過模擬比賽誘導運動員產生精神疲勞，以了解精神疲勞對氣手槍項目運動員身體穩定性的影響。

1 研究對象與方法

1.1研究對象

以8名男性氣手槍二級運動員為研究對象，受試者年齡18±1.2歲，身高174±3.4cm，體重69±4.3kg，訓練年限為2.38±0.52年。經體格檢查，受試者均無下肢運動損傷史。在進行實驗前，研究者明確告知受試者實驗的具體流程和相關注意事項，并邀請受試者填寫知情同意書。

1.2 實驗測試

1.2.1 實驗儀器

BTS P-WALK三維運動捕捉系統、Firstbeat心率測試系統與俄羅斯SCATT激光測試系統、75%酒精、棉球等。

1.2.2 心率變異性測試

在測試開始前，運動員仰臥并保持安靜狀態。實驗人員幫助運動員佩戴Firstbeat心率帶至胸骨柄位置，通過電腦搜集信號并連接至數據端。當心率變異性測試開始時，運動員應在安靜狀態下保持5min，等測試結束后通過計算機導出其心率變異性的原始數據，測試指標包括時域指標：SDNN、RMSSD與頻域指標：LF、LF/HF。

1.2.3 平衡能力測試

心率變異性測試結束后，運動員站立，雙臂自然下垂于身體兩側，雙腳與肩同寬，站立測試時間為1min，采集前5個10s和后3s的平衡測試數據。測試指標為：左右方向晃動（mm）、前后方向晃動（mm）、重心晃動長度（mm）、重心包絡面積（mm2）、A=（晃動長度/包絡面積）。

1.2.4 據槍穩定性測試

采用俄羅斯SCATT激光測試系統，輸入運動員的身高、體重、性別、年齡等，運動員預先進行15min試射后，進行75min計分射60發的模擬比賽。測試指標為：10環內瞄準時間占瞄準總時間的百分比。

1.2.5 實驗步驟

為防止運動員等待時間過長影響測試結果，本次實驗分為4次，每次兩位運動員同時進行。預先調試設備，組織運動員進入場地并進行常規準備活動，測試運動員安靜狀態下的心率變異性及平衡能力，測試完成后進行第一次模擬比賽。當完成第一次模擬比賽后，隨即測試心率變異性、平衡能力，然后進行第二次模擬比賽，分析兩次舉槍的穩定性，方式與之前相同。

2 研究結果

2.1 模擬比賽前后心率變異性的變化

運動員在完成75min 60次射擊后，其心率變異性指標中的時域指標RMSSD由模擬比賽前的28.34±12.49降低到16.11±4.85，具有顯著性差異（P<0.05）；頻域指標LF/HF由賽前的1.13±1.1增加至4.08±0.75，具有非常顯著性差異（P<0.01）。這說明長時間的射擊練習會對運動員心率變異性產生影響，導致疲勞的產生，同時，完成射擊后運動員SDNN與LF指標雖有變化，SDNN指標由射擊前的41.58±14.34下降到34±13.88，而LF由測試前的431.99±195.6上升到611.54±433.37，但兩組指標的變化并未產生顯著性差異（P>0.05）。

2.2 模擬比賽前后平衡能力的變化

模擬比賽前后，運動員站立重心晃動長度由47.54±0.52mm增加至50.71±1.92mm，左右方向晃動由4.45±0.26mm增加到5.49±0.5mm、前后方向晃動由4.42±0.32mm增加到5.42±0.81mm，三項指標均存在顯著性差異（P<0.05）；而A值由13.6±0.98mm增加至13.36±1.05mm，重心包絡面積由3.49±0.19mm增加到3.81±0.3mm，指標雖有增加，但無顯著性差異（P>0.05）。

2.3 兩次模擬比賽據槍穩定性的變化

兩次模擬比賽射擊過程中據槍穩定性指標由52.40±3.08降低至50.25±3.69，且出現非常顯著性差異（P<0.01），這表明運動員在擊發10環內的持槍臂瞄準時間下降或瞄準總時間增加。

3 分析與討論

3.1 模擬比賽對精神疲勞的影響

心率變異性是指相鄰兩次心跳的時間差RR隨時間的變化所產生的差異性，其以自主神經對心臟竇房結跳動節律的調節能力為基礎，間接評估人體交感神經與副交感神經的平衡狀態，以監控人體對外界刺激所做出的反應。RMSSD表示副交感神經狀態，SDNN表示心率變異總的變化，LF反映自主神經的綜合調節能力，LF/HF則反映交感神經與副交感神經的均衡性。本研究發現，經過模擬比賽后，RMSSD下降明顯且具有顯著性差異，說明賽后運動員的副交感神經受到抑制，心率變異性降低。LF反映自主神經綜合調節能力，LF/HF則反映交感神經與副交感神經的均衡性，越接近1則兩者的均衡性越好。從實驗結果看，模擬比賽后，運動員心率變異性中的頻域指標LF/HF增加，且具有非常顯著性差異（P<0.01），表明由于疲勞導致運動員自主神經調節能力減弱，交感神經活動增強。有學者的研究顯示，當產生精神疲勞時，交感神經處于主導地位，交感張力增加，副交感神經受到抑制，導致心率變異性中的RMSSD與SDNN下降、LF、LF/HF上升，該研究與本研究結果相似。

本研究結果表明，運動員經過長時間模擬比賽后會產生精神疲勞，導致心率變異性降低，副交感神經受到抑制，LF/HF比值增加。

3.2 精神疲勞對站立平衡能力的影響

平衡是指身體所處的一種姿態以及在運動或受到外力作用時能夠自動調整并維持姿勢的能力，常常通過重心晃動長度、前后、左右方向晃動、包絡面積等指標反映靜態平衡能力，但氣手槍項目要求運動員在規律的重心晃動中擊發。因此，晃動長度/包絡面積對氣手槍項目平衡及身體控制能力的評價更為合理，并且該項目的運動員通常具備很強的平衡能力及姿勢控制能力，所以，重心晃動長度、前后、左右方向晃動幅度不符合射擊項目特點。因此，可將A值=晃動長度/包絡面積作為專項平衡能力評價指標，以反映運動員自身平衡及姿勢調節能力。研究表明，在晃動面積不變的前提下，軌跡越長則表明運動員身體自我調節能力越好、反應時間越短，而晃動頻率越快，則表明運動員擊發時對槍支穩定性的干擾越小，反映出運動員自身平衡能力越強。通過實驗結果可知，重心晃動長度、前后、左右方向晃動幅度都出現顯著性增加（P>0.05），說明經過模擬賽后，運動員自身穩定調節能力減弱，導致其靜態平衡能力出現一定的下降，表現為前后及左右晃動幅度增加，A值=晃動長度/包絡面積與重心包絡面積雖然有一定的增加，但是沒有出現顯著性差異。綜上所述，長時間模擬比賽后，氣手槍運動員站立平衡能力未受到顯著影響。

3.3 精神疲勞對據槍穩定性的影響

氣手槍運動員射擊動作包含據槍、瞄準、擊發三個步驟，而據槍動作是擊發動作的基礎。運動員據槍穩定性反映在其射擊時核心區的控制及降低代償性動作的能力，良好的據槍穩定性是創造優異射擊成績的基礎，并且該指標對射擊成績存在顯著性影響。研究通過前后兩次對比分析發現，第二次模擬比賽中的據槍穩定性低于第一次模擬比賽，且具有非常顯著性差異（P<0.01），這充分說明運動員完成第一次模擬比賽后，其軀干穩定性及姿勢控制能力有所下降。

結合氣手槍項目比賽特征，對模擬比賽后心率變異性、平衡能力及舉槍穩定性結果分析得出，長時間高專注的射擊練習及比賽會導致運動員心率變異性降低而產生精神疲勞，從而導致他們的局部肌肉耐力下降，主觀疲勞度上升，使其精細化動作控制能力下降，同時長時間的視覺疲勞會導致運動員反應時間增加和決策準確率降低，從而降低運動員的運動表現力。

4 結論

綜上所述，本研究得出以下結論：其一，氣手槍運動員模擬比賽后，由于其心率變異性降低，導致他們產生精神疲勞。其二，模擬比賽后，氣手槍運動員專項平衡能力無顯著性差異，可能是由于項目需求及長時間練習所致。其三，氣手槍運動員精神疲勞，會導致其舉槍穩定性顯著降低，可能是由于決策準確率下降及精細化控制能力下降導致。其四，精神疲勞會導致運動員舉槍能力下降、靜態平衡閥前后左右晃動，從而導致運動員身體穩定性下降。

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課題項目：

河北省體育局2024年體育科技研究項目“精神疲勞對手槍項目運動員平衡能力及據槍穩定性的影響研究”（課題編號：2024JT14）