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跑步動態與生理測量指標

藉由監測跑步與健身進度的關鍵項目,您可以更瞭解自己目前的表現水準,以及需要怎麼做來維持良好的訓練狀態或持續進步。選擇讓 Garmin 裝置在運動時收集資料,以便提供跑步的各項指標與生理測量數據。如果裝置提供這些統計數據,而您希望進一步瞭解這些數據的意義,那麼您就來對地方了。使用者可以自行決定利用這些經過運算過的資訊來做什麼,當然我們也提供了一些建議。

生理測量指標

最大攝氧量

A watch screen showing VO2 max.最大攝氧量(VO2 max)是檢視、瞭解及管理您個人體能水準的關鍵數據。從技術層面而言,它代表將氧氣送入身體內的最大速率,氧氣接著會傳送至您的肌肉,並被利用來進行有效率地產生有氧能量;從個人層面而言,它是極為優異且多功能的指標,與您的健康與運動效能有許多關聯性。

若想要瞭解自己的最大攝氧量,您只要記住較低的 VO2 max 數值代表較差的體能水準,較高的 VO2 max 數值表示較佳的運動表現能力。如同大部分與身體狀況相關的面向,遺傳因子也會影響身體利用氧氣的效率,以及您調整最大攝氧量的範圍。即使如此,最大攝氧量還是動態的,並且會依據使用者的生活與訓練方式產生變化。透過正確的方式,上每個人皆有提高最大攝氧量的可能。

最沒有辦法提高最大攝氧量的是精英運動員,因為他們已經達到非常優異的程度。這對這群運動員以外的其它人來說都是個好消息。

研究顯示較高的運動量會讓人更快樂長壽,最大攝氧量從科學觀點研究上述論點的關鍵指標。如果使用者想要提升這個數值,裝置也有提供所需的工具讓人著正確的方向前進。

如果對於運動表現有興趣,使用者也可用稍微不同的方式運用最大攝氧量。如果您的身體在運動時能夠運用更多的氧氣,即可產生更多的功率,讓您可以在比賽中跑的更快。

完賽預估

A watch screen showing race predictor.最大攝氧量一旦建立後,裝置可依據您目前的體能狀態提供完賽的時間目標。您可以檢視 5公里、10公里、半程馬拉松及全馬距離的預期完賽時間,這個時間會隨著體能的提升或降低而縮短或變長。在所有的比賽距離中(尤其是馬拉松等較長距離的比賽),若要達到超越有氧運動的表現,必須掌握許多重要且必要的因素,這就是為什麼針對賽事進行完整且適當的訓練如此重要,因為它能讓您有最高的機率達成預期的完賽時間。同時請記住,這些時間只是預測值,但它可以依據您的身體狀況,讓您更瞭解能夠合理預期達到何種運動表現水準。當然,它也提供極佳的目標讓您嘗試達成。

體能狀況指數

A graph showing performance condition over the course of a run.

A watch screen showing performance condition.若要即時評估您目前的運動表現能力,請查看您的體能狀況指數。在開始跑步後的 6 至 20 分鐘,這項指標會開始分析配速、心率及心率變化,最後計算出的數值就是與您的最大攝氧量基準比較後的偏差值即時結果,刻度上的每個點代表您最大攝氧量的 1%,數字越大即表示您可以預期表現得更好。請注意,在使用新裝置的最初幾次跑步過程中,這項結果可能會稍有不同,因為裝置還在學習認識您的體能水準。不過,此數據累積後將會逐漸穩定,而查看體能狀況指數將成為您運動能力的日常可靠指標。

A graph showing performance condition declining as a run continues.

除了可以在跑步的第一部分發出警示之外,您還可以將體能狀況指數做為資料欄位加入到裝置的訓練畫面中,並在開始跑步時留意這項數據。此數值會隨著遇到爬坡或強風時稍有改變;如果跑步開始對您造成較大的影響,此數值則會在您努力一段時間之後開始下降。這是跑步過程中檢視體能狀況的客觀方式,因為數字將會告訴使用者以目前的配速跑步時,您的身體是否比平常更費力地運作。體能狀況可稍微早一點提供您「撞牆期」的警示,讓使用者能夠在進入痛苦的撞牆期前調整戰略。

訓練效果

A watch screen showing training effect.如果您和大多數人一樣訓練是為了獲得成果。我們身體的運作方式以及訓練的類型,決定了運動的表現水準與未來可以期待的成果。

訓練效果是讓使用者檢視各訓練課程如何影響未來體能水準的指標。當然,若要獲得訓練的所有好處,納入適當的恢復時間表也非常重要。

一種最常見的訓練效果用法是協調與平衡鍛鍊,以維持並提升您目前的體能水準 (請參閱最大攝氧量 VO2 max)。

訓練效果可幫助建立您的鍛鍊課程,並進行即時更新。這表示您可以利用它做為隨身教練,量身訂作鍛鍊的內容。當想要積極努力提升時,您可以提高自己的運動強度,並在進入過度訓練的程度之前放慢下來,因為這結果或許不是您想要的。

有氧訓練效果

有氧訓練:

  • 提升有氧能量的產生
  • 利用脂肪產生能量
  • 耐力與持久力
  • 延長體能表現能力

特定的 Garmin 手錶具備此功能,它可以測量運動的有氧效果,這與我們預期透過有氧運動提升體能相關。當您完成了一次艱難的跑步,就像是進行了大量的有氧運動,因此可獲得較大的訓練效果。此資訊對使用者有何益處?訓練效果會利用您的心率測量有氧運動的累積強度,並提供指示維持現有的體能水準或應有所提升。

除了刻度經過稍微修改,已納入沒有實際訓練效果的超短或超輕鬆的運動之外,有氧訓練效果與許多早期 Garmin 手錶提供的訓練效果功能相同。換言之,我們在刻度底部加入了「0」。

從技術面來看,有氧訓練效果是運動過程累積的運動後過攝氧量 (Excess Postexercise Oxygen Consumption, EPOC),對照 0 至 5 的刻度以表示您的體能水準及訓練習慣。通常體態越好,就越需要更大的運動量才能持續提升體能。因此當體態不佳時,一項可產生 60 ml-O2/kg EPOC 的運動課程可能會提供您不錯的訓練效果;但當您已經擁有極佳體態時,它的效果可能不會很大。訓練效果反映了這項事實,它在首次運動時提供的數字會比第二次運動時來得高。

註:有氧與無氧的訓練效果刻度如下:0 – 無、1 – 小、2 – 維持、3 – 提升、4 – 高度提升、5 – 過度。

無氧訓練效果

無氧訓練:

  • 提升無氧能量的產生
  • 衝刺能力
  • 抗疲勞性
  • 發揮最佳體能表現

雖然沒有與此關聯的特定指標,但最容易與無氧訓練效果相關的體能表現為重複進行衝刺的能力。足球比賽是個很好的例子,比賽會在突然發生的高強度活動之後暫時中斷。

身體將燃料轉換為能量最有效率的方法需要氧氣,但有時需要的氧氣超過能夠立即取得的速率,還好我們的身體已有備用的啟動程序,雖然效率沒有那麼高,但無氧能量程序能夠立即展開並讓人持續活動下去,不過缺點是它很快就會耗盡。

有氧訓練效果與提高有氧體能水準 (以 VO2 max 表示) 有密切的關係,但是若要提升無氧體能水準,事情會有點複雜。

A graph showing analysis of heart rate and speed to derive anaerobic training effect.

藉由分析心率與速度 (或在單車運動中的功率),無氧訓練效果量化了無氧能力在這些高強度運動期間對運動後過攝氧量 (EPOC)的貢獻。無氧訓練效果數值越高,對您的無氧運動能力的預期效果越好。高強度間歇訓練顯示可提升與運動能力相關的多項要素,而無氧訓練效果可呈現量化的結果。藉由分析從事的運動類型,它能夠更進一步精確地告訴使用者這項活動可為您帶來什麼樣的效益。例如,如果偵測到您已完成幾個高速的重複動作,無氧訓練效果可能是 3.5,這表示「此運動可提升您的無氧運動能力與速度,因為有幾次高速/強力的重複動作」。

乳酸閾值

A graph showing lactate threshold at 90% of an athlete’s maximum heart rate.

乳酸閾值是指疲勞程度即將加快的特定運動強度或配速。對於訓練有素的跑者而言,通常發生在跑者達到最大心率的 90% 時,大約是 10 公里或半馬比賽時的配速;如果是缺乏經驗的跑者,乳酸閾值通常低於最大心率的 90%。

部分 Garmin 裝置可透過引導您進行運動或在正常跑步的過程中自動偵測您的乳酸閾值。無論是上述何種方式,透過收集各配速範圍的心率數據即可估算您的乳酸閾值,表示的方式包括跑步的配速以及每分鐘的心率。為了獲得最佳的結果,在初次使用運動手錶後,最好先進行幾次的跑步活動,讓裝置準確掌握您的整體體能水準,如此取得的乳酸閾值結果將比一開始使用就進行測量要來的正確。

過去想要利用乳酸閾值建立個人化訓練計劃的運動員,必須採用驗血的方式來評估訓練課程中累積的乳酸量,這種方法限制了人們取得此寶貴的訓練資訊。

Garmin 裝置採用 Firstbeat 乳酸閾值偵測方法,它依據使用者的心率變化偵測呼吸速率 (呼吸困難的程度) 進行測量。吸氣與呼氣的過程會對心跳 (HRV) 的間隔時間產生微小的變化,當這些變化被解碼並與其他體能表現數據結合後,置即可識別您心率的同步變化,在運動強度超過乳酸閾值時提供指示。

如此對使用者有什麼好處?乳酸閾值是耐力表現的唯一最佳決定因素。當您以較快配速完成長距離跑步的能力提升時,您將會看到自己的乳酸閾值也相對提高。對於辨識可大幅提升運動表現的個人訓練區間來說,此項指標也是非常有用的資源。因為訓練將以您身體的實際生理狀態為依據,而非以您最大心率的任意百分比。

瞭解乳酸閾值可讓您更精準地進行訓練。許多教練會要求以乳酸閾值進行跑步訓練,做為整體訓練計畫的一部分。相容 Garmin 裝置中的乳酸閾值功能可協助使用者取得乳酸閾值,讓您無需支付昂貴的實驗室費用進行多項血液樣本試驗。

預估恢復時間

A watch screen showing recovery time.恢復是訓練過程中非常重要的部分,但經常被人所忽視。恢復的特點是身體因應訓練的適應,以及重要資源的補充。事實上,恢復不足會導致完全失去體能與運動表現的提升效果。追蹤恢復水準將會讓您瞭解何時進行高強度訓練是有助益的,並可確保鍛鍊將可獲得預期的成果,讓您更有信心更新及最佳化您的訓練計劃。

在每次鍛鍊之後,裝置會提醒您需要多少小時才能恢復至接近 100%,以及何時可進行高強度的鍛鍊或參加比賽。此功能由 Firstbeat 公司提供,它利用獨特的生理學模型產生並加以個人化,結合利用鍛鍊課程的訓練效果分數、鍛鍊課程期間的體能表現與體能水準進行綜合評估,並加入開始鍛鍊之前還有多少恢復時數來進行運算。

恢復時間最長可達 4 天。

為獲得最佳的運算結果,建議您戴著運動手錶進行幾次跑步活動,讓裝置準確掌握您的整體體能水準。若完成此步驟,後續的恢復時間結果會更加準確。

訓練負荷

A watch screen showing training load.想要進一步縱觀全局?這裡就是您必須觀察的地方。訓練負荷是您過去 7 天訓練總量的結果。相容 Garmin 裝置會將本週的的訓練負荷與您的長期訓練負荷進行比較,同時考量使用者的體能水準,進一步顯示此負荷是否在最佳範圍之內。鍛鍊的量是 指運動後過攝氧量(EPOC),它會根據在鍛鍊過程中所收集的心率資料進行評估以建立。您目前的訓練負荷就是過去 7 天的 EPOC 測量結果總合。

督促自己確實是獲得理想成果的方式之一,但過度的鍛鍊及強度過高的訓練也可能造成反效果,甚至導致受傷。因此,請留意您的訓練負荷,瞭解自己的訓練量是否過多、過少或剛剛好。

可用的訓練負荷範圍:

– 依據目前的體能水準與最近的訓練習慣,您的訓練負荷可能太高,將會產生負面結果。

最佳 – 此方式非常適合維持及提升您的體能水準。做得好!請繼續保持。

– 以您目前的體能水準與訓練習慣來看,訓練負荷偏低。如果維持在此範圍內,您的將不會看到進一步的提升。

訓練狀態

A watch screen showing training status.訓練狀態是 Garmin 提供的第一個功能,它實際上分析的不只是當天的跑步,而是使用者長期的訓練習慣,它可讓您深入瞭解自己的訓練方式。如果說其它指標為使用者提供了檢視此程序的窗口,那麼訓練狀態就像是打破牆壁一般,讓您總覽全局。

目前的訓練強度是否足夠、時間是不是夠長,可以幫助提升體能?要如何知道目前的訓練強度是否足夠,可以幫助在長距離跑步中有更好的表現?或者是否強度還不夠高?訓練狀態可協助使用者決定未來的訓練方向,因為它會自動考量您的體能水準變化、目前的 (7 天) 訓練負荷,以及訓練負荷相較於先前訓練的變化。基本上,它會告訴使用者目前訓練的有效性,並提供指示協助提升訓練決策。

此計算功能由 Firstbeat 公司提供,它會利用使用者生理學個人化模型的多個面向,從最近的訓練負荷來觀察最大攝氧量 (VO2 max) 體能水準的變化,顯示出其訓練的有效性。

人類生理的動態交織經常使得訓練過程比較像是一種藝術而非科學。從表面看來,我們期待的經常與得到的結果不同,而得到的結果也經常不如我們所想像。

簡單地說,當訓練中斷時體能水準將會下降,但依據先前的訓練負荷,正常訓練過程中的休息也可能會提升您的體能水準。同樣的,一般預期規律的嚴苛訓練會提升體能水準,但需要注意的是,如果頻繁地進行過高強度的訓練,您的體能水準將因過度訓練而開始下降。

以下為上述運作方式的範例,想像您已持續訓練一週,雖然您的體能每天都有正常的上下起伏,但仍持續提升。此趨勢將被自動識別,而您目前的訓練將歸類為「高效訓練」。同樣的,您可能發現自己非常努力地訓練,但體能卻開始出現下降的趨勢。在此情況下,訓練將歸類為「過度訓練」,並且會建議您增加恢復時間。

可識別的訓練狀態如下:

巔峰狀態 – 處於理想的比賽狀態!最近降低的訓練負荷讓身體能夠恢復並完全補償先前的訓練。請務必提前考量,因為此頂峰狀態只能維持很短的時間。

高效訓練 – 請繼續保持!訓練負荷正在持續提升您的體能,請記得將恢復期間納入您的訓練中,以維持自己的體能水準。

維持效果 – 目前的訓練負荷已足夠維持您的體能水準。如要看到進步,請嘗試為增加更多鍛鍊種類或增加訓練量。

恢復訓練 – 較輕的訓練負荷可讓您的身體恢復,這對於長期的嚴格訓練而言非常重要。當您感覺準備好時,即可回到較高的訓練負荷。

效率不佳 – 您的訓練負荷正處於良好的水準,但您的體能是下降的。身體可能正在試圖恢復,因此請注意整體的健康情形,包括壓力、營養及休息。

訓練中斷 – 您的訓練已有一週或更長的時間少於平常的量,這將會影響您的體能水平。請嘗試增加您的訓練負荷才能看到進步。

過度訓練 – 您的訓練負荷非常高,並已造成反效果。您的身體需要休息。請在您的時間表中加入較輕鬆的訓練,讓自己有時間進行恢復。

資料不足 – 通常需要有一週或兩週的訓練紀錄,包括最近的活動以及從跑步或單車測量到的 最大攝氧量結果,才有辦法判斷您的訓練狀態。

HRV 壓力測試 (早期產品的壓力分數)

如果想知道自己的身體是否已準備好進行高強度的跑步或需要較輕鬆的運動,那麼這正是應該查看壓力分數的時候。當您已經徹底獲得休息時,比較能夠透過嚴苛的鍛鍊獲得訓練效果;但若您感到疲倦或正處於過度訓練的狀態,那麼同樣的嚴苛鍛鍊可能會帶來反效果。壓力分數是經由 3 分鐘的測試計算出來的,測試過程會分析使用者的心率變異數值 (Heart Rate Variability, HRV)。計算出來的壓力分數會以 0 至 100 的數字顯示,數字較低表示壓力狀態也比較低,此測量可協助評估您的身體是否已做好從事不同活動強度的訓練。藉由每天在相同時間及相同條件下進行的測試,即可收集到更準確的結果 (建議在鍛鍊之前測試,而非鍛鍊之後),如此也能協助使用者感受自己每天或每週的變化。

使用者必須要站著才能進行 HRV 壓力測試,因為如此測量對於低與中等壓力程度才會比較敏感。當您躺下時,有可能無法顯現中等程度的壓力,但站姿會對使用者的心血管系統帶來輕微的負荷。相較於極低的壓力,當您有中等的壓力時,上述負荷會對 HRV 數值產生有意義的下降。

心率變異 (HRV)

A graph showing a heart rate variability stress test.

心臟不會跟節拍器一樣以完全規律的節奏跳動,事實上,心率節拍的變異是健康且正常的。若要進一步瞭解 Garmin 與 Firstbeat 如何利用心率變化為使用者提供更準確的身體狀態資訊,請從為何心率存在變化開始瞭解。

心臟是由自律神經系統 (ANS) 所控制,它是神經系統中無法隨意自主的部分。ANS 有兩個分支─交感神經與副交感神經,當您處於某種壓力時,ANS 的交感神經分支是活躍的,在您自律神經系統中,它是使所有系統處於警戒狀態的部分;相對的,副交感神經是較放鬆的部分,它只會在您放鬆而且沒有被獅子追著跑的時候輕鬆地哼唱。所以,當交感神經比較活躍時,您的心率通常會增加,並以較為規律的節拍跳動,這同時意味著心率變異值的降低。

另一方面,當副交感神經分支較活躍時,心率也會降低,而且跳動的節拍在滿足身體需要時比較有餘裕,但不像交感神經分支主控身體時那麼地節奏分明。換言之,心率變異值即增加。由於上述特性,心率變異值(HRV)是自律神經系統兩個分支活動的理想平衡指標,因此可間接測量壓力。較高的 HRV 意味著較低的壓力。

呈現 HRV 特性的統計方式有很多種,但是 HRV 壓力測試 (正式名稱為壓力分數) 功能將其簡化,以容易理解 0 至 100 刻度表示您的壓力,將它設計為用於評估身體狀況,以及身體如何處理訓練壓力與生活壓力的另一項工具。

雖然 HRV 會在開始運動時減少,並在提高運動強度時持續下降,但即使您跑得很快,它仍然會產生有用的資訊。部分 Garmin 裝置提供的乳酸閾值功能採用 Firstbeat 技術,可以找出與乳酸閾值心率密切相關的 HRV 增加點。

運動後過攝氧量(EPOC)

運動後過攝氧量(EPOC)是一種現象,在運動過後的一段時間,身體會以高於休息時的速率繼續耗用氧氣。鍛鍊身體時會擾動身體的平常狀態,這種擾動使身體必須執行一些額外的工作讓一切恢復正常。事實上,訓練點是運動之後,您的身體將努力恢復正常,並且會多做一些工作。就是這個「多做一些工作」(亦稱為「超補償」) 讓您的身材更加精實、速度更快。

由於身體使用的氧氣與身體使用能量的量直接相關,因此 EPOC 測量非常適合量化身體的正常狀態 (穩定狀態) 在運動期間如何受到擾動。換言之,EPOC 是運動量的理想測量方式,因為它可以量化身體必須做多少工作來恢復正常,並多做一些工作。

A graph showing excess post-exercise consumption derived from heart rate data during exercise.

直接測量 EPOC 需要比較高級的實驗室設備及大量時間,而 Firstbeat 創立專利的方法是以運動期間的心率數據來估算運動後過攝氧量。這些 EPOC 估算值是我們用於判斷訓練效果、每週訓練負荷及訓練狀態的核心數據。

跑步動態資料

觸地時間

跑步時,每一步接觸地面的時間。觸地時間通常非常短,因此以毫秒為單位進行測量。事實上,精英跑者的觸地時間通常特別短,大多短於 200 毫秒。而幾乎所有經驗豐富的跑者的觸地時間都低於 300 毫秒,這可能是因為他們已學會快速「抬起」他們的腿,而且不在著地時過度跨步。過度跨步是指一種跑步風格,腳的著地點在身體前方的過遠處,導致腳部衝擊地面時產生制動力,而且觸地時間通常較長。

左右平衡觸地時間

A watch screen showing ground contact time balance.藉由監測左右腳觸地時間 (GCT) 的平衡,可測量跑步時的對稱性。在 Garmin 手錶上一律會顯示大於 50% 的百分比以及朝左或右的箭頭,顯示哪一腳觸地時間較長。對大多數人而言,跑步姿勢越對稱越好。Garmin 手錶及 Garmin Connect™ 上的彩色量表顯示您相較於其他跑者的平衡性。多數跑者表示:當他們在跑上坡或下坡、快跑或感到疲憊時,觸地時間平衡往往會大幅偏離 50/50。順帶一提,部分跑者也提到受傷也會反映在不平衡的狀態。

步頻

簡單來說,步頻就是雙腳每分鐘持續跨出多少步數,這是經常會被測量的跑步指標,並可讓您更瞭解您跑步的姿勢。例如,在特定的配速下,較快的步頻與較小的步幅會對身體的許多部位帶來較小的力量,例如腳踝、膝蓋和臀部。專家普遍認為這些力量的減少也會降低受傷的風險。顯然的跑步的步頻只能提高到一定的程度,但特別是對於容易受傷的跑者而言,想辦法提高步頻將有所助益。經常被引用的步頻目標為每分鐘 180 步,不過身材較高的跑著傾向使用稍慢一點的步頻。有趣的是,較高的步頻也與較低的垂直振幅與較短的觸地時間相關。

步幅

另一項測量跑步姿勢的關鍵部分是步幅,也就是您左右腳跨步移動的距離。它會在跑步結束時顯示,也可在跑步過程中檢視活動資料欄位。然後,您可以在 Garmin Connect™ 中看到更詳細的資料,看看自己的步幅如何隨著配速、步頻、海拔高度或其他指標產生變化。步幅的大小依據幾項要素而定:包含體態、肌肉強度以及柔軟度。

垂直振幅

這反映了跑步時每個跨步的「反彈」量。它的測量來自軀幹(以公分為單位),主要說明每個跨步向上及向下移動多少距離。許多跑步教練相信較低的垂直振幅比較經濟,因為浪費在上下振動的能量比較少。Garmin 曾研究過各種程度的許多跑者,一般來說有經驗的跑著通常有較低的垂直振幅;但是,較快的配速通常會導致稍微較高的垂直振幅。移動效率 (請參閱下方內容) 會將此納入考量。垂直振幅較低的另一項優勢是它通常意味著在衝擊時,下半身受到的壓力較小。

移動效率

A watch screen showing vertical ratio.這反映了以每個跨步推動自己向前進的跑步效率。移動效率以百分比表示您的跨步「反彈」量除以步幅。步幅長度是跑步時的水平移動,這是跨步動作帶來的利益,而垂直振幅則是跑步的能量成本之一。較低的移動效率表示能以小成本獲得大利益,這意味著更有效率的跑步。