关键词：下肢康复；术后康复；NASA 反重力跑步机
摘 要
下体正压或反重力跑步机在精英⻓跑运动员中越来越受欢迎。然⽽，到⽬前为⽌，很少有研究评估体重⽀持 (BWS) 对精英跑步运动员跑步代谢成本的影响。本研究评估了 BWS 如何影响 6 名英男性⻓跑运动员的速度和代谢成本之间的关系。参与者进⾏了三次 16 分钟的测试，包括 4 个阶段，每个阶段 4 分钟，速度分别为 8、7、6 和 5 分钟英⾥-1 的速度，而主要保持有氧运动,⼀项测试在普通跑步机上进⾏，⼀项在提供 40% BWS 的反重⼒跑步机上进⾏，另⼀项在提供 20% BWS 的反重⼒跑步机上进⾏。收集呼⽓⽓体数据并使⽤回归⽅程确定和⽐较斜率。发现每次增加 BWS 时，氧⽓摄取量
都会显著下降
介绍
近年来，使⽤提供部分体重⽀撑 (BWS) 的跑步机作为补充训练和康复⼯具在精英运动员中越来越普遍。⽬前有⼏种在跑步机上实现 BWS 的技术，包括安全带系统、⽔下跑步机以及最新开发的应⽤下半⾝正压 (LBPP)。这些 LBPP 跑步机也称为“反重⼒跑步机®”，使⽤在受试者⻣盆和腿部周围密封的腔室内施加的正⽓压来⽀撑⽤⼾的体重。这些 LBPP 跑步机已⽤于减少地⾯果。与跑步相关的⼒量（GRF），同时仍然通过增加跑步机速度来
维持⼼⾎管训练刺激。 之前对⾮精英跑步者的研究表明，使⽤ LBPP 跑步机时，随着 BWS 的增加，耗氧量会降低（Figueroa 等⼈，2012 年；Grabowski，2010 年；Grabowski 和 Kram，2008年；Hoffman 和 Donaghe，2011 年；Kline 等⼈，2015 年；Raffalt 等⼈，2013 年；Ruckstuhl 等⼈，2010 年）。此外，耗氧量的百分⽐减少似乎与在相对较少⽀持条件下提供的 BWS 量成正⽐，但与在更多⽀持条件下提供的 BWS 百分⽐成正⽐（Grabowski 和Kram，2008 年；Kline 等⼈，2015 年）。例如，Grabowski 和 Kram（2008）报告称，当应⽤⼤约 25%、50% 和 75% 的 BWS 时，在 3 ⽶/秒的速度下，代谢能⼒的总体降低分别约为25%、36% 和 45%，在 4 ⽶/秒的速度下，代谢能⼒的总体降低约为 31%、43% 和 53%。研
究还表明，与机器校准的⽀持⽔平相⽐，LBPP 跑步机设备提供的实际 BWS 量存在偏差。⼀篇论⽂证明该设备⽀持过度（Hoffman 和 Donaghe，2011），⽽其他论⽂发现该设备⽀持不⾜，除⾮设备充⽓且 BWS ⽔平设置为 0%（Grabowski，2010；Grabowski 和 Kram，2008；McNeill 等⼈，2015）。这种偏差可能会影响代谢成本和BWS之间关系的解释。
方法：
我们招募了六名优秀的男性⻓跑运动员（平均年龄 26.4 岁，标准差为 4.0 岁，平均体重 64.2 公⽄，标准差为 4.3 公⽄）参与了这项研究。⼊选标准是在过去 12 个⽉内，5 公⾥个⼈记录少于 14 分钟，10 公⾥个⼈记录少于 29 分钟，或半程⻢拉松个⼈记录少于64 分钟。所有受试者都定期在标准跑步机上跑步，因此很适应跑步机跑步（Morgan 等⼈，1991 年；1994 年；Williams 等⼈，1991 年）。所有参与者还定期将 LBPP 跑步机跑步纳⼊每周使⽤ LBPP 跑步机的训练中，或者在开始研究之前⾄少在本研究中使⽤的 LBPP 跑步机上跑步⼀⼩时。该实验室之前的研究发现，在 LBPP 跑步机上跑步约 60 分钟后，即可实现稳定的 VO2 测量；因此这些参与者被认为适应了 LBPP 跑步机跑步。批准原型col 由北亚利桑那⼤学机构审查委员会提供，在测试之前，每位参与者都签署了知情同意书。
测试方法：
每次测试期间，均使⽤⼼率监测器 (FT60, Polar Electro Inc. Lake Success, NY) 监测⼼率。每两分钟结束时，使⽤原始 Borg 量表 (Borg, 1970) 确定参与者的⾃觉⽤⼒程度 (RPE)评分。每次测试期间，均连续测量VO2和 VCO2 ，并记录每个四分钟阶段最后⼀分钟的平均VO2 数据。为确保测量的 VO2能够最好地反映在四种速度下跑步的能量成本，仅当测量的呼吸交换率 (RER) 不超过 1.00（表明主要是有氧运动）时，才包括 VO2 数据。对于 VO2 测量值与 RER > 1.00 相关的每个受试者，均考虑了单独的回归⽅程。如果在这些受试者中，在RER > 1.00 的速度下， 有⼀个明显的视觉平台期，或者在包含与 RER > 1.00 相关的测量值时⽅程的斜率⼤⼤降低，那么在该速度下测量的 VO2将被排除在分析之外。
结果：
⽣理特征表 1 总结了不同速度和⽀持⽔平的参与者的⽣理特征。平均总摄氧量范围为 23.67 mlkg-1 min-1 (8分钟英⾥-1，体重为 60%）⾄ 59.43 mlkg-1 m,分析在普通跑步机上以 5 分钟英⾥-1 的速度跑步。⾃觉⽤⼒程度（6-20级）和⼼率 (HR) 的评分随着速度的增加⽽增加，BWS 越低，⼼率越
⾼。RPE 范围从 60% 体重时的 7.33.图 1）。
在常规跑步机上，以 5 分钟英⾥-1 的速度跑步，⼼率范围从平均 101.4到平均 171.5（SD = 5.6） 。在常规跑步机上，以 8 分钟英⾥-1 的速度跑步，60% 体重时，⼼率范围从平均 101.4（SD = 12.0）到平均 5 分钟英⾥-1 的速度跑步，⼼率范围从平均171.5.
结论：
这是第⼀项在精英级⻓跑运动员中⽐较在 LBPP 跑步机上跑步和在普通跑步机上跑步的代谢成本的研究。结果与之前的研究⼀致，之前的研究发现，在 LBPP 跑步机上跑步时，1) 代谢成本随着 BWS ⽔平的提⾼⽽显著降低，2) 代谢成本随着速度的提⾼⽽显著增加，3) 随着 BWS 的提⾼，代谢成本的降低会减弱。研究还发现，在不同 BWS ⽔平下，代谢成本与速度 (ΔVO2 /Δv) 关系的斜率存在显著差异，并且斜率随着 BWS 的降低⽽增加，这表明在较⾼ BWS ⽔平下，随着速度的增加，体重⽀撑使 VO2 降低得更多。最后，速度和代谢成本之间关系的变化会随着 BWS 量的增加⽽增加。