运动-呼吸耦合（LRC）可能对跑步者具有优势，但实际执行可能较为困难。我们提出了一种在智能手机上实现的定制化解决方案，可为跑步者提供个性化的指导，帮助其达到运动-呼吸耦合状态。
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本文内容
摘要
摘要
尽管跑步是最受欢迎的竞技和休闲活动之一，但估计有20%至40%的跑步者可能遭受呼吸功能受限的困扰。其中部分跑步者可能通过呼吸技巧来提升运动表现或缓解呼吸不适。一种这样的技巧是运动-呼吸耦合（locomotor-respiratory coupling, LRC），即呼吸与步伐在频率和相位上的同步。研究表明，LRC可能通过“步伐驱动的气流”提高通气效率，一些专家认为该方法还可用于调节运动节奏或增强积极情绪状态。然而，若无指导或辅助，该技巧可能难以掌握。本文提出了一款名为RunRhythm的定制智能手机应用程序，用于提供与步伐同步的声音引导，以实现LRC。该设计基于既往证据，表明声音引导具有有效性，并整合了多项功能以提高用户依从性和个性化程度。初步结果显示，该应用程序是一种有前景且高效的方法，适用于在实地运动中开展LRC相关研究。本文还讨论了该工具的使用建议及进一步开发方向，以推动这一概念的发展，惠及更广泛人群。
引言
跑步或许是最广受欢迎的锻炼方式之一，部分原因在于其易于开展以及对身心健康具有广泛的益处1,2。然而，许多希望开始跑步的人在启动或维持跑步习惯方面存在困难。这可能与呼吸困难有关，据估计，20%至40%的跑步者会受到此类问题影响3,4,5。理论上，使用特定的呼吸技术可能减轻运动诱发的呼吸急促，但具体方法、风险和益处尚不明确。尽管提高体能和/或在静息状态下进行缓慢呼吸可能缓解运动期间的呼吸不适6,7，但这些方法需要数周甚至数月才能显现效果。一些研究推测，在运动过程中直接应用呼吸技术可能在产生即时效果方面更为有效8，尽管相关研究仍十分有限。要以有效的干预形式开展此类研究，可能需要借助能够提供个性化指导的数字工具。
运动-呼吸耦合（LRC）是一种同步现象，表现为呼吸与运动在频率和/或相位上同步。在跑步等特定运动中，LRC表现为呼吸频率（BR）与步频（SR）之间存在整数比关系，同时足部触地与呼吸起始之间存在相位锁定（即恰好在....
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方案
本研究已获得萨尔茨堡大学伦理委员会的伦理批准（参考编号：GZ 13/2021），所有参与者均签署了知情同意书。
1. 开始使用 RunRhythm
- 让参与者填写一份预先问卷，内容包括人口统计学信息以及跑步、运动和呼吸训练经历。
- 将应用程序下载至运行 Android 8.0 或更高版本的正常智能手机上。
注意：封闭式用户测试和应用程序下载仅对已获批准的 Google Play 账户用户开放，其电子邮件地址需被列入批准用户列表。测试为邀请制。访问权限申请请发送至通讯作者。 - 在用户首次使用应用程序前，确认其已观看教程（图1）。
图 1
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结果
该应用程序是为此目的设计的第二代应用，旨在支持节律性呼吸协调（LRC）并提供音频呼吸引导体验。已有大量初步研究和一篇期刊论文验证了其有效性，并证实了良好的用户体验。在一项横断面研究中（引言中提及），研究人员考察了LRC指导的急性效应，结果发现，在17名新手跑者中，使用引导进行跑步显著提高了LRC32。例如，其中一名参与者在吸气:呼气步数比为2:3（每呼吸周期5:1步）的情况下，LRC“依附性”（对整数比LRC比率依从性的量化指标）从7.9%提升至84.1%（图示）（图7）。整个组别的协调率从26.3 ± 10.7%（对照条件）提升至69.9 ± 20.0%（有LRC引导条件）。
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讨论
该方法提出了首个基于证据、适用于实地教学的数字化工具，用于指导跑者学习呼吸-步频协调（LRC）。早期结果表明，该工具不仅能够有效帮助跑者快速学习并坚持LRC，还能实现长期教学与记忆保持。尽管随着跑步经验的增加，LRC可能自然形成，但初学者较难自发实现37。巧合的是，这类人群尤其容易遇到参与障碍，包括体能较差和呼吸功能受限38,39。其他人群，例如肥胖个体，可能从中获得更大益处，因为他们存在呼吸做功增加和软组织震动等问题40,41,42；而LRC可能有助于解决这一双重问题。LRC可帮助这些个体以更少的不适感进行跑步，而此类应用程序等数字工具则为向更多此类跑者推广该技术提供了便捷途径。可以合理推测，在存在额外呼吸挑战的情境下，例如低氧环境、胸部负重以及超级马拉松中，LRC以及本应用程序可能具有.......
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披露
Ulf Jensen 就职于 Adidas AG。其余作者声明，本研究在实施过程中不存在任何可能被视作潜在利益冲突的商业或财务关系。
致谢
本工作由奥地利气候行动、环境、能源、交通、创新与技术联邦部资助，合同号为2021$$-$$0.641.557，以及由萨尔茨堡州联邦州在“卓越技术能力中心”（COMET-Competence Centers for Excellent Technologies）研究计划下的“体育、健身与健康领域的数字运动”（DiMo；合同号872574）项目资助。
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材料
| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 安卓智能手机 | Samsung 或 Google | 应用程序功能要求最低 Android 8.0 系统 | |
| FMOD engine | Firelight Technologies Pty Ltd | 声音引擎 | |
| Hexoskin 智能体恤衫 | Carré Technologies | 可穿戴传感器上衣 | |
| 适用于安卓系统的 RunRhythm 应用程序 | adidas GmbH 和 abios GmbH |
参考文献
- Hulteen, R. M., et al. Global participation in sport and leisure-time physical activities: A systematic review and meta-analysis. Prev Med. 95, 14-25 (2017).
- Malchrowicz-Mosko, E., Poczta, J.
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重印与许可
