Aikasarja-analyysi sykevälivaihteluista urheilun kynnystesteissä

Abstract

Aerobinen ja anaerobinen kynnys ovat keskeisiä käsitteitä kestävyysurheilussa, kun harjoittelua suunnitellaan ja toteutetaan. Nämä rasitustasosta kertovat kynnykset ovat sykealueiden jakajia. Jotta harjoittelu olisi optimaalista, tulee eri sykealueilla harjoitella sopivassa suhteessa. Kynnykset määritetään tavallisesti testillä, jossa kuormitusta kasvatetaan portaittain uupumiseen asti. Testin aikana mitataan joko maitohapon määrää veressä sormenpäästä otettavilla verinäytteillä tai hengityskaasujen koostumusta. Myös molempia voidaan mitata samanaikaisesti. Testi on kallis ja invasiivinen, joten vaihtoehtoiselle menetelmälle on kysyntää. Tässä tutkielmassa perehdytään laskennalliseen menetelmään kynnysarvojen määrittämiseksi ja vertaillaan sitä jo käytössä oleviin menetelmiin. Laskennallinen menetelmä tarkastelee sykevälivaihtelua ajasta riippuvan trendit poistavan fluktuaatioanalyysin avulla (dynamic detrended fluctuation analysis, DDFA). DDFA tutkii aikasarjan sisäisiä korrelaatio-ominaisuuksia ajan ja skaalan suhteen. Sykevälien korrelaatio-ominaisuudet vähenevät rasituksen kasvaessa. Sykevälivaihtelun korrelaatioiden muutoksia tarkastelemalla saadaan määritettyä aerobinen ja anaerobinen kynnys. Aineistona oli yhdeksän juoksumatolla suoritettua suoran maksimaalisen hapenottokyvyn testiä, joissa koehenkilöille määritettiin laktaattiin eli maitohappoon ja hengityskaasujen koostumukseen perustuen kynnyssykearvot. Testissä mitattiin myös sykevälidata, jota käytettiin kynnysten määritykseen laskennallisella menetelmällä. Laskennallinen menetelmä onnistui määrittämään aerobisen ja anaerobisen kynnyksen lähelle laktaattimittauksissa saatuja kynnyksiä ja paremmin kuin muut vertaillut menetelmät. Tulevaisuudessa menetelmä voisi tarjota reaaliaikaista tietoa kynnyssykkeistä sykevöistä ja urheilukelloista saatavan sykevälidatan avulla. Tutkimuksia pitää kuitenkin vielä jatkaa suuremmalla koehenkilöiden määrällä ja erilaisissa tilanteissa, jotta voidaan varmistua sen toimivuudesta.