СПОСОБ ОЦЕНКИ СТЕПЕНИ ТРЕНИРОВАННОСТИ ОРГАНИЗМА Российский патент 2009 года по МПК A61B5/00 

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в практике тренировочного процесса, для определения индивидуально-допустимых нагрузок и физической работоспособности на протяжении всей карьеры спортсмена.

Известен способ оценки тренированности организма (ТО), основанный на измерении частоты сердечных сокращений, регистрации ее изменений при воздействии на организм нагрузки, определенного временного интервала ТО, в течение которого частота сердечных сокращений достигает некоторого наперед заданного значения, а также нахождении интервала времени Т, в течение которого частота сердечных сокращений восстанавливает свое исходное значение после снятия нагрузки, и вычислении частного ТО/Т, зависящего от изменений частоты сердечных сокращений и однозначно определяющего степень тренированности организма (см. патент РФ №1821132 от 22.02.1991 г.).

Однако известный способ позволяет оценить физическое состояние организма по степени его тренированности, но не позволяет выяснить, какие нагрузки для конкретного человека дают наибольший положительны эффект, не вызывают изменений или приводят к снижению тренированности.

Наиболее близким по сущности является способ оценки степени тренированности организма, основанный на измерении частоты сердечных сокращений (ЧСС) и статистической обработке результатов измерений, причем ЧСС регистрируют в соответствующие временные интервалы восстановительного периода, для каждого временного интервала выявляют информативность полученных единичных показателей и проводят их ранжирование в порядке уменьшения их информативности, осуществляют нормировку единичных показателей по их максимальному значению. Для каждой нагрузки путем нахождения среднего арифметического наиболее информативных двух, трех, четырех и т.д. значений нормированных единичных показателей находят интегральные показатели ответной реакции организма, определяют их информативность, а затем в качестве оценки интегрального показателя ответной реакции организма выбирают показатель с наивысшей информативностью, зависимость которого от величины нагрузки аппроксимируют уравнением прямой, с которой сравнивают индивидуальный интегральный показатель, полученный при испытательной нагрузке (см. патент РФ №2142250 от 09.04.1996 г.).

К недостаткам известного способа следует отнести то, что точность диагностики осуществляется за счет неизменного показателя времени при изменяющемся показателе интенсивности нагрузки спортсмена без учета его индивидуальных возможностей.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является повышение точности диагностики организма за счет одновременного учета изменений времени и показателей интенсивности нагрузки с учетом индивидуальных возможностей спортсмена.

Указанный результат достигается за счет того, что способ оценки степени тренированности организма, основанной на интегральной оценке его «внешней» стороны через определение показателей интенсивности нагрузки и времени его воздействия, определение интенсивности нагрузки организма осуществляют через интегральные показатели мощности и времени воздействия на организм как в процессе одной тренировки, так и на протяжении всей карьеры спортсмена, определены из математической зависимости:

J=a+Nb₁+tb₂,

где J - показатель интенсивности нагрузки организма,

а - эмпирический коэффициент приведения;

N - мощность работы, кгм·мин/кг;

t - время работы, мин;

b₁ - эмпирический коэффициент приведения для выявления соотношения между показателями интенсивности нагрузок с «внутренней» стороны и мощностью механической работы

b₁=(Y_max-Y_min):(X_max-X_min),

где Y_max-Y_min - разница между максимальной и минимальной интегральной интенсивностью нагрузок с «внутренней» стороны;

X_max-X_min - разница между максимальной и минимальной мощностью работ.

b₂ - эмпирический коэффициент приведения для определенного времени воздействия нa организм: b₂=(Y_max-Y_min):(t_max-t_min), где (t_mах-t_min) - разница между временем максимальной и минимальной нагрузок;

Данный способ (т.е. интегральный метод оценки интенсивности нагрузки с «внешней» стороны) используется только индивидуально для каждого спортсмена, при этом устанавливается взаимосвязь с двух сторон:

1) между объемом и интенсивностью нагрузок;

2) между показателями интенсивности нагрузки (мощность нагрузки) с «внутренней» и «внешней» стороны.

Предлагаемый способ может быть обоснован следующими данными, подтверждающими заявляемую сущность.

Исследовался спортсмен - боксер А. (м.с. 22 года), объем нагрузок которому предлагался и фиксировался за определенный период времени, по трем различным показателям мощности и объему нагрузок, после чего фиксировалось время восстановительного периода. Данные результаты занесены в таблицу 1.

Таблица 1
Результаты воздействия различных по мощности и объему нагрузок на единичные показатели «внутренней» интенсивности нагрузок Мощность нагрузки кгм·мин/кг Время нагрузки, мин Интервалы времени восстановительного периода в секундах, в которых оценивается ЧСС, уд./мин 10-20 20-60 60-120 120-180 180-240 240-300 300-360 24,3 3 198 138 122,4 112,8 106,8 106,8 104,4 24,3 1 144 120 87,6 86,4 86,4 86,4 86,4 14,175 3 114 93 87,6 80,4 84 85,2 88,8

На основе единичных показателей интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны, полученных после выполнения максимальной нагрузки по данным табл.1, т.е. после мощности работы 24,3 кгм·мин/кг, которая выполняется 3 мин, находили индивидуальные коэффициенты по общему критерию. Результаты обработки представлены в табл.2.

Таблица 2
Индивидуальные коэффициенты времени восстановительного периода для данных табл.1 Интервалы времени восстановительного периода 10-20 2-я пол. 1-й мин 2-я мин 3-я мин 4 и 5-я мин 6-я мин 13,86 9,66 8,57 7,9 7,48 7,31

Индивидуальные коэффициенты, как в предыдущих исследованиях, используются в столбцах, что означает деление на одну величину в каждом интервале времени. Например, в интервале восстановительного периода 10-20 с все три значения единичных показателя интенсивности нагрузки делятся на выявленный индивидуальный коэффициент, равный 13,86. Результаты статистической обработки данных табл.1 с помощью индивидуальных коэффициентов табл.2 представлены в табл.3.

Таблица 3
Нормирование данных табл.1 с помощью индивидуальных коэффициентов Мощность нагрузки, кгм·мин/кг Время нагрузки, мин Интервалы времени восстановительного периода, с 10-20 2-я пол. 1-й мин 2-я мин 3-я мин 4-я мин 5-я мин 6-я мин                   24,3 3 14,2857 14,2857 14,2857 14,2857 14,2857 14,2857 14,2857 24,3 1 10,39 12,42 10,22 10,93 11,55 11,55 11,82 14,75 3 8,23 9,62 10,22 10,18 11,23 11,39 12,15

Результаты суммирования в строках данных табл.3 показывают, что интегральная интенсивность нагрузки с «внутренней» стороны составила 100%, 78,89% и 73,02% соответственно в первой, второй и третьей строках. Индивидуальные коэффициенты могут быть найдены по всем другим критериям (см. патент РФ №2142250 - оценка интегральной интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны), но к оценке интегральной интенсивности нагрузки с «внешней» стороны применяется аналогичный алгоритм определения, который может состоять из нескольких этапов.

Первый этап направлен на выявление коэффициента b₁ для выявления соотношения между интегральными показателями интенсивности нагрузок с «внутренней» стороны и мощностью механической работы, что определяется по формуле (1):

где Y_max-Y_min - разница между максимальной и минимальной интегральной интенсивностью нагрузок с «внутренней» стороны; Х_max-Х_min - разница между максимальной и минимальной мощностью работ.

В формулу (1) вставим результаты из табл.3, полученные после определения интегральных показателей интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны:

Второй этап оценивает коэффициент b₂, определяющий соотношение между интегральными показателями интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны и временем воздействия нагрузки при постоянной мощности механической работы.

В формулу(2) поставим значения табл.3 и полученные после нее интегральные показатели интенсивности нагрузок с «внутренней» стороны:

где Y_max-Y_min - разница между максимальной и минимальной интегральной интенсивностью нагрузок с «внутренней» стороны; t_max-t_min - разница между временем максимальной и минимальной нагрузок.

Третий этап направлен на выявление доказательства представленной формулы (3) интегральной интенсивности нагрузки с «внешней» стороны:

В формуле (3) есть все обозначения кроме а, которые находятся следующим образом:

1) максимальной нагрузкой для данных табл.3 и конкретных уровней значения в формулу (3):

а+24,3×2,6747+3×10,555=100%

2) а=100%-96,415%=3,585.

Следовательно, а для формулы (3) и данных табл.3 будет 3,585, и уровни значения с двумя оставшимися нагрузками будут:

1) 3,585+24,3×2,6747+1×10,555=78,89,

2) 3,585+14,175×2,6747+3×10,555=73,02.

Это значит, что формула (3) может быть использована для индивидуальной оценки интенсивности нагрузки с «внешней» стороны. Формула (3), представляет возможность:

1) установить связь между интегральной интенсивностью нагрузки с «внешней» и «внутренней» стороны;

2) планировать нагрузку на протяжении одной тренировки и микроцикла с большой вариацией изменений объема и интенсивности нагрузок;

3) управлять развитием тренированности с одновременным изменением объема и интенсивности нагрузок.

Эта зависимость (формула 3) оценки интегральной интенсивности нагрузки с «внешней» стороны может быть использована для оценки в циклических видах спорта, алгоритм выявления которой полностью совпадает.

1. Можно задать одну нагрузку различным набором (суммой) объема и интенсивности нагрузки. Например, 90% интегральной интенсивности нагрузки с «внешней» стороны.

2. Равномерно по 5% как с помощью объема нагрузки, так и интенсивности нагрузки.

Возьмем формулу (3) и конкретные индивидуальные коэффициенты для данных табл.3, где мощность нагрузки, составляющая - 24,3, умножается на b₁=2,6747, их произведение будет равно 64,75% - максимальной величины вклада мощности работы.

Если коэффициент b₁ постоянный, то их произведение с мощностью нагрузки должно давать меньше на 5% от 64,75% и, следовательно, составлять 59,75%. Затем, 59,75%; 2,6747=22, 42 кгм·мин/кг, т.е. получаем искомую величину пятипроцентного снижения интегрального показателя интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны.

Аналогичную процедуру можно провести для нашей формулы (3) и данных табл.3, и как следствие, имеет максимальную величину 3 мин, а коэффициент b₂=10,555.

Максимальный вклад действия объема нагрузки на интегральный показатель интенсивности и нагрузки с «внутренней» стороны определяем за счет произведения t×b₂=31,665%.

Разность от 31,665% - 5% и получаем 26,665% - величину, характеризующую уровень воздействия на интегральную интенсивность нагрузки с «внутренней» стороны, объем нагрузки будет составлять при этом t=26,665:10,555=2,5262 мин.

Для проверки данной величины необходимо использовать зависимость (3) - данные по равномерному сокращению объема и интенсивности на интегральную интенсивность нагрузки с «внутренней» стороны:

3,585+22,42×2,6747+2,526×10,555=90%.

Приведем другой пример, когда показатели объема и интенсивности нагрузки изменяются неравномерно. Допустим, объем нагрузки должен снизить интегральную интенсивность нагрузки с «внутренней» стороны на 3%, а интенсивность нагрузки - на 7%. Определение этой величины осуществим по вышеуказанной схеме.

Для практической деятельности можно составить таблицу с интервалом 1% как для объема, так и для интенсивности нагрузки, которые будут указывать на взаимосвязь с интегральной интенсивностью нагрузки с «внутренней» стороны (см. табл.4).

Таблица 4
Взаимосвязь объема и интенсивности нагрузки с интегральной интенсивностью нагрузки с «внутренней» стороны Интенсивность нагрузки, кгм·мин/кг Объем нагрузки, мин Интегральная интенсивность с «внутренней» стороны 23,92 2,91 99 23,55 2,81 98 23,17 2,72 97 22,80 2,62 96 22,42 2,53 95 22,04 2,43 94 21,66 2,34 93 21,29 2,24 92 20,91 2,15 91 20,54 2,05 90 20,16 1,96 89 19,79 1,86 88 19,41 1,77 87 19,04 1,67 86 19,67 1,58 85 18,28 1,48 84 17,91 1,39 83 17,53 1,29 82 17,16 1,2 81 16,79 1,11 80

Примечание:

1. Можно использовать как снижение объема нагрузки, так и снижение ее интенсивности.

2. Можно использовать снижение объема и интенсивности нагрузки одновременно.

При использовании данных табл.4 индивидуально для каждого спортсмена появляется возможность планировать объемы и интенсивность нагрузки в следующих случаях:

1. Изменить интенсивность нагрузки, например, со 100% до 89% интегральной интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны, при этом обнаруживается, что искомая величина будет составлять 20,16 кгм·мин/кг.

2. Изменить объем нагрузки, например, с 80% до 91% интегральной интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны, что составит 2,15 мин.

3. Одновременно изменить объем и интенсивность нагрузки, например, объем нагрузки снизить со 100% до 94% интегральной интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны, что будет соответствовать объему нагрузки 2,53 мин, а интенсивность нагрузки снизить со 100% до 99% интегральной интенсивности, что будет соответствовать интенсивности нагрузки 23,92 кгм·мин/кг.

4. Общее снижение интегральной интенсивности и нагрузки со 100% до 93%, что определяется суммой снижения (6% за счет объема нагрузки и 1% - за счет ее интенсивности).

5. Планирование интегральной интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны необходимо в том случае, когда следует рассчитать, например, увеличение ее каждый тренировочный день на 2% (с 82%). При равномерном повышении объема и интенсивности тренеру следует учитывать уровни:

- объем нагрузки должен вызывать интегральную интенсивность нагрузки с «внутренней» стороны 91% и составить 2,15 мин;

- интенсивность нагрузки должна вызвать также интегральную интенсивность нагрузки на уровне 91% и составит 20,91 кгм·мин/кг.

- повышение интенсивности нагрузки с «внутренней» стороны на 2% в течение трех дней составит для объема нагрузки 2,24 мин, 2,34 мин, а интенсивности нагрузки - 21,29 кгм·мин/кг, 21,66 кгм·мин/кг, 22,04 кгм·мин/кг.

Таким образом, при планировании тренировок могут использоваться много различных вариантов, но схема определения будет оставаться в рамках заявляемых притязаний. Автором апробирован заявляемый способ на различных спортсменах различных видов спорта. Полученные результаты позволяют утверждать, что данный способ можно применять для спортсменов различной степени тренированности.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в практике тренировочного процесса, для определения индивидуально-допустимых нагрузок и физической работоспособности на протяжении всей карьеры спортсмена. Для этого производят оценку степени тренированности организма, основанной на интегральной оценке «внешней» стороны, через определение показателей интенсивности нагрузки и времени его воздействия. Определение интенсивности нагрузки организма осуществляют через интегральные показатели мощности и времени воздействия на организм как в процессе одной тренировки, так и на протяжении всей карьеры спортсмена по математической формуле:

J=a+Nb₁+tb₂. Способ позволяет повысить точность диагностики организма за счет одновременного учета изменений времени и показателей интенсивности нагрузки с учетом индивидуальных особенностей. 4 табл.

Способ оценки степени тренированности организма, основанной на интегральной оценке его «внешней» стороны через определение показателей интенсивности нагрузки и времени его воздействия, отличающийся тем, что определение интенсивностью нагрузки организма осуществляют через интегральные показатели мощности и времени воздействия на организм как в процессе одной тренировки так и на протяжении всей карьеры спортсмена, которые определены из математической зависимости:
J=a+Nb₁+tb₂,
где J - показатель интенсивности нагрузки организма;
а - эмпирический коэффициент приведения;
N - мощность работы, кгм·мин/кг;
t - время работы, мин;
b₁ - эмпирический коэффициент приведения для выявления соотношения между показателями интенсивности нагрузок с «внутренней» стороны и мощностью механической работы b₁=(Y_max-Y_min):(Х_max - Х_min);
где Y_max-Y_min - разница между максимальной и минимальной интегральной интенсивностью нагрузок с «внутренней» стороны; X_max-X_min - разница между максимальной и минимальной мощностью работ;
b₂ - эмпирический коэффициент приведения для определенного времени воздействия на организм
b₂=(Y_max-Y_min):(t_max-t_min),
где (t_max-t_min) - разница между временем максимальной и минимальной нагрузок.