СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЕРЕТРЕНИРОВАННОСТИ И/ИЛИ ПОВЫШЕННОГО УРОВНЯ СПОРТИВНОГО СТРЕССА У СПОРТСМЕНОВ НА ОСНОВАНИИ ОЦЕНКИ ЦВЕТОВОГО СПЕКТРА ВЕГЕТАТИВНОЙ РЕГУЛЯЦИИ РИТМА СЕРДЦА В ПЕРИОД НОЧНОГО СНА ПРИ ПРОВЕДЕНИИ ХОЛТЕРОВСКОГО МОНИТОРИРОВАНИЯ Российский патент 2016 года по МПК A61B5/452 

Изобретение относится к области спортивной медицины и функциональной диагностики, где при проведении холтеровского мониторирования на аппарате Medilog DARWIN 1.11.5, SCHILLER у юных элитных атлетов проводится анализ цветовой спектрограммы вариабельности ритма сердца (ВРС), позволяющий оценить функциональное состояние юных спортсменов, выявить ранние признаки перетренированности и своевременно скорректировать тренировочный процесс.

Исследований по оценке, эффективности использования и интерпретации полученных данных цветовой спектрограммы ВРС на аппарате Medilog DARWIN 1.11.5, SCHILLER у юных атлетов ранее не проводилось. К аналогам изобретения можно отнести применение данной автоматической опции в Европе у офисных работников для определения уровня стрессоустойчивости, в частности при приеме на работу [D. Eller-Berndl. 24 Heart Rate Variability in Clinical Practice. Book of Abstracts 14-th Congress of the International Society for Holter and Noninvasive Electrocardiology (ISHNE 2011), 12-th Congress of Russian Society for Holter Monitoring and Noninvasive Electrocardiology (ROHMINE), 26-28 april 2011, page 3; D. Eller-Berndl "Herzratenvariabilität", erschienen im Verlagshaus der Ärzte, Juni 2010]. В работе В. Makivić и соавт. [B. Makivić, M. Djordjević Nikić, S. Willis. Heart Rate Variability (HRV) as a Tool for Diagnostic and Monitoring Performance in Sport and Physical Activities. Journal of Exercise Physiology; 2013; 3 (16): 103-131] представлен анализ 4 биомедицинских баз данных (PubMed, MEDLINE, NSCA, ACSM) по оценке ВРС у спортсменов. При этом анализ ВРС проводился при нагрузочных пробах (велоэргометрия, тредмил тест) до начала нагрузки, во время нагрузки и в период отдыха с использованием временного (time domain) и спектрального (freguence domain) анализа ВРС. Данные методики основаны на применении статистической обработки RR интервалов (time domain) или разделении обрабатываемой выборки RR интервалов с помощью быстрого преобразования Фурье на частотные спектры разной плотности (freguence domain), выделения высокочастотного от 0,15 до 0,40 Гц (HF - high freguence) и низкочастного от 0,04 до 0,15 Гц (LH - low freguence) компонентов с последующей интерпретацией полученных данных. Оценка функционального состояния спортсменов на основании анализа ВРС при нагрузочных пробах требует пребывания спортсмена в медицинском центре определенное время, отрыва от тренировок и не исключает влияния внешних факторов (раннее пробуждение, поздний неполноценный завтрак и т.д.), в то время как оценка ВРС при холтеровском мониторировании дает полную информацию о состоянии вегетативной нервной системы атлета, что в своей работе подтверждает W.L. Kenney [W.L. Kenney, R.H. Humphrey, С.Х. Bryant et al. ACSM′s guidelines for exercise testing and prescription American College of Sports Medicine. Baltimore, Md Williams & Wilkins 1995]. Авторы рекомендуют использовать оценку ВРС именно в период ночного сна (не менее 4 часов с момента засыпания) для получения наиболее точной и надежной информации о функциональном состоянии спортсменов. Кроме того, использование цветовой спектрограммы ВРС при проведении ХМ позволяет врачу команды быстро и наглядно оценить функциональное состояние спортсменов непосредственно в условиях тренировочного цикла (на спортивных базах), выявить признаки перетренированности на ранних этапах и скорректировать тренировочный процесс.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является оценка ВРС при проведении холтеровского мониторирования у юных спортсменов на основании визуального анализа цветовой спектрограммы ВРС в различных фазах тренировочного цикла, интерпретация полученных паттернов цветовой спектрограммы ВРС, для своевременного выявления признаков перетренированности, коррекции тренировочного процесса и достижения высоких спортивных результатов. При проведении 24-часового холтеровского мониторирования (ХМ) на аппарате Medilog DARWIN 1.11.5, SCHILLER, наряду со стандартными параметрами, оцениваемыми при ХМ, был проведен визуальный анализ цветового тренда спектрального диапазона вариабельности ритма сердца, являющегося специфической оригинальной опцией для данной системы. На цветовой спектрограмме вариабельности ритма сердца (фиг. 1) каждый отдельный «цветокодированный» спектр расположен вертикально, по оси X отмечено время регистрации, по оси Y - частота колебаний. Амплитуда вариабельности частоты сердечных сокращений «цветокодирована» таким образом, что высокочастотные волны от 0,15 до 0,40 Гц (HF - high freguence) имеют желто-красный цветовой диапазон и отражают уровень парасимпатических влияний на ритм сердца, а низкочастотные волны от 0,04 до 0,15 Гц (LH - low freguence) имеют синий цветовой диапазон и отражают уровень симпатических влияний на ритм сердца. Данные цветовой спектрограммы ВРС сопоставлялись с общепринятыми показателями временного анализа ВРС. Цветовая спектрограмма здорового подростка 16 лет представлена на фиг. 2.

Спортсменам с клиническими признаками перетренированности (жалобы на быструю утомляемость, снижение работоспособности), низкую толерантность к физической нагрузке (ТФН) при проведении нагрузочных проб было проведено 24-часовое холтеровское мониторирование с анализом ВРС.

На основании проведенного анализа цветовых спектрограмм ВРС юных атлетов (n=36) 15-17 лет было выделено 3 паттерна цветовой спектрограммы ВРС:

1. Сбалансированная вегетативная циркадная регуляция организма (повышение парасимпатических влияний ночью с преобладанием высокочастотных волн желто-красного спектра более 0,20 Гц).

2. Дисфункция вегетативной нервной системы с редуцированием парасимпатических влияний на ритм сердца (снижение высокочастотных волн желто-красного спектра менее 0,15 Гц).

3. Сглаженность циркадного профиля цветовой спектрограммы вариабельности ритма сердца в дневное и ночное время с отсутствием высокочастотных волн желто-красного спектра - проявление спортивной вегетопатии, за счет перетренированности и/или спортивного стресса, соматических заболеваний.

ПРИМЕР 1

Иван, 15 лет. Член юношеской олимпийской сборной РФ по плаванию. Стаж занятий 7 лет, продолжительность тренировок 10-12 часов в неделю. За последние 3 недели участвовал в двух крупных соревнованиях, без периода отдыха, результаты оценивает как хорошие (3 и 4 места). Субъективная оценка физической формы (по 5-балльной шкале) на 4,0 балла. Жалобы на усталость, быструю утомляемость, по данным велоэргометрии - низкая ТФН. При оценке цветовой спектрограммы ВРС при проведении ХМ (аппарат Medilog DARWIN 1.11.5, SCHILLER) отмечалось снижение высокочастотных волн желто-красного спектра (менее 0,15 Гц) в период ночного сна, свидетельствующее о редуцировании парасимпатических влияний на ритм сердца (фиг. 3A). Полученные результаты сопоставлялись с общепринятыми показателями ВРС, отражающими уровень парасимпатических влияний на ритм сердца (параметры pNN50). По данным временного анализа ВРС также отмечалось снижение парасимпатических влияний на ритм сердца: pNN50=9,2% при норме 28,7±6,3% [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с.].

Спортсмен был отведен от занятий спортом на 1 неделю, после чего было повторно проведено холтеровское мониторирование с оценкой цветовой спектрограммы ВРС (фиг. 3Б), при этом отмечалась нормализация вегетативной регуляции сна: преобладали высокочастотные волны желто-красного спектра (более 0,20 Гц), что свидетельствует о повышении парасимпатических влияний на ритм сердца в период сна (отмечен красной стрелкой). По данным временного анализа ВРС также отмечалось повышение парасимпатических влияний на ритм сердца в период сна: pNN50=43% (норма 28,7±6,3%) [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с.].

ПРИМЕР 2

Максим, 16 лет. Член юношеской олимпийской сборной РФ по футболу. Стаж занятий 9 лет, продолжительность тренировок 12-14 часов в неделю. Субъективная оценка физической формы (по 5-балльной шкале) на 3,0 балла. Испытывал стресс после проигрыша командой важной игры. Жалобы на снижение работоспособности, по данным велоэргометрии - низкая ТФН. При проведении ХМ (аппарат Medilog DARWIN 1.11.5, SCHILLER), отмечалось снижение парасимпатических влияний на ритм сердца как по данным цветовой спектрограммы ВРС (снижение высокочастотных колебаний желто-красного спектра менее 0,15 Гц, фиг. 4А), так и по данным временного анализа ВРС: pNN50=11,8% при норме 29,7±6,3% [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с.].

Была проведена коррекция тренировочного процесса (снижение нагрузок), работа с психологом. Спустя 2 недели повторно проведено холтеровское мониторирование, при оценке ВРС регистрировалась сбалансированная циркадная регуляция организма с повышением парасимпатических влияний на ритм сердца в период сна по данным цветовой спектрограммы ВРС (увеличение высокочастотных колебаний желто-красного спектра более 0,20 Гц, фиг. 4Б) и временного анализа ВРС: pNN50=51,2% (норма 29,7±6,3%) [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с].

ПРИМЕР 3

Денис, 17 лет. Член юношеской олимпийской сборной РФ по академической гребле. Стаж занятий 10 лет, продолжительность тренировок 10-12 часов в неделю. Субъективная оценка физической формы (по 5-балльной шкале) на 3,5 балла. Жалобы быструю утомляемость при нагрузках. Отмечает раннее начало тренировок (спустя неделю) после перенесенной острой респираторной вирусной инфекции (ОРВИ). По данным велоэргометрии - низкая ТФН. При оценке цветовой спектрограммы ВРС (фиг. 5А) отмечалась сглаженность циркадных различий ВРС с редуцированием парасимпатических влияний на ритм сердца (отсутствие высокочастотных волн желто-красного спектра в период ночного сна), показатели временного анализа ВРС также были снижены: pNN50=5,3% при норме 29,7±6,3% [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с].

Спортсмен был освобожден от занятий спортом на 2 недели. При повторном проведении холтеровского мониторирование, отмечалась нормализация вегетативной регуляции сна с повышением парасимпатических влияний на ритм сердца по данным цветовой спектрограммы ВРС (фиг. 5Б) и временного анализа ВРС: pNN50=47,8% (норма 29,7±6,3%) [Макаров Л.М. Холтеровское мониторирование (3-е издание) // М.: Медпрактика-М, 2011 - 456 с.].

Положительные результаты (раннее выявление признаков перетренированности пред- и постсоревновательного стресса при помощи цветовой спектрограммы ВРС с последующей коррекцией тренировочного процесса и нормализацией состояния вегетативной нервной системы) были достигнуты у 100% юных спортсменов.

Краткое описание чертежей

На цветовой спектрограмме вариабельности ритма сердца (фиг. 1) амплитуда вариабельности частоты сердечных сокращений «цветокодирована» таким образом, что высокочастотные волны от 0,15 до 0,40 Гц (HF - high freguence) имеют желто-красный цветовой диапазон и отражают уровень парасимпатических влияний на ритм сердца, а низкочастотные волны от 0,04 до 0,15 Гц (LH - low freguence) имеют синий цветовой диапазон и отражают уровень симпатических влияний на ритм сердца. На спектрограмме здорового подростка (фиг. 2) период сна отмечен стрелкой. Отмечается увеличение высокочастотных колебаний (более 0,20 Гц) желто-красного спектра в период сна, что свидетельствует о повышении парасимпатических влияний на ритм сердца. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по плаванию (Иван, 15 лет) после двух соревнований без периода отдыха (фиг. 3), период сна отмечен стрелкой. Отмечается автономная дисфункция вегетативной нервной системы с редуцированием парасимпатических влияний на ритм сердца в период сна (снижение высокочастотных волн желто-красного спектра (менее 0,15 Гц)) в период ночного сна, свидетельствующее о редуцировании парасимпатических влияний на ритм сердца. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по плаванию (Иван, 15 лет) после коррекции тренировочного процесса (недельный отдых), фиг. 4, период сна отмечен стрелкой. Отмечается сбалансированная циркадная регуляция организма с преобладанием высокочастотных волн желто-красного спектра (более 0,20 Гц) в период сна, что свидетельствует о повышении парасимпатических влияний на ритм сердца. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по футболу (Максим, 16 лет) после проигрыша командой важной игры (фиг. 5), период сна отмечен стрелкой. Отмечается автономная дисфункция вегетативной нервной системы с редуцированием парасимпатических влияний на ритм сердца в период сна (снижение высокочастотных волн желто-красного спектра менее 0,15 Гц в период ночного сна), свидетельствующее о редуцировании парасимпатических влияний на ритм сердца. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по футболу (Максим, 16 лет) после коррекции тренировочного процесса (фиг. 6), период сна отмечен стрелкой. Отмечается сбалансированная циркадная регуляция организма с преобладанием высокочастотных волн желто-красного спектра более 0,20 Гц в период сна, что свидетельствует о повышении парасимпатических влияний на ритм сердца. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по академической гребле (Денис, 17 лет) спустя 7 дней после перенесенной ОРВИ (фиг. 7). Отмечается сглаженность циркадного профиля цветовой спектрограммы ВРС в дневное и ночное время с отсутствием высокочастотных волн. Период сна (согласно дневнику пациента) отмечен стрелкой. Цветовая спектрограмма вариабельности ритма сердца спортсмена - члена юношеской олимпийской сборной по академической гребле (Денис, 17 лет) после периода отдыха (фиг. 8), период сна отмечен стрелкой. Сбалансированная циркадная регуляции организма с преобладанием высокочастотных волн (более 0,20 Гц) желто-красного спектра в период сна, что свидетельствует о повышении парасимпатических влияний на ритм сердца.

Изобретение относится к области медицины и может быть использовано в спортивной медицине. Исследование проводят в период ночного сна. Регистрируют и анализируют спектр вариабельности сердечного ритма (ВСР). При этом определяют тренд волн высокочастотного и низкочастотного диапазона спектра ВСР, отражающих уровень симпатических и парасимпатических влияний на ритм сердца. При выявлении сглаженности циркадного профиля, снижении спектра волн высокочастотного диапазона менее 0,15 Гц состояние спортсмена оценивают как перетренированность и/или спортивный стресс. При преобладании в спектре ВСР волн высокочастотного диапазона более 0,20 Гц состояние оценивают как норма. Способ позволяет провести экспресс-диагностику и оценить функциональное состояние спортсмена в условиях тренировочного процесса, что достигается за счет анализа спектра ВСР в ночное время. 8 ил., 3 пр.

Способ оценки перетренированности спортсменов и/или спортивного стресса, включающий анализ спектра вариабельности сердечного ритма (ВСР), отличающийся тем, что исследование проводят в период ночного сна, определяют тренд волн высокочастотного и низкочастотного диапазона спектра ВСР, отражающих уровень симпатических и парасимпатических влияний на ритм сердца, и при выявлении сглаженности циркадного профиля, снижении спектра волн высокочастотного диапазона менее 0,15 Гц состояние спортсмена оценивают как перетренированность и/или спортивный стресс, а при преобладании в спектре ВСР волн высокочастотного диапазона более 0,20 Гц состояние оценивают как норма.