СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ Российский патент 2020 года по МПК A61B5/02 

Изобретение относится к области медицины и кардиологии, в частности, к спортивной медицине, лечебной физкультуре и медицинской функциональной диагностике, и может быть использовано для контроля физической работоспособности человека и его толерантности к физической нагрузке, а также при оценке физической работоспособности как здоровых, так и больных людей и для моделирования дозированной нагрузки спортсмена.

Уровень техники

В настоящее время известны различные способы определения физической работоспособности человека. В медицинской практике нашли свое применение тесты с дозированной физической нагрузкой, а именно проба с использованием велоэргометрии, проба с использованием тредмила (Амосов Н.М., Бендет Я.А. Физическая активность и сердце. - 2-е изд., перераб. и доп.- К.: Здоров'я, 1984. - с. 56-64.; Аронов Д.М., Лупанов В.П. Функциональные пробы в кардиологии. - М: МЕДпресс-информ, 2003. - 2-е изд. - с. 21-26.)

При велоэргометрии испытуемый выполняет физическую нагрузку (крутит педали) в темпе, задаваемом оператором. После 2-3 минут успешного выполнения нагрузка увеличивается. Используется ступенчато возрастающая нагрузка (величина нагрузки выражается в ваттах). Тест прекращается при достижении критериев прекращения нагрузки.

Недостатками велоэргометрии являются: чувство неудобства от длительного сидения в седле, появление усталости и боли в четырехглавых мышцах, на которые ложится основная нагрузка, возникновение ангинозного приступа, опасных для жизни аритмий, головной боли, тошноты, рвоты при неадекватных нагрузках, что требует расположения помещения, в котором проводится велоэргометрия, в непосредственной близости к блоку интенсивной терапии, или диагностический кабинет должен быть полностью оборудован для автономного выполнения полноценных реанимационных мероприятий, и исследование необходимо проводить в присутствии врача-специалиста по функциональной диагностике и медсестры.

Проба на тредмиле представляет собой бег на движущейся дорожке с определенной скоростью и определенным углом уклона. Постоянная поэтапно, через каждые 1 или 3 минуты, возрастающая физическая нагрузка, за счет увеличения скорости движения и наклона дорожки, выполняется до появления критериев прекращения нагрузки.

Недостатками пробы с использованием тредмила являются: высокая стоимость тредмилов, их громоздкость, показатели физической работоспособности на них измеряются в милях в час, что трудно сопоставить с привычными для врачей ваттами, кроме того, нагрузка на тредмиле в значительной степени определяется массой обследуемого, что затрудняет сравнение результатов в длительной динамике.

Известны способы оценки физической работоспособности человека, использующие простейшие формы выполнения физической нагрузки, не требующие специальной аппаратуры (Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г., «Сердечная деятельность и функциональная подготовленность у спортсменов (норма и атипичные изменения в нормальных и измененных условиях адаптации к физическим нагрузкам) / З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина [Текст]. -М.: Советский спорт, 2012. -с. 91-101.) К ним относятся:

а) проба с бегом на месте (проба Котова-Дешина), заключающаяся в оценке адаптации сердечно-сосудистой системы к нагрузкам, направленным на развитие выносливости (2-3 минутный бег с высоким подниманием бедра (в верхней точке бедро параллельно полу) со скоростью 180 шагов в минуту). Оценка пробы проводится по типу реакции сердечно-сосудистой системы и времени восстановления;

б) проба Руфье (Восстановительная медицина: учебник / под ред. В. А. Епифанова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2012. - с. 72) заключающаяся в определении функционального резерва сердечно-сосудистой системы, основанная на учете величины пульса, зафиксированной на различных этапах восстановления после относительно небольшой нагрузки (15 приседаний в течение 45 секунд);

в) проба с подъемом на ступеньки (Гарвардский степ-тест), заключающаяся в оценке физической работоспособности человека основанной на учете величины пульса, зафиксированной на различных этапах восстановления после восхождения на ступеньку определенной высоты с частотой 30 в минуту, в течение 5 минут.

Оценка работоспособности указанными выше способами или позволяет получить лишь общую ориентировочную картину функционального состояния человека или может быть применима у людей, имеющих достаточную физическую подготовку, а не у лиц старшего и пожилого возраста, поскольку может вызвать значительные функциональные сдвиги.

Известен способ оценки толерантности к физической нагрузке и объективизации функционального статуса больных с заболеваниями сердца и легких (Lipkin D.P., Scriven A.J., Crake Т., Poole-Wilson P.A. Six minute walking test for assessing exercise capacity in chronicheart failure. British Medical Journal 1986; 292:653-655.; Руководство по амбулаторно-поликлинической кардиологии /под ред. Ю.Н. Беленкова, Р.Г. Оганова. - М.: ГЭОТАР-Медиа, 2007. - с. 66-68.) - тест 6-минутной ходьбы, заключающийся в том, что при проведении 6-минутной шаговой пробы больному ставится задача пройти как можно большую дистанцию за 6 мин (по измеренному [30 м] и размеченному через 1 м коридору в своем собственном темпе), после чего пройденное расстояние регистрируется. Перед началом и в конце теста оценивают одышку по шкале Борга, пульс и, при возможности, сатурацию кислородом крови (при наличии пульсоксиметра). Дистанцию, пройденную в течение 6 мин, измеряют в метрах и сравнивают с должным показателем. Должные показатели вычисляют по формулам, которые учитывают возраст в годах, массу тела в килограммах, рост в сантиметрах, индекс массы тела. На основании пройденной дистанции делается вывод о функциональном статусе пациента (функциональном классе сердечной недостаточности).

Недостатком данного способа являются низкая точность определения результатов испытаний: 1) тест 6-минутной ходьбы высокочувствителен к изменениям методики его проведения, поэтому рекомендуется четко соблюдать технические требования по его воспроизведению; 2) при осуществлении теста 6-минутной ходьбы зависимость между максимальным потреблением кислорода (max Vo₂) и расстоянием, пройденным в течение теста - нелинейна; 3) тест 6-минутной ходьбы предназначен для диагностики пациентов с тяжелой хронической сердечной недостаточностью (по NYHA - ХСН 2 функциональный класс (ф.кл.) и 3 ф.кл.), но не подходит для оценки состояния здоровья пациентов с легкой хронической сердечной недостаточностью (ХСН) (по NYHA - ХСН 1-й функциональный класс); 4) оценочный показатель, с которым сравнивается пройденное расстояние конкретным индивидуумом, вычислен с использованием коэффициентов, подобранных эмпирическим путем; 5) результаты проведения теста с 6-минутной ходьбы определяются субъективными факторами, основным из которых является характер мотивации пациента, при этом свою произвольную скорость ходьбы пациент может значительно замедлить, в связи со своей субъективной мотивацией, и не реализовать важное условие проведения теста - ходить как можно быстрее в течение 6 минут.

Прототипом предлагаемого способа определения физической работоспособности является проба С.П. Летунова (Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. Сердечная деятельность и функциональная подготовленность у спортсменов (норма и атипичные изменения в нормальных и измененных условиях адаптации к физическим нагрузкам) / З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина [Текст]. - М.: Советский спорт, 2012. - с. 94-98.), точнее 1-й компонент этой трехкомпонентной пробы. Проба складывается из трех нагрузок: первая - 20 приседаний выполняемых за 30 секунд, вторая - 15-секундный бег на месте в максимальном темпе, третья - трехминутный бег на месте в темпе 180 шагов в 1 минуту.

Проба используется в спортивно-медицинских исследованиях, и предназначена для определения характера адаптации организма к скоростной работе и работе на «выносливость» по особенностям восстановительного периода Данная функциональная проба простая, доступная, достаточно информативная, является самой массовой методикой определения физической работоспособности в физической культуре и спорте. Недостатком данной пробы является низкая точность определения результатов: оценка результатов пробы С.П. Летунова не количественная, а качественная. Она ведется путем изучения так называемых типов реакций: нормотонический тип; атипические типы - гипертонический, гипотонический, дистонический и реакция со ступенчатым подъемом максимального АД. Данная функциональная проба не позволяет оценить физическую работоспособность (PWC₁₇₀), которая является на сегодняшний день наиболее признанным критерием состояния физической работоспособности человека. Это связано с тем, что в пробе С.П. Летунова отсутствует возможность расчета мощности выполняемой нагрузки.

Недостатки известных способов устраняет заявляемое техническое решение.

Технической задачей изобретения является унификация оценки результатов определения физической работоспособности, учет энергетических затрат, а также повышение точности определения физической работоспособности.

Способ определения физической работоспособности по изменению частоты сердечных сокращений после выполнения глубоких приседаний включает следующие этапы: 1) определение перед измерением исходного уровня АД (артериального давления) и ЧСС (частоты сердечных сокращений) обследуемого в положении сидя; 2) задание пациенту физической нагрузки, включающей первую нагрузку из 10 приседаний за 30 секунд и вторую нагрузку из 20 приседаний за 30 секунд, причем во время приседания при первой и второй нагрузках руки должны быть вытянуты вперед, а при выпрямлении ног опущены вниз, непосредственно в конце каждой нагрузки регистрируют частоту пульса, затем на протяжении первых 40 секунд первой минуты после нагрузки измеряют АД.

Пациент выполняет упражнение при первой и второй нагрузках, стоя на электронных весах. В процессе упражнения вес тела Р измеряется датчиками. Цифровой сигнал от весов поступает в ЭВМ, где происходит определение мощности выполненных нагрузок и уровня физической работоспособности с помощью вычисления. На вход ЭВМ поступает массив значений веса P_i отсчитанных с интервалом 0,005 с. во время выполнения нагрузок.

Ускорение центра масс пациента в любой момент времени в процессе приседания определяется с помощью законов динамики через отношение динамического и статического весов; скорость центра масс вычисляется путем численного интегрирования ускорения по времени. Массив значений скорости подвергается второму интегрированию по времени, в результате чего находится вертикальное смещения центра масс в процессе подъема из приседа. По вычисленным значениям вертикального смещения центра масс вычисляется совершенная работа. Мощность W находится как отношение работы ко времени выполнения упражнения.

Полученные значения ЧСС в конце первой и второй нагрузок и вычисленные значения мощностей первой и второй нагрузок помещаются в модифицированный вариант формулы вычисления физической работоспособности (Physical Working Capacity) по тесту PWC170 - формулу определения физической работоспособности у лиц, занимающихся массовой физической культурой (тест PWC_AF - физическая работоспособность при изменяющейся с возрастом (А - age) ЧСС (F- frequency)).

Значение PWC170 вычисляется по стандартной формуле

где W₁ и W₂ - мощности соответственно первой и второй нагрузок, ƒ₁ и ƒ₂ - частота сердечных сокращений после этих нагрузок.

Значение PWC_AF вычисляется по формуле

где W₁ и W₂ - мощности соответственно первой и второй нагрузок, ƒ₁ и ƒ₂ - частота сердечных сокращений после этих нагрузок, F - частота сердечных сокращений, составляющая примерно 87% (0,87×(220 - возраст)) от максимального возрастного пульса.

Стандартный тест PWC170 предполагает выполнение двух упражнений (нагрузок) в течение 5 минут каждая с 3-минутным интервалом отдыха между ними; при этом мощность нагрузок задается такой, чтобы частота пульса в конце первого и второго упражнений составляла 110-120 уд/мин и 145-160 уд/мин соответственно (Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. Сердечная деятельность и функциональная подготовленность у спортсменов (норма и атипичные изменения в нормальных и измененных условиях адаптации к физическим нагрузкам) / З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина [Текст]. - М.: Советский спорт, 2012. - с. 104-107.). Указанное время выполнения упражнений и их интенсивность очевидным образом неприемлемы для пациентов, страдающих теми или иными сердечно-сосудистыми заболеваниями.

Из этих соображений предлагается облегченный вариант теста, в котором используется способ задания физической нагрузки, сохраняющий высокую корреляцию с традиционным, при котором используется велоэргометр, а также сохраняется возможность оценить реакцию организма на физическую нагрузку, дополняемые возможностью количественного определения мощности выполненной физической нагрузки, с последующим вычислением PWC₁₇₀ (PWC_AF). В заявляемом способе в отличие от прототипа нагрузки длятся 30 секунд, а традиционное упражнение на велоэргометре заменено выполнением серии приседаний. Существенной закономерностью, лежащей в основе теста PWC170, является линейная связь между мощностью физической нагрузки и частотой сердечных сокращений. Из этих соображений была проведена экспериментальная проверка наличия линейной связи при меньших нагрузках и сокращенном времени выполнения упражнений. Эксперимент был осуществлен на выборке из 25 человек, каждым из которых выполнялись три серии приседаний в количестве 10, 15 и 20 за 30 секунд. Усредненные результаты измерений приведены в табл. 1, 2, где отражена измеренная частота сердечных сокращений (ЧСС) в зависимости от мощности нагрузки W.

Из результатов испытаний (см. табл. 1, 2) видно, что линейная связь между мощностью нагрузки и частотой сердечных сокращений в заявляемом способе соблюдается с высокой точностью. Этим обстоятельством оправдывается использование облегченного варианта теста PWC170 для измерения индекса физической работоспособности пожилых и больных людей.

Поскольку предлагаемая облегченная методика теста по характеру нагрузки и по времени выполнения упражнений отличается от стандартной методики с использованием велоэргометра, получаемое предлагаемым способом значение PWC_AF несколько отличается от стандартного в большую сторону.

Для приведения значений к сравнимым общепринятым в формулу для вычисления PWC_AF вводится поправочный эмпирический коэффициент k, который находится как отношение значения PWC_AF(PWC170), получаемого по стандартному способу, к значению, получаемому заявляемым способом. Поправочный эмпирический коэффициент k=0,25±0,03.

Техническим результатом изобретения является унификация оценки результатов определения физической работоспособности и учет энергетических затрат, а также повышение точности определения физической работоспособности.

Технический результат достигается способом определения физической работоспособности включающем задание пациенту физической нагрузки состоящей из приседаний с измерением ЧСС и АД, отличающемся тем, что приседания выполняют на весах с возможностью передачи данных веса, первая нагрузка состоит из 10 приседаний за 30 секунд, вторая нагрузка 20 приседаний за 30 секунд, причем во время приседания при первой и второй нагрузках руки должны быть вытянуты вперед, а при выпрямлении ног опущены вниз;

проводят контроль АД и ЧСС пациента в положении сидя до нагрузки, затем, с целью динамического контроля состояния пациента, непосредственно в конце каждой нагрузки, регистрируют частоту пульса, затем на протяжении первых 40 секунд первой минуты после нагрузки измеряют АД;

в процессе выполнения человеком упражнения, стоя на электронных весах, массив значений веса тела человека, отсчитанных с интервалом не более 0,005 с, поступает на компьютер, его обрабатывают путем вычисления суммы, значение которой используется для вычисления механической работы, показатель которой используется для расчета средней мощности выполняемой нагрузки,

затем вычисляют мощности физической работы (PWC_AF) по модифицированной, с введением эмпирического поправочного коэффициента k по формуле:

где W₁ и W₂ - мощности соответственно первой и второй нагрузок,

ƒ₁ и ƒ₂ - ЧСС после этих нагрузок,

F - ЧСС, составляющая 0,87×(220 - возраст);

k - поправочный, эмпирический коэффициент, равный 0,25,

по полученному значению PWC_AF определяют физическую работоспособность по таблице 3, содержащейся в описании.

Как вариант, при определении исходного уровня ЧСС в положении сидя частоту пульса подсчитывают пальпаторно за десятисекундные интервалы времени, или электрокардиографическим методом.

Другой вариант, при котором ритм первой и второй нагрузок задается метрономом или имитацией метронома в электронном устройстве.

Техническое решение поясняют таблицы 1, 2, 3.

Табл. 1. Зависимость значений мощности и ЧСС от нагрузки.

Табл. 2. Таблица линейной зависимости мощности выполняемой работы (абсцисса) от ЧСС (ордината).

Табл. 3. Оценка физической работоспособности у лиц разного пола и возраста по данным пробы PWCAF с модификацией: кгм/мин переведены в ватты. (Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. Сердечная деятельность и функциональная подготовленность у спортсменов (норма и атипичные изменения в нормальных и измененных условиях адаптации к физическим нагрузкам) / З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина [Текст]. - М.: Советский спорт, 2012. - с. 131-132.)

Пример осуществления.

Способ определения физической работоспособности включает контроль перед измерением исходного уровня АД и ЧСС обследуемого в положении сидя, при этом частоту пульса подсчитывают до получения стабильного результата; задание пациенту физической нагрузки, включающей первую нагрузку из 10 приседаний за 30 секунд и вторую нагрузку из 20 приседаний за 30 секунд, причем во время приседания при первой и второй нагрузках руки должны быть вытянуты вперед, а при выпрямлении ног опущены вниз, непосредственно в конце каждой нагрузки, регистрируют частоту пульса, затем на протяжении первых 40 секунд первой минуты после нагрузки измеряют АД; в процессе выполнения человеком упражнения, стоя на электронных весах, массив значений веса тела человека, отсчитанных с интервалом 0,005 с, поступающий в ЭВМ, при использовании второго закона Ньютона преобразуется в массив значений ускорения центра масс индивидуума, затем посредством численного интегрирования ускорения по времени, осуществляется вычисление массива скоростей центра масс в определенные моменты времени при приседании; массив скоростей далее подвергается второму численному интегрированию для нахождения вертикального смещения центра масс в процессе подъема из приседа, осуществляемому путем вычисления суммы, значение которой используется для вычисления механической работы, показатель которой используется для расчета средней мощности выполняемой нагрузки, численный показатель которой применяется для вычисления мощности выполняемой физической работы, выражающейся в глубоком приседании в соответствующем темпе, которая, в свою очередь, применяется для определения уровня физической работоспособности; вычисление мощности физической работы, при которой частота сердечных сокращений достигает индикаторных, предельно допустимых для соответствующего возраста, значений по модифицированной, с введением эмпирического поправочного коэффициента k по формуле:

где W₁ и W₂ - мощности соответственно первой и второй нагрузок, ƒ₁ и ƒ₂ - частота сердечных сокращений после этих нагрузок, F - частота сердечных сокращений, составляющая 0,87 × (220 - возраст) от максимального возрастного пульса; k - поправочный, эмпирический, коэффициент, который определяется как отношение значения физической работоспособности определенной при помощи стандартного теста PWC_AF(PWC170), проведенного по стандартной методике с использованием двухступенчатой нагрузки, и значения физической работоспособности, определенной при помощи теста PWC_AF(PWC170), вычисленного с использованием мощностей двух нагрузок полученных в ходе заявляемого способа, поправочный, эмпирический, коэффициент k=0,25±0,03; при этом закономерность, лежащая в основе стандартного теста PWC_AF(PWC170), а именно - линейная связь между мощностью физической нагрузки и частотой сердечных сокращений, при проведении заявляемого способа, соблюдается с высокой точностью и подтверждается экспериментально.

При определении исходного уровня ЧСС в положении сидя частоту пульса подсчитывают или пальпаторно за десятисекундные интервалы времени, или электрокардиографическим методом. Ритм первой и второй нагрузок задается метрономом или программой-метрономом в ПК/мобильном устройстве.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Использование способа у здоровых лиц.

Пример №1.

Пациент К., 21 год, масса тела 72 кг, рост 179 см, с диагнозом: практически здоров.

При оценке работоспособности заявляемым способом испытуемый последовательно выполнял две нагрузки - серия из 10 приседаний за 30 секунд (первая нагрузка) и серия из 20 приседаний за 30 секунд (вторая нагрузка), с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В конце каждой нагрузки, помимо прочих показателей, определялось значение переменной формулы расчета искомой PWC_AF - подсчитывался пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). ЧСС в конце первой нагрузки - 108 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 123 ударов в минуту. Мощность первой нагрузки составила-104 Вт, мощность второй нагрузки - 200 Вт.

В компьютерной программе реализован алгоритм вычисления PWC_AF по стандартной формуле. В результате вычисления PWC_AF=521 Вт.

На следующий день был проведен тест PWC_AF по стандартной методике при велоэргометрии. Пациент последовательно выполнял две нагрузки в течение 5 минут с 3-минутным интервалом отдыха между ними, мощность первой нагрузки составила - 72 Вт, мощность второй нагрузки - 112 Вт. ЧСС в конце первой нагрузки - 136 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 164 ударов в минуту. Путем экстраполяции вычисляли PWC_AF=125 Вт. Эмпирический поправочный коэффициент составил 0,24. Физическая работоспособность у пациента - ниже средней. Таблица 3 (Белоцерковский З.Б., Любина Б.Г. Сердечная деятельность и функциональная подготовленность у спортсменов (норма и атипичные изменения в нормальных и измененных условиях адаптации к физическим нагрузкам) / З.Б. Белоцерковский, Б.Г. Любина [Текст]. - М.: Советский спорт, 2012. - с. 131-132.).

Пример №2.

Пациент В., 35 год, масса тела 73 кг, рост 175 см, с диагнозом: практически здоров.

При оценке работоспособности заявляемым способом испытуемый последовательно выполнял две нагрузки - серия из 10 приседаний за 30 секунд (первая нагрузка) и серия из 20 приседаний за 30 секунд (вторая нагрузка), с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В конце каждой нагрузки, помимо прочих показателей, определялось значение переменной формулы расчета искомой PWC_AF - подсчитывался пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). ЧСС в конце первой нагрузки - 114 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 124 ударов в минуту. Мощность первой нагрузки составила-94 Вт, мощность второй нагрузки - 232 Вт.

В компьютерной программе реализован алгоритм вычисления PWC_AF по стандартной формуле. В результате вычисления PWC_AF=742 Вт.

На следующий день был проведен тест PWC_AF по стандартной методике при велоэргометрии. Пациент последовательно выполнял две нагрузки в течение 5 минут с 3-минутным интервалом отдыха между ними, мощность первой нагрузки составила - 73 Вт, мощность второй нагрузки - 150 Вт. ЧСС в конце первой нагрузки - 112 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 148 ударов в минуту. Путем экстраполяции вычисляли PWC_AF=178 Вт. Эмпирический поправочный коэффициент составил 0,24. Физическая работоспособность у пациента - выше средней.

Пациенты с гипертонической болезнью

Пример №3.

Пациентка М., 46 лет, масса тела 84 кг, рост 160 см, с диагнозом: Гипертоническая болезнь 1 степени.

При оценке работоспособности заявляемым способом испытуемый последовательно выполнял две нагрузки - серия из 10 приседаний за 30 секунд (первая нагрузка) и серия из 20 приседаний за 30 секунд (вторая нагрузка), с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В конце каждой нагрузки, помимо прочих показателей, определялось значение переменной формулы расчета искомой PWC_AF - подсчитывался пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). ЧСС в конце первой нагрузки - 114 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 136 ударов в минуту. Мощность первой нагрузки составила-119 Вт, мощность второй нагрузки - 227 Вт. В компьютерной программе реализован алгоритм вычисления PWC_AF по стандартной формуле. В результате PWC_AF=302,5 Вт.

На следующий день был проведен тест PWC_AF по стандартной методике при велоэргометрии. Пациент последовательно выполнял две нагрузки в течение 5 минут с 3-минутным интервалом отдыха между ними, мощность первой нагрузки составила - 42 Вт, мощность второй нагрузки - 61 Вт. ЧСС в конце первой нагрузки - 124 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 140 ударов в минуту. Путем экстраполяции вычисляли PWC_AF=75 Вт. Эмпирический поправочный коэффициент составил 0,25. Физическая работоспособность у пациентки - средняя.

Пример №4.

Пациентка 3., 54 года, масса тела 76 кг, рост 153 см, с диагнозом: Гипертоническая болезнь 1 степени.

При оценке работоспособности заявляемым способом испытуемый последовательно выполнял две нагрузки - серия из 10 приседаний за 30 секунд (первая нагрузка) и серия из 20 приседаний за 30 секунд (вторая нагрузка), с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В конце каждой нагрузки, помимо прочих показателей, определялось значение переменной формулы расчета искомой PWC_AF - подсчитывался пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). ЧСС в конце первой нагрузки - 104 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 120 ударов в минуту. Мощность первой нагрузки составила-102 Вт, мощность второй нагрузки - 197 Вт.

В компьютерной программе реализован алгоритм вычисления PWC_AF по стандартной формуле. В результате вычисления PWC_AF=342 Вт.

На следующий день был проведен тест PWC_AF по стандартной методике при велоэргометрии. Пациент последовательно выполнял две нагрузки в течение 5 минут с 3-минутным интервалом отдыха между ними, мощность первой нагрузки составила - 38 Вт, мощность второй нагрузки - 57 Вт. ЧСС в конце первой нагрузки - 116 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 132 ударов в минуту. Путем экстраполяции вычисляли PWC_AF=72 Вт. Эмпирический поправочный коэффициент составил 0,21. Физическая работоспособность у пациентки - средняя.

Пациент с перенесенным в прошлом инфарктом миокарда

Пример №5.

Пациентка Б., 51 год, масса тела 72 кг, рост 173 см, с диагнозом: Постинфарктный кардиосклероз (инфаркт миокарда перенесен 3 года назад).

При оценке работоспособности заявляемым способом испытуемый последовательно выполнял две нагрузки - серия из 10 приседаний за 30 секунд (первая нагрузка) и серия из 20 приседаний за 30 секунд (вторая нагрузка), с 3-минутным интервалом отдыха между ними. В конце каждой нагрузки, помимо прочих показателей, определялось значение переменной формулы расчета искомой PWC_AF - подсчитывался пульс (пальпаторно или электрокардиографическим методом). ЧСС в конце первой нагрузки - 114 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 126 ударов в минуту. Мощность первой нагрузки составила-91 Вт, мощность второй нагрузки - 208 Вт.

В компьютерной программе реализован алгоритм вычисления PWC_AF по стандартной формуле. В результате вычисления PWC_AF=413 Вт.

На следующий день был проведен тест PWC_AF по стандартной методике при велоэргометрии. Пациент последовательно выполнял две нагрузки в течение 5 минут с 3-минутным интервалом отдыха между ними, мощность первой нагрузки составила - 36 Вт, мощность второй нагрузки - 87 Вт. ЧСС в конце первой нагрузки - 88 ударов в минуту. ЧСС в конце второй нагрузки - 136 ударов в минуту. Путем экстраполяции вычисляли PWC_AF=99 Вт. Эмпирический поправочный коэффициент составил 0,24. Физическая работоспособность у пациентки - выше средней.

Изобретение относится к области медицины и кардиологии, в частности к спортивной медицине, лечебной физкультуре и медицинской функциональной диагностике, и может быть использовано для контроля физической работоспособности человека. Измеряют динамический вес человека в процессе выполнения двух последовательных нагрузок. После каждого упражнения измеряют частоту сердечных сокращений. В процессе упражнения вес тела Р измеряют датчиками. Цифровой сигнал от весов поступает в ЭВМ, где вычисляют механическую работу посредством двукратного численного интегрирования результатов измерений, вычисляют среднюю мощность и значение показателя физической работоспособности. Способ позволяет определить физическую работоспособность у нетренированных взрослых людей и пациентов, страдающих сердечно-сосудистой патологией, унифицировать оценку результатов определения физической работоспособности и учет энергетических затрат, а также повысить точность определения физической работоспособности. 4 з.п. ф-лы, 3 табл., 5 пр.

1. Способ определения физической работоспособности, включающий задание пациенту физической нагрузки, состоящей из приседаний с измерением ЧСС и АД, отличающийся тем, что приседания выполняют на весах с возможностью передачи данных веса, первая нагрузка состоит из 10 приседаний за 30 с, вторая нагрузка - 20 приседаний за 30 с, причем во время приседания при первой и второй нагрузках руки должны быть вытянуты вперед, а при выпрямлении ног опущены вниз;

проводят контроль АД и ЧСС пациента в положении сидя до нагрузки, затем непосредственно в конце каждой нагрузки регистрируют частоту пульса, затем на протяжении первых 40 с первой минуты после нагрузки измеряют АД;

в процессе выполнения человеком упражнения, стоя на электронных весах, массив значений веса тела человека, отсчитанных с интервалом не более 0,005 с, поступает на компьютер, его обрабатывают путем вычисления суммы, значение которой используется для вычисления механической работы, показатель которой используется для расчета средней мощности выполняемой нагрузки,

затем вычисляют мощности физической работы (PWC_AF) по модифицированной, с введением эмпирического поправочного коэффициента k по формуле:

где W₁ и W₁ - мощности соответственно первой и второй нагрузок,

ƒ₁ и ƒ₂ - ЧСС после этих нагрузок,

F - ЧСС, составляющая 0,87×(220 - возраст);

k - поправочный эмпирический коэффициент, равный 0,25,

по полученному значению PWC_AF определяют физическую работоспособность по таблице 3, содержащейся в описании.

2. Способ определения физической работоспособности по п. 1, отличающийся тем, что при определении исходного уровня ЧСС в положении сидя частоту пульса подсчитывают пальпаторно за десятисекундные интервалы времени.

3. Способ определения физической работоспособности по п. 1, отличающийся тем, что при определении исходного уровня ЧСС в положении сидя частоту пульса подсчитывают электрокардиографическим методом.

4. Способ определения физической работоспособности по п. 1, отличающийся тем, что ритм первой и второй нагрузок задается метрономом.

5. Способ определения физической работоспособности по п. 1, отличающийся тем, что ритм первой и второй нагрузок задается имитацией метронома в электронном устройстве.