Способ оценки восстановления функционального состояния квалифицированных спортсменов Российский патент 2024 года по МПК A61B5/11 A61B5/103 A61B5/352 

Изобретение предназначено для комплексной оценки функционального состояния квалифицированных спортсменов с помощью методов анализа вариабельности ритма сердца (ВСР) и компьютерной стабилометрии. Применимо в сфере спортивной физиологии и спортивной медицины для персонифицированного подхода к индивидуализации тренировочного процесса, оценки адаптации организма спортсмена к физическим нагрузкам на разных этапах тренировочного процесса. Может быть использовано в спорте высших достижений в качестве способа оценки степени восстановления спортсмена.

Оценка функционального состояния спортсменов является одной из задач спортивной физиологии и медицины, но ее объективность сопряжена с трудностями, связанными с учетом многих факторов лимитирующих специальную работоспособность спортсменов.

Известны способы оценки общего функционального состояния организма человека, представляющие собой, как правило, сложные лабораторные и компьютерные комплексы, требующие инвазивных вмешательств и значительного времени на проведение обследования.

Например, для исследования состояния вегетативной нервной системы и вегетативного тонуса известен способ комплексного исследования, включающий подачу стимулирующих звуковых, электрических, зрительных раздражений, измерение величины вызванных потенциалов электродермальной активности, оценку латентных периодов и амплитуд вызванного кожного вегетативного потенциала (RU 2229838 С2). Данный метод позволяет провести комплексный анализ состояния вегетативной нервной системы, без учета состояния опорно-двигательного аппарата.

Известен способ оценки функционального состояния организма, в котором на основании кардиограммы, исследуя вариабельность сердечного ритма, рассчитывают частотный спектр флуктуаций частоты сердечных сокращений (RU 2714438 С1) в и строят аппроксимирующую функцию вида 1/fn, наилучшим образом огибающую частотный спектр, где f - частота спектра, n - показатель степени, причем значение показателя n используют в качестве характеристики состояния организма, отличающийся тем, что диапазон значений n=0,8…1,4 принимают за диапазон «нормы», соответствующий состоянию «здоровье»; рассчитывают процент отклонения значения n от граничных значений «нормы», при этом если значения n отклоняется от граничных значений «нормы» менее чем на 15%, то говорят о донозологическом развитии «патологии», если отклонение значения n находится между 15% и 30% относительно «нормы», то говорят о преморбидном состояния развития «патологии», если значение n отклоняется от граничных значений «нормы» более чем на 30%, то говорят о наличии «патологии». Недостатком данного способа является односторонняя оценка функционального состояния организма, только на основании анализа вариабельности сердечного ритма без учета вклада других функциональных систем.

Известен способ функциональной диагностики состояния сердечно-сосудистой, вегетативной нервной систем, физической работоспособности и определения оптимальной величины физической нагрузки для нетренированных людей и реабилитации больных и ослабленных людей (RU 2247528 С2), включающий оценку состояния по величине физической нагрузки из ряда непродолжительных нагрузок слабой и умеренной интенсивности после которых, глубина отрицательной фазы пульса максимальна, причем данная физическая нагрузка является оптимальной для определения физической работоспособности человека и тренировки сердечно-сосудистой, вегетативной нервной системы при условии повторения ее через каждые 20-30 мин. Недостатком данного способа является длительность его проведения по времени, обусловленная необходимостью повторения физических нагрузок малой интенсивности несколько раз.

Известен способ оценки адекватности функционального резерва адаптационных систем организма к физическим нагрузкам у пациентов, страдающих хроническими заболеваниями опорно-двигательного аппарата патент (RU 2157542 С1) при котором осуществляют физическую нагрузку, забор крови и анализ активности ферментов до и после физической нагрузки. Недостатком данного способа является наличие инвазивных исследований, связанных с забором крови и длительность обработки полученных данных.

Существуют сведения, указывающие на информативность показателей стабилометрии при оценке интегрального функционального состояния организма. Известны способы оценки функционального состояния человека с помощью стабилографа (RU 94038600 А1) с тестированием на стабилометрической платформе, последующим анализом стабилографических показателей и формированием конечной оценки общего функционального состояния (РФ N 2020869, А 61 М 5/11) или предполагающие тестирование на стабилоплатформе в несколько этапов с разной степенью сложности заданий по поддержанию вертикальной позы, моделирующих различное количество получаемой человеком информации (RU 99105091 А) с последующим анализом траектории движения (RU 2165733 С2). К недостаткам таких решений следует отнести одностороннюю оценку состояния опорно-двигательного аппарата и отсутствие анализа процессов восстановления постурального баланса после физических нагрузок.

За прототип выбран «Способ определения функционального состояния спортсмена» (Таймазов Владимир Александрович и др.) 20.09.2014, заявка на изобретение RU 2013111324 А. Для его реализации регистрируют функциональные показатели состояния спортсмена с последующей их оценкой и определением индекса физического состояния и с вынесением суждения об ухудшении состояния по степени снижения индекса физического состояния, включающий внешний осмотр, определяющий состояние и окраску кожных покровов, носовое дыхание, визуальное нарушение состояния опорно-двигательного аппарата, измерение частоты сердечных сокращений (ЧСС) и систолического артериального давления, отличающийся тем, что дополнительно проводят ортостатическую, клиностатическую, праксисмальную пробы и пробу Ашнера в течение 15 с, причем при проведении ортостатической пробы анализируют изменения частоты сердечных сокращений, определяют разницу пульса в горизонтальном и вертикальных положениях, при этом увеличение сердечных сокращений на 8-12 ударов в минуту соответствует 0,8-1,2 баллам, при проведении клиностатической пробы анализируют изменения ЧСС и артериального давления в ответ на переход спортсмена из вертикального в горизонтальное положение, подсчитывают ЧСС и определяют разницу пульса в горизонтальном и вертикальном положениях и сравнивают с нормой пробы, при которой урежение ЧСС на 4-12 ударов в минуту соответствует 0,4-1,2 баллам, при пробе Ашнера подсчитывают исходную ЧСС и повторную через 15 с, после чего несильно надавливают на глазные яблоки, измеряют урежение ЧСС, при этом урежение ЧСС на 5-12 ударов в минуту по сравнению с нормой соответствует 0,5-1,2 баллам, затем проводят праксисмальную пробу, заключающуюся в рисовании спортсменами равноудаленных кругов на бумаге и подсчете числа нарисованных кругов, при этом по отклонению количества нарисованных кругов от нормы, соответствующей от 12 до 15, производят оценку индекса в бальном значении, которая в норме составляет 1,2-1,5, а систолическое артериальное давление определяют до тренировки и не позднее 3 мин после ее окончания, при этом при превышении разницы между систолическим давлением до и после тренировки на 10-20 мм рт. ст., выносят суждение о соответствии индекса в норме числовым параметрам от 1,0 до 2,0.

Преимуществом используемой оценки является ее направленность на оценку функционального состояния человека с позиций адаптационного потенциала и нарушений в работе сердечно-сосудистой системы и вегетососудистых состояний. Недостатком этого способа является отсутствие оценки вклада опорно-двигательного аппарата в виде показателей постурального баланса в реализацию процессов адаптации.

Задачей технического решения является создание способа, который обладает инструментальной мобильностью, простотой в считывании показателей и относительно несложными расчетами в оценке.

Поставленная задача решается тем, что способ оценки восстановления функционального состояния квалифицированных спортсменов, включает определение адаптации сердечнососудистой системы к физическим нагрузкам: регистрацию в положении сидя методом анализа вариабельности сердечного ритма показателей частоты сердечных сокращений ЧСС, уд/мин, интервалов между соседними R-зубцами и вычисление индекса напряжения ИН, усл.ед. по кардиоритмограмме, отличающийся тем, что измерения проводят спустя 20 минут после тренировки в фазе срочного восстановления, при этом после регистрации показателей сердечно-сосудистой системы, определяют показатели постурального баланса: проводят пробу Ромберга с открытыми глазами на стабилоплатформе, регистрируя скорость перемещения центра давления V мм/с и мощность статокинезиограммы Р Дж/с; затем определяют восстановление функционального состояния спортсменов по индексу напряжения регуляторных систем и показателям пробы Ромберга вычислением по формуле:

при этом оценивают значение ≤50, как полное восстановление, от 50 до 75 не полное восстановление и ≥ 75 отсутствие восстановления.

Общие с прототипом признаки:

- регистрация в положении сидя у испытуемого показателей частоты сердечных сокращений ЧСС, уд/мин,

- регистрация интервалы R-R мс,

- регистрация индекса напряжения ИН, усл. ед.,

- определение уровня вегетативной регуляции и уровня адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам.

Отличительные признаки заявленного решения:

Соответствие изобретения признаку «изобретательский уровень» обеспечивается совокупностью признаков изобретения и обеспечением возможности создания способа, обладающего инструментальной мобильностью, простотой в считывании показателей и относительно несложными расчетами в оценке.

Способ реализуется следующим образом:

В положении сидя у испытуемого измеряются временные интервалы между соседними R-зубцами ЭКГ (RR-интервалы) методом анализа вариабельности сердечного ритма с помощью апаратно-програмного комплекса "Омега-М" (Россия), регистрируют значения частоты сердечных сокращений (ЧСС, уд/мин), интервалы R-R (мс), в результате математической обработки полученных результатов кардиоритмограммы вычисляют индекс напряжения регуляторных систем (ИН, усл. ед.), который отражает соотношение активности симпатического и парасимпатического отделов вегетативной нервной системы. Дополнительно с использованием стабилометрической платформы ST-150 с помощью программного обеспечения STPL (ООО Мера-ТСП, г. Москва) проводится проба Ромберга. Ее стабилометрический вариант, как правило, представляет собой двухфазную пробу, в первой фазе которой предполагается спокойное вертикальное стояние с открытыми глазами, а во второй фазе - с закрытыми, при этом обе фазы равны по длительности (30 сек). Условно, первую фазу соотносят с зрительным компонентом восприятия, вторую - с проприоцептивным. Во время проведения пробы, в фазе с открытыми глазами, проводят запись статокинезиограммы - графического представления траектории движения ЦД в проекции на горизонтальную плоскость опоры и ее значения V мм/с - скорость перемещения центра давления и Р Дж/с - мощность статокинезиограммы.

Все измерения проводятся в фазе срочного восстановления спустя 20 минут после тренировки. Предполагается что в норме ВСР спортсмена и постуральный контроль возвращаются к исходному уровню спустя 20 минут после тренировки. Исследования, изучающие локализованную мышечную усталость, показали, что постуральный контроль возвращается к исходному уровню во всех возрастных группах между 75 секундами и 20 минутами.

Полноту восстановления спортсмена после нагрузки по индексу напряжения регуляторных систем и значениям статокинезиограммы в ортоградной позе определяют по формуле:

П восст.=(ИН×V×P)/1000;

где, ИН усл.ед. - индекс напряжения регуляторных систем (ИН) характеризует активность механизмов симпатической регуляции, состояние центрального контура регуляции. Этот показатель вычисляется на основании анализа графика распределения кардиоинтервалов -вариационной пульсограммы. Количественно это может быть выражено отношением высоты гистограммы к ее ширине. В норме ИН колеблется в пределах 80-150 условных единиц. Для спортсменов до 90 усл.ед. Этот показатель чрезвычайно чувствителен к усилению тонуса симпатической нервной системы.

V мм/с скорость перемещения центра давления - величина, определяющаяся отношением длины пути центра давления (ЦД) за время исследования ко времени исследования. Этот параметр является комплексным. На него оказывают влияние два основных фактора: величина девиаций ЦД и частота, с которыми они происходят. Скорость перемещения ЦД является удобным сборным, зависимым параметром. В клинической практике измеряется в мм/с. При увеличении амплитуды колебаний и их частоты скорость движения ЦД будет возрастать. Среднее значение до 10.6 -11.5 мм/с.Для спортсменов до 10,6 мм/с.

Р Дж/с мощность статокинезиограммы характеризует энергоемкость статокинезиограммы в единицу времени. В норме Р (Дж/с) изменяется с 30 до 70 Дж/с.Для спортсменов с 30 до 60 Дж/с.Чем меньше полученная величина, тем оптимальной и в полной мере прошел процесс восстановления спортсмена после перенесенных тренировочных и соревновательных нагрузок.

В качестве примера реализации способа можно представить групповые характеристики, полученные в исследовании с участием 12 квалифицированных футболистов 18-20 лет (табл. 1).

Таблица 1.

Показатели структуры восстановления сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата у квалифицированных футболистов спустя 20 минут после тренировки

Пример 1: рассчитываем показатели у футболиста под № 1

П_восст=(ИН×V×P)÷1000

Пример 2. рассчитываем показатели у футболиста под № 4

П_восст.=(ИН×V×P)÷1000

Пример 3. рассчитываем показатели у футболиста под №5

П _восст.=(ИН×V×Р)÷1000

Пример 4. рассчитываем показатели у футболиста под №6

П_восст=(ИН×V×P)÷1000

Таким образом, видно, что более полное и синхронное восстановление произошло у футболиста в примере 1, так как получена наименьшая величина П _восст- В примерах 2 и 3 восстановление не полное, в связи с более высокими величинами П _восст- Кроме того, структура расчетных величин показывает, что в примере 2 сердечно-сосудистая система восстановлена, но недовосстановлен опорно-двигательный аппарат, а в примере 3, обратная картина высокая величина П _восст связана с недовосстановлением сердечно-сосудистой системы, так как ИН -высокий несмотря на то, что опорно-двигательный аппарат восстановился. В примере 4 наблюдается утомление сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата.

Для унификации способа оценки и его значений, мы используем шкалу полноты восстановления спортсмена Полное восстановление ≤50, от 50 до 75 не полное восстановление и ≥75 отсутствие восстановления, таким образом эмпирическим путем получены числа формирующую шкалу выбранных точек, где величина является критерием определения полноты восстановления (табл. 2).

Предлагаемый формула позволяет определить полноту восстановления организма в целом, по показателям восстановления сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата, а также характер и процесс гетерохроности восстановления.

На основе полученных данных можно выделить условно 4 состояния с позиции восстановления сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата:

1. Восстановление сердечно-сосудистой системы и восстановление опорно-двигательного аппарата (полное восстановление).

2. Утомление сердечно-сосудистой системы и восстановление опорно-двигательного аппарата (неполное восстановление).

3. Восстановление сердечно-сосудистой системы и утомление опорно-двигательного аппарата (неполное восстановление).

4. Утомление сердечно-сосудистой системы и утомление опорно-двигательного аппарата (отсутствие восстановления).

Таким образом, проводится комплексная оценка функционального состояния сердечнососудистой системы, по показателям ВСР и состояния опорно-двигательного аппарата, по показателям статокинезиограммы в пробе Ромберга.

Преимуществом заявленного решения является обеспечение оценки степени и структуры восстановления текущего состояния организма для недопущения формирования устойчивого негативного этапного состояния спортсменов.

Изобретение относится к области медицины, а именно к спортивной физиологии и медицине. Оценивают восстановление функционального состояния квалифицированных спортсменов. Определяют адаптацию сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам: регистрируют в положении сидя методом анализа вариабельности сердечного ритма показатели частоты сердечных сокращений ЧСС, уд/мин, интервалов между соседними R-зубцами. Вычисляют индекс напряжения ИН, усл.ед. по кардиоритмограмме. Измерения проводят спустя 20 минут после тренировки в фазе срочного восстановления. После регистрации показателей сердечно-сосудистой системы, определяют показатели постурального баланса: проводят пробу Ромберга с открытыми глазами на стабилоплатформе, регистрируя скорость перемещения центра давления Vмм/с и мощность статокинезиограммы P Дж/с. Определяют восстановление функционального состояния спортсменов по индексу напряжения регуляторных систем и показателям пробы Ромберга вычислением по формуле: П_восст.=(ИН×V×P)/1000; при этом оценивают значение ≤ 50, как полное восстановление, от 50 до 75 не полное восстановление и ≥75 отсутствие восстановления. Способ позволяет определить полноту восстановления организма квалифицированных спортсменов по показателям восстановления сердечно-сосудистой системы и опорно-двигательного аппарата, а также характер и процесс гетерохроности восстановления. 2 табл., 4 пр.

Способ оценки восстановления функционального состояния квалифицированных спортсменов, включающий определение адаптации сердечно-сосудистой системы к физическим нагрузкам: регистрацию в положении сидя методом анализа вариабельности сердечного ритма показателей частоты сердечных сокращений ЧСС, уд/мин, интервалов между соседними R-зубцами и вычисление индекса напряжения ИН, усл.ед. по кардиоритмограмме, отличающийся тем, что измерения проводят спустя 20 минут после тренировки в фазе срочного восстановления, при этом после регистрации показателей сердечно-сосудистой системы, определяют показатели постурального баланса: проводят пробу Ромберга с открытыми глазами на стабилоплатформе, регистрируя скорость перемещения центра давления Vмм/с и мощность статокинезиограммы P Дж/с; затем определяют восстановление функционального состояния спортсменов по индексу напряжения регуляторных систем и показателям пробы Ромберга вычислением по формуле:

П_восст.=(ИН×V×P)/1000,

при этом оценивают значение ≤ 50, как полное восстановление, от 50 до 75 не полное восстановление и ≥ 75 отсутствие восстановления.