Способ определения физической работоспособности Советский патент 1992 года по МПК A61B10/00 

Способ относится к области медицины и оценки его работоспособности при выполнении интенсивных физических нагрузок в условиях спортивной или трудовой деятельности.

Широко известны оценки физической работоспособности по частоте сердечных сокращений (ЧСС) и среди них тест , т.е. физическая работоспособность при пульсе 170 ударов в минуту (Tornvall, 1963). Однако, методика, описанная Tornvall, была достаточно громоздка: испытуемый должен был выполнять работу в течение 20-30 мин времени требовал графический способ расчета величины, который к тому же был не вполне точен.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является тест Способ заключается в том что испытуемому предлагается последовательно выполнить на велоэргометре лишь две нагрузки умеренной интенсивности, продолжительностью по 5 мин, в конце которых с помощью электрокардиографии (ЭКГ) регистрируется ЧСС, При этом расчеты ведутся не графическим способом, а путем подстановки экспериментальных значений ЧСС и мощности нагрузки в формулу, предложенную В.Л.Карпманом и соавт/

PWC170 М| + (N2 - N1) ()

f2 f 1

где NI и N2 - мощности первой и второй нагрузки:

f 1 и h ЧСС в конце этих нагрузок.

Однако, определение физической работоспособности путем расчета дает надежные результаты, по мнению самих авторов, при соблюдении ряда условий Важнейшим

XI

со О СЛ

о

00

со

из них является правильный подбор мощности нагрузок (первой и второй), которые бы обеспечили тахикардию в конце первой - 100-120 уд/мин, а в конце второй - 140-160 уд/мин. На практике такой подбор получа- ется не всегда, что искажает оценку теста. Опыт применения этой пробы у спортсменов показывает, что между результатами тестирования и спортивными достижениями отмечается лишь коррелятивная (иногда весьма слабая), а не функциональная взаимосвязь. По-видимому, это может быть объяснено тем, что соревновательные нагрузки у представителей различных видов спорта выполняются в различных зонах мощности и не всегда физическая нагрузка, характе.- ризующаяся тахикардией порядка 170 ударов в минуту и„ составляющая 75-80% от максимальной, может правильно оценивать физическую работоспособность у спортсме- нов как максимум физического усилия.

Целью изобретения является повышение точности способа.

Поставленная цель достигается тем, что для повышения точности проводят опреде- ление скорости реполяризации миокарда желудочков и по отношению максимальных скоростей реполяризации второй фазы к первой фазе (ОМС) определяют функциональное состояние миокарда с учетом до- стигнутой мощности нагрузки, При этом практически здоровыми субъектами вы: полняется физическая нагрузка субмаксимального уровня, а систематически занимающимися спортом физическая на- грузка максимального уровня.Для количественного обозначения физической работоспособности был введен индекс устойчивости к нагрузке, представляющий собой произведение достигнутой мощности в ваттах - на величину ОМС - отношение максимальных скоростей изменения разности потенциалов миокарда желудочков второй фазы реполяризации к первой фазе, которые определяются по дан- ным злектрокардиографии сразу по окончании нагрузки. Таким образом, физическая работоспособность определяется:

р W усл.ед W Вт х ОМС отн.ед.

Оценки физической работоспособности были разработаны с учетом комплекса объективных показателей;

а)сердечно-сосудистой системы, АД, ЧСС, показателей ЭК.Г и гемодинамики;

б)биохимических по показателям кис- лотно-щелочного равновесия и лактата в крови;

в)эргометрических характеристик выполненной нагрузки - мощность и время работы;

г) оценок тренеров - объем и характер тренировочных нагрузок и результатов соревновательной деятельности

Физическая работоспособность оценивается по значению полученного индекса так:

60 - слабая

61-150 - ниже средней

151-260-средняя

261-300-хорошая

5:360 -отличная

Примеры конкретного выполнения.

Предлагаемый способ оценки физической работоспособности был реализован при проведении серии тестирующих нагрузок у спортсменов и у практически здоровых людей,

Группу I составили гребцы на академических судах(перворазрядники, кандидаты в мастера спорта, мастера спорта) Они выполняли две нагрузки на гребном эргометре -2, 1/ шестиминутная гребля, имитирующая прохождение соревновательной дистанции (табл. 1,3) 2/20-секундная нагрузка максимальной интенсивности (табл 2).

Группу II составили студенты II-III разрядов, занимающиеся футболом

В группу II вошли спортсмены (мастера спорта и кандидаты в мастера спорта), оставившие занятия спортом 3-5 лет

Представители II и III групп выполняли непрерывную ступенчато-возрастающую нагрузку до отказа на тредмиле (табл 3).

IVгруппа - практически здоровые люди, занимающиеся физическими упражнениями с оздоровительной целью Они выполняли ступенчато-возрастающую нагрузку на велозргометре до достижения 75-85% от максимальной частоты сердечных сокращений (приложение 1,2).

Vгруппа - гребцы первого разряда, кандидаты в мастера спорта и мастера спорта, выполнявшие нагрузки. 1) двухступенчатый тест на велоэргометре для расчета (Карпман В.Л с соавт.). 2) тестирование в гребном бассейне - 6-минутная гребля, имитирующая прохождение соревновательной дистанции (табл.4).

Как видно из таблицы 1, мощность достигнутой нагрузки у всех спортсменов высокая - 329-379 Вт (свидетельством максимального уровня нагрузки является величина молочной кислоты в крови - и показателей кислотно-щелочного равновесия - рН, РСОа - табл. 1,3). Введение параметра позволяет обнаружить, что физическая работоспособность у них разная - от 178 уел ед. до 457 усл.ед Оценки данные при тестировании совпадали с оценками трен ров: спортсмены 1,3,10 показали лучшие результаты и при контрольном прохождении соревновательной дистанции в условиях гребного канала.

Данные, представленные в таблице 2, также иллюстрируют объективность оценки заявляемого способа, Так, выполнение этими же спортсменами 20 с гребли с максимальной интенсивностью и определение уровня неорганического фосфора в крови показало, что у спортсменов 2,6,9 обнаружены наименьшие величины прироста неорганического фосфата ( ), Последний, как известно, является одним из важнейших активаторов окислительных процессов в клетке. Этот факт, по-видимому, может служить объяснением снижения у них уровня физической работоспособности по индексу.

В таблице 3 представлены данные эрго- метрических и физиологических показателей -при выполнении максимальной нагрузки у спортсменов I, II, III групп, отличающихся по уровню подготовленности. В группе систематически тренирующихся спортсменов высокой квалификации (группа I) работоспособность оценена как хорошая, в отличие от двух других, где она оценена как средняя,

Расширение возможности способа е заявляемом решении обусловлено тем, что оценка физической работоспособности может производиться при выполнении специфической нагрузки, Характер последней определяется избранным видом спорта (гребной эргометр, велоэргометр, тредмил и др. тестирующие устройства, в которых регистрируется мощность нагрузки).

Практически здоровые лица - группа IV, выполняли непрерывную ступенчато-возрастающую нагрузку на велоэргометре субмаксимального уровня (75-85% от максимально допустимой ЧСС с учетом возраста). Нагрузка осуществлялась по общепринятой методике (Аулик И.В., 1990), Процедура обследования, эргометрические показатели и данные, характеризующие реакцию сердечно-сосудистой системы на нагрузку, представлены в приложении 1 и 2.

Согласно предложенному способу, у обследуемого Горшкова А.В,, 38 лет, оценка физической работоспособности может быть оценена как удовлетворительная 250 усл.ед. Выполнение нагрузки субмаксимального уровня (ЧСС 156 уд/мин) при достигнутой мощности 250 Вт сопровождалось адекватной реакцией со стороны сердечно-сосудистой системы (приложение 1).

У обследуемой Кравченко О.И, 26 лет, согласно заявляемому способу, физическая работоспособность оценена выше среднего

- 102 усл.ед. Выполнение нагрузки субмаксимального уровня (ЧСС 166 уд/мин) с достижением мощности 125 Вт на 8 минуте работы сопровождалось неадекватной ре- 5 акцией со стороны сердечно-сосудистой системы: упрощение Т в, появление отрицательного Т в Шотв и, снижение на 0,5 мм ниже изолинии в Шотв. (приложение 3). Предлагаемый способ оценки физиче0 ской работоспособности обеспечивает, по сравнению с существующими способами, следующие преимущества:

использование в качестве физиологического показателя, характеризующего урск

5 вень срочной реакции миокарда к интенсивной нагрузке - показатель отношения максимальных скоростей второй фазы реполяризации к первой

способ позволяет использовать специ0 фические для избранного вида спорта но- грузки максимального уровня.

Заявляемый способ позволяет давать количественную оценку физической работоспособности.

5 Перечисленные преимущества обеспечивают положительный эффект - повышение точности заявляемого способа оценки физической работоспособности на 20% по сравнению с прототипом,

0 В таблице 4 приводятся результаты сравнительной оценки физической работоспособности у гребцов по критерию и индексу, а также оценка тренеров уровня подготовленности спортсменов,

5 Физическая работоспособность обоими способами определялась на заключительном этапе подготовки к соревнованиям (с интервалом в 3 дня). Педагогическая оценка подготовленности спортсменов проводи0 лась тренерами по результатам соревнований (финальной части Чемпионата СССР). Критерием педагогической оценки являлось время прохождения соревновательной дистанции, которое согласно градационной

5 оценке представлено также в таблице 4.

Сравнение показывает, что расхождение оценок физической работоспособности по критерию и оценок соревновательной де0 ятельности наблюдается у 8 спортсменов: 1,2,3,10,12,13,14,20 т.е. в 40% случаев. Оценка же физической работоспособности посредством заявляемого способа лишь у 4 спортсменов (2,3,12,14), т.е. в 20% случаев

5 не совпала с оценками, данными тренерами. Необходимо отметить, что градации отличная и хорошая при оценке по индексу приравнивали к оценке выше среднего по тесту и хорошая по оценке соревновательной деятельности: оценки средняя и

ниже среднего во всех способах соответствуют по значению друг другу.

Таким образом, предлагаемый способ повышает точность оценки физической работоспособности на 20 %.

Формул а изобретени я Способ оценки физической работоспособности,, включающий проведение проб с физической нагрузкой субмаксимального уровня или максимального под контролем электрокардиографии, отличающийся тем, что, с целью повышения точности способа, проводят определение скорости репо- ляризации жедудочков и по отношению

0

максимальных скоростей изменения разности потенциалов второй фазы реполяриза- ции к первой фазе,определяют физическую работоспособность с учетом достигнутой мощности WBT по формуле

р W WBT x ОМС, отн.ед. где р W - работоспособность при достигнутой мощности;

ОМС - отношение максимальных скоростей реполяризации

и при работоспос.обности 60 оценивается как слабая, при 61-150 - ниже средней, 151-260 - средняя, 261-360 - хорошая и 360 - отличная.

Способ оценки функционального состояния, включающий регистрацию показателей скорости измерения разности потенциалов периода реполяризации миокарда в покое Цель - повышение точности, оперативности, объективизации и надежности способа оценки функционального состояния сердца у здоровых людей, выполняющих интенсивные физические нагрузки Дополнительно используют показатель отношения максимальных скоростей изменения разности потенциалов периода реполяризации миокарда до физической нагрузки и в восстановительном периоде ho- сле нее с учетом мощности работы и сравнивают полученные результаты с результатами предыдущих исследований, и при значениях отношения максимальных скоростей от 1,0 до 0,6 отн. и большем значении мощности судят о высоком уровне функциональной способности сердца. сл С

Эргометрические и физиологические показатели у гребцов при выполнении 6-минутной гребли, имитирующей прохождение соревновательной дистанции (индивидуальные данные)

Эргометрические и физиологические показатели у гребцов при выполнении 20-секундной гребли в максимальном темпе (индивидуальные данные)

Таблица 1

Таблица 2

Эргометрические и физиологические показатели при выполнении максимальной нагрузки в различных группах

ТаблицаЗ