способ определения аэробной выносливости человека при массовых обследованиях

Формула изобретения

Способ определения аэробной выносливости человека путем предъявления дозированной физической нагрузки в виде приседаний, измерения частоты сердечных сокращений до нагрузки, после нее и в конце первой минуты восстановления с последующим расчетом уровня выносливости по индексу Руфье, отличающийся тем, что нагрузку увеличивают постепенно путем увеличения темпа движений на каждой минуте при стандартизации мощности нагрузки, которую рассчитывают по формуле N= (P0,75)hn1,33, где N - мощность нагрузки, кгм; Р - масса тела, кг; h - высота подъема центра тяжести, м; n - темп движений, количество циклов в минуту; 1,33 - постоянная величина, учитывающая движения вверх и вниз, а также учитывают допустимую величину числа сердечных сокращений - ЧСС при тестировании по формуле ЧСС расчетная= (220-возраст, лет-ЧСС покоя)0,6+ЧСС покоя.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к спортивной медицине и предназначено для определения аэробной выносливости человека.

Наиболее часто используемые способы определения аэробной выносливости при обследовании спортсменов и лиц, занимающихся оздоровительной физической культурой - велоэргометрия (1), тредбан (2), степ-тест (3) - требуют сложного оборудования, квалифицированного обслуживающего персонала и определенных двигательных навыков у испытуемых.

Наиболее близким к предлагаемому способу является способ определения кардиореспираторной выносливости человека (патент 1729485), заключающийся в приседании на стуле в равномерном темпе.

Однако в этом способе при постоянном темпе движений нагрузка уже на 2-й мин достигает максимума, что для лиц среднего и старшего возраста и слабо подготовленных является чрезмерной.

Цель предлагаемого изобретения - повышение безопасности нагрузки за счет постепенного увеличения ее интенсивности и повышение точности измерения нагрузки за счет ее стандартизации.

Поставленная цель достигается тем, что тестовую нагрузку увеличивают постепенно путем ускорения темпа движений на каждой минуте и осуществления строгой ее стандартизации по мощности в расчете на 1 кг массы тела.

Стандартизация тестовой нагрузки достигается назначением постоянной мощности в расчете на 1 кг массы тела на каждой ступени (табл.1), обусловленной темпом движения и рассчитанной по формуле

N=(P0.75)hn1,33, (1)

где N - мощность нагрузки, кгм,

Р - масса тела, кг,

h - высота подъема центра тяжести, м,

n - темп движений, количество циклов в минуту,

1,33 - постоянная величина, учитывающая движение вверх и вниз.

У мужчин средняя высота подъема центра тяжести (рост стоя минус рост сидя на стуле от пола до головы) составил 0,45 м (для возрастной группы 16-60 лет), у женщин - 0,35 м. Расчет поднимаемой массы тела осуществляется в соответствии с весом отдельных звеньев тела (в процентном выражении) по методике Зациорского В.М. и Силуянова В.Н. (Учебник "Биомеханика" для институтов физической культуры. М.: ФИС, 1979. - С.61-62).

В заявленном решении в качестве нагрузки используется привычное движение на стуле "сесть-всать" в течение трех минут с увеличением темпа движений на каждой минуте в соответствии с данными, представленными в табл.1 (в отличие от прототипа, где темп равномерный), при этом высота сидения устанавливается в зависимости от роста (табл.2), а темп движений рассчитывается с учетом стандартной по мощности нагрузки в расчете на 1 кг массы тела. Такой заявляемый способ базируется на привычном естественном движении, вовлекает в работу не менее 2/3 мышечной массы и не требует предварительного обучения, кроме того, учитывает величину ЧСС в покое, при нагрузке и восстановлении, при этом интенсивность нагрузки определяется индивидуально.

Способ осуществляется следующим образом. Обследуемому предъявляют физическую нагрузку в виде приседаний из положения стоя в положение сидя на стуле с опорой руками о бедра или колени в течение трех минут, при этом в конце первой и второй минуты темп движений увеличивается (табл.1), измеряют ЧСС до нагрузки, после нее и в конце первой, второй, третьей минут восстановления, вычисляют индекс выносливости и по величине индекса определяют аэробную выносливость.

Пример: испытуемый Б., 38 лет, рост 173 см, ЧСС в покое 75 уд/мин. Противопоказаний к тестированию нет. После измерения ЧСС в покое в положении сидя приводится ортопроба (по методике Морхауза Л.Е.) - испытуемый встает со стула и стоит 1 мин, в конце ее измеряется пульс. Если разница в показаниях пульса в положении стоя и сидя превышает 20 уд/мин, то тестирование не проводится. В нашем примере ЧСС в конце 1 мин стояния составил 87 уд/мин. Определяем разницу между показателями ЧСС в положении стоя и сидя: 87-75=12, следовательно, тестирование можно проводить. Определяем высоту сидения в зависимости от роста испытуемого по табл.2. В нашем примере высота сидения равняется 43 см(высота стандартного стула), так как рост тестируемого 173 см. Устанавливаем темп движений (число полных циклов в 1 мин) в зависимости от пола и возраста по табл.1. В данном примере пол мужской, возраст 38 лет, по табл. 1 устанавливаем темп движений - на первой минуте 20 циклов, на второй - 27, на третьей - 33 цикла в минуту.

Допустимую величину ЧСС при тестировании с учетом возраста, пульса в покое и интенсивности нагрузки (интенсивность нагрузки определяется по вопроснику "Активность" - самооценка двигательной активности в недельном цикле) рассчитываем по формуле

ЧСС расчетная=(220-возраст, лет-ЧСС покоя)0,6+ЧСС покоя, (2)

где 0, 6 - коэффициент - 60% от максимума.

Подставляем данные из нашего примера (220-38-75)0,6+75=139 уд/мин. Допустимая величина ЧСС для испытуемого Б. не должна превышать 139 уд/мин. 3атем испытуемый выполняет трехминутную нагрузку в виде приседаний из положения стоя в положение сидя на стуле с опорой руками о бедра или колени под метроном в темпе 20 циклов в минуту на 1-й мин, 27 - на 2-й, 33 - на 3-й. В конце каждой минуты измеряется пульс для контроля за переносимостью нагрузки. В конце нагрузки в положении стоя фиксируется максимальная величина ЧСС. В приведенном примере она равна 130 уд/мин.

После нагрузки испытуемый садится и отдыхает в течение трех минут, в конце каждой минуты фиксируется ЧСС. В нашем примере пульс в конце 1-й мин восстановления - 80 уд/мин, 2-й - 78 уд/мин, 3-й - 75 уд/мин.

Уровень аэробной выносливости определяется по формуле

Индекс выносливости=(ЧСС пок.+ЧСС нагр.+ЧСС вос.-200):10 (3).

ЧСС восстановления - пульс в конце 1-й мин, уд/мин (если на 2-й или 3-й мин он выше, то в расчете используется большая величина).

Индекс выносливости оценивается следующим образом:

0-4,0 - отлично (5);

4,1-6,0 - хорошо (4);

6,1-11,0 - удовлетворительно (3);

11,1-15,0 - плохо (2);

более 15,0 - очень плохо (1).

Подставляем данные в нашем примере: индекс выносливости=(75+130+80-200): 10=8,5, это соответствует среднему уровню аэробной выносливости.

Экспериментальными исследованиями подтверждено преимущество нового способа по сравнению с известными. Характеристика физической нагрузки при тестировании аэробной выносливости различными способами приведена в табл.3 (n= 56).

Каждый обследуемый из группы студентов был протестирован четырьмя различными способами, используемыми в настоящее время в различных странах для определения кардиореспираторной выносливости. Были использованы следующие тесты - степ-тест, финский тест в ходьбе на 2 км, велоэргометрия и заявленный способ, названный нами сит-тестом. Степ-тест и финский тест в ходьбе были выбраны в качестве тестов-критериев. Велоэргометрия использовалась для оценки показателей газообмена.

Корреляционный анализ показателей тестирования аэробной выносливости вышеназванными способами выявил достаточно высокий для массовых обследований коэффициент корреляции между показателями сиг-теста и теста в ходьбе (r= 0,735), сит-тестом и степ-тестом (r=0,798). Это подтверждает вывод о том, что результаты, полученные при тестировании аэробной выносливости известными способами и предлагаемым способом, аналогичны.

При этом нагрузка, предъявляемая при использовании сит-теста, вызывает меньшие физиологические сдвиги в организме, что отражается величиной ЧСС при нагрузке, рабочим приростом ЧСС, суммарной пульсовой стоимостью и мощностью нагрузки (табл.3).

Повышение ЧСС на каждой ступени нагрузки в предлагаемом способе происходит постепенно в отличие от способа с равномерной нагрузкой, где ЧСС в начале 2-й мин достигает 136 уд/мин (в предлагаемом способе отмечается постепенное нарастание: 1-я мин - 108, 2-я - 119, 3-я - 131 уд/мин).

По приведенным выше расчетам допустимая величина ЧСС для обследуемого Б. с учетом его пульса в покое, возраста и двигательной активности не должна превышать 139 уд/мин. Это условие соблюдается при тестировании предлагаемым способом (ЧСС в конце нагрузки 130 уд/мин) и безопасность нагрузки по ее интенсивности гарантирована. При выполнении теста в ходьбе на 2 км и степ-теста ЧСС у испытуемого Б. была соответственно 142 и 156 уд/мин, и это является для него чрезмерной нагрузкой.

В дополнительном эксперименте группа студентов (12 мужчин и 12 женщин) была протестирована с помощью предлагаемого способа и велоэргометрии. В ходе тестирования у испытуемых замерялись показатели газообмена - потребления кислорода, порога аэробно-анаэробного обмена (ПАНО), кислородного долга, максимального потребления кислорода (МПК). Было установлено, что при тестировании предлагаемым способом потребление кислорода в конце нагрузки составляет 90% от уровня ПАНО, что свидетельствует о безопасности ее для всех категорий обследуемых, в том числе для лиц, имеющих низкий уровень физической подготовленности.

Преимущество предлагаемого способа тестирования аэробной выносливости по сравнению с наиболее часто применяемыми (Гарвардский степ-тест, бег, ходьба, велоэргометрия) выражается доступностью нагрузки, простотой двигательного акта, минимальным оборудованием, небольшой продолжительностью, достаточной информативностью.

Сравнение времени тестирования одного человека и количества обслуживающего персонала, необходимого при тестировании выносливости различными способами (табл. 4), позволили выявить преимущество предлагаемого способа, которое выразилось в увеличении пропускной способности и снижении стоимости обследования.

Простота по структуре движений, доступность по интенсивности нагрузки, небольшая продолжительность тестового времени, минимальное количество оборудования и обслуживающего персонала позволяют использовать предлагаемый способ тестирования аэробной выносливости как в стационарах, так и в полевых условиях, в том числе при массовых обследованиях.

Всего предлагаемым способом протестировано более 2 тысяч человек разного пола, возраста и уровня физической подготовленности.