способ определения физической работоспособности человека

Формула изобретения

Способ определения физической работоспособности человека с помощью степ-теста, при котором дают две нагрузки повышающийся мощности в течение трех минут с двухминутным перерывом с вычислением мощности нагрузки по формуле, отличающийся тем, что испытуемому дают дополнительно несколько нагрузок, при этом мощность второй и последующих нагрузок возрастает плавно.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, а именно к спортивной медицине и физиологии, и может быть использовано для определения уровня физической работоспособности у лиц в возрасте от 20 до 60 лет.

Известен способ определения физической работоспособности путем выполнения 5-минутного степ-теста (Гарвардский степ-тест) [Макарова Г.А. Спортивная медицина. Учебник. / Г.А.Макарова - М.: Советский спорт, 2003. - 480 с.] Однако данный способ предполагает достаточно высокий уровень подготовленности тестируемых и не может применяться у людей старших возрастов и лиц с отклонениями в состоянии здоровья.

Наиболее близким аналогом является тест PWC₁₇₀ в виде степ-теста и с использованием велоэргометра. При этом задают две нагрузки повышающейся мощности и расчетным путем по формуле или графически определяют уровень физической работоспособности [Аулик И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте. - М.: Медицина, 1990. - 132 с., Карпман B.Л., Белоцерковский З.Б., Гудков И.А. Тестирование в спортивной медицине. - М.: Физкультура и спорт, 1988. - 206 с.]. Нередко это приводит к искажениям результатов тестирования и значительно снижает точность определения работоспособности. Применение велоэргометра у части испытуемых вызывает напряжение, что связано с использованием непривычного вида мышечной деятельности. Это также снижает объективность тестирования. Кроме того, велоэргометр является достаточно дорогим прибором и не всегда доступен для испытуемых и исследователей.

Технический результат - повышение информативности и безопасности для испытуемых, упрощение способа определения физической работоспособности у лиц с различным уровнем физической подготовленности в возрасте 20-60 лет.

Поставленная цель достигается тем, что испытуемый выполняет несколько нагрузок повышающейся мощности на ступеньке до достижения субмаксимальных величин частоты сердечных сокращений, либо появления клинических или электрокардиографических критериев прекращения пробы. Величина мощности последней ступени работы и будет показателем физической работоспособности.

Новым в способе является то, что определение физической работоспособности осуществляется прямым методом, без использования формул и графических экстраполяций, что повышает точность исследования и упрощает процесс определения физической работоспособности.

Предложенный способ осуществляется следующим образом. Испытуемый выполняет работу на ступеньке, начиная с мощности 100-300 килограммометров (кгм), прирост на последующих ступенях составляет 100-300 кгм в зависимости от возраста, пола и уровня физической подготовленности. Продолжительность каждой ступени - 3 минуты, отдых между ступенями - 2 минуты. Регистрируют частоту сердечных сокращений (ЧСС) пальпаторно либо с применением монитора сердечного ритма, артериальное давление (АД) до нагрузки, на последней минуте каждой ступени работы и в восстановительном периоде. При работе под контролем электрокардиографии применяют общепринятые системы наложения электродов. При использовании ступенек различной высоты мощность нагрузки вычисляют по формуле № 1:

,

где N - мощность нагрузки в кгм; m - масса тела в килограммах; h - высота ступеньки в метрах; n - число подъемов в минуту; 1,33 - коэффициент уступающей работы.

Из данной формулы можно найти число восхождений, задавая определенную мощность работы (формула № 2):

.

Каждый цикл восхождения на ступеньку и спуска с нее производят под метроном в четыре приема: 1 - подъем левой ноги, 2 - подъем правой ноги, 3 - спуск левой ноги, 4 - спуск правой ноги. Поэтому полученное по формуле № 2 значение числа восхождений умножают на 4 и устанавливают на циферблате метронома.

Для более простого определения мощности нагрузки при степ-тесте можно воспользоваться таблицей № 1.

Пробы прекращают либо при достижении субмаксимальных величин ЧСС (таблица № 2), либо при появлении общепринятых клинических или электрокардиографических критериев прекращения нагрузки.

Мощность выполненной нагрузки определяют по последней ступени работы. В случае, если нагрузка прекращена раньше 3-й минуты работы на последней ступени, мощность вычисляют по формуле № 3:

,

где N₁ - мощность предыдущей ступени нагрузки; N₂ - мощность последней нагрузки; t - время работы на последней ступени нагрузки в минутах.

На основании исследования физической работоспособности испытуемых можно разделить на несколько функциональных классов (таблица № 3).

Пример 1. Испытуемый мужчина в возрасте 45 лет весом 75 кг, исходная ЧСС 80 ударов в минуту. Для данного возраста субмаксимальная ЧСС составит 152 удара в минуту (таблица № 2). Необходимо определить темп восхождения для первой ступени работы мощностью 300 кгм, высота ступеньки 0,2 метра. По формуле № 2 вычисляем: (300/75X0,2X1,33)X4 60. После 1 ступени нагрузки ЧСС составила 110 ударов в минуту. Задаем вторую нагрузку мощностью 450 кгм, рассчитываем темп восхождения аналогичным образом - (450/75X0,2X1,33)X4 90. После второй ступени ЧСС составила 130 ударов в минуту. Задаем третью нагрузку мощностью 600 кгм, вычисляем темп восхождения - (600/75X0,2X1,33)X4 120. Спустя 2 минуты работы испытуемый отказался от продолжения теста в связи с утомлением. ЧСС после окончания нагрузки составила 150 ударов в минуту. По формуле № 3 определяем мощность выполненной работы:

Далее по таблице № 3 находим, что данная мощность последней ступени работы для мужчин в возрасте 40-49 лет соответствует уровню работоспособности ниже средней.

Пример 2. Испытуемый мужчина в возрасте 25 лет весом 70 кг, исходная ЧСС 68 ударов в минуту. Для данного возраста субмаксимальная ЧСС составит 170 ударов в минуту (таблица № 2). Необходимо определить темп восхождения для первой ступени работы мощностью 300 кгм, высота ступеньки 0,4 метра. По формуле № 2 вычисляем: (300/70X0,4X1,33)X4 32. После 1 ступени нагрузки ЧСС составила 96 ударов в минуту. Задаем вторую нагрузку мощностью 600 кгм, рассчитываем темп восхождения аналогичным образом - (600/70X0,4X1,33)X4 64. После второй ступени ЧСС составила 112 ударов в минуту. Задаем третью нагрузку мощностью 900 кгм, вычисляем темп восхождения - (900/70X0,4X1,33)X4 96. После третьей ступени ЧСС составила 138 ударов в минуту. Задаем четвертую нагрузку мощностью 1200 кгм, вычисляем темп восхождения - (1200/70X0,4X1,33)X4 129. После четвертой ступени ЧСС составила 168 ударов в минуту. Пробу прекращаем в связи с достижением субмаксимальной ЧСС для данного возраста. По таблице № 3 находим, что мощность последней ступени работы - в данном примере - 1200 кгм для мужчин в возрасте 20-29 лет соответствует уровню работоспособности выше средней.

Пример 3. Испытуемая женщина в возрасте 49 лет весом 82 кг, исходная ЧСС 84 удара в минуту. Для данного возраста субмаксимальная ЧСС составит 152 удара в минуту (таблица № 2). Необходимо определить темп восхождения для первой ступени работы мощностью 100 кгм, высота ступеньки 0,1 метра. По формуле № 2 вычисляем: (100/82X0,1X1,33)X4 37. После 1 ступени нагрузки ЧСС составила 116 ударов в минуту. Задаем вторую нагрузку мощностью 200 кгм, рассчитываем темп восхождения аналогичным образом - (200/82X0,1X1,33)X4 73. После второй ступени ЧСС составила 136 ударов в минуту. Задаем третью нагрузку мощностью 250 кгм, рассчитываем темп восхождения аналогичным образом - (250/82X0,1X1,33)X4 92. После третьей ступени ЧСС составила 150 ударов в минуту. Пробу прекращаем в связи с достижением субмаксимальной ЧСС для данного возраста. По таблице № 3 находим, что мощность последней ступени работы - в данном примере - 250 кгм для женщин в возрасте 40-49 лет соответствует низкому уровню работоспособности.

Предлагаемый способ позволяет точно и безопасно определять физическую работоспособность лиц с различным уровнем физической подготовленности в широком возрастном диапазоне с использованием привычного вида двигательной активности, без применения дорогостоящего оборудования, в простых условиях.

Таблица 2
Значения частоты сердечных сокращений при субмаксимальных нагрузках у лиц разного возраста
Возрастной диапазон, лет	Субмаксимальное значение ЧСС
20-29	170
30-39	161
40-49	152
50-59	143

Таблица 3
Показатели физической работоспособности для нетренированных лиц
Возраст, лет	Физическая работоспособность
низкая	ниже средней	средняя	выше средней	высокая
Женщины
20-29	<449	450-549	550-749	750-849	>850
30-39	<399	400-499	500-699	700-799	>800
40-49	<299	300-399	400-599	600-699	>700
50-59	<199	200-299	300-499	500-599	>600
Мужчины
20-29	<699	700-849	850-1149	1150-1299	>1300
30-39	<599	600-749	750-1049	1050-1199	>1200
40-49	<499	500-649	650-949	950-1099	>1100
50-59	<399	400-549	550-849	850-999	>1000