Единицы измерения физических величин, используемых в спортивной медицине

Наименование физической величины	Единица измерения
Обозначение и наименование в системе СИ	Пересчет в другие единицы измерения
Длина	м, метр	1 м=10 дм = 100 см =1000 мм
Масса	кг, килограмм	1 Кг=1000 г=106 мг
Время	с, секунда	1 с = 1/60 мин = 1/3600 час
Количество вещества	моль
Площадь	м2, квадратный метр	1 м2 = 100 дм2=104 см2=106 мм2
Объем	м3, кубический метр; л, литр	1 м3=1000 л = 106 мл 1 л =1000 мл
Частота колебаний (ударов)	Гц= 1/С, герц	1 Гц = 60/мин
Скорость	м/с, метр в секунду	1 м/с = 3,6 км/час
Сила	Н, ньютон	1 Н = 0,1019 кг
Давление	Па = Н/м2, паскаль, ньютон на квадратный метр	1 Па = 0,0075 мм рт. ст.
Работа, энергия	Дж, джоуль	1 Дж = 0,1019 кгм = 0,2388 кал
Мощность	Вт = Дж/с, ватт, джоуль в секунду	1 Вт=6,114 кгм/мин = 0,2388 кал/с
Плотность	кг/м3, килограмм на кубический метр	1 кг/м3 = 0,001 г/см3

 

 

Из Карпман В.Л.- 1980.- С.100:

 

Глава IV. " -

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ПРОБЫ В ДИАГНОСТИКЕ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ И ТРЕНИРОВАННОСТИ СПОРТСМЕНОВ

Комплексный анализ данных врачебного обследования, резуль­татов применения инструментальных методов исследования и мате­риалов, полученных при проведении функциональных проб, позво­ляет объективно оценить готовность организма спортсмена к со­ревновательной деятельности.

Общие и специфические адаптационные возможности организ­ма спортсмена проверяются с помощью функциональных проб (в педагогической практике синонимом термина «функциональная проба» является термин «тест»), которые выполняются как в лабо­раторных условиях (в кабинете функциональной диагностики), так и непосредственно во время тренировок в спортивных залах и на стадионах. По результатам тестирования можно определить функциональное состояние организма в целом, его адаптационные возможности в данный момент.

Тестирование позволяет выявлять функциональные резервы ор­ганизма, его общую физическую работоспособность. В самом об­щем виде физическая работоспособность пропорциональна тому количеству механической работы, которую способен выполнить ор­ганизм спортсмена с достаточно высокой интенсивностью. Посколь­ку длительная работа мышц лимитируется доставкой к ним кис­лорода, общая физическая работоспособность в значительной мере определяется кардиореспираторной производительностью.

Все материалы медицинского тестирования рассматриваются не изолированно, а комплексно со всеми другими медицинскими кри­териями. Только комплексная оценка медицинских критериев тре­нированности позволяет надежно судить об эффективности трени­ровочного процесса у данного спортсмена.

Комплексная оценка предполагает наличие взаимозависимости нескольких показателей тренированности. Так, например, высокое техническое мастерство гимнаста может компенсировать невысо­кий уровень его общей физической подготовленности. Аналогич­ный пример можно привести из области спортивной медицины: у некоторых спортсменов понижение концентрации гемоглобина в крови может быть компенсировано увеличением числа эритроцитов. В результате этого общее количество гемоглобина будет нормаль­ным и кислородная емкость крови не окажется сниженной.

4.1. ТЕСТИРОВАНИЕ В СПОРТИВНОЙ МЕДИЦИНЕ

Функциональные пробы начали применяться в спортивной ме­дицине в начале нашего 1века. Так, в 1916 г. Мартинэ предложил пробу с нагрузкой: испытуемый выполнял 20 приседаний, после чего у него исследовались изменения сердечной деятельности. В нашей стране первой функциональной пробой, применявшейся при исследовании физкультурников, была проба ГЦИФКа, разработан-

ная в Государственном Центральном институте физической куль­туры в Москве. При проведении этой пробы испытуемый выполнял 60 подскоков на месте. Реакция организма и в этой пробе изуча­лась по данным сердечной деятельности. В последующем спортив­ные медики расширили арсенал применявшихся ими проб, заим­ствовав их из клинической медицины. Так, например, начали при­меняться пробы с изменениями положения тела в пространстве, пробы с локальным воздействием низкой температуры и др.

В конце 20-х и в 30-е годы арсенал функциональных проб, при­меняемых в спортивной медицине, расширился за счет новых тестов. С помощью этих тестов, оказывавших значительное влияние на ор­ганизм спортсмена, удавалось более полно выявить функциональ­ные возможности организма и составлять суждение о его готовности к соревнованиям. Так, начали применяться многомоментные функ­циональные пробы, в которых испытуемые выполняли различную по интенсивности и характеру мышечную работу. Примером такого теста является трехмоментная комбинированная функциональная проба, предложенная С. П. Летуновым. В то же время были раз­работаны пробы с предельными нагрузками, дающие важную ин­формацию о функциональном состоянии организма спортсмена.

Надо отметить, что функциональные пробы, применявшиеся в спортивной медицине, использовались для оценки главным обра­зом эффективности работы той или иной системы организма чело­века. Так, например, беговые тесты применялись для суждения о функциональном состоянии сердечно-сосудистой системы, пробы с задержкой дыхания —для оценки эффективности работы аппарата внешнего дыхания, ортостатические пробы — для оценки деятель­ности вегетативной нервной системы и т. д. Такого рода подходы к использованию функциональных проб в спортивной медицине не вполне обоснованны. Дело в том, что изменения работы той или иной висцеральной системы, связанные с воздействием нагрузок на организм, в значительной мере определяются регуляторными ней-рогуморальными влияниями. Поэтому, оценивая, например, пуль­совую реакцию на физическую нагрузку, мы не всегда знаем, отражает ли она функциональное состояние самого исполнительно­го органа — сердца или же связана с особенностями вегетативной регуляции сердечной деятельности.

Таким образом, подавляющее большинство функциональных проб характеризует деятельность не одной отдельно взятой систе­мы, а организма человека в целом. Такой интегральный подход не исключает использование функциональных проб для оценки преи­мущественной реакции какой-либо отдельной системы в ответ на воздействие. Так, в главе III были приведены пробы нервной систе­мы, пробы с дыханием, дававшие информацию о функциональном состоянии изучаемых систем.

Основными задачами функциональной диагностики в спортив­ной медицине являются изучение адаптации организма (по дан­ным исследования ряда наиболее информативных систем) к тем или иным воздействиям и изучение восстановительных процессов

 

 

после прекращения воздействия. Из этого следует, что тестирова­ние в общем виде идентично исследованию «черного ящика», при­меняемому в современной кибернетике для изучения функцио­нальных свойств систем регулирования. Термин «черный ящик» был введен одним из выдающихся специалистов по кибернетике Эшби. Этим термином условно обозначают любой объект, функцио­нальные свойства которого неизвестны или известны недостаточ­но (рис. 25). «Черный ящик» имеет ряд входов (xi,X2,x3) и ряд вы­ходов (г/ь у2, Уз). Для изучения функциональных свойств такого «черного ящика» на вход его подается воздействие, характер кото­рого известен. Под влиянием входного воздействия на выходе «чер­ного ящика» возникают ответные сигналы. Сопоставление входных сигналов с выходными позволяет оценить функциональное состояние изучаемой системы, условно обозначенной «черный ящик». При идеальной адаптации характер входных и выходных сигналов идентичен. Однако в действительности, и особенно при исследова­нии биологических систем, сигналы, передаваемые через «черный ящик», искажаются. Как показано на рис. 25, если на вход пода­ется прямоугольный сигнал, то на выходе системы сигнал имеет вид кривой линии. По степени искажения сигнала в процессе про­хождения его через «черный ящик» можно судить о функциональ­ном состоянии изучаемой системы или комплекса систем. Чем большими будут эти искажения, тем хуже функциональное состоя­ние системы, и наоборот.

Рис. 25.

Схема «черного ящика»?

х — входной сигнал; (/ — выходной сигнал; г—«шум»; t — время

На характер передачи сигнала по системам «черного ящика» важное влияние оказывают побочные воздействия, которые в тех­нический кибернетике называют «шумом» (г на рис. 25). Чем зна­чительнее «шум», тем менее эффективно будет исследование функ­циональных свойств «черного ящика», изучаемых путем сопостав­ления входных и выходных сигналов.

Остановимся на характеристике требований, которые следует предъявлять в процессе тестирования спортсмена к: 1) входным воздействиям, 2) выходным сигналам и 3) к «шуму».

Общим требованием к входным воздействиям являет­ся выражение их в количественных физических величинах. Так, например, если в качестве входного воздействия используется фи­зическая нагрузка, то мощность ее должна выражаться в точных физических величинах (ваттах, кгм/мин и др.). Менее надежна характеристика входного воздействия, если она выражается в ко­личестве приседаний, в частоте шагов при беге на месте, в под­скоках и т. д.

Оценка реакции организма на то или иное входное воздейст­вие ведется по данным измерения показателей, характеризующих деятельность той или иной системы организма человека. Обычно в качестве выходных сигналов (показателей) используются наиболее информативные физиологические величины, исследова­ния которых представляют наименьшие трудности (например, ЧСС, частота дыхания, артериальное давление). Для объективной оценки результатов тестирования необходимо, чтобы выходная информация выражалась в количественных физиологических ве­личинах.

Менее информативной является оценка результатов тестирова­ния по данным качественного описания динамики выходных сигна­лов. При этом имеется в виду описательная характеристика ре­зультатов проведения функциональной пробы (например, «часто­та пульса быстро восстанавливается» или «частота пульса медленно восстанавливается»).

И, наконец, о некоторых требованиях к «шуму».

К «шумам» при проведении функциональных проб относится субъективное отношение испытуемого к процедуре тестирования. Особенно важна мотивация при проведении максимальных тестов, когда от испытуемого требуется выполнять работу предельной интенсивности или длительности. Так, например, предлагая спорт­смену выполнить нагрузку в виде 15-секундного бега на месте в максимальном темпе, мы никогда не можем быть уверены в том, что нагрузка действительно выполнялась с максимальной интенсивностью. Это зависит от желания спортсмена развить предельную для себя интенсивность нагрузки, его настроения и других факторов.

.Общие требования к проведению функциональных проб. Преж-де всего необходимо обеспечить нормальный микроклимат в по­мещении, в котором проводится функциональная проба. Помеще­ние должно быть хорошо проветрено, температура в нем должна поддерживаться на уровне температуры комфорта. В случае про­ведения тестов с большими и длительными нагрузками, сопро­вождающимися интенсивным потоотделением, целесообразно ис­пытательную установку, на которой проводится проба, снабдить вентилятором.

Аппаратура, на которой выполняется тестирование, должна

 

 

быть чистой и без излишнего нагромождения электрических про­водов. Вся электронная аппаратура должна быть хорошо зазем­лена (в соответствии с общепринятыми правилами).

Помещение, в котором проводится исследование, должно быть эстетически хорошо оформлено. Необходимо, чтобы в тестирова­нии участвовал минимум медицинского персонала. Нужно ис­ключить возникновение звуковых, световых и других не относя­щихся к исследованию сигналов во время проведения функцио­нальной пробы. В помещении, в котором проводится тестирование, должна быть аптечка первой помощи, куда входили бы и препа­раты, стимулирующие кровообращение и дыхание.

Непосредственно в процессе проведения функциональной про­бы ведется протокол тестирования. В нем наряду с паспортными данными указывается тип функциональной пробы и применяемая медицинская измерительная аппаратура. В протоколе следует от­мечать все элементы пробы, время их выполнения и моменты записи тех или иных показателей. Окончательно протокол пробы заполняется после расшифровки кривых, характеризующих те или иные физиологические функции в процессе тестирования.

Перед началом тестирования испытуемого подробно инструк­тируют о том, что он должен делать при проведении функциональ­ной пробы. Это особенно важно при исследовании спортсменов, впервые подвергающихся данному виду испытаний. Отсутствие подробной инструкции в этих случаях приводит к тому, что^ре­зультаты тестирования в значительной мере определяются эмо­циональными реакциями спортсмена. Подобное наблюдается при проведении функциональных проб у юных спортсменов. У некото­рых из них, несмотря на полученные подробную инструкцию и разъяснения о процедуре предстоящего тестирования, первое испытание оказывается недостаточно достоверным. Лишь прак­тически освоив пробу, такой спортсмен при повторном тестиро­вании показывает результаты, реально соответствующие функци­ональному состоянию его организма,

Современные спортивно-медицинские функциональные пробы получили весьма широкое распространение в практике педагоги­ческого контроля. В ряде случаев врач даже не привлекается к проведению функциональных проб. Врача привлекают лишь для оценки результатов пробы. Такой подход совершенно недопустим при проведении функциональных проб с предельными нагруз­ками.

При выполнении предельных нагрузок к организму челове­ка предъявляются высокие требования, в результате чего могут развиться некоторые острые патологические состояния. Это в первую очередь относится к определению максимального потреб­ления кислорода. Проведение такой функциональной пробы без участия медицинского работника недопустимо.

Проведение функциональных проб целесообразно на каждом этапе тренировочного макроцикла. Так, например, для наблюде­ния за динамикой тренированности соответствующие функциональ-

ные пробы осуществляют в начале и в конце подготовительного и в середине соревновательного периода. В этих случаях целесо­образна и организация углубленного комплексного обследования спортсмена. Функциональные пробы могут использоваться также и для наблюдения за текущим функциональным состоянием орга­низма. Например, в недельном микроцикле или же непосредствен­но во время тренировочного занятия (см. метод дополнительных нагрузок в гл. V).

При проведении рациональной классификации функ­циональных проб целесообразно исходить из концепции «черного ящика». Знание классификации функциональных проб помогает тренеру и врачу решать конкретные задачи, связанные с объективной оценкой состояния тренированности, работоспособ­ности спортсмена, выбирать именно те функциональные пробы, ко­торые нужны на данном этапе тренировочного цикла и которые позволяют отвечать на наиболее актуальные вопросы, возника­ющие в процессе спортивной тренировки данного спортсмена.

Остановимся на классификации функциональных проб, отли­чающихся по характеру входного воздействия.

Различают следующие виды входных воздействий, используе­мые при функциональной диагностике: а) физическая нагрузка, б) изменение положения тела в пространстве, в) натуживание, г) изменение газового состава вдыхаемого воздуха, д) введение медикаментозных средств и др.

Наиболее часто в качестве входного воздействия применяется физическая нагрузка, формы ее выполнения многообраз­ны. Сюда относятся простейшие формы задавания физической на­грузки, не требующие специальной аппаратуры: приседание (про­ба Мартинэ), подскоки (проба ГЦИФКа), бег на месте и др.

В некоторых пробах, проводимых вне лабораторий, в качестве нагрузки используется естественный бег (проба с повторными на­грузками). Получили распространение также пробы, в которых в качестве физической нагрузки выполнялось восхождение на сту­пеньку (или ступеньки) определенной высоты с определенной частотой. При этом в соответствии с законами механики мощность выполненной работы ориентировочно рассчитывается по следую­щей формуле: N—P-h-f-K, где Р — вес испытуемого, h — высота ступеньки, f — частота восхождений в 1 мин, К — постоянная, учи­тывающая отрицательную работу — спуск со ступеньки.

Величина К разными авторами принимается разной — от 1,25 до 1,5. Отсутствие единого мнения о величине К несколько за­трудняет точный подсчет мощности при использовании теста с применением ступенек. К числу таких проб относятся степ-тесты — Мастера, Гарвардский и т. д.

Наиболее часто нагрузка в тестах задается с помощью вело-эргометров (рис. 26). Велоэргометры —это сложные технические приборы, в которых предусмотрено произвольное изменение со­противления вращению педалей. Сопротивление вращению педа­лей задается экспериментатором. Существуют два типа велоэрго-