CC BY
25информативность показателей ритмокардиографии
в контроле за тренировочным процессом
УДК/UDC 796.01:612
Информация для связи с автором: churganov@inbox.ru
Поступила в редакцию 30.09.2014 г.
Доктор медицинских наук, профессор Е.А. Гаврилова1 Кандидат педагогических наук, профессор О.М. Шелков1 Доктор педагогических наук, профессор О.А. Чурганов1 Кандидат философских наук А.И. Маточкина2
1 Научно-исследовательский институт физической культуры, Санкт-Петербург
2 Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И. Мечникова, Санкт-Петербург
INFORMATION VALUE OF RHYTHMOCARDIOGRAPHIC CHARACTERISTICS IN MONITORING OF TRAINING PROCESS
Professor, Dr. Med. E.A. Gavrilova1 Professor, Ph.D. O.M. Shelkov1 Professor, Dr.Hab. O.A. Churganov1 Ph.D. A.I. Matochkina2
1 Scientific Research Institute of Physical Culture, St. Petersburg
2 North-Western State Medical University named after I.I. Mechnikov, St. Petersburg
Аннотация
Контроль за тренировочным процессом с помощью исследования вариабельности ритма сердца (ВРС) методом ритмокардиографии (РКГ) - крайне перспективное, успешно развивающееся и, как никогда, актуальное направление в спортивной медицине, физиологии и теории спорта, незаменимый инструмент в работе врача и тренера. Это наиболее информативный на сегодня метод оперативного контроля функционального состояния спортсмена, во много раз превосходящий пульсометрию, традиционно используемую для контроля за нагрузками в спорте.
Метод ритмокардиографии (РКГ) используется в практике спорта более 30 лет не только для оценки функционального состояния спортсмена, но и для контроля за тренировочным процессом, а также прогнозирования успешности спортсмена. Статья посвящена исследованию информативности показателей РКГ в оценке спортсмена. Сегодня при обработке ритмограмм исследователю приходится сталкиваться с 30 и более показателями. Для удобства проведения мониторинга тренировочного процесса важно иметь небольшое число показателей, которые бы объективно и достоверно отражали функциональное состояние спортсмена. В связи с этим целью нашего исследования явился объективный поиск наиболее информативных показателей в оценке РКГ спортсмена. Обследовано 90 спортсменов высокой квалификации 17-24 лет различного пола, тренирующих качество выносливости, в подготовительном периоде тренировочного цикла. Исследование проводилось на компьютерном анализаторе «Кардиометр МТ» ЗАО «Микард-Лана». Массив данных 90 спортсменов по 19 исследованным показателям статистически обработан с помощью программного продукта Exel. В результате проведенного исследования установлено, что из 19 рассмотренных показателей РКГ наиболее информативными для спортсменов, тренирующих качество выносливости, с точки зрения отображения объективной информации о состоянии регуляторных систем организма спортсмена оказались комплексные показатели РКГ, предложенные Р.М. Баевским: ВПР и ПАПР. Из показателей, рекомендованных Международным стандартом, это SDNN, dX и RMSSD.
Ключевые слова: ритмокардиография, пульсометрия, вариабельность ритма сердца, спорт, спортсмены, тренировочный процесс.
Annotation
Monitoring of the training process by analyzing heart rate variability (HRV) using rhythmocardiography (RCG) is a very promising, successfully developing and modern trend in sports medicine, physiology and sport theory, an indispensable method for coaches and physicians. Today it is the most informative method for on-line monitoring of the functional state of athletes, much better than pulsometry diagnostics, which is traditionally used to control the exercise stress in sport. HRV is a method of analysis of sinus node automaticity, indicating the state of regulatory systems of the body and the degree of its balance with the internal and external environment. Inter-beat intervals in seconds are analyzed. The advantages of the method are that it is non-invasive, simple and easily done during preparation and in the process of research for both an athlete and a researcher. Its important features are: accessibility, short examination time, high sensitivity, computerized processing of raw data and the ability to be used during different test sample loads. The method of rhythmocardiography has been used in sports practice for over 30 years not only to estimate athlete's functional state, but to control the training process and to predict athlete's progress. The paper is devoted to the study of the information value of rhythmocardiographic indicators for athlete's assessment. Nowadays a researcher has to deal with at least 30 indicators when processing rhythmograms. To make the monitoring of the training process more convenient one is to have only a few indicators that could objectively and reliably proved athlete's functional state. Hence, the purpose of the present research was to make an objective search of the most informative indicators for the assessment of rhythmocardiography of an athlete. 90 highly skilled male and female athletes aged 17-24 who were engaged in endurance training in the pre-season were examined. The study was carried out using the computer analyzer "Cardiometer-MT1 (Micard-Lana). The data file of 90 athletes in 19 examined indicators was statistically processed using the Excel software. According to the findings, out of 19 RCG indicators examined, the complex rhythmocardiographic characteristics proposed by R.M. Baevsky, being VRI and IARP, were proved to be the most informative for the athletes, engaged in the endurance training, in terms of showing objective information on the state of athlete's regulatory systems. From the indicators recommended by the International standard these are SDNN, dX and RMSSD.
Keywords: rhythmocardiography, pulsometry, heart rate variability, sport, athletes, training process.
Введение. Контроль за тренировочным процессом с помощью исследования вариабельности ритма сердца (ВРС) методом ритмокардиографии (РКГ) - крайне перспективное, успешно развивающееся и, как никогда, актуальное направ-
ление в спортивной медицине, физиологии и теории спорта, незаменимый инструмент в работе врача и тренера. Это наиболее информативный на сегодня метод оперативного контроля функционального состояния спортсмена, во много раз
превосходящим пульсометрию, традиционно используемую для контроля за нагрузками в спорте.
РКГ - это метод анализа автоматизма синусового узла сердца, отражающий состояние регуляторных систем организма и степень его уравновешенности с внутренней и внешней средой [3]. Анализу подвергается продолжительность интервалов между ударами сердца в секундах. Достоинствами метода являются его неинвазивность, простота и необременительность как в подготовке, так и в проведении исследования как для спортсмена, так и для исследователя. Его важные особенности: доступность, непродолжительность обследования, высокая чувствительность, компьютеризация обработки первичных данных, возможность использования во время различных тестовых проб-нагрузок. Сегодня метод активно внедряется в практику спорта не только для оценки функционального состояния, но и для контроля за тренировочным процессом (степени тренировочного эффекта и восстановления спортсмена), а также прогнозирования успешности спортсмена [7, 9, 11].
Первые записи РКГ в мире начали применять в 1961 г. в СССР, во время подготовки полета Ю.А. Гагарина в космос. Это послужило толчком к внедрению метода и в тренировочный процесс. В 1996 г. впервые были опубликованы Международные стандарты вариабельности ритма сердца [10], которые выполнили функцию стандартизации научных исследований и практического использования технологии ставшей широко известной за рубежом методики под аббревиатурой HRV (heart rate variability - изменчивость сердечного ритма).
Для практики спорта РКГ - это инструмент, позволяющий измерить соответствие нагрузок, предъявляемых организму спортсмена, его функциональному (адаптационному) резерву, а также составить прогноз его тренировочной и соревновательной деятельности. Оценка показателей РКГ позволяет подойти к научному прогнозированию физических возможностей спортсменов, в том числе в условиях соревновательной деятельности, решать вопросы отбора для занятий спортом, более рационально строить режим тренировок и контролировать функциональное состояние спортсменов, выявлять на ранних этапах состояния дезадаптации и перетренированности. Только в этом случае можно сохранить здоровье, работоспособность и спортивную результативность атлета.
Число приборов и показателей РКГ в связи с усложнением программ математической обработки постоянно растет, при этом не всегда улучшая качество оценки. Сегодня при обработке ритмограмм исследователю приходится сталкиваться с 30 и более показателями. При этом для удобства проведения мониторинга тренировочного процесса важно иметь небольшое число показателей, которые бы объективно и достоверно отражали функциональное состояние спортсмена, в том числе при динамическом наблюдении, что не так просто. В международных рекомендациях [10] так и не было дано ответа на вопрос, какие показатели ВРС являются наиболее информативными. Сегодня фактически по каждому показателю можно найти литературу, доказывающую, что он является самым информативным и объективным.
В связи с этим цель нашего исследования - объективный поиск наиболее информативных показателей в оценке РКГ спортсмена.
Методика и организация исследования. Обследовано 90 спортсменов высокой квалификации (не ниже КМС) 17-24 лет различного пола, тренирующих качество выносливости, в подготовительный период тренировочного цикла. Исследование проводилось на компьютерном анализаторе «Кардиометр МТ» ЗАО «Микард-Лана». Запись РКГ осуществлялась через 1,5-2 ч после завтрака, в 9-10 ч утра без предшествующей тренировки, после достаточного ночного сна.
При записи были исключены все нестационарные процессы. Статистическая обработка массива данных 90 спортсменов по 19 показателям осуществлялась с помощью программного продукта Exel.
Результаты исследования и их обсуждение. На основе данных исследования 90 спортсменов по 19 исследованным показателям РКГ была составлена корреляционная матрица, в которой суммированы модули индексов корреляции по каждому показателю.
В наибольшей степени по сумме баллов модулей корреляций с другими показателями РКГ лидируют показатели: SDNN, dX, RMSSD (сумма баллов более 14). Высоко, но несколько меньше, чем первые три - ПАПР, ВПР, АМо, CV (сумма баллов более 13). При этом, если учесть долю значимых корреляций с другими показателями массива данных, в этом случае наиболее информативными оказались показатели ВПР (72 % значимых корреляций), ПАПР и ИН (по 67 % значимых корреляций).
Таким образом, с учетом суммы модулей всех корреляций и доли значимых наиболее информативными показателями РКГ оказались ВПР и ПАПР.
Вегетативный показатель ритма рассчитывается по формуле: ВПР = 1/МоxdХ и позволяет оценить прежде всего активность автономного контура регуляции функций организма.
Известно, что спортивная деятельность тогда приносит свои результаты, когда мастерство атлета отточено до автоматизма. Поэтому вся система спортивной тренировки и заключается в тренировке прежде всего автономного контура регуляции. Чем выше его активность, тем меньше величина ВПР, тем в большей мере вегетативный баланс смещен в сторону преобладания парасимпатического отдела и тем выше адаптационный, в том числе и спортивный, резерв. Согласно работам В.В. Парина и Р.М. Баевского [5] система с относительно автономными связями в силу независимости ее элементов отличается большей пластичностью, что облегчает ее приспособление к изменяющимся условиям среды, включая и физические нагрузки. Процессы адаптации в таких системах протекают с высокой эффективностью. В большей степени это относится к спортсменам, тренирующим качество выносливости. В этом случае синусовый узел становится «независимым», что отражает достижение функционального оптимума для организма при выполнении работы достаточно большой продолжительности. Известно, что чем меньше число межпараметрических связей в функциональной системе, тем система работает раскрепощеннее. Напряжение деятельности системы всегда сопряжено с увеличением числа и силы связей [1].
По полученным нами ранее данным [4], при обследовании 129 спортсменов лыжных видов спорта сборных команд Санкт-Петербурга и страны ВПР оказался самым информативным комплексным показателем в оценке аэробных способностей спортсмена в лыжных видах спорта. В подготовительном периоде тренировочного цикла ВПР у лыжников с МПК более 60 мл/мин/кг составил 2,6±1,7 против 3,7±1,7 у. е. у лыжников с МПК менее 60 мл/мин/кг (р<0,01). При использовании метода стандартов было показано, что аэробные способности спортсменов в лыжных видах спорта можно прогнозировать по данным РКГ. МПК более 60 мл/мин/кг следует ожидать у лыжников при ВПР менее 2,6 у. е. в подготовительном периоде тренировочного цикла. По данным А.Д. Викулова (2005), по мере роста спортивного мастерства отмечалось снижение этого показателя с 3,5 до 1,4 у. е. у мастеров спорта международного класса. При перетренированности ВПР растет до 10 и более у. е [2]. Подход, основанный на определении функционального состояния спортсмена по значению ВПР, оправдал себя и в выборке 87 баскетболистов [3]. У спортсменов с ВПР менее
18
http://www.teoriya.ru
№ 3 • 2015 Март | March
2,6 у. е. отмечены более низкое напряжение регуляторных систем и высокие показатели автономизации и вариабельности ритма сердца в сравнении со спортсменами с ВПР более 2,6 у. е. Это свидетельствует о том, что спортсмены первой группы более тренированны, адаптированны и функционально готовы к спортивной и соревновательной деятельности. Напротив, во второй группе отмечались признаки напряжения систем адаптации и перетренированности. Подобные данные получены и по спектральным характеристикам ритма сердца. Общий волновой спектр в группе спортсменов с ВПР менее 2,6 у. е. составил по медиане 5813 мс2 против 1654,0 мс2 у спортсменов с ВПР более 2,6 у. е. (р<0,001). Существенные различия были выявлены также по всем другим спектральным характеристикам ритма сердца.
Показатель адекватности процессов регуляции (ПАПР) рассчитывается как АМо/Мо. В отличие от ВПР при расчете этого показателя используется значение амплитуды моды (АМо). ПАПР отражает соответствие между активностью симпатического отдела вегетативной нервной системы и ведущим уровнем функционирования синусового узла. Рост этого показателя позволяет судить о снижении резерва адаптации и появлении симптомов перетренированности. По данным Ю.Э. Питкевич [6], значение ПАПР у спортсменов 31 вида спорта составило в среднем 31 у. е. С ростом спортивного мастерства этот показатель снижается до 23 у. е. [1]. Установлена обратная достоверная зависимость между уровнем PWC170 и ПАПР (r = -0,42) [6].
Вывод. В результате проведенного исследования установлено, что из 19 рассмотренных показателей РКГ наиболее информативными для спортсменов, тренирующих качество выносливости, с точки зрения отображения объективной информации о состоянии регуляторных систем организма спортсмена, оказались комплексные показатели РКГ, предложенные РМ. Баевским: ВПР и ПАПР! Из показателей, рекомендованных Международным стандартом, это - SDNN, dX и RMSSD.
Литература
1. Адельшина Г.А. Экспертная оценка применимости метода вариационной пульсометрии для диагностики типов вегетативных регуляций / Г.А. Адельшина, К.В. Гавриков, Т.Н. Радышевская и др. // Современные наукоемкие технологии. - 2006. - № 3. - С. 334-341.
2. Викулов А.Д. Вариабельность сердечного ритма у лиц с повышенным режимом двигательной активности и спортсменов / А.Д. Викулов, А.Д. Немиров, Е.Л. Ларионова, А.Ю. Шевченко // Физиология человека. - 2005. - Т. 31. - № 6. - С. 54-59.
3. Гаврилова Е.А. Ритмокардиография в спорте / Е.А. Гаврилова. -СПб.: Изд-во СЗГМУ им. И.И. Мечникова, 2014. - 164 с.
4. Гаврилова Е.А. Прогнозирование аэробных способностей высококвалифицированных лыжников по данным вариационной пульсометрии / Е.А. Гаврилова, О.А. Чурганов // Вестник спортивной науки. - 2012. - № 4. - С. 3-5.
5. Парин В.В. Введение в медицинскую кибернетику / В.В. Парин, Р.М. Баевский. - М.: Медицина, 1966. - 150 с.
6. Питкевич Ю.Э. Оценка параметров вариабельности сердечного ритма по данным программно-аппаратного комплекса «Омега-С» / Ю.Э. Питкевич // Актуальные вопросы спортивной медицины, лечебной физической культуры, физиотерапии и курортологии: Матер. VIII Междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых, Москва, 11-12 декабря 2009 г. // Журн. Российской ассоциации по спортивной медицине и реабилитации больных и инвалидов; редкол.: Б.А. Поляев [и др.]. - М., 2009. - № 4 (31). - С. 251-252.
7. Шлык Н.И. Сердечный ритм и тип регуляции у детей, подростков и спортсменов: монография / Н.И. Шлык. - Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2009. - 255 с.
References
1. Adel'shina, G.A. Ekspertnaya otsenka primenitel'nosti metoda variatsionnoy pul'sometrii dlya diagnostiki tipov vegetativnykh regulyatsiy (Expert assessment of applicability of the method of variation pulsometry for diagnostics of types of vegetative regulation) / G.A. Adel'shina, K.V. Gavrikov, T.N. Radyshevskaya, et al. Sovremennye naukoemkie tekhnologii. - 2006. - No. 3. - PP. 334-341.
2. Vikulov, A.D. Variabel'nost' serdechnogo ritma u lits s povyshennym rezhimom dvigatel'noyaktivnosti Isportsmenov (Heart rate variability in persons with increased motor activity and athletes) / A.D. Vikulov, A.D. Nemirov, E.L. Larionova, A.Yu. Shevchenko. Fiziologiya chelove-ka. - 2005. - P.31. - No. 6. - PP. 54-59.
3. Gavrilova, E. A. Ritmokardiografiya vsporte (Rhythmocardiography in sport). - St. Petersburg: North-Western Medical State University n.a. I.I. Mechnikov, 2014. - 164 P.
4. Gavrilova, E.A., Churganov, O.A. Prognozirovanie aerobnykh sposobnostey vysokokvalifitsirovannykh lyzhnikov po dannym variatsionnoy pul'sometrii (Predicting aerobic abilities of elite skiers according to variation pulsometry) / E.A. Gavrilova, O.A. Churganov. Vestniksportivnoynauki. - 2012. - No. 4. - PP. 3-5.
5. Parin, V.V. Vvedenie v meditsinskuyu kibernetiku (Introduction to medical cybernetics) / V.V. Parin, R.M. Baevsky. - Moscow: Medit-sina, 1966. - 150 P.
6. Pitkevich, Yu.E. Otsenka parametrov variabel'nosti serdechnogo ritma programmno-apparatnnogo kompleksa "Omega-S" (Assessment of parameters of heart rate variability according to software and hardware complex Omega-S) // Topical issues of sports medicine, remedial gymnastics, physiotherapy and balneology: Proceedings of the VIII International scientific conference of students and young scientists, Moscow, December 11-12, 2009 // Journal of the Russian association on sports medicine and rehabilitation of patients and disabled people; Editorial board: B.A. Polyaev [et al.]. - Moscow - 2009. - No. 4 (31). - PP. 251-252.
7. Shlyk, N.I. Serdechny ritm i tip regulyatsii u detey, podrostkov i sportsmenov (Heart rate and regulation type in children, teenagers and athletes: monograph. - Izhevsk: Publishing house "Udmurt University", 2009. - 255 P.
8. Evaluating training adaptation with heart-rate measures: methodological comparison/ D.J. Plews, P.B. Laursen, A.E. Kilding, M. Bu-chheit. Int. J. Sports Physiol. Perform. - 2013 - Vol. 8, No. 6. - PP. 688-691.
9. Night and postexercise cardiac autonomic control in functional overreaching/ O. Dupuy, L. Bherer, M. Audiffren, L. Bosquet. Appl Physiol NutrMetab. - 2013. No. 2. - PP. 200-8.
10. Task Force of the European Society of Cardiology and the North American Society of Pacing and Electrophysiology. Heart rate variability. Standards of Measurement. Physiological interpretation and clinical use. Circulation. - 1996 - Vol. 93 - PP. 1043-1065.
11. Wallace, L.K. A comparison of methods for quantifying training load: relationships between modeled and actual training responses/ L.K. Wallace, K.M. Slattery, A.J. Coutts // Europ. J. Appl. Physiol. - 2012 -Vol. 114, No. 1. - PP. 11-20.
ВЕСТИ ДИССЕРТАЦИОННОГО СОВЕТА
26 февраля 2015 года в Набережночелнинском филиале Поволжской государственной академии физической культуры, спорта и туризма состоялась защита диссертации Вавилова В. В. на тему: «Направленность занятий атлетической гимнастикой мужчин второго зрелого возраста на подготовку к сдаче нормативов комплекса ГТО». Официальными оппонентами выступили: Сафонова Ж. Б. - доктор педагогических наук, профессор, заведующая кафедрой физического воспитания ФГБОУ ВПО «Омский технический университет».
Орлов А. И. - кандидат педагогических наук, доцент кафедры физической культуры и спорта ФГБОУ ВПО «Чувашский государственный университет им. И. Н. Ульянова».
Научная новизна исследования:
- выявлены перспективные направления использования средств атлетической гимнастики на основе рационального сочетания аэробного и анаэробного компонентов тренировочных средств, обеспечивающих укрепление здоровья, повышение физической работоспособности, умственной деятельности мужчин второго зрелого возраста;
- выявлены ведущие мотивы физкультурно-оздоровительной деятельности мужчин второго зрелого возраста к занятиям атлетической гимнастикой, которые включают в себя приобретение навыков самостоятельного использования средств физической культуры, подготовку к сдаче нормативов комплекса ГТО.
