Разработка и обоснование унифицированной шкалы оценки уровня функциональных резервов членов сборных команд России Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

Ю.В. Мирошникова1, С.М. Разинкин2, А.С. Самойлов2, П.А. Фомкин2, В.В. Петрова2, А.А. Киш2

Разработка и обоснование унифицированной шкалы оценки уровня функциональных резервов членов сборных команд России

1 ФМБА России, г. Москва 2 ФГБУ «ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна» ФМБА России, г. Москва

Yu.V. Miroshnikova1, S.M. Razinkin2, A.S. Samoylov2, P.A. Fomkin2, V.V. Petrova2, A.A. Kish2

Development and validation of the standard rating scale used in national sports teams of Russia for the athletes functional assesment

1 FMBA Russia, Moscow 2 SRC-FMBC, Moscow

Ключевые слова: спортсмен, функциональные резервы, физическая работоспособность, оценочная шкала, математический аппарат.

В статье приведена методология расчета унифицированной шкалы оценки уровня функциональных резервов здоровых спортсменов циклического вида спорта по результатам их клинико-функционального обследования. Даны рекомендации по применению оценочных шкал в спорте высших достижений.

Key words: athlete, functional reserves, physical work capacity, Standard Rating Scale, mathematical tool.

The article presents calculation methodology used in the Standard Rating Scale development. Mentioned Standard Rating Scale was used for the functional reserves assessment of 94 athletes in the National Cyclic Sports Team, to verify their Candidate Master category. The examination was conducted among 56 sportsmen (aged 22,3±2,6, in average) and 38 sportswomen (aged 21,7±3,1, in average), in total. The article has valuable recommendations upon the Standard Rating Scale application in Sports of Greatest achievements.

В основу разработки унифицированной шкалы оценки уровня функционального, соматического и психофизиологического состояния спортсменов легли исследования критериев и показателей самооценки и самооздоровления спортсменов [1; 4—6].

В последнее время нами использовались различные подходы к оценке функциональных резервов спортсменов, в частности были разработаны и апробированы шкалы балльной оценки функционального состояния спортсменов с выводом интегральной оценки их функциональных резервов для сборной команды РФ по биатлону в течение годового тренировочного цикла 2013—2014 гг. [3; 7]. Однако до сих пор отсутствовал математиче-

ский аппарат, который бы позволил разработать единую теоретическую базу для расчета балльных оценок в интересах сборных команд различных видов спорта.

Исходя из сказанного, целью настоящего исследования стала разработка универсальной методологии составления оценочных шкал результатов клинико-функционального тестирования спортсменов циклических видов спорта. Для достижения поставленной цели нами были решены следующие задачи:

• получены и обобщены показатели клинико-функционального тестирования спортсменов;

• разработан алгоритм оценки полученных показателей;

зованных методов и количестве спортсменов представлены в таблице 1.

В целях корректного составления шкал и распределения балльной оценки были определены законы распределения каждого из показателей, входящих в методы расширенного медицинского обследования. Для этого с помощью общих принципов математической статистики был обработан массив данных обследования сборной команды РФ по академической гребле. Список показателей каждого обследования приведен в таблице 2.

Результаты и обсуждение

В целях определения статистических свойств генеральной совокупности были вычислены конкретные параметры каждого массива данных по каждому показателю. Ход вычислений представлен ниже.

Обозначим выборочные параметры (точечные оценки) теми же буквами, что и

Таблица 1 Перечень методов расширенного медицинского обследования и количество участвовавших спортсменов

Методы обследования Спортсмены (количество)

Мужчины Женщины

Физическая работоспособность Нагрузочное тестирование на беговой дорожке 16 15

Нагрузочное тестирование на велоэргометре по протоколу <<"^п§а1е» 40 32

Система обеспечения работоспособности Вариабельность сердечного ритма 40 32

Биоэлектрограмма 40 32

Биоимпедансометрия 40 32

Компрессионная осциллометрия 40 32

Таблица 2 Оцениваемые показатели клинико-функционального обследования спортсменов

Метод Оцениваемые показатели

Нагрузочное тестирование на беговой дорожке Время переносимости нагрузки, сек Время достижения порога анаэробного обмена, сек Потребление кислорода на уровне порога анаэробного обмена, мл/мин/кг Максимальное потребление кислорода, мл/мин/кг

Нагрузочное тестирование на велоэргометре по протоколу <^ш§а1е» Пиковая мощность, Вт Средняя мощность, Вт Общая работа, Дж

Вариабельность сердечного ритма Частота пульса, уд./мин Стресс-индекс, усл. ед. Интегральный показатель регуляторных систем, усл. ед.

Биоэлектрограмма Площадь правой фронтальной проекции, пикс. Симметрия правой фронтальной проекции, % Площадь левой фронтальной проекции, пикс. Симметрия левой фронтальной проекции, %

Биоимпедансометрия Психологический статус, усл. ед. Количество показателей, выходящих за [40; —40], ед.

Компрессионная осциллометрия Ударный объем, мл Общее периферическое сопротивление сосудов, Па*с/см3 Функциональное состояние, усл. ед.

• сформирована единая методология составления оценочных шкал для каждого показателя;

• подготовлены результаты исследования для наглядного представления врачу и тренеру команды.

Пациенты и методы

В исследование были включены 94 спортсмена сборной России по академической гребле, спортивный разряд у которых был не ниже кандидата в мастера спорта. Среди них 56 спортсменов мужского пола (средний возраст — 22,3±2,6 года) и 38 — женского (средний возраст — 21,7±3,1 года). На момент исследования спортсмены находились на разных этапах учебно-тренировочного процесса.

Все спортсмены прошли расширенное медицинское обследование на базе ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России. Данные об общем перечне исполь-

соответствующие генеральные параметры, но с волной вверху.

Для определения выборочных параметров каждого распределения (точечные оценки) — математического ожидания, дисперсии, среднеквадратичного отклонения, асимметрии и эксцесса — воспользуемся следующими формулами [2; 8]:

--■ - 1 ^71 _

ТПХ -¿.£=1 Xt,

К = ¿Ef-iOq-^Q2; öx = 4®х'>

а* = (n- 1)93^i-i(Xi-mx)3;

п

■

(1) (2)

(3)

(4)

(5)

i-i

По выборочным параметрам распределения находим доверительные интервалы для генеральных параметров. Доверительный интервал для генерального математического ожидания имеет вид

gyti+р(/)

oxti+p(/)

mx--fi— <mx<mx

где:

(6)

^ (/) — квантиль /-распределения Стьюдента, соответствующий вероятности р;

тх — выборочное мат. ожидание (1);

а^ — выборочное среднеквадратичное отклонение (3); п — объем выборки;

f = п 1 — число степеней свободы выборки.

Доверительный интервал для генеральной дисперсии находим по формуле:

fDx <П < fDx

xhptf)~ х ~ xl-pifY

где:

,2 f f\ „2

(7)

— квантиль X -распределения Пирсона, соответствующий вероятности р ;

Ох — выборочная дисперсия (2);

f — число степеней свободы выборки.

Формулы (6) и (7) предназначены для распределения по нормальному закону, однако их можно применять и для других, с оговоркой что результаты, полученные по ним, являются приближенными.

Находим доверительные интервалы для генеральных асимметрии и эксцесса, используя неравенство Чебышева:

ax-Jf<ax< ax+Jf;

где:

(8) (9)

д=1—р — уровень значимости; Б , Б — дисперсии выборочных асимметрии и эксцесса, которые находим по формулам: п б(п-1)

(10)

^ _ 24n(n-2)(n-3) е _ (п+1)2(П+3)(П+5) '

где:

(11)

- выборочная асимметрия;

е^ — выборочный эксцесс; п — объем выборки.

Формулы (8—11) справедливы для любых законов распределения исходной величины.

Подбор теоретического распределения разбит на следующие этапы:

• подбор закона распределения;

• подбор параметров распределения;

• проверка правильности подбора.

Закон теоретического распределения подбирали, исходя из вида гистограммы рас-предел ения. Разбиваем интервал изменения данных каждого параметра на участки одинаковой длины, определяя их число, с помощью формулы Стреджесса:

к = [1 + 33221дп\,

(12)

где [•••] — операция округления до ближайшего целого.

По виду гистограммы распределения подбирали теоретический закон распределения. Среди наших оцениваемых показателей

мы обнаружили пять различных законов распределения, показанных на рисунках 1—5.

Нами были составлены 6-разрядные шкалы балльной оценки с секторальным подходом. По каждому параметру спортсмен оценивался в диапазоне от 1 до 6 баллов, где:

• 5—6 баллов — уровень «очень хорошо» и <отлично», характеризующий эффективный тренировочный процесс;

• 3—4 балла — уровень «удовлетворительно» и «хорошо», не требующий вмешательства врача, однако рекомендованы изменения тренировочного процесса для улучшения результативности спортсмена;

• 1—2 балла — уровень «очень плохо» и «плохо», требующий повышенного внимания спортивного врача и тренера команды, необходимы изменение тренировочного процесса, консультация специалиста, психолога и т.п.

В зависимости от исходного закона распределения диапазоны значений каждого оцениваемого показателя были разбиты на указанные выше сектора. Полученные диапазоны составили оценочную шкалу, с помощью которой стало возможно поставить балл каждому показателю.

Разработанные шкалы по оцениваемым нами параметрам представлены в таблице 3.

После прохождения медицинского обследования тренер получает результаты, о которых сложно составить общее впечатление ввиду разнонаправленных изменений в исследуемых параметрах. Пример получен -ных данных нагрузочных тестирований представлен в таблице 4.

Первоочередная задача тренера — поддержка функциональных резервов спортсмена на высоком уровне, что непосредственно отражается на показателях физической работоспособности. Следуя этому принципу, результаты нагрузочных тестирований и их балльную оценку мы взяли за основу составления рейтинговой оценки спортсменов внутри команды.

Максимальные и минимальные результаты оценки прохождения нагрузочного тестирования в сборной команде РФ по академической гребле среди мужчин представлены в таблице 5.

Рис. 1. Нормальное распределение

Рис. 2. Показательное (экспоненциальное) распределение

Рис. 3. Распределение Лапласа

Пттлностъ рЕвнсм^ного рйстфвдэтжта

05

0.4

0.2 0.1 0

0 0.5 1 1.5 2 X

Рис. 4. Равномерное распределение

плотность распределения симпсона

0»

/ \ ;

0» / \

/ _ \

0 9( ■ 14 »

Рис. 5. Распределение Симпсона

Таблица 3 Шкалы балльной оценки параметров медицинского обследования сборной РФ по академической гребле

Критерий оценки Очень плохо Плохо Удовлетворительно Хорошо Очень хорошо Отлично

Балл 1 2 3 4 5 6

Нагрузочное тестирование на беговой дорожке

Время переносимости нагрузки, сек <700 701-750 751-850 851-979 980-1030 >1030

Время достижения уровня ПАНО, сек <600 601-649 650-730 731-839 840-890 >890

Потребление кислорода на уровне ПАНО, мл/мин/кг <40,0 40,1-45,9 46,0-48,9 49,0-59,9 60,0-64,0 >64,0

Максимальное потребление кислорода, мл/мин/кг <45,0 45,0-49,0 49,1-54,9 55,0-65,7 65,8-70,0 >70,0

Нагрузочное тестирование на велоэргометре по протоколу «Wingate»

Пиковая мощность, Вт <1096 1096-1229 1230-1585 1586-1941 1942-2075 >2076

Средняя мощность, Вт <719 719-722 773-919 920-1065 1066-1120 >1120

Общая работа, Дж <10 786 10 786-11 608 11 609-13 802 13 803-15 995 15 996-16 818 >16 818

Вариабельность сердечного ритма

Частота пульса, уд./мин <52 >76 52-54 72-76 55-57 69-71 08 66 1 1 86 56 61 63-65 62

Стресс индекс, усл. ед. >160 0-15 112-160 69-111 38-68 26-37 16-25

Биоэлектрограмма

Площадь правой фронтальной проекции, пикс. <22 500 22 501-24 000 24 001-25 000 25001-25700 25 701-26 000 >26 001

Симметрия правой фронтальной проекции, % <93 94 95 96 97 98-99

Площадь левой фронтальной проекции, пикс. <9000 9000-12 000 12 001-14 000 14001-15200 15 201-16 000 >16 000

Симметрия левой фронтальной проекции, % <50 51-60 61-70 71-80 81-90 >91

Биоимпедансометрия

Психологический статус <(-50) (-41)-(-50) (-31) ( 40) ( 21)-(-30) ( 11) ( 20) >(-11)

Количество параметров, выходящих за [40; -40] >12 9-12 6-8 3-5 1-2 0

Компрессионная осциллометрия

Ударный объем, мл <84 84-94 95-105 106-112 113-117 >118

Общее периферическое сопротивление сосудов <950 950-1030 1031-1110 1111-1155 1156-1185 >1186

Функциональное состояние <0,750 0,750-0,800 0,801-0,840 0,841-0,870 0,871-0,890 >0,890

Остальные параметры обследования были сгруппированы по отношению к соматическому или же психофизиологическому статусу спортсмена и признаны составляющей системы обеспечения его функциональной готовности. Результаты обследования тех же спортсменов приведены в таблице 6.

Таким образом, разработанная методология позволяет упростить и стандартизировать создание шкал балльной оценки для наглядного представления результатов тренерам и врачам команды.

Заключение

В результате использования стати -стического математического аппарата были сформированы диапазоны значений шкалы по каждому из отобранных нами показателей медицинского обследования, что позволило наиболее полно и широко оценить возможности каждого спортсмена.

Определен рейтинговый балл каждого из спортсменов, имеющий доступный и понятный вид количественной оценки, изменяющейся от отличного результата до наихудшего.

Таблица 4 Образец сводных результатов нагрузочных тестирований 10 членов сборной команды РФ по академической гребле

Код спортсмена Тесты

Нагрузочное тестирование на беговой дорожке Нагрузочное тестирование на вело-эргометре по протоколу «Wingate»

Время нагрузки, сек Время достижения уровня ПАНО, сек Кислород на уровне ПАНО, мл/мин/кг Максимальное потребление кислорода, мл/мин/кг Пиковая мощность, Вт Средняя мощность, Вт Общая работа, Дж

АГМ 1 731 637 46,7 50,0 1532 932 14 172

АГМ 2 806 694 48,4 54,4 1555 904 13 554

АГМ 3 627 571 31,0 33,9 1492 1149 17 231

АГМ 4 657 557 37,1 40,1 1096 692 10 375

АГМ 5 965 792 46,2 61,3 1192 715 10 726

АГМ 6 740 599 51,5 55,7 1144 765 11 469

АГМ 7 1029 894 62,7 65,1 2143 829 12 434

АГМ 8 876 694 51,1 56,2 1252 906 13 597

АГМ 9 790 746 54,2 56,5 1292 864 12 937

АГМ 10 774 674 46,4 51,1 1339 895 13 439

Максимальные и минимальные результаты прохождения нагрузочного тестирования по академической гребле среди мужчин Таблица 5 в сборной команде

Код спорт- Разряд Тестирование на беговой дорожке Тестирование на велоэргометре по протоколу «Wingate»

смена Общий балл Время нагрузки, сек МПК, мл/мин/кг Время ПАНО, сек VO2 ПАНО, млм/мин/кг Общий балл Пиковая мощность, Вт Средняя мощность, Вт Общая работа, Дж

Максимальные результаты

АГМ 11 МС 5,67 984 (5,0) 71,4 (6,0) 749 (5,0) 64,2 (6,0) 4,31 1120 (3,5) 768 (4,0) 11526 (4,0)

АГМ 12 МС 5,42 1092 (6,0) 68,7 (5,5) 839 (5,0) 63,0 (5,5) 4,50 1443 (4,5) 1009 (5,0) 15133 (5,0)

Минимальные результаты

АГМ 13 КМС 4,43 670 (3,5) 55,2 (5,0) 608 (4,0) 50,0 (5,0) 4,10 1066 (3,5) 721 (4,0) 10965 (4,0)

АГМ 14 КМС 4,09 979 (5,0) 38,5 (3,5) 864 (5,5) 28,4 (3,5) 5,00 1400 (4,5) 956 (5,0) 14288 (5,0)

Примечания: МПК — максимальное потребление кислорода, ПАНО — порог анаэробного обмена, МС — КМС — кандидат в мастера спорта, значения в скобках — балльная оценка полученного результата. мастер спорта,

Таблица 6 Параметры обеспечения функциональной готовности спортсменов сборной команды по академической гребле (мужчины), занявших лучшие и худшие места по результатам рейтинговой оценки

№ Код спортсмена Соматический компонент Гемодинамика ОАК Анализ крови на гормоны Психология

Общий балл УО ОПСС ФС Hb Er СТГ Корт. ТТГ Тестос. Общ. балл СИ ПС 9,10 N+/40 S проекц. (БЭГ) Z проекц. (БЭГ)

130170 4,55,3 0,021,23 3,719,4 0,354,94 142,4923,1

1 АГМ 11 5,00 3,83 95 (3) 1081 (4) 0,87 (5) 148 4,97 1,6 13,5 1,05 702 Риск 194 (1) -55 0 22632 (6) 95 (6)

2 АГМ 12 3,86 3,67 111 (4) 1141 (3) 0,90 (6) 156 4,99 0,58 13,9 0,82 577 Риск 80 (3) -63 0 9380 (2) 45 (1)

3 АГМ 13 5,00 3,58 98 (3) 881 (6) 0,88 (5) 150 5,19 1,2 7,1 1,51 372 3,50 29 (5) -52 0 14054 (4) 80 (4)

4 АГМ 14 4,43 2,33 80 (1) 1132 (3) 0,80 (2) 163 5,55 <0,1 15,4 2,47 1063 Риск 69 (3) -38 10503 (2) 59 (2)

Примечания: выделение серым — обратить внимание, УО — ударный объем, ОПСС — общее периферическое сопротивление сосудов, ФС — функциональное состояние, ОАК — общий анализ крови, Hb — гемоглобин, Er — эритроциты, СТГ — соматотропный гормон, Корт. — кортизол, ТТГ — тиреотропный гормон, Тестос. — тестостерон, СИ — стресс-индекс, ПС — психологический статус, N+/ 40 — количество параметров, выходящих за диапазон [40; —40], 5проекц — площадь проекции, ^проекц — симметрия проекции, БЭГ — биоэлектрограмма.

Нами были протестированы 94 спортсмена сборной России по академической гребле. По итогам рейтинговой оценки лишь 5% спортсменов продемонстрировали неудовлетворительный результат, что говорит о хорошей физической форме спортсменов и правильно выбранном тренировочном режиме.

Из-за специфики различных видов спорта все разработанные шкалы строго индивидуальны, и для каждой дисциплины необходимо корректировать диапазоны значений по всем исследуемым параметрам. Например, показатель максимального потребления кислорода при нагрузке у бегунов на длинные дистанции составляет 74±2 мл/мин/кг, в то время как у метателей молота этот же показатель равен 29± 3 мл/мин/кг.

Создание унифицированного подхода к разработке оценки уровня функциональных резервов спортсменов помогает максимально объективно оценить их текущий уровень тренированности и подготовки к соревновательному периоду, а также выявить слабые места в подготовке, нуждающиеся в коррекции.

Литература

1. Дворников М.В., Разинкин С.М., Петрова В.В. и др. Методика индивидуальной оценки устойчивости спортсменов к максимальным физическим нагрузкам в условиях измененной гипоксической и гипо-термической среды // Медицина труда и промышленная экология. 2013. № 9. С. 37-42.

2. Ильин В.А., Поздняк Э.Г. Основы математического анализа: В 2 ч. М.: Наука, 1982.

3. Котенко К.В., Разинкин С.М., Иванова И.И. и др. Оценка адаптационных возможностей организма профессиональных спортсменов и лиц, активно занимающихся спортом, к экстремальным клима-

тическим условиям с использованием различных методов // Физиотерапевт. 2013. № 4. С. 28-39.

4. Михайлова A.A., Корчажкина Н.Б., Петрова М.С. и др. Современные подходы к контролю за состоянием организма студентов, активно занимающихся спортом./ / Реабилитация и санаторно-курортное лечение — 2013: Материалы конгресса. М., 2013. С. 70.

5. Пономаренко B.A., Разинкин С.М., Шин-каренко B.C. Методы оценки профессионального здоровья // Здоровье здорового человека. М.: Медицина, 2007. С. 152— 164.

6. Разинкин С.М., Котенко К.В., Фом-кин П.А., Артамонова И.А., Шпаков A.B., Иванова И. И., Данилова Д. П. Самооценка уровня здоровья спортсменов // Медицина труда и промышленная экология. 2013. № 9. С. 5-13.

7. Разинкин С.М., Петрова В.В., Артамонова И.А., Фомкин П.А. Разработка и обоснование критериального аппарата оценки уровня здоровья спортсмена // Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. 2015. № 2. С. 72-80

8. Разинкин С.М., Толоконин А. О., Семенов Ю.Н. Новые компьютерные технологии в организации и клинической практике центров восстановительной медицины и реабилитации // Новые медицинские технологии. Новое медицинское оборудование. 2007. № 5. С. 2—22.

Контакты:

Фомкин Павел Алексеевич, научный сотрудник,

отдел экспериментальной спортивной медицины ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России.

Тел. раб.: 8(499)190 96 53. E-mail: [email protected]