CC BY
34
ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА В ОЦЕНКЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ ВОЛЕЙБОЛИСТОВ (ПО ПРОГРАММЕ "ОМЕОА-Б")
Ф.А. ИОРДАНСКАЯ, Р.В. МАЛКИН, ФГБУ ФНЦ ВНИИФК
Аннотация
Работа посвящена обоснованию использования методики оценки вариабельности сердечного ритма по программе "Omega-S" в мониторинге тренировочных мероприятий волейболистов. Работа базируется на результатах обследований 80 высококвалифицированных волейболистов в возрасте 21-33 года, мастеров спорта (36 мужчин и 44 женщины). Проведенные исследования позволили оценить функциональное состояние спортсменов согласно пятибалльной системе оценки, предусмотренной программой "Omega-S". Индивидуальный анализ результатов тестирования определил спортсменов со сниженным уровнем функционального состояния. В динамике годового цикла подготовки определена положительная динамика формирования высокого уровня тренированности в группе мужчин, а в группе женщин 30% обследованных сохранили только удовлетворительный уровень функциональной подготовленности. Результаты обследования, командные и индивидуальные показатели, полученные оперативно в ходе тренировочных мероприятий и в скрининговом подходе, своевременно выявляли спортсменов, нуждающихся в срочной коррекции состояния и необходимости дополнительных диагностических подходах. Проведенные исследования позволили рекомендовать программу "Omega-S" в практику работы волейбола на тренировочных мероприятиях для оперативного контроля переносимости тренировочных нагрузок.
Ключевые слова: вариабельность сердечного ритма, вегетативная нервная система, анализ, биологические ритмы,
адаптации, функциональное состояние.
VARIABILITY OF HEART RHYTHM IN THE EVALUATION OF THE FUNCTIONAL CONDITION OF VOLEYBALL PLAYERS
(PROGRAM "OMEGA-S")
F.A. IORDANSKAYA, R.V. MALKIN, FSBIFSC VNIIFK
Abstract
The work is devoted to the justification of using the methodology for assessing heart rate variability using the Omega-S program in monitoring volleyball players' training activities. The work is based on the results of dynamic observations of 80 elite volleyball players, 21-33 years old, masters of sports (36 men and 44 women). The conducted studies allowed assessing the functional state of athletes according to a five-point assessment system provided by the Omega-S program. Individual analysis of the test results identified athletes with a reduced level of functional status. In the dynamics of the annual training cycle, the positive dynamics of the formation of a high fitness level in the group of men were determined, and in the group of women, 30% of the surveyed maintained only a satisfactory level of functional fitness. The results of the survey, team and individual indicators obtained promptly during training activities and in the screening approach, promptly identified athletes who need urgent correction of the condition and the need for additional diagnostic approaches. The conducted studies allowed to recommend the program "Omega-S" to the practice of volleyball at training events for the operational control
of the tolerance of training loads.
Keywords: heart rate variability, vegetative nervous system, analysis, biological rhythms, adaptations, functional state.
Введение
Вариабельность сердечного ритма - один из современных способов оценки взаимодействия сердца и нервной системы.
Вегетативная нервная система (ВНС) считается ключевым фактором в регуляции ответа на тренировочный процесс и оценки информации о протекании важнейших физиологических процессов до, во время и после тренировок. Одним из методов контроля адаптации к тре-
нировочному процессу является оценка состояния ВНС через измерения вариативности частоты сердечных сокращений в состоянии покоя или после физических упражнений.
Сердечный ритм человека не является постоянной величиной. Он меняется под влиянием различных факторов. Так, сердце подстраивается под разнообразные условия внешней среды и патологические процессы,
С*)
протекающие в самом организме. Изменчивость, непостоянство каких-либо показателей как ответная реакция на всевозможные раздражители называется вариабельностью.
Вариабельность сердечного ритма (ВСР) - это колебания деятельности миокарда, выражаемые показателями частоты сократительных комплексов и временной протяженностью пауз между фазами максимального возбуждения. Причем для каждого функционального состояния организма средняя величина отклонения от нормального ритма будет своей.
Изучают вариабельность сердечного ритма по промежуткам между зубцами R на кардиограмме. Именно эти элементы проще всего вычленяются при снятии ЭКГ, т.к. они обладают максимальной амплитудой.
Оценка вариабельности сердечного ритма проводилась с использованием программно-аппаратного комплекса "Omega-S". Этот комплекс предназначен для анализа биологических ритмов организма человека, выделяемых из электрокардиосигналов в широкой полосе частот. "Omega-S" разработан российской научно-исследовательской лабораторией «Динамика» (патент получен в 2002 г., а свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ - в 2003 г.) на основе принципиально нового метода фрактального динамического анализа совокупности ритмов сердца и мозга. Сигналы ЭКГ в процессе обработки формируют ритмограмму, представляющую собой последовательность временных интервалов между соседними сердечными сокращениями. Сигнал ритмо-граммы - нелинейная совокупность разномасштабных во времени процессов. Ритмограммы - это не функции, а искусственно синтезированные графики, по осям ординат которых дискретно отражаются текущие значения интервалов R - R, P - P, P - R и других, а по оси абсцисс -текущее время, равное количеству этих интервалов. Таким образом, размерность по осям одна и та же - время. Физический смысл спектрального анализа состоит в разделении на отдельные составляющие суммарного временного процесса, полученного в результате сложения или вычитания амплитуд этих составляющих.
В основе создания этой программы лежит метод распределения кардиоинтервалов в виде гистограмм, предложенный Р.М. Баевским [1], статистического и вариационного анализа сердечного ритма: Мода (М), Амплитуда Моды (АМ), Вариационный размах (х), индекс вегетативного равновесия (ИВР), вегетативный показатель ритма (ВПР), индекс напряжения (ИН). Данные показатели представлены в виде трех типов гистограмм: симпатикотонические, нормотонические и ваготониче-ские [2, 3].
Цель исследования - обоснование возможности использования методов оценки вариабельности сердечного ритма в мониторинге функциональной подготовленности волейболистов.
Задачи исследования
1. Оперативный контроль показателей вариабельности сердечного ритма в процессе тренировочных мероприятий волейболистов.
2. Оценка функционального состояния волейболистов на разных этапах подготовки по 5-балльной системе программы "Omega-S" и скрининг спортсменов со сниженным состоянием.
Методы исследования
Программно-аппаратный компьютерный комплекс "Omega-S" включает:
- программное обеспечение на компакт-диске;
- дистанционный модуль регистрации ЭКГ со встроенным тонометром;
- электроды кардиографические Skintacе FS до 24 АС;
- манжетка для измерения АД;
- интерфейсный кабель USB;
- модуль «Дыхание»;
- портативный компьютер (ноутбук).
Контингент
Исследования проведены на большой группе высококвалифицированных спортсменов (80 человек), из них: 36 мужчин и 44 женщины. Стаж занятий - свыше 10 лет, возраст - 23-35 лет, квалификация - мс, мсмк.
Результаты исследования
Исследования проводились в динамике - на подготовительном и предсоревновательном этапах подготовки (табл. 1).
Протокол функционально-диагностического тестирования по программе "Omega-S" включает:
1. Показатели физического состояния:
А - уровень адаптации к физическим нагрузкам;
В - уровень тренированности организма;
С - уровень энергетического обеспечения;
D - психоэмоциональное состояние;
Е - интегральный показатель спортивной формы.
2. Оценку функционального состояния по 5-балльной системе.
Исследования, проведенные на подготовительном этапе тренировочных мероприятий на фоне больших тренировочных нагрузок, свидетельствовали о достаточно широком спектре показателей адаптации к нагрузкам: треть обследованных «вышли» на высокий уровень физической готовности, свыше 40% - на хороший. В то же время скри-нинговое обследование позволило диагностировать у нескольких спортсменов симптомы утомления и отставленного недовосстановления, требующие срочной коррекции тренировочных нагрузок и плана восстановительных мероприятий.
На предсоревновательном этапе определялась положительная динамика повышения функциональных показателей адаптации, особенно в группе мужчин.
В группе женщин треть наблюдаемых спортсменок сохраняли удовлетворительный уровень физической подготовленности и нуждались в коррекции состояния за оставшийся период подготовки до начала ответственных соревнований.
Таблица 1
Оценка функциональной подготовленности спортсменов по показателям программы "Omega-S" на этапах подготовки
Обследуемые группы Оценка функционального состояния по программе "Omega-S" (баллы)
Высокая 5 Хорошая 4 Удовлетв. 3 Сниженная 2 Низкая 1
Подготовительный этап
Мужчины Количество 8 11 2 2 1
(п = 24) % 30,0 45,8 8,3 8,3 4,16
Женщины Количество 8 11 7 - -
(п = 27) % 29,6 40,7 25,9 - -
Итого Количество 16 22 9 2 1
(п =51) % 31,37 43,13 17,64 3,92 1,96
Предсоревновательный этап
Мужчины (п = 12) % 33,3 50,0 8,3 - -
Женщины (п = 17) % 31,25 37,5 31,25 - -
Важным направлением в использовании диагностических приборов является не только групповая оценка подготовленности команды, но и индивидуальные показатели адаптации исследуемых спортсменов. Пример протокола исследования по программе "Omega-S" спортсменки Е.Е. (25 лет, мс, стаж занятий 12 лет), представлен ниже.
ПРИМЕР ПРОТОКОЛА ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ПРОГРАММЕ "ОМЕОД-Б" В протоколе используется два варианта анализа.
Первый: включает резервы биологического возраста (в нашем примере биологический возраст 20 лет, паспортный - 25 лет). Определяются следующие показатели (в скобках - результаты на нашем примере):
А - уровень адаптации к физической нагрузке (51%); D - психическое состояние (80%);
B - уровень тренированности (98%); E - интегральный показатель спортивной формы
C - уровень энергетического обеспечения (90%); (56%).
Кривая суточного прогноза: стабильный, с небольшим снижением между 8 и 9 часами. Второй: включает в себя показатели вариационного анализа: ритмограмму, гистограмму, спектрограмму, авто-коррелограмму. Результаты обследования на примере одной спортсменки приведены в табл. 2.
Таблица2
Показатели спортсменки Е.Е. по второму варианту обследования программы "Отеда-Б"
Показатель Результат Норма
ЧСС, уд./мин 56,0 60-90
Индекс вегетативного равновесия (ИВР) 64,5 35-145
Вегетативный показатель ритма (ВПР) 0,36 0,25-0,60
Индекс адекватности регуляции 22,8 15-50
Индекс напряжения (ИН) 32,3 10-100
Параметр автокорреляции Z 232,5 50-500
Уровень тренированности В1 составил 98%, резерв тренированности В2 - 63%.
Изучаемые показатели нейродинамического анализа: нейродинамическая матрица, гистограмма кодов, энергетическая пирамида. С1 - уровень энергетического обеспечения - 90%; С2 - резервы энергетического обеспечения - 87%. Картирование биоритмов мозга: D1 - уровень управления - 80%; D2 - резервы управления - 88%.
Таким образом, компьютерная программа "Omega-S" позволяет оценивать:
- биологический суточный ритм и его колебания;
- опосредованные энергетические резервные возможности;
- вегетативные показатели и их лабильность;
- функциональные показатели сердечно-сосудистой системы по величине, устойчивости, стабильности ритма сердечных сокращений.
Представляем протоколы индивидуальных показателей комплексной оценки физического состояния по показателям вариабельности сердечного ритма программы "Omega-S" на подготовительном этапе подготовки (табл. 3 и 4).
Показатели вариабельности сердечного ритма в группе мужчин у 10 спортсменов по результатам комплексной оценки адаптации свидетельствует в целом об адекватной реакции к физической нагрузке, хорошем и вполне удовлетворительном уровне регуляции вегетативного обеспечения работоспособности.
Исключение составляют два спортсмена с низкими показателями вегетативного обеспечения работоспособности: один из них перенес травму, а у другого - тяжелый психологический стресс, что и нашло свое отражение в снижении показателей вегетативной регуляции адаптационных возможностей сердечно-сосудистой и вегетативной нервной системы, и не только в этой
системе.
Таблица 3
Вариабельность сердечного ритма и оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменов на подготовительном этапе подготовки (программа "Omega-S")
Комплексная оценка физического состояния
Спортсмен Возраст ЧСС, уд./мин A B C D H Балльная оценка
А.А. 33,0 60 37 38 44 33 38 2
Б.К. 31,2 58 99 100 89 97 96 5
В.А. 31,3 58 100 100 100 100 100 5
Во. Ар. 26,3 70 62 92 68 71 73 4
Г.С. 31,3 48 82 100 82 89 88 5
Г.А. 28,3 49 55 88 50 49 61 4
д.л. 30,3 60 60 96 69 70 74 4
К.И. 25,1 56 90 100 82 81 88 5
К.Д. 24,2 57 81 100 64 69 78 4
М.А. 25,8 63 41 65 44 49 50 3
М.Д. 27,6 69 60 59 67 63 62 4
Х.Т. 34,0 51 80 100 65 70 79 4
Обозначения: А - уровень адаптации к физическим нагрузкам; В - уровень тренированности; С - уровень энергетического обеспечения; D - психофизиологическое состояние; Н - интегральный показатель.
Индивидуальные показатели вариабельности сердечного ритма у женщин-спортсменок (программа "Omega-S") представлены в табл. 4.
Индивидуальный анализ вариабельности сердечного ритма по программе "Omega-S" у женщин-спортсменок на подготовительном этапе подготовки показал, что у 11 спортсменок уровень вегетативного обеспечения сердечно-сосудистой системы хороший и вполне удовлетворительный.
Вместе с тем у пяти спортсменок (31,3%) адаптационные возможности сердечно-сосудистой системы -удовлетворительные.
Программно-аппаратный компьютерный комплекс "Omega-S" включает в себя модуль «Дыхание», позволяющий за счет биологической обратной связи с сердечным ритмом подобрать индивидуальную программу по коррекции нарушения функционального состояния.
Программа управляемого дыхания формируется на основе анализа дыхательных волн, выделяемых из запи-
санной кардиограммы пациента. При помощи данной программы интервал между циклами «вдох-выдох» распределяется таким образом, чтобы соблюдались принципы «золотого сечения». Она предлагает подстроить ритм собственного дыхания к наиболее оптимальному на текущий момент значению.
Помимо дыхания, фоном в наушниках звучат бина-уральные ритмы, и на экран определенным образом выводятся графические изображения, способствующие расслаблению и гармонизации состояния.
Исходя из результатов исследования, среди обследованных выявлены спортсменки со сниженным функциональным состоянием по 5-балльной системе оценки программы "Omega-S". В целях восстановления в режиме реального времени Р.В. Малкиным была использована программа управления с помощью модуля «Дыхание».
Первый опыт, проведенный на спортсменках с напряженной реакцией показателей вариабельности сердечного ритма, был положительным.
Таблица 4
Вариабельность сердечного ритма и оценка функционального состояния сердечно-сосудистой системы спортсменок на подготовительном этапе подготовки (программа "Omega-S")
Комплексная оценка физического состояния
Спортсменка Возраст ЧСС, уд./мин A B C D H Балльная оценка
Б.М. 31,0 58 99 100 82 87 92 5
В.И. 20,7 58 96 100 54 74 81 5
Г.Н. 26,8 71 33 57 52 43 46 3
Е.Е. 38,8 63 45 71 59 52 57 3
З.И. 24,7 61 73 84 40 48 61 4
И.К. 21,7 48 66 98 58 52 68 4
К.Е. 26,3 50 100 100 96 99 98 5
К.Т. 27,5 52 99 100 98 99 99 5
Л.Е. 26,4 54 58 65 37 54 53 3
М.А. 26,2 63 52 82 54 53 60 4
М.Д. 22,2 69 42 76 50 49 54 3
М.Н. 22,5 66 78 92 74 66 78 4
С.А. 25,7 50 83 94 51 63 73 4
С.Е. 27,3 49 36 56 60 43 48 3
Ф.И. 21,8 62 79 96 57 65 74 4
Щ.Я. 26,8 55 92 100 74 70 84 5
Так, повторное обследование на следующий день спортсменки С.Е. после реабилитационной терапии (дыхательная гимнастика по программе "Omega-S") позволило нормализовать процессы вегетативной регуляции: ЧСС - 49 уд./мин (A - 55%, B - 62%, С - 59%, D - 58%) при положительной динамике ЭКГ показателей в исходном состоянии и в реакции на ортостаз.
Таким образом, индивидуальный анализ показателей вариабельности сердечного ритма по программе "Omega-S" позволяет в системе мониторинга оперативно выделить спортсменов, нуждающихся в коррекции состояния [4, 5, 6].
Заключение
В основе создания программы, заложенной в программно-аппаратном компьютерном комплексе "Omega-S", лежит метод распределения кардиоинтервалов в виде гистограмм, предложенный Р.М. Баевским, статистического и вариационного анализа сердечного ритма на основе принципиально нового метода фрактального динамического анализа совокупности ритмов сердца и мозга. Сигнал ритмограммы - нелинейная совокупность разномасштабных во времени процессов. Физический смысл спектрального анализа состоит в разделении на отдельные составляющие суммарного временного процесса, получаемого в результате сложения или вычитания амплитуд этих составляющих (интервалов кардиосигналов R - R). Оценка функционального состояния дается по 5-балльной системе (максимум 15).
Исследования, проведенные на большой группе в количестве 80 высококвалифицированных волейболистов (36 мужчин и 44 женщины) на разных этапах подготовки (подготовительный и предсоревновательный), позволили оценить уровень функционального состояния, выявив спортсменов со сниженным состоянием вегетативной и сердечно-сосудистой систем.
В динамике при обследовании команды мужчин обнаружены отчетливые признаки повышения функциональных возможностей команды по сравнению с женщинами, в группе которых 31,3% сохранили средний уровень показателей сердечно-сосудистой системы.
Наряду с командными оценками функциональной подготовленности проведен индивидуальный анализ показателей функционального состояния. На основании комплексной оценки (данные уровня адаптации к физической нагрузке, уровня тренированности, энергетического обеспечения, психофизиологического состояния и интегрального показателя) формируется рейтинговый вариант (в балльной оценке) -индивидуальный диагноз уровня функционального состояния. Лица с низкими показателями требуют коррекции и восстановительных мероприятий.
Успешно проведены восстановительные мероприятия по коррекции состояния спортсменок с использованием модуля «Дыхание», входящего в программу "Omega-S".
Результаты исследования позволяют рекомендовать программно-аппаратный компьютерный комплекс "Omega-S" в систему оперативного контроля волейболистов в условиях тренировочных мероприятий.
Литература
1. Баевский, Р.М., Мотылянская, Р.Е. Ритм сердца у спортсменов. - М.: ФиС, 1986. - 144 с.
2. Ткач, В.Т., Байтукалов, А.А., Андреев, Э.Ф., Краев-ский, Л.К., Шмарыгин, С.В. Диагностика вегетативной и сердечно-сосудистой систем: Методические рекомендации. - М., 1998. - 20 с.
3. Иорданская, Ф.А., Ткач, В.Т., Юдинцева, М.С. Компьютерный анализ сердечного ритма в мониторинге здоровья и функционального состояния спортсменов. - М.: ВНИИФК, 2004. - 54 с.
4. Земцовский, Э.В. Значение корреляционной ритмо-графии в функциональном исследовании спортсменов. -Л.: ГДОИФК, 1979. - С. 30-58.
5. Зебзеев, В.В. Методика оценки функционального состояния дзюдоистов на основе системы комплексного компьютерного исследования физического состояния спортсменов «Омега-С2» // Теория и практика физической культуры. - 2009. - № 5. - С. 41-43.
6. Сивохов, В.Л. Современные методы функциональной диагностики в спорте. Аппаратно-программный комплекс «Омега-спорт-2» / В.Л. Сивохов, Е.Л. Сивохова, Л.В. Масаков. - Иркутск, 2000. - 16 с.
References
1. Baevsky, R.M. and Motylyanskaya, R.E. (1986), Heart rhythm in athletes, Moscow: Fizkul'tura i Sport, 144 p.
2. Tkach, V.T., Baytukalov, A.A., Andreev, E.F., Kraevsky, L.K. and Shmarygin, S.V. (1998), Diagnostics of the vegetative and cardiovascular systems: Methodical recommendations, Moscow, 20 p.
3. Iordanskaya, F.A., Tkach, V.T. and Yudintseva, M.S. (2004), Computer analysis of heart rate in monitoring the health and functional status of athletes, Moscow: VNIIFK, 54 p.
4. Zemtsovsky, E.V. (1979), The value of the correlation rhythmography in the functional study of athletes, Leningrad: GDOIFK, pp. 30-58.
5. Zebzeev, V.V. (2009), Methods for assessing the functional status of judoists on the basis of the Omega-C2 system of complex computer research of the physical condition of athletes, Teoriya i praktika fizicheskoj kul'turi, no. 5, pp. 41-43.
6. Sivokhov, V.L., Sivokhova, E.L. and Masakov, L.V. (2000), Modern methods of functional diagnostics in sports. Omega-sport-2 hardware-software complex, Irkutsk, 16 p.
