Определение вентиляционного анаэробного порога по данным вариационной пульсометрии
Е.М.Калинин
Московский государственный строительный университет,
В.Н.Селуянов НИИ спорта РГУФК
Московский государственный строительный университет,
В.Н.Селуянов НИИ спорта РГУФК
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЕНТИЛЯЦИОННОГО АНАЭРОБНОГО ПОРОГА ПО ДАННЫМ ВАРИАЦИОННОЙ ПУЛЬСОМЕТРИИ
Исследование ритма сердца при дозированных физических нагрузках дает важную информацию о состоянии аппарата кровообращения, являющегося одним из главных показателей физической формы спортсмена.Первые пионерские работы в этой области в нашей стране были выполнены В.М. Зациорским и С.К. Сарсания (1964, 1968).
Позже, под руководством Жемайтите Д.И., (1965, 1970), начинается изучение автономной регуляции сердечного ритма в клинической практике.
В отечественной космонавтике была поставлена задача: получение максимума информации по минимуму данных. Таким информационным «минимумом» оказался сердечный ритм – методвариационной пульсометрии, разработанный Р.М. Баевским (1968). В начале 80-х годов впервые данный метод использовался для контроля за подготовкой элитных спортсменов СССР.
В последних работах проявилась тенденция к разработке методов определения анаэробного порога по данным вариационной пульсометрии [10]. Однако, достоверных коэффициентов корреляции между вентиляционным порогом и показателями вариационной пульсометрии авторы не получили из-за некорректного выбора методик определения показателей тестирования.
В связи с этим целью данной работы является изучение вариативности пульса в ступенчатом тесте спортсменов различных специализаций и разработки метода определения анаэробного порога по показателям вариационной пульсометрии. В исследовании приняли участие спортсмены различных специализаций (n=86): мужчины и женщины в возрасте 16-38 лет, спортивная квалификация от III разряда до МСМК.
Нагрузка выполнялась в виде ступенчатого теста при педалировании на велоэргометре до отказа. Исходная мощность была 25 Вт, далее мощность увеличивалась по 25 Вт каждые 2 мин. Темп был постоянный - 75 об/мин.
На испытуемом закрепляли маску для определения легочной вентиляции с помощью газоанализатора фирмы COSMED К4.
Вентиляционный анаэробный порог определяли по данным отношения легочной вентиляции к мощности работы на велоэргометре. До появления аэробного порога этот показатель не меняется и равен 0,26-0,28 л/мин/Вт или 20-25 л/млО2. Перед анаэробным порогом вентиляционный эквивалент увеличивается и при достижении 0,30-0,35 л/мин/Вт или 26-30 л/млО2. При превышении разницы - 0,05 л/мин/Вт, между аэробным порогом и текущим показателем вентиляционного показателя определялся анаэробный порог (В.Н. Селуянов, 2005).
Анализ ритма сердца проводился с использованием монитора сердечного ритма (Polar s810i), с помощью которого последовательность RR-интервалов может быть преобразована в геометрическую структуру – скаттерграмму (пятна Пуанкаре), который обеспечивает связь показателя SD со стандартным отклонением SD1.
Статистический анализ проводился с использованием пакета анализа данных Microsoft Excel, взаимосвязь параметров оценивали путем расчета коэффициента корреляции (r) и множественных коэффициентов корреляции.
В результате проведенного тестирования были получены данные, по которым были построены графики зависимостей между мощностью и показателями ЧСС, вентиляции и SD1 для каждого испытуемого.
Интенсивность возрастания частоты сердечных сокращений при увеличении мощности сопровождается повышением легочной вентиляции и снижением дисперсии SD1 (при p≤0,05), до момента когда происходит перелом и стабилизация SD1. Момент стабилизации вариативности определяется по моменту появления отсутствия достоверности различия между соседними показателями дисперсии на каждой ступеньке, который определялся путем расчета t-критерия Стьюдента.
Мощность анаэробного порога и появление плато на кривой «SD1-мощность» не совпадают по показателям мощности. Однако при проведении корреляционного анализа были установлены статистически достоверные (р<0,001) коэффициенты корреляции.
При проведении регрессионного анализа, удалось установить связь между показателем потребления кислорода на уровне анаэробного вентиляционного порога и показателем вариативности ритма сердца (SD1), в итоге была получена формула для определения потребления кислорода на уровне анаэробного порога:
VO2AnT = 0,35 + 0,01 * SD1W(плато), л/мин.
WAnT = 26,25 + 0,75 * SD1W(плато), Вт.
(коэффициент множественной корреляции r2=0,98, погрешность оценки функции 0,26 л/мин, р<0,001), где «W» – мощность нагрузки в момент появления плато на кривой «SD1 – W», Вт;
HR – частота сердечных сокращений (уд/мин) и SD1 – показатель вариативности пульса в момент появления плато, мс.
Выводы:
1. Между показателями вентиляционного порога и показателем сердечного ритма SD1 существует статистически достоверная (р<0,001) корреляционная связь в пределах 0,75-0,98.
2. Впервые разработаны методика и регрессионное уравнение, позволяющее с высокой точностью вычислять по данным вариационной пульсометрии в момент появления плато на кривой «SD1-мощность» и мощности работы в этот момент потребление кислорода на уровне анаэробного порога.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Баевский Р.М. Синусовая аритмия с точки зрения кибернетики // Математические методы анализа сердечного ритма. – М.: Наука, 1968. – С. 9-30.
2. Жемайтите Д.И. Ритмичность импульсов синоатрикулярного узла в покое и при ишемической болезни сердца. – Автореф. дисс. канд. мед. наук. – Каунас, 1965. – С. 51.
3. Жемайтите Д.И. Ритмограмма как отражение особенностей регуляции сердечного ритма // Ритм сердца в норме и патологии. – Вильнюс, 1970. – с. 99-111.
4. Селуянов В.Н. Взаимосвязь показателей газообмена с мощностью при педалировании на велоэргометре // Медицина и спорт, 2005. – №1. – с. 22-23.
5. Пархоменко А.Н. «Детерминированный хаос» и риск внезапной сердечной смерти. Терапевтический архив. 1996; 68 (4): 43-44.
6. Сарсания С.К. Физиологические аритмии сердца: Автореф. дис. канд. мед. наук - М., 1968.- 24 c.
7. Зациорский В.М., Сарсания С.К. Исследование физиологических аритмий сердца //Математические методы анализа сердечного Ритма. – 1964. – С. 276.
8. Эйдукайтис А., Варонецкас Г., Жемайтите Д. Изменение нелинейных характеристик вариабельности сердечного ритма под влиянием физической нагрузки на функцию сердечно-сосудистой системы здоровых и больных ишемической болезнью сердца // Физиология человека, 2006, том 32. – №3. – стр. 5-12.
9. Яблучанский Н.И., Кантор Б.Я., Исаева А.С. Основы практического применения неинвазивной технологии исследования регуляторных систем человека. – М.: Харьков, 2000. – 88 с.
10. Brunetto A.F., Silva B.M., Roseguini B.T., Hirail D.M and Guedes D.P. Ventilatory threshold and heart rate variability in adolescents // Rev. Bras. Med. Esporte. Vol. 11. – Nº 1 – Jan/Fev, 2005. p. 28-33.
11. Nakamura F.Y., Aguiar C.A.D., Fronchetti L., Aguiar A.F., Lima J.R.P.D. Alteracao do limiar de variabilidade da frequencia cardiaca apos treinamento aerobio de curto prazo // Motriz, Rio Claro, v.11, n.1, 2005. – p. 01-09.
12. Tulppo M. P., Makikallio T. H., Takala T. E. S., Seppanen T., Huikuri, H. V. Quantitative beat-to-beat analysis of heart rate dynamics during exercise,// Am. J. Physiol., 271 (Heart Circ. Physiol. 40), 1996: H244-H252.
13. Voss A., Kurths J., Kleiner H.J. et al. The application of methods of non-linear dynamics for the improved and predictive recognition of patients threatened by sudden cardiac death. //Cardiovasc Res, 1996 Mar;31(3):419-433.
