Патент на изобретение №2157085

(54) СПОСОБ ОЦЕНКИ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине. Проведя физическую нагрузку, определяют максимальную частоту сердцебиений (ЧСС), достигнутую при этом. Определяют минимальную ЧСС в покое. Оценку физической работоспособности осуществляют по степени снижения физической работоспособности по формуле

где HR_th – максимальная ЧСС, Hr_max – нормативная максимальная ЧСС, Hr_min – минимальная ЧСС. Изобретение позволит унифицировать оценку результатов и учесть энергетические затраты в условиях основного обмена как у здоровых, так и у больных людей. 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при оценке физической работоспособности как здоровых, так и больных людей.

АД систолическое), или мощности нагрузки.

Оценка работоспособности указанными выше способами имеет существенное ограничение, так как они эффективны только при достижении субмаксимальных нагрузочных воздействий. Выполнение таких нагрузок возможно только у отдельных молодых и здоровых лиц, поскольку у большинства больных оно лимитируется проявлениями заболевания.

Недостатками способа оценки работоспособности является то, что учитывается только работа, затрачиваемая на выполнение дозированной физической нагрузки. Нулевое значение мощности в этом случае соответствует исходному уровню ЧСС. Энергетические затраты для обеспечения этого уровня превосходят затраты на жизнеобеспечение в условиях основного обмена, которым соответствует минимальная ЧСС – ЧСС в период полного покоя. Существующие способы оценки физической работоспособности основаны на определении различных параметров: мощности нагрузки, двойного произведения, ЧСС, потребления кислорода, что затрудняет их сопоставление.

Задачей изобретения является создание способа оценки работоспособности, который позволит унифицировать оценку результатов и учесть энергетические затраты в условиях основного обмена.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе оценки физической работоспособности путем проведения физической нагрузки и определения максимальной и/или пороговой ЧСС согласно изобретению дополнительно определяют минимальную ЧСС, а оценку физической работоспособности осуществляют по степени снижения физической работоспособности, определяемой по формуле:

где HR_th – пороговая ЧСС,
HR_max – максимальная ЧСС,
HR_min – минимальная ЧСС.

Авторами предлагается оценивать не саму физическую работоспособность, а степень ее снижения, при этом за нулевое значение мощности предлагается принимать энергетические затраты на жизнеобеспечение в условиях основного обмена, которым соответствует минимальная ЧСС – ЧСС в период полного покоя. Под степенью снижения физической работоспособности понимается отношение разности между должной и реальной работоспособностью к должной, выраженной в процентах.

(1)
где SR – степень снижения физической работоспособности;
A_д – должная работоспособность;
A_р – реальная работоспособность.

Согласно определению работоспособности формула (1) должна быть записана в виде:
(2)
где w – исходная мощность перед нагрузкой;
W_max – максимальная мощность физической нагрузки;
W_th – пороговая мощность физической нагрузки.

На фиг. 1 представлена линейная регрессионная зависимость между ЧСС и мощностью.

На фиг. 1 по оси ординат значения ЧСС (уд/мин): HR_min – минимальная ЧСС – ЧСС в состоянии полного покоя; HR₀ – исходная ЧСС перед нагрузкой; HR_th – пороговая ЧСС; HR_max – максимальная ЧСС.

По оси абсцисс значения мощности W (Вт); 0 – мощность в состоянии полного покоя; w – исходная мощность перед нагрузкой; W_th + w – пороговая мощность; W_max + w – максимальная мощность.

Как следует из фиг. 1, здоровый человек достигает максимума потребления кислорода при максимальной мощности и максимальной ЧСС, больной – при пороговой мощности и пороговой ЧСС. Тогда формула для определения степени снижения физической работоспособности примет окончательный вид:
(3)
где HR_max – максимальная ЧСС;
HR_th – пороговая ЧСС;
HR_min – минимальная ЧСС.

В том случае, когда обследуемый достигает максимальной ЧСС, то есть HR_th = HR_max, показатель степени снижения работоспособности SR равен нулю. В пределах субмаксимальных значений ЧСС различия между HR_th и HR_maxth = HR_min, то SR = 100%, что соответствует полной потере физической работоспособности. Минимальное значение ЧСС может быть определено любым доступным способом, например, по результатам длительного ЭКГ-мониторирования. Критерии для определения пороговой ЧСС могут быть различными в зависимости от вида патологии. Точность способа в основном определяется точностью измерения пороговой ЧСС.

Способ осуществляют следующим образом. Проводят нагрузочную пробу на велоэргометре или тредмиле. Проба выполняется по любой методике проведения нагрузочных проб. В процессе проведения нагрузки наряду с ЭКГ непрерывно регистрируют ЧСС. Пробу заканчивают по стандартным критериям прекращения пробы. После окончания нагрузочной пробы обследуемому устанавливают суточный монитор электрокардиосигнала (ЭКС). С целью сокращения количества процедур удобно проводить нагрузочную пробу непосредственно с использованием монитора ЭКС. После окончания нагрузочной пробы представляется информация в виде непрерывных графиков, отражающих изменения значений ЧСС, мощности ступеней нагрузки, а также отметок времени начала и прекращения нагрузки. По графику ЧСС берут максимально достигнутое в процессе пробы значение ЧСС, которое является максимальным HR_max или пороговым HR_th. По результатам ЭКГ-мониторирования определяют минимальную ЧСС – HR_min. Значение степени снижения физической работоспособности определяют по формуле:

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. Использование способа у больных стенокардией.

Больному В., 45 лет, с диагнозом: стенокардия III функционального класса и длительностью заболевания три года, была выполнена ступенчато-возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы “Сименс-Элема” со скоростью педалирования 60 оборотов в минуту. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени – 3 минуты. В процессе проведения пробы наряду с ЭКГ непрерывно регистрировались ЧСС, смещение сегмента ST в отведениях II, avF и V5 при помощи автоматического анализатора, а также установки, состоящей из блока усилителя электрокардиосигнала, устройства ввода, ПЭВМ. В конце третьей ступени (100 Вт 2 мин 30 с) нагрузка была прекращена в связи с достижением значимого смещения ST в виде горизонтальной депрессии в отведениях II, avF и V5 > 1 мм. После нагрузки проводилось суточное мониторирование ЭКС с использованием кардиомонитора-анализатора “ИН-2” по стандартному протоколу.

По графикам ST было выбрано отведение с максимальной депрессией – отведение V5. График смещения ST в этом отведении в течение периода нагрузки представлен на фиг. 2 (нижняя кривая). Там же показан график изменения ЧСС (верхняя кривая).

По оси ординат: сверху – ЧСС (уд/мин), снизу – ST V₅ (мкВ);
По оси абсцисс: время (5xc), t_n – время начала депрессии ST.

Вертикальной линией, обозначенной t_n, показан момент времени, соответствующий началу депрессии ST. На графике ЧСС положение этой линии определяет величину пороговой ЧСС = 81 уд/мин. Из результатов кардиомониторирования следует, что минимальное в течение суток значение ЧСС = 47 уд/мин.

Для больного В. , относящегося к возрастной группе от 40 до 49 лет, из таблицы нормативов, рекомендованных к применению Комитетом экспертов ВОЗ, взято максимальное значение ЧСС = 178 уд/мин. Степень снижения физической работоспособности рассчитывалась по формуле:

Степень снижения физической работоспособности была определена у 54 больных стенокардией II и III функциональных классов, представляющих наибольшие сложности для разделения. Результаты представлены в таблице.

Как следует из таблицы, показатели степени снижения работоспособности у больных II и III ф.к. стенокардии различаются, причем при II ф.к. он значимо ниже по сравнению с III ф.к. Это позволяет рекомендовать предлагаемый показатель для объективизации функционального статуса больных стенокардией, что в свою очередь позволит улучшить качество диагностики.

Пример 2. Использование способа у здоровых лиц.

Пациенту Т. , 57 лет, с диагнозом: практически здоров, была выполнена ступенчато-возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы “Сименс-Элема” со скоростью педалирования 60 оборотов в минуту. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени – 3 минуты. В процессе проведения пробы наряду с ЭКГ непрерывно регистрировались ЧСС, смещение ST в отведениях Y (аналогичное avF) и V5 при помощи монитора-анализатора ЭКС “ИН-2”. В конце пятой ступени (150 Вт 3 мин) нагрузка была прекращена в связи с достижением максимальной ЧСС = 171 уд/мин (порядка 100% максимальной). Эта же ЧСС была максимальной за сутки. Минимальная за сутки ЧСС = 50 уд/мин.

Для пациента Т. , относящегося к возрастной группе от 50 до 59 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС = 170 уд/мин. Степень снижения физической работоспособности рассчитывалась по формуле:

Т.е., у пациента Т. работоспособность равна 100%.

Пример 3. Использование способа у больных артериальной гипертензией.

Пациенту Б. , 48 лет, с диагнозом: гипертоническая болезнь II, была выполнена ступенчато-возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы “Сименс-Элема” со скоростью педалирования 60 оборотов в минуту. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени – 3 минуты. В процессе проведения пробы наряду с ЭКГ непрерывно регистрировались ЧСС, смещение ST в отведениях Y (аналогичное avF) и V5 при помощи монитора-анализатора ЭКС “ИН-2”. В конце третьей ступени (100 Вт 3 мин) нагрузка была прекращена в связи с повышением АД = 230/110 мм рт.ст. Пороговая ЧСС = 141 уд/мин. Эта же ЧСС была максимальной за сутки. Минимальная за сутки ЧСС = 68 уд/мин.

Для больного Б. , относящегося к возрастной группе от 40 до 49 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС = 178 уд/мин. Степень снижения физической работоспособности рассчитывалась по формуле:

Пример 4. Использование способа у больных хроническим гломерулонефритом.

Пациентке Г. , 44 лет, с диагнозом: хронический гломерулонефрит. ХПН₁, была выполнена ступенчато-возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы “Сименс-Элема” со скоростью педалирования 60 оборотов в минуту. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени – 3 минуты. В процессе проведения пробы наряду с ЭКГ непрерывно регистрировались ЧСС, смещение ST в отведениях Y (аналогичное avF) и V5 при помощи монитора-анализатора ЭКС “ИН-2”. В конце четвертой ступени (125 Вт 3 мин) нагрузка была прекращена в связи с общей усталостью. Пороговая ЧСС = 148 уд/мин. Минимальная за сутки ЧСС = 64 уд/мин.

Для больной Г., относящейся к возрастной группе от 40 до 49 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС = 179 уд/мин. Степень снижения физической работоспособности рассчитывалась по формуле:

Пример 5. Использование способа у больных хроническими неспецифическими заболеваниями легких.

Пациентке А. , 58 лет, с диагнозом: хронический обструктивный бронхит, была выполнена ступенчато-возрастающая нагрузка в положении сидя на велоэргометре 380 В фирмы “Сименс-Элема” со скоростью педалирования 60 оборотов в минуту. Мощность начальной ступени 50 Вт с увеличением на 25 Вт для каждой последующей ступени. Длительность каждой ступени – 3 минуты. В процессе проведения пробы наряду с ЭКГ непрерывно регистрировались ЧСС, смещение ST в отведениях Y (аналогичное avF) и V5 при помощи монитора-анализатора ЭКС “ИН-2”. В конце второй ступени (75 Вт 3 мин) нагрузка была прекращена в связи с ощущением нехватки воздуха. Пороговая ЧСС = 126 уд/мин. Минимальная за сутки ЧСС = 53 уд/мин.

Для больной А., относящейся к возрастной группе от 50 до 59 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС = 172 уд/мин. Степень снижения физической работоспособности рассчитывалась по формуле:

Использование предлагаемого способа позволяет оценить физическую работоспособность как у здоровых, так и у больных людей, осуществлять сопоставление этого показателя у разных групп лиц с высокой степенью точности.

Формула изобретения

Способ оценки физической работоспособности путем проведения нагрузочной пробы и определения максимальной частоты сердечных сокращений (ЧСС), достигнутой при проведении пробы, отличающийся тем, что дополнительно определяет минимальную ЧСС в период полного покоя, а оценку физической работоспособности осуществляют по степени снижения физической работоспособности, определяемой по формуле

где HR_th – максимальная ЧСС, достигнутая при проведении пробы;
HR_max – нормативная максимальная ЧСС;
HR_min – минимальная ЧСС в период полного покоя.

РИСУНКИ

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 08.04.2001

Номер и год публикации бюллетеня: 35-2002

Извещение опубликовано: 20.12.2002