Патент на изобретение №2201127

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ

(57) Реферат:

Изобретение относится к медицине и может быть использовано при оценке как здоровых, так и больных. Обследуемому проводят нагрузочную пробу. Регистрируют частоту сердцебиений, ЭКГ. Определяют значение ЧСС, соответствующее максимуму потребления кислорода. Определяют максимальное должное значение ЧСС. Минимальное значение ЧСС определяют по данным ЭКГ-мониторирования. Используя полученные данные, вычисляют физическую работоспособность по математической формуле. Способ прост, доступен, позволяет оценивать физическую работоспособность на основе единого стандарта – с учетом максимального потребления кислорода. 3 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно к способам определения физической работоспособности, которая является одной из характеристик здоровья человека.

Физическая работоспособность – это способность организма совершать физическую работу, численно равную мощности нагрузки, при которой достигается максимальное потребление кислорода.

Известен способ определения физической работоспособности путем проведения стандартного нагрузочного тестирования и определения максимальной ЧСС, соответствующей максимуму потребления кислорода [Nomenclature and criteria for diagnosis of diseases of the heart and great vessels. The Criteria Committee of the New York Heart Association. Little, Brown and Company, Boston /New York/Toronto/London, 1994, 334 p.].

Недостатком этого способа является практически отсутствие в реальных условиях возможности верификации достижения уровня максимальной ЧСС. Только у спортсменов удается подтвердить достижение максимальной ЧСС за счет стабилизации ее значений, несмотря на дальнейшее увеличение нагрузки.

К числу основных недостатков указанного способа, как, впрочем, и предыдущих, можно отнести отсутствие единых объективных критериев оценки пробы для больных и здоровых лиц.

Задачей изобретения является создание способа определения физической работоспособности у широкого круга лиц, как здоровых, так и больных, учитывающего максимум потребления кислорода организмом человека и позволяющего как унифицировать, так и повысить точность способа.

Поставленная задача решается тем, что в известном способе определения физической работоспособности путем проведения физической нагрузки и регистрации ЧСС согласно изобретению дополнительно определяют значение ЧСС, соответствующее максимуму потребления кислорода организмом человека, определяют минимальную ЧСС и максимальную должную ЧСС, а физическую работоспособность определяют по формуле:

где ЧСС_мпк – ЧСС, соответствующая максимуму потребления кислорода организмом; ЧСС_{макс. д.}– должная максимальная ЧСС; ЧСС_мин – минимальная ЧСС.

Максимум потребления кислорода может быть определен любым доступным способом, например путем определения содержания лактата в сыворотке крови (Wasserman К. , Beaver W.L, Whipp B.J. Circulation. – 1990.- Vol.81, Suppl. 2. , р. 14-30) или путем проведения спировелоэргометрии (Флоря В.Г., Айдаргалиева Н.Е., Синицын В.Е. и др. Анаэробный порог у пациентов с хронической недостаточностью кровообращения. – Кардиология. – 1992. – Т. 32, 5. – С. 75-79). Он может быть также определен по результатам только нагрузочной пробы. Это обусловлено тем, что нагрузка заданной мощности определяет соответствующий уровень жизнеобеспечения органов и тканей, который прямо зависит от снабжения их необходимыми субстратами, в первую очередь кислородом. Общеизвестно, что между системным кровотоком, а также мощностью нагрузки и ЧСС существуют линейные регрессионные связи. Наличие таких связей на основе построения зависимости уровней ЧСС от мощности нагрузки отражает изменение системного кровотока и доставку кислорода. Линейный характер зависимостей свидетельствует о достаточном кислородном обеспечении организма, обнаружение нелинейной области рассматривается как включение анаэробного пути обмена веществ в организме, а точка перехода к нелинейности соответствует максимуму потребления кислорода организмом.

где ЧСС_мпк – ЧСС, соответствующая максимуму потребления кислорода организмом человека; ЧСС_{макс. д} – должная максимальная ЧСС; ЧСС_мин. – минимальная ЧСС.

На фиг. 1, 2 и 3 изображены зависимости уровней ЧСС от мощности ступени нагрузки и значения ЧСС, соответствующие переходу к нелинейным зависимостям, являющиеся характеристиками максимума потребления кислорода организмом.

Способ иллюстрируется следующими примерами.

Пример 1. 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 регистрировалась ЧСС. В конце пятой ступени (150 Вт 3 мин) нагрузка была прекращена в связи с достижением максимальной ЧСС=171 уд/мин (порядка 100% максимальной). Минимальная за сутки по данным ЭКГ-мониторирования ЧСС= 50 уд/мин. Для пациента Т., относящегося к возрастной группе от 50 до 59 лет, из таблицы нормативов, рекомендованных к применению Комитетом экспертов Всемирной Организации Здравоохранения, взято максимальное значение ЧСС=170 уд/мин. Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле:

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

Пример 2. Больному П., 48 лет, с диагнозом: стенокардия 1 функционального класса и длительностью заболевания три года была выполнена непрерывная 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 конце седьмой ступени (200 Вт) нагрузка была прекращена в связи с достоверной ишемией миокарда (достижением значимого смещения ST в виде горизонтальной депрессии в отведениях II, avF и V5 >1 мм). Были определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки и построена зависимость этих значений от мощностей нагрузки, которая представлена на фиг.1 в виде крестиков, соединенных пунктирной линией. Сплошной прямой линией показана линейная зависимость ЧСС от мощности нагрузки. Момент перехода к нелинейности, или максимум потребления кислорода, соответствует ЧСС, равной 118 в мин. Определенная из результатов ЭКГ-мониторирования минимальная ЧСС, равная 76 в мин, приходится на 0 значение мощности нагрузки. Для больного П., относящегося к возрастной группе от 40 до 49 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС=178 в мин. Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле:

Пример 3. Больному В. , 52 лет с диагнозом: ИБС, стенокардия 3 ф.к. проведена непрерывная ступенчато-возрастающая нагрузочная проба 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 конце третьей ступени (100 Вт) нагрузка была прекращена в связи с достоверной ишемией миокарда (достижением значимого смещения ST в виде горизонтальной депрессии в отведениях II, avF и V5 >1 мм). Определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки и построена зависимость этих значений от соответствующих мощностей нагрузки, которая представлена на фиг.2. Сплошной линией выделена область линейных изменений ЧСС и определена точка перехода, начиная с 50 Вт, линейной зависимости ЧСС к нелинейной. Соответствующее значение ЧСС, равное в данном случае 82 в мин, является характеристикой максимума потребления кислорода. Минимальная ЧСС=63 в мин (по данным ЭКГ-мониторирования). Нормативное максимальное значение ЧСС=170 в мин для б-го В. (возрастная группа от 50 до 59 лет). Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле:

Пример 4. Больному К., 54 лет, с диагнозом: ишемическая болезнь сердца, хроническая сердечная недостаточность 2 ф.к. (по NYHA) и длительностью заболевания пять лет была выполнена непрерывная 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 (прирост – 25 Вт), длительность ступени – 3 мин. В конце четвертой ступени (125 Вт) нагрузка была прекращена в связи с одышкой. Были определены значения ЧСС в конце каждой ступени нагрузки и построена зависимость этих значений от мощностей нагрузки, которая представлена на фиг.3. Момент перехода к нелинейности ЧСС, или максимум потребления кислорода, обнаруживаемый при нагрузке 75 Вт, соответствует ЧСС, равной 102 в мин. Минимальное значение ЧСС, определенное по результатам ЭКГ-мониторирования и равное 68 в мин, совпадает с 0 мощностью нагрузки. Для больного К., относящегося к возрастной группе от 50 до 59 лет, из таблицы нормативов взято максимальное значение ЧСС=170 в мин. Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле:

Пример 5. Больной С. , 35 лет, с диагнозом: бронхиальная астма 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 30 Вт (прирост – 30 Вт). Длительность ступени – 3 мин. В конце третьей ступени (90 Вт) нагрузка была прекращена в связи с возникновением приступа удушья. Значение ЧСС, соответствующее максимуму потребления кислорода, определенному путем оценки потребления кислорода и выделения углекислого газа, равно 114 в мин. Минимальная ЧСС=66 в мин (по данным ЭКГ-мониторирования). Нормативное максимальное значение ЧСС=181 в мин для б-ой С. (возрастная группа от 30 до 39 лет). Физическая работоспособность рассчитывалась по формуле:

Преимуществами предлагаемого способа являются: возможность определения физической работоспособности на основе единого стандарта – с учетом максимума потребления кислорода организмом человека, а также простота, общедоступность, безопасность и возможность прекращения пробы до развития выраженной гипоксии. Таким образом, предлагаемый способ стабилен, точен, объективно отражает физическую работоспособность человека и может легко использоваться на практике.

Формула изобретения

Способ определения физической работоспособности путем проведения физической нагрузки и регистрации частоты сердцебиений (ЧСС), отличающийся тем, что дополнительно определяют значение ЧСС, соответствующее максимуму потребления кислорода организмом, минимальную и максимальную должную ЧСС, а физическую работоспособность (ФР) определяют по формуле

где ЧСС_мпк – ЧСС, соответствующее максимуму потребления кислорода организмом человека;
ЧСС_макс.д – должная максимальная ЧСС;
ЧСС_мин – минимальное значение ЧСС, полученное по данным ЭКГ-мониторирования.

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: 09.08.2003

Извещение опубликовано: 27.09.2004 БИ: 27/2004