Сложные методы определения физической работоспособности (велоэргометр, тредбан, тест PWC-170)
Велоэргометр - прибор, основой которого является велостанок. Задаваемая нагрузка дозируется с помощью частоты педалирования (чаще всего 60-70 об/мин) и сопротивления вращению педалей (механическое или электромагнитное). Мощность выполненной работы выражается в килограммометрах в минуту или в ватах (1Вт = 6 кг/м).
Тредбан - бегущая дорожка с регулируемой скоростью движения. Нагрузка зависит от скорости движения дорожки и угла ее наклона по отношению к горизонтальной плоскости, выражается в метрах в секунду.
Использование велоэргометра и трет-бана имеет преимущества и недостатки (табл. 21).
Имеются и другие приборы для тестирования (гребной, ручной, эргометры).
На любом приборе можно моделировать нагрузки различного характера и мощности: непрерывные и прерывистые, однократные и повторные, равномерные, возрастающей или перемежающейся мощности. В спортивно-медицинской практике используются пробы с субмаксимальными (относительно умеренной мощности, заданного темпа) и максимальными (выполняемыми до предела) нагрузками (табл. 22).
Многие авторы считают, что истинные функциональные возможности спортсменов можно выявить только на уровне критических сдвигов, т.е. предельных нагрузок, позволяющих судить о функциональных резервах и функционально слабых звеньях. Другие авторы (Дембо А.Г., 1985) указывают на некоторую опасность таких проб, особенно для лиц со скрытыми заболеваниями и недостаточно подготовленных, и о недопустимости проведения этой процедуры без врача (что нередко встречается в практике спорта).
Таблица 21
Сравнительная характеристика велоэргометрии и тредбана
| Наименование | Преимущества | Недостатки |
| Велоэргометр | Точное измерение работоспособности. Воз-можность регистрации функции во время работы. Относительная простота освоения навыка. Несложность транспортировки при динамических исследованиях | Преимущественно локальное утомление. Непривычность для представителей ряда спортивных специализаций. Затруднение притока крови к ногам, что может лими-тировать продолжение работы до дости-жения общего утомления |
| Тредбан | Сохранение заданного темпа от желания об-следуемого. Вовлечение в работу больших групп мышц, что обусловливает общее, а не только локальное утомление. Привычность структуры движения (бег) для каждого обследуемого | Трудность выбора оптимального режи-ма работы Шум, мешающий обследуе-мому. Громоздкость, что ограничивает возможность использования в динамике |
Тест PWC-170
Тест PWC-170 - типичный пример пробы с субмаксимальными нагрузками. Физическую работоспособность выражают в величине мощности нагрузки при PWC-170 в минуту, основываясь на представлении о линейной зависимости между ЧСС и мощностью выполненной работы до 170 уд/мин. Этот тест предложили Т. Sjostrand в 1947 г. В нашей стране он используется в модификации Карпмана. Последовательно задают две нагрузки, по 5 мин каждая, с интервалом в 3 мин при частоте педалирования 60-70 в минуту. Нагрузку выполняют без предварительной разминки. Первую нагрузку подбирают в зависимости от массы тела обследуемого с таким расчетом, чтобы получить несколько значений ЧСС в диапазоне от 120 до 170 уд/мин. Мощность первой нагрузки - от 300 до 800 кгм/мин, второй (в зависимости от ЧСС при первой) - от 700 до 1600 кгм/ мин, что уточняют по формуле: N, + (170-f1) / f1 - 60.
В.Л. Карпманом (1988) предложены таблицы для выбора мощности задаваемых нагрузок у спортсменов (табл. 23-26).
Для получения сравнимых показателей необходимо строгое выполнение процедуры, поскольку при нарушениях могут существенно измениться расчетные величины МП К.
Таблица 22
Мощность первой нагрузки для спортсменов разной специализации и возраста
| Группа видов спорта | Нагрузка (кгм/мин) при массе тела, кг | ||||||
| 55-59 | 60-64 | 65-69 | 70-74 | 75-79 | 80-84 | 85 и более | |
| Сложнокоординационные и скоростно-силовые | |||||||
| Игровые и единоборство | |||||||
| Выносливость |
Физическую работоспособность определяют по формуле (модификация В.Л. Карпмана с соавторами) PWC = N1 + (N2 – N1) х (170 - f1) / (f2 - f1)
где N1- работоспособность, кгм/мин, f1 и f2 - ЧСС при первой и второй нагрузках.
Таблица 23
Мощность второй нагрузки при пробе PWC-170
| Мощность 1-й нагрузки (Wi) | Мощность второй нагрузки (кгм/мин) при ЧСС во время первой нагрузки (уд/мин) | |||
| 90-99 | 100-109 | 110-119 | 102-129 | |
Таблица 24
Принципы оценки относительных значений показателя PWC-170
| Общая физическая работоспособность | PWC-170(кгм/мин/кг) |
| Низкая | 14 и меньше |
| Ниже средней | 15-16 |
| Средняя | 17-18 |
| Выше средней | 19-20 |
| Высокая | 21-22 |
| Очень высокая | 32 и больше |
Основываясь на высокой корреляции между величинами PWC и МПК, P.O. Astrand и I. Riming (1954) предложили способ определения последнего при пробах с субмаксимальными нагрузками. Для этого можно использовать номограммы, таблицы и формулы.
При расчете по номограмме Астранда вводят поправочный коэффициент на возраст: 15 лет - 1,1; 25 лет - 1,0; 35 лет - 0,87; 40 лет - 0,78; 45 лет - 0,75; 50 лет - 0,71; 55 лет - 0,68; 60 лет - 0,65.
Величины МПК в литрах, рассчитанные В.Л. Карпманом по показателям PWC-170, в килограммометрах в минуту, составляют:
Таблица 25
Соотношение показателей PWC-170 и величин МПК
| PWC-170 | МПК | PWC-170 | МПК |
| 1,62 | 4,37 | ||
| 2,66 | 4,37 | ||
| 2,72 | 4,83 | ||
| 2,82 | 5,06 | ||
| 2,97 | 5,32 | ||
| 3,15 | 5,57 | ||
| 3,38 | 5,57 | ||
| 3,60 | 5,66 | ||
| 3,88 | 5,66 | ||
| 4,13 | 5,72 |
МПК рассчитывают по формуле: МПК= 1,7 х PWC-170 + 1240. Для высококвалифицированных спортсменов вместо 1240 в формулу вводят 1070. Оценку величин МПК иллюстрирует табл. 25.
У занимающихся спортивными играми и единоборством физическая работоспособность при пробе PWC-170 чаще всего равна 1260-1865 кгм/мин, или 18-22 кгм/мин, скоростно-силовыми и сложнокоординационными видами спорта – 1045-1600 кгм, или 15,3-19 кгм/мин. У женщин данные - соответственно на 10-30% ниже. Отношение PWC-170 к объему сердца в миллилитрах составляет обычно 1,5-1,9.
У молодых здоровых нетренированных мужчин величины PWC-170 находятся обычно в пределах 700-1100 кгм/ мин, женщин – 450-750 кгм/мин, или соответственно 12-17 и 8-14 кгм/ мин. У спортсменов, тренирующихся на выносливость, эти величины бывают наиболее высоки и достигают 2800-2200 кгм, или 20-30 кгм/мин. Величины PWC-170 коррелируют с общим объемом тренировочных нагрузок (особенно направленных на развитие выносливости).
Проба PWC-170 относительно несложная, поэтому может широко применяться на всех этапах подготовки. Величины PWC-170 пытаются определять не только в классическом варианте на велоэргометре, но и при выполнении беговых нагрузок, степ-теста (Фомин B.C., Карпман В.Л.), а также специфических нагрузок в естественных условиях.
Общеевропейский вариант (М.А. Годик с соавт., 1964) предполагает выполнение трех возрастающих по мощности нагрузок (продолжительность каждой 3 мин), не разделенных интервалами отдыха. За это время нагрузка возрастает дважды (спустя 3 и 6 мин от начала тестирования). Частота сердечных сокращений измеряется за последние 15 с каждой трехминутной ступени, нагрузка регулируется так, чтобы к концу теста ЧСС увеличивалась до 170 уд/мин. Мощность нагрузки рассчитывается на единицу массы тела испытуемого (Вт/кг). Первоначальная мощность устанавливается из расчета 0,78-1,25 Вт/кг, увеличение мощности проводится в соответствии с возрастанием ЧСС.
Расчет нагрузки:
PWC-170 = [(W1 - W2) / ЧСС3 -ЧСС2 х (170 - ЧСС3)] + W3;
где W1 W2, W3 - мощность нагрузок, ЧСС2, ЧСС3 - частота сердечных сокращений при второй и третьей нагрузках.
Полученный результат пересчитывают на массу тела испытуемого.
Модификация Л.И. Абросимовой с соавт. (1978). Предлагается выполнение одной нагрузки, обусловливающей возрастание ЧСС до 150-160 уд/мин.
Расчет нагрузки: PWC-170 = W / (f2 – f1) x (170 - f1).