Метод. занятие:"Оценка физической работоспособности"

Государственное бюджетное образовательное
учреждение высшего профессионального образования
«Волгоградский государственный медицинский университет»
Министерства здравоохранения Российской Федерации
Медицинский колледж
Методические рекомендации к проведению методико-практического занятия для преподавателей по теме:
«ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКОЙ РАБОТОСПОСОБНОСТИ ЧЕЛОВЕКА»
Для специальностей:
060501 «Сестринское дело»
060301 «Фармация»
060203 «Стоматология ортопедическая»
060205 «Стоматология профилактическая»
Волгоград-2012
1
Пояснительная записка
Методико-практическое занятие «Определение физической работоспособности человека» предусматривает освоение и воспроизведение студентами основных методов оценки физической работоспособности человека, а также самостоятельного определения физической работоспособности по методике PWC 170.
При проведении методико-практического занятия «Определение физической работоспособности человека» рекомендуется придерживаться следующей примерной схемы:

заблаговременно выдать студентам задание по ознакомлению с рекомендуемой
литературой и необходимые указания к ее освоению;

объяснить методы оценки общей физической работоспособности занимающегося,
показать методику проведения теста PWC 170.

студенты при взаимоконтроле под наблюдением преподавателя проводят тест
PWC 170;

под руководством преподавателя с группой студентов обсуждаются и анализируются итоги выполненного задания, студентам выдаются индивидуальные рекомендации по
практическому самосовершенствованию практических действий, приемов и средств.
Дальнейшее закрепление и совершенствование проведения теста PWC 170 происходит в
процессе их многократного воспроизведения с различными группами студентов, занимающихся
в спортивно-оздоровительных секциях вуза.
Контроль усвоения содержания занятия осуществляется в рамках зачётного собеседования по специально разработанным контрольным вопросам и тестам.
Целевая установка: обучить студентов медицинского колледжа методике проведения
теста PWC 170.
Базовая информация: знания, полученные на 1-2 курсах по дисциплинам «Нормальная
физиология», «Гигиена и экология человека», «Физическая культура».
Интеграция с другими кафедрами: общей гигиены и экологии; нормальной физиологии.
Специалисты, изучающие тему: В.П. Губа, С.Н. Кучкин, К.В. Гавриков, В. Дубровский, Ю.И. Евсеев, Т.В. Моргунов и др.
План
1. Введение. «Общая» и «специальная» физическая работоспособность.
2. Функциональные пробы. Требования к проведению функциональных проб.
3. Классификация функциональных проб.
4. Методы оценки физической работоспособности.
5. Противопоказания к назначению функциональных проб.
6. Методика определения физической работоспособности по степ тесту PWC170.
2
Введение
Важнейшим разделом спортивной медицины является функциональная диагностика, и, в
частности, тестирование функциональной готовности, физической работоспособности и других
характеристик функционального состояния организма спортсмена. Это относится как к спорту,
так и к массовой физической культуре. Именно поэтому специалист, занимающийся организацией спорта и физической культуры, должен обладать обширными познаниями в этой области
спортивной медицины с целью подбора функциональных проб, адекватных задачам физической
тренировки, их качественного проведения и объективной оценки результатов тестирования.
Необходимо учитывать, что в спортивной медицине все шире начинает использоваться инструментальная медицинская техника, позволяющая надежно регистрировать адаптивные реакции
организма человека на те или иные возмущающие воздействия (физическую нагрузку, изменение положения тела в пространстве и многие другие).
В самом общем виде физическая работоспособность пропорциональна тому количеству механической работы, которую спортсмен способен выполнять длительно и с достаточно высокой интенсивностью. Поскольку длительная работа мышц лимитируется доставкой к ним кислорода, общая работоспособность в значительной мере определяется кардиореспираторной производительностью. Наряду с термином «общая физическая работоспособность» существует термин «специальная физическая работоспособность», который характеризует возможности спортсмена к выполнению работы, специфической для данного вида спорта.
Очевидно, что уровни общей и специальной физической работоспособности могут существенно
различаться у одного и того же спортсмена (например, у гимнаста уровень общей работоспособности может быть низким, в то время как специальный - высоким).
2. Функциональные пробы. Требования к проведению функциональных проб.
Функциональные пробы стали применять в спортивной медицине еще в начале 20 века.
Так, в нашей стране первой функциональной пробой, применявшейся для исследования физкультурников, была так называемая проба ГЦИФК, разработанная Д.Ф. Шабашовым и А.П.
Егоровым в 1925 году. При проведении этой пробы испытуемый выполнял 60 подскоков на
месте, реакция организма изучалась по данным сердечной деятельности.
В 30-е годы стали применяться многомоментные функциональные пробы, в которых испытуемые выполняли различную по интенсивности и характеру мышечную работу. Примером
такого теста является трехмоментная комбинированная функциональная проба на скорость
и на выносливость, предложенная С.П. Летуновым в 1937 году.
Реакция организма на то или иное входное воздействие оценивается по данным измерения показателей, характеризующих деятельность той или иной системы. Обычно в качестве
входных сигналов (показателей) используются наиболее информативные физиологические
величины, исследование которых представляет наименьшие трудности (например, частота
сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхания, артериальное давление (АД) и т.д.) для
объективной оценки результатов тестирования необходимо, чтобы выходная информация выражалась в количественных физиологических величинах. А для этого наиболее целесообразно
применять медицинские измерительные приборы. Для изменения ЧСС лучше всего регистрировать электрокардиограмму.
И, наконец, о некоторых требованиях к шуму. Очевидно, что чем меньше шума, тем выше качество тестирования, и наоборот. В качестве шума необходимо рассматривать в первую
очередь субъективное отношение испытуемого к процедуре тестирования. Особенно важна мотивация при проведении максимальных тестов, когда от испытуемого требуется выполнять работу предельной интенсивности или длительности.
Требования к проведению функциональных проб.
3
К числу новых требований к проведению функциональных проб относят обеспечение
нормального микроклимата в помещении, в котором проводится тестирование. Помещение
должно быть хорошо проветрено, температура в нем должна удерживаться на уровне комфорта
(+19-20 С). Большое значение имеет также влажность воздуха (не более 60%), атмосферное
давление и время дня.
При проведении тестов с большими и длительными нагрузками, сопровождающимися интенсивным потоотделением, целесообразно испытательную установку снабдить вентилятором.
Помещение должно быть эстетически хорошо оформлено. Необходимо исключить возникновение звуковых, световых и других сигналов, не относящихся к исследованию. При
проведении функциональной пробы надо обязательно иметь аптечку первой помощи с препаратами, стимулирующими кровообращение и дыхание. Тестирование должен принимать
участие минимум медицинского персонала.
Перед началом тестирования испытуемому следует дать подробную информацию о его
поведении во время функциональной пробы (это особенно важно для спортсменов, впервые
подвергающихся данному виду испытания). В противном случае результаты тестировании в
значительной мере определяются эмоциональными реакциями (особенно у юных спортсменов).
Несмотря на полученную подробную инструкцию и разъяснение о процедуре предстоящего тестирования, первое испытание нередко оказывается недостаточно достоверным. Лишь практически освоив пробу, спортсмены при повторных тестированиях дают результаты, реально соответствующие функциональному состоянию организма.
3. Классификация функциональных проб
Знание классификации функциональных проб помогает тренеру и врачу:
 решать конкретные задачи, связанные с объективной оценкой состояния функциональной
готовности, работоспособности спортсмена;
 выбирать именно те функциональные пробы, которые нужны на данном этапе тренировочного цикла и которые отвечают на наиболее актуальные вопросы, возникающие в процессе
тренировки данного спортсмена.
Наиболее часто в качестве воздействия применяется физическая нагрузка, форма выполнения которой многообразны. Обычно тестирующая нагрузка задается с помощью велоэргометра – сложного технического прибора, в котором предусмотрено произвольное изменение
сопротивления вращения педалей. Существует два вида велоэргометров. В одном из них различные сопротивления задаются механическим путем. Например, на велоэргометре системы
«Монарк» можно произвольно изменять не только сопротивление вращению педалей, но и частоту их вращения. При исследовании спортсменов рекомендуется частота от 50 до 100 оборотов в минуту. Чем интенсивнее нагрузка, тем выше должна быть частота педалирования. Велоэргометр «Монарк» является переносным и поэтому может широко использоваться в условиях спортивных тренировок.
При проведении функциональных проб в лаборатории часто используются стационарные
велоэргометры, в которых изменение сопротивления вращению педалей обеспечивается с помощью электромагнитных сопротивлений. В этих велоэргометрах частота педалирования
должна, как правило, поддерживаться испытуемым на постоянном уровне 60-70 оборотов в
минуту.
Велоэргометры бывают ножными и ручными. Некоторые модели приборов позволяют
использовать человека как сидя, так и лежа. Важным условием эксплуатации велоэргометров
являются их периодическая регулировка.
Сложным техническим прибором, применяемым для тестирования, является и «бегущая
дорожка» - третбан (немецкий термин) или тредмил (английский термин) с помощью этого
прибора имитируется естественный бег спортсмена. Различная интенсивность мышечной рабо4
ты задается двумя путями: изменением скорости движения ленты «бегущей дорожки» (чем она
выше, тем выше интенсивность нагрузки). В последнем случае имитируется бег в гору.
Велоэргометры и третбаны могут применяться при проведении самых различных нагрузочных функциональных проб. При этом мощность физической нагрузки может изменяться,
возрастая ступенчато, синусоидально, импульсивно и линейно.
4. Методы оценки физической работоспособности
Физическая работоспособность определяется:
1. Для оценки состояния кардиореспираторной системы.
2. Для оценки энергообеспечивающей системы организма, которая в свою очередь включает
в себя интегральные системы, транспортирующие кислород и обеспечивающие утилизацию ее в
тканях.
3. Для установления показаний и противопоказаний занятиям физической культурой и спортом.
4. Для определения физической нагрузки.
5. Для оценки тренировочного эффекта (динамики).
6. Для оценки влияния трудовых, производственных процессов.
7. Для прогнозирования профессиональной деятельности.
Оценка физической работоспособности может быть произведена с помощью различных показателей прямым путем:
1. Максимального количества выполненной механической работы, строго измеренной современными средствами.
2. Времени работы «до отказа» или «до изнеможения» при соответствующей мощности
физической нагрузки.
3. Измеренных величин при прямой калориметрии.
4. Величины максимального потребления кислорода – МПК.
5. ЧСС при выполнении максимальной работы.
Однако, все перечисленные показатели, или так называемые «максимальные тесты», не
нашли широкого применения при массовых исследованиях, так как использование и в качестве
критерия физической работоспособности трудоемко, требует значительных затрат времени,
наличия специальной аппаратуры для определения МПК, прямой колометрии и т.д.
Поэтому чаще используют косвенные методы определения работоспособности, среди
которых все шире стало применяться проба PWC170. PWC170 (сокращение английских слов) - это
физическая работоспособность при пульсе 170 уд/мин. Этот метод связан с именами скандинавских ученых Съестранд и Валунд, предложивших его в 1947-48 годах. В нашей стране этот
тест получил свое дальнейшее развитие, благодаря работам Карпмана В.Л. с соавтором (1974),
Я.С. Вайнбаума, А.А. Аскерова (1970), В.С. Варфеля (1975), Н.М. Амосова, Я.И. Бендет (1975)
и другие.
В основе этого метода лежит определение мышечной работы при ЧСС 170 уд/мин.
Эмпирическим путем установлено, что в пределах от 110 до 170 уд/мин. наблюдается
прямая зависимость между увеличением физической нагрузки и учащением пульса. До 110
уд/мин. учащение пульса может быть вызвано не только увеличением физической работы, но и
эмоционально-психическим состоянием, свыше 170 уд/мин. нарушается прямая зависимость,
так как организм переходит на невыгодный, не оптимальный анаэробный тип тканевого дыхания при увеличении мощности нагрузки.
5
Поэтому частота 170 уд/мин. является максимальной частотой оптимальной работы
кардиореспираторной системы и организма в целом, при котором еще происходит оптимальный тип тканевого дыхания.
Линейный характер связи между мощностью нагрузки и ЧСС на уровне 170 уд/мин. позволяет получить величину PWC, не прибегая к ее прямому определению по максимальной
нагрузке.
PWC170 можно определить по формуле предложенной В. Д. Карпманом:
PWC170=N1+(N2-N1) 170-ЧCC1 кгм/мин.
ЧCC2-ЧCC1
Дозированную нагрузку при пробе PWC170 можно задавать двумя способами: велоэргометрией и степ-тестом.
При велоэргометрии нагрузки (N1 и N2) дозируются специальным устройством или электрическим тормозом в кгм./мин. или Вт. Рекомендуются следующие значения мощности (смотрите таблицу №1).
Частоту пидалирования обычно устанавливают 60 об/мин. сразу после использования
нагрузок подсчитывают частоту сердечных сокращений (ЧCC1, ЧCC2). По номограмме, либо
по формуле Карпмана определяет PWC170 согласно величинам (N1, N2, ЧCC1, ЧCC2).
При профотборах и научных исследованиях контроль необходимо проводить по ЭКГ. На
основании полученных данных (N1, N2, ЧCC1, ЧCC2) определяют PWC170.
Таблица 1
Значение мощности (N1 и N2) при велоэргометрии
Мощность в кгм./мин.
женщины
Фаза работы
Первая нагрузка N1
Вторая нагрузка N2
физкультурники
150
300
мужчины
спортсмены
300
600
физкультурники
300
600
спортсмены
600
1200
Сравнительную оценку физической работоспособности лучше проводить, пользуясь
PWC170 относительно веса тела (кгм/мин/кг). По:
МПК=1,7Х PWC170+1240 мл для физкультурников;
МПК=2,2Х PWC170+1070 мл для спортсменов.
У лиц с отклонениями в состоянии здоровья или с низким уровнем физического развития
можно определять физическую работоспособность PWC120 или PWC150. При этом определяется
максимальная работоспособность при пульсе соответственно 120 и 150 уд/мин. Проба выполняется аналогично вышеописанной, но первая и вторая нагрузка даются значительно меньше, так
чтобы пульс после второй нагрузки не превышал соответственно 110 или 140 уд/мин. Либо
определяется мощность выполняемой постепенно увеличивающейся нагрузки при достижении
пульса 120 или 150 уд/мин.
6
5. Противопоказания к назначению функциональных проб
Основными противопоказаниями к назначению пробы по определению физической работоспособности являются:
1. Неустойчивая компенсация кардиореспираторной системы.
2. Выраженная сердечно-сосудистая недостаточность.
3. Острые, подострые и хронические заболевания (миокардит и эндокардит).
4. Гипертоническая болезнь (диастолическое давление выше 110 мм).
5. Ишемическая болезнь сердца (стенокардия и стадии обострения, недавно перенесенный
инфаркт миокарда).
6. Аритмия (экстрасистолия, пароксизмальная тахикардия).
Проба прекращается при появлении субъективных и объективных признаков не толерантности нагрузки:
1. Стенокардических болей, болей и неприятных ощущений в области сердца.
2. Выраженной одышки и цианозе.
3. Патологических аритмий.
4. Высоких цифр давления.
5. Неадекватном и чрезмерном увеличении ЧСС.
6. Признаков обморочного состояния.
Для оказания неотложной помощи в случае необходимости при выполнении пробы
должны быть следующие приборы и медикаменты: электрокардиограф, аппарат для искусственного дыхания, установка и набор для внутривенного вливания, шприцы с иглами, адреналин, атропин, валидол, дибазол, изотонический раствор хлорида натрия, корглюкон, нитроглицерин, новокаиномид, нашатырный спирт, папаверин, промедол, строфантин, эуфиллин, эфедрин. Медперсонал должен быть обучен оказанию неотложной помощи в необходимых случаях.
6. Методика определения физической работоспособности по степ тесту PWC170
PWC170 можно определить с помощью степ теста. Этот способ наиболее прост и доступен
и позволяет определить физическую работоспособность одновременно у нескольких человек,
пользуясь вместо ступенек гимнастической скамейкой высотой 30, 40 см.
Существуют различные функциональные пробы с применением дозированной нагрузки по
степ тесту: так называемый «Степ тест PWC170» (подсчет PWC170 в кгм/мин/кг), «Степ тест
PWC170 с АД» (PWC170 дополняется измерением АД и проведением реституции по ЧСС, АД и
др. показателям) и др.
При пробе «Степ тест PWC170» высоте ступеньки ( в метрах) подбирается так, чтобы нога испытуемого, поставленная
на ступеньку, образовала прямой угол между туловищем и
бедром, бедром и голенью. Обычно используется следующая
высота ступеньки:
 0,15 м у детей и ослабленных лиц.
 0,30 м для женщин и мужчин ростом до 165 см.
 0,40 м для мужчин ростом 165 см и выше
Для проведения степ теста необходимо иметь секундомер, 2 маятниковых метронома.
В целях упрощения методики при массовых обследованиях лиц, занимающихся физическими упражнениями, можно
использовать гимнастическую скамейку, высота которой, как
правило, 30 см. в таком случае всем обследуемым задается одинаковый темп восхождения на
скамейку, равный 20 при первой и 30 подъемов при второй нагрузке. Метрономы надо соответственно отрегулировать по секундомеру на 80 и 120 уд/мин.
7
Подъем и спуск выполняется на четыре счета:
1 - шаг одной ногой на скамейку.
2 - приставить к ней вторую ногу.
3 - шаг одной ногой со скамейки.
4 - приставить к ней вторую ногу.
Каждая нагрузка выполняется 3 минуты. Пауза между нагрузками равна 3 минутам и
необходима для усвоения нового ритма работы.
После каждой нагрузки пальпаторно подсчитывают пульс за 10 сек. Интенсивность первой нагрузки должна быть такой, чтобы после ее выполнения частота пульса была не менее 100
и не более 150 уд/мин.
На кафедре спортивной медицины и лечебной физкультуры Рязанского медицинского
института имени И.П.Павлова были рассчитаны и составлены таблицы для облегчения расчета
PWC170.
Для того, чтобы рассчитать величину PWC170 необходимо в соответствующей таблице на
пересечении частоты пульса за 10 с. после первой нагрузки, с частотой пульса за 10 с. после
второй нагрузки найти коэффициент (К).
Данный коэффициент является относительной (на кг массы тела) физической работоспособностью. Умножив найденный коэффициент на массу тела испытуемого, получим абсолютную величину физической работоспособности.
Пример: при определении физической работоспособности на ступеньки 30 см у юноши с
массой70 кг частота пульса в конце первой нагрузки оказалась равной 23, а после второй – 27
ударам за 10 сек. В таблице находим, что коэффициент равен 16 кгм/мин, следовательно, абсолютная величина PWC170 у данного юноши будет равна: 16 кгм/мин х 70 кг=1120.
При отсутствии таблица используется формула Карпмана (см. выше «Методы оценки физической работоспособности»)
В качестве ориентиров могут быть использованы следующие величины PWC170 у здоровых людей:
Нормативные показатели PWC170 у физкультурников и спортсменов
Женщины
Мужчины
Исследуемые
Кгм/мин
Кгм/мин/к
Кгм/мин
Кгм/мин/к
Физкультурники
580+/-92
7,5+10,0
1060+/-270
10,0+17,5
Спортсмены
780+/-127
10,0+20,0
1500+/-252
17,5+30,0
Рекомендуемая литература:
1. Врачебный контроль за физическим воспитанием студентов высших учебных заведений: Методические рекомендации для врачей, обеспечивающих контроль за студентами в вузах.- Ростов н/Д, 1999.-76с.
2. Губа В.П. Прогнозирование двигательных способностей и основа ранней ориентации
в спорте. Учебное пособие:- Изд: Олимпия-Пресс, -2007.-136с.
3. Дубровский В. Биомеханика: Учебник для средних и высших учебных заведений по
физической культуре. - Изд: М. Владос, 2008. -365с.
4. Моргунова Т.В. Обучающие и контрольные тесты по спортивному ориентированию.
Учебное пособие: - Москва: Владос , 2005. -112с.
5. Евсеев Ю.И. Физическая культура.- Ростов н/Д: «Феникс», 2002.-384с.
8
9