Спосіб диференційованої оцінки та прогнозування функціонального стану спортсменів

1. Спосіб диференційованої оцінки та прогнозування функціонального стану спортсменів, що включає реєстрацію електрокардіограми у стані спокою, який відрізняється тим, що додатково проводять фрактальний аналіз серцевого ритму з обчисленням кількісного показника - Hurst-індекса та якісного показника - оцінки щільності та конфігурації атрактора, причому показник Hurst-індекса обчислюють за формулою H lg(R / S) / lg( / b) , де H - Hurst-індекс; - змінна функція; max R R(t, ) min R R(t, ) ; S - стандартне відхилення; b - поправковий коефіцієнт ( b 2 ). 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що значення Hurst-індексу оцінюють за наступною градацією: H 0,70 - низьке; 0,71 H 0,73 - нижче середнього; 0,73 H 0,76 - середнє; 0,76 H 0,79 - вище середнього; H 0,73 - високе. 3. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що кількісний показник оцінюють в балах від 1 до 3. Корисна модель відноситься до спортивної медицини і може бути використаний в практиці лікарського контролю для оцінки та прогнозування функціонального стану спортсменів. Відомі способи оцінки функціонального стану спортсменів на основі досліджень крові [наприклад, патент РФ №2056860, публ.] або на основі реєстрації біосигналів організму людини [патент України №4724, А61В 5/04]. Але за окремими показниками не можна повністю оцінити готовність спортсмена до виконання тренувальних і змагальних навантажень. Відомі способи оцінки функціонального стану спортсменів на основі проведення ЕКГ-досліджень в стані спокою і з різними фізичними навантаженнями [наприклад, патент України №57675 А]. Але ці способи також не дають повної картини про функціональний стан спортсмена, бо внаслідок постійних тренувань і великих навантажень досить часто у спортсменів спостерігається аномальна ЕКГ. В основу корисної моделі поставлена задача створити такий спосіб оцінки та прогнозування функціонального стану спортсменів, який давав би можливість оцінювати стан як при нормальній, так і при аномальній ЕКГ. Поставлена задача вирішується тим, що в способі диференційованої оцінки та прогнозування функціонального стану спортсменів, який включає реєстрацію електрокардіограми в спокої, згідно корисній моделі, додатково проводять фрактальний аналіз серцевого ритму з обчисленням кількісного показника - Hurst-індекса та якісного показника - оцінки щільності та конфігурації атрактора, при чому показник Hurst-індекса обчислюють за формулою: H lg(R / S) / lg( / b) , де H - Hurst-індекс; - змінна функція; R - розмах; R max R R( t, ) min R R( t, ) S - стандартне відхилення; b - поправковий коефіцієнт ( b 2 ) Задача вирішується також тим, що значення Hurst-індексу оцінюють за наступною градацією: H 0,70 - низьке; 0,71 H 0,73 - нижче середнього; (19) UA (11) 18953 (13) U R - розмах; R 3 18953 4 що характеризується хаосом, з малою щільністю і 0,73 H 0,76 - середнє; широкою конфігурацією (Фіг.1) - 3 бали;. При 0,76 H 0,79 - вище середнього; отриманні "перехідного" атрактора, що містить у H 0,79 - високе. своїй основі правильну геометричну фігуру зі збіКількісний показник оцінюють в балах, від 1 до льшенням його щільності і зменшенням конфігу3. рації (Фіг.4) (стійкий граничний цикл системи) з На фігурах 1-5 представлені різні варіанти атможливою появою нерівномірного спектра розпоракторів. ділу за рахунок формування позамежних циклів - 2 Приклад здійснення способу. бали; при отриманні атрактора у вигляді точки Дослідження проводять з використанням ком(Фіг.2 і 5) з високою щільністю й вузькою конфігуп'ютерної системи триканального керованого фізірацією (стійкий стаціонарний стан системи) - 1 ологічного експерименту з автоматичним записом бал. показників "Ведун". Запис ЕКГ-даних здійснюють Нижче описані атрактори спортсменів з різнипротягом 15 хв (у стані спокою протягом 5хв; при ми морфофункціональним станом серцевофункціональній пробі із затриманням дихання на судинної системи за даними ЕКГ та успішністю видиху протягом 35с, у період відновлення після змагальної діяльності. Фіг.1 - атрактор, що харакзатримання дихання протягом 5хв). Положення теризується "хаосом" спортсмена високої кваліфіобстежуваних - сидячи, не менше ніж через 2 год. кації (боротьба вільна, КМС) з ЕКГ-ознаками метапісля прийняття їжі, в інтервалі часу від 10 до 13 болічної КМП (аномальною ЕКГ) та позитивною годин. Реєструють ЕКГ у II стандартному відвединамікою успішності змагальної діяльності. Hurstденні не менше, ніж 5хв., з допомогою кардіоскопа, індекс дорівнює 0,7918 - "вище середнього".Такий з аналогового виходу якого сигнал поступає на 21спортсмен, хоч і має аномальну ЕКГ, здатний доканальний АЦП у реальному часі з чотирьохканасягати високих результатів і може тренуватись з льним контролем ацифрованого сигналу на моніповним навантаженням. торі, можливістю управління зворотним зв'язком з Фіг.2 - атрактор у вигляді граничного циклу об'єктом при швидкості обміну 0,002с. спортсмена високої кваліфікації (легкоатлет, МС) з На вході вибирають до 16 каналів і 3 канали аномальною ЕКГ, Hurst-індекс дорівнює 0,6992 зворотнього зв'язку, задають частоту дискретизації "низький", такий спортсмен погіршує спортивний (до 400Гц по кожному каналу), автоматично запирезультат. сують дату, протокол дослідження, паспортні дані Фіг.3 - атрактор, що характеризується "хаой антропометричні показники випробуваного сом", спортсмена високої кваліфікації (баскетбол, спортсмена. Цифрові дані передають в персонаМС) з нормальною ЕКГ та позитивною динамікою льний комп'ютер IBM, де вони записуються на жоуспішності змагальної діяльності. Hurst-індекс дорсткий диск і опрацьовуються в режимі "off-line" з рівнює 0,7915 - "вище середнього". допомогою розробленого пакета програм "Ведун" і Фіг.4 - атрактор "перехідний" спортсмена висо"Cardio-95" Windows. Отримані результати запису кої кваліфікації (футзал, КМС) з нормальною ЕКГ, ЕКГ-сигналу трьох періодів спокою, навантаження Hurst-індекс 0,6874 - "низький". Такий спортсмен, і відновлення - опрацьовуються методом фрактахоч і має нормальну ЕКГ; погіршує спортивний лів, статистичними методами з побудовою гістогрезультат. рам розподілу. Для аналізу фракталів серцевого Фіг.5 - атрактор у вигляді граничного циклу з ритму використовуються: кількісний показник нормальною ЕКГ спортсмена високої кваліфікації Hurst-індекс (індекс самоподібності коливань сер(футзал, КМС), який погіршує спортивний резульцевого ритму) і якісний показник - оцінка атрактора тат. Hurst-індекс дорівнює 0,6904 - "низький". в балах (від 1 до 3). Спортсмен з порушеннями процесів реполяріВирахування Hurst-індексу (індексу самоподібзації міокарда на ЕКГ, який має Hurst-індекс "вище ності або стохастичності системи) у проводиться середнього" і "високий", а також атрактор з малою за формулою, яка відома як формула Е. Федера: щільністю і широкою конфігурацією, що відповідає оцінці "3 бали", допускається до тренувальноH lg(R / S) / lg( / b) , змагального процесу за відсутності інших протиподе H - Hurst-індекс; казань. - змінна функція; Спортсмена, який має Hurst-індекс "нижче сеR - розмах; R max R R( t, ) min R R( t, ) реднього" або "низький" і атрактор у вигляді точки S - стандартне відхилення; з високою щільністю й вузькою конфігурацією, що b - поправковий коефіцієнт ( b 2 ). відповідає оцінці "1 бал", необхідно відсторонити Оцінювання значення Hurst-індексу проводивід тренувально-змагального процесу навіть при лося за такою градацією: наявності нормальної ЕКГ з послідуючим моніторингом та ретельною діагностикою його функціоH 0,70 - "низьке"; 0,71 H 0,73 - "нижче сенального стану, фармакологічною корекцією. 0,73 H 0,76 реднього"; "середнє"; Апробація результатів дослідження у практиці 0,76 H 0,79 - "вище середнього"; H 0,79 - "вилікарського контролю функціонального стану соке". спортсменів показала суттєву ефективність фракЗображення атрактора отримують на екрану тального аналізу серцевого ритму для прогнозумонітору. вання динаміки успішності їх змагальної діяльносОцінювання атрактора проводять за формаліті, а також диференційованої оцінки ЕКГ-змін, що зованою оцінкою його щільності і конфігурації в дозволяє використовувати метод фракталів під балах наступним чином. При отриманні атрактора, час скринінгу й індивідуального моніторингу функ 5 ціонального стану спортсменів. Комп’ютерна верстка Л. Купенко 18953 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601