Спосіб солодовіченко для оцінки і підбору рівня фізичного навантаження для людини в процесі фізкультурно-оздоровчих занять

Изобретение относится к физкультурно-оздоровительной медицине, а именно к способам' контроля и адекватного подбора физической нагрузки в процессе физкультурно-оздоровительных занятий, а также реабилитационно-восстановительных занятий. Известен способ, позволяющий своевременно определять оптимальную тренировочную нагрузку для отдельного человека и позволяющий выполнять упражнения при оптимальных условиях [Заявка ЕПВ №0176227, кл. А 63 В 21/00, опублик. 02.04.86]. Этот известный способ содержит тренировочный процесс (процесс работы на нагрузочной секции), в течение которого непрерывно измеряют и анализируют некоторые параметры, характеризующие физическое состояние человека, например, с помощью датчиков, связанных с вычислительным устройством (ВУ), на основании результатов измерений и анализа автоматически определяют оптимальную тренировочную нагрузку для человека и регулируют параметры нагрузочной секции. Кроме того, в течение тренировочного процесса обеспечивают подачу и контроль воздуха к дыхательным органам тренирующегося человека, а также выдыхаемого им воздуха, а в качестве физических параметров, характеризующих физическое состояние человека, используют поглощаемый им кислород во время тренировки. Этот известный способ, хотя и позволяет своевременно определять оптимальную тренировочную нагрузку для отдельного человека в процессе тренировки, является очень сложным и дорогостоящим. Осуществление его возможно при наличии стационарной или «озимой громоздкой и дорогостоящей аппаратуры. Кроме того, наличие дыхательных приспособлений на лице человека затрудняет движения во время тренировочного процесса. Эти недостатки практически устранены в другом известном способе, позволяющем контролировать и подбирать уровень физической нагрузки человека (УФНЧ) в соответствии с ситуацией и задаваемыми требованиями (программой тренировки). Суть этого известного способа изложена при описании тренировочного устройства японской фирмы Tsuyama MFG Со [Заявка ЕПВ №199442 А2, кл. А 63 В 21/00. опублик. 28.10.86}, Этот известный способ принят автором в качестве прототипа. Способ-прототип характеризуется следующими признаками: наличием тренировочного процесса (выполняют упражнения на нагрузочном блоке), в течение которого регистрируют пульс тренируемого с помощью датчика, связанного с микроЭВМ, в блок микроЭВМ вводят такие персональные данные тренируемого, как частота сердечных сокращений (ЧСС) покоя, подбирают УФНЧ в соответствии с изменениями пульса в процессе тренировки с учетом ЧСС покоя человека. Кроме того, в блок памяти микроЭВМ вводят и другие персональные данные тренируемого, например, пол веси т.п. Введенные данные хранят в памяти микроЭВМ, поэтому в начале тренировочного процесса набирают только код тренируемого. Регулировку и подбор УФНЧ производят от нулевой нагрузки до максимально допустимой, которая базируется на среднестатистических данных о соответствии ЧСС уровню испытываемой физической нагрузки и среднестатистическим возможностям человека с подобными персональными данными. Главным недостатком способа-прототипа является его ограниченная применимость в физкультурнооздоровительной и реабилитационной медицине. Это связано с тем, что способ-прототип не учитывает сиюминутных физических возможностей человека и его физического состояния в данный момент времени, которые могут существенно отличаться, в том числе и в худшую сторону, даже от среднестатистических физических возможностей и состояния каждого из тренируемых людей. Способ-прототип предназначен для спортсменов, для людей здоровых в возрасте до 30 лет, для которых давно экспериментально установлено, что рост ЧСС практически прямо пропорционален испытываемой нагрузке. [Алексеев В.М. Соотношение, между частотой сокращений сердца и субъективно воспринимаемой напряженностью организма при мышечной работе. Физиология человека, т. 15, №1, 1989, М., АН СССР]. Однако, для людей физически ослабленных, подверженных стрессам, с неустойчивой нервной системой, для женщин в возрасте свыше 35 лет и т.п. людей, входящих в так называемую "группу риска", это не так. Обнаружено и экспериментально подтверждено, что, например, для женщин в возрасте свыше 35 лет, посещающих физкультурно-оздоровительные занятия, такая зависимость ЧСС от испытываемой физической нагрузки наблюдается лишь при небольших физических нагрузках. С увеличением тяжести физической нагрузки может наступить резкое замедление роста ЧСС и даже спад ЧСС при дальнейшем возрастании физической нагрузки, причем начало замедления роста ЧСС и спад ЧСС обуславливаются физическим состоянием тренирующегося в данный момент времени. Такое несоответствие ЧСС росту физической нагрузки, испытываемой человеком, может сопровождаться такими отрицательными субъективными признаками, как головокружение, тошнота, появление болей в висках, резкого побледнения или покраснения кожных покровов, появление холодного пота и др. В соответствии с медицинскими показателями установлено, что этот УФНЧ (при котором появляются отклонения роста ЧСС в сторону замедления, а также спад ЧСС с возрастанием тяжести испытываемой физической нагрузки) является максимально допустимым для данного человека в данный момент времени. Дальнейшее увеличение тренировочной нагрузки, т.е. нагрузки, испытываемой человеком, может привести к пагубным последствиям для его здоровья. Причем этот МДУФНЧ может быть не всегда постоянным для одного и того же человека, а зависит от его физического состояния и возможностей в данный момент времени (т.е. могут сказаться предшествующие физкультурно-оздоровительным занятиям стресс, переутомление на работе и т.п.). Рассмотрим на примере, к чему может привести использование способа-прототипа при оценке УФНЧ для людей, составляющих так называемую "группу риска", например, для женщин в возрасте свыше 35 лет. Для простоты и большей наглядности будем оценивать физическую нагрузку, испытываемую человеком, по часто применяемой при проведении физкультурно-оздоровительных занятий шкале Борга. [Borg G., Hassmen P., Lagerstrem M. - Perceived exertion related to heart rate and blood laktate during arm and leg exercise// Eur. J. Appt. Physiol. - 1987, v. 56, №6, pp. 679-685]. В соответствии со шкалой Борга: ЧСС, равной 90-100 сокращений в мин соответствует нагрузка 9-10 баллов - классифицируется как "легкая" ЧСС, равной 110-120 сокращений в мин соответствует нагрузка 11-12 баллов - классифицируется как "умеренная" ЧСС, равной 130-140 сокращений в мин соответствует нагрузка 13-14 баллов - классифицируется как "умеренно тяжелая" Предположим, для физически ослабленной женщины в возрасте свыше 35 лет резкое замедление и спад ЧСС при дальнейшем возрастании физической нагрузки имел место при ЧСС, равной 120 сокр../мин, т.е. для данного человека эта нагрузка соответствовала МДУФНЧ. При дальнейшем увеличении тренировочной нагрузки, т.е. нагрузки, испытываемой человеком, ЧСС не возрастает до 130-140 сокр./мин, а за счет спада снижается, и измеренная ЧСС равна 90 сокр./мин, что соответствует всего лишь 9-10 баллам нагрузки, хотя реально испытываемая нагрузка уже 13-14 баллов. И, хотя создается впечатление, что у человека еще имеется достаточный запас физических возможностей, на самом деле он уже превысил свой МДУФНЧ и "работает" в ущерб своему здоровью. Необходимо отметить, если спад ЧСС будет достаточно резким, то такое несоответствие ЧСС реально испытываемой человеком физической нагрузке при использовании способа-прототипа может привести к серьезным последствиям. Таким образом этот способ не применим для физкультурно-оздоровительных занятий, в которых участвуют люди из так называемой "группы риска". Этот недостаток отсутствует в предлагаемом способе. Цель изобретения - создание способа, позволяющего контролировать и подбирать уровень физической нагрузки человека по результатам измерения его ЧСС (в известном способе-прототипе задача решена только для спортсменов и здоровых людей, обладающих стабильно возрастающей характеристикой ЧСС в зависимости от возрастания физической нагрузки, испытываемой человеком), путем регистрации и оценки персонального МДУФНЧ, обусловленного физическими возможностями и состоянием человека в данный момент времени, и использования его в качестве верхнего предела при регулировке УФНЧ в течение тренировочного процесса, обеспечить расширение объема использования за счет возможности безопасного применения в процессе физкультурно-оздоровительных занятий и реабилитационно-восстановительных занятий (т.е. для людей из так называемой "группы риска", которые не обладают стабильно возрастающей ЧСС в зависимости от роста физической нагрузки, испытываемой человеком). Поставленная задача решена с помощью предлагаемого изобретения - способа Солодовиченко для оценки и подбора УФНЧ в процессе физкультурно-оздоровительных занятий. Предлагаемый способ включает тренировочный процесс, например, с использованием аэробного тренажера, в течение которого определяют персональный УФНЧ по результатам регистрации ЧСС, например с помощью датчика пульса, связанного с ВУ, с учетом поправки в соответствии с персональным пульсом покоя человека, например, заранее введенным в ВУ, а также подбирают и регулируют УФНЧ в пределах от нулевого значения, т.е. нагрузки покоя, до максимально допустимого уровня физической нагрузки человека, например, за счет изменения параметров тренажера и/или темпа выполнения упражнения по командам с ВУ. Отличается предлагаемый способ тем, что в качестве МДУФНЧ используют персональный МДУФНЧ, соответствующий физическим возможностям и состоянию человека в данный момент времени, определенный по регистрируемому значению ЧСС, при котором фиксируют резкое замедление роста или снижение ЧСС при дальнейшем возрастании параметров нагрузки тренировочного процесса. Предлагаемый способ применим при проведении физкультурно-оздоровительных занятий, а также реабилитационно-восстановительных занятий, что является его главным преимуществом в сравнении со способом-прототипом. Кроме того, предлагаемый способ не требует того аппаратурного объема, который необходим для способа-прототипа (в частности микроЭВМ, для него достаточно элементарного вычислителя). И тем более для приведенного известного способа-аналога, он практически не стесняет движений, удобен и доступен. Вышеуказанные достоинства предлагаемого изобретения, как и сам предлагаемый способ Солодовиченко для подбора УФНЧ в процессе физкультурно-оздоровительных занятий обусловлены причинно-следственной взаимосвязью между новыми и известными признаками, которые его характеризуют и изложены в нижней и в верхней частях формулы изобретения: следствием взаимодействия таких известных признаков, как наличие тренировочного процесса (т.е. процесса, воздействующего на человека) и того, что в течение этого процесса определяют персональный УФНЧ по результатам регистрации ЧСС, а также подбирают и регулируют УФНЧ в пределах от нулевого уровня (нагрузки покоя) до МДУФНЧ, - является как бы функционирование некоторой замкнутой системы регулирования выходной величины (которой является УФНЧ, определяемый с помощью ЧСС) в зависимости от входной величины (которой являются нагрузочные параметры тренировочного процесса). Пределы регулирования этой системы устанавливаются с помощью взаимодействия такого известного признака, как учет поправки ЧСС в соответствии с пульсом покоя человека (который является постоянным для человека в течение промежутка времени достаточной длительности), например, заранее введенным в ВУ - нулевой уровень физической нагрузки человека, - а также такого нового признака, как использование МДУФНЧ, соответствующего физическим возможностям и "состоянию человека в данный момент времени, определенного по регистрируемому значению ЧСС, при котором фиксируют резкое замедление роста или снижение ЧСС при дальнейшем возрастании параметров нагрузки тренировочного процесса (являющегося непостоянным во времени для людей "группы риска") - регулируемый верхний предел, который устанавливается благодаря взаимодействию выше рассмотренных признаков, обеспечивающих функционирование самой системы. Такое причинно-следственное взаимодействие признаков изобретения, изложенных в обеих частях его формулы, обеспечивает, как хорошо видно из приведенной модели-аналогии, самосохранение системы, в том числе и каждого ее звена от перегрузки, что адекватно защите от перегрузки человека, который является наиболее уязвимым звеном в данной системе. Итак, главным техническим результатом, вытекающим из причинно-следственного взаимодействия известных и новых признаков, приведенных в формуле изобретения, является защищенность человека от УФНЧ, превышающих его МДУФНЧ в данный момент времени, что позволяет применить предлагаемый способ для людей из так называемых "групп риска" в процессе физкультурно-оздоровительных и реабилитационно-восстановительных занятий, чего не может обеспечить способ-прототип. Теперь рассмотрим, каким образом проводится оценка и подбор УФНЧ в процессе физкультурнооздоровительных занятий при помощи предлагаемого способа. Тренировочный процесс проводят в соответствии с заданием тренера (программой, введенной в ВУ). В ВУ вводят персональные данные тренируемого - его ЧСС покоя, который определяет нулевой УФНЧ. В течение тренировочного процесса измеряют ЧСС человека (пульс) и, например, автоматически вводят в ВУ. С помощью ВУ оценивают УФНЧ по результатам измерения ЧСС. Предположим, что программой тренировки (физкультурно-оздоровительных занятий) предусмотрено постепенное увеличение тренировочной нагрузки, т.е. нагрузки, испытываемой человеком. При этом в соответствии с программой с помощью исполнительного устройства регулируют, например, автоматически, параметры тренажера соответствующим образом. При увеличении нагрузочных параметров тренировочного процесса регистрируют соответствующее возрастание ЧСС тренируемого. При возрастании ЧСС до того уровня, при котором резко снижается его рост и/или начинается спад, фиксируют уровень УФНЧ, соответствующий МДУФНЧ. При этом, например, автоматически с помощью ВУ блокируют дальнейшее изменение параметров тренажера, обеспечивающих возрастание тренировочной нагрузки (даже в тех случаях, когда это было предусмотрено программой тренировки), о чем от ВУ получают сигнал, например, звуковой. При этом переходят на другую программу тренировки, характеризующуюся, например, более низкими нагрузочными параметрами. Если при проведении тренировочного процесса УФНЧ для данного тренируемого не достигает уровня МДУФНЧ, то тренировочный процесс проводится в соответствии с программой. Поскольку способ Солодовиченко для оценки и подбора УФНЧ в процессе физкультурнооздоровительных занятий базируется на результатах объективных измерений, то в качестве сведений, подтверждающих возможность его осуществления, автор считает необходимым привести один из возможных примеров его материального обеспечения с указанием функционального назначения каждого используемого устройства: - тренажер аэробного типа - обеспечивает воздействие на тренирующегося с различными уровнями нагрузочных параметров, в состав тренажера входит исполнительное устройство, которое по сигналу с ВУ обеспечивает автоматическое регулирование нагрузочных параметров тренажера, например, его высоту; - датчик измерения пульса человека, который может закрепляться на руке в виде браслета обеспечивает измерение ЧСС человека; - ВУ или миниЭВМ с устройством ввода, например, клавишным, - обеспечивает ввод данных о персональном пульсе покоя человека, ввод и хранение программ тренировочного процесса, оценку результатов измерения ЧСС и определение МДУФНЧ, соответствующего физическим возможностям и состоянию человека в данный момент времени по значению ЧСС, при котором регистрируется резкое снижение роста или снижение ЧСС при возрастании нагрузочных параметров тренировочного процесса, выдачу сигнала, информирующего о достижении МДУФНЧ, сигнала блокировки устройства управления тренажером, а также сигналов управления тренажером при автоматическом изменении параметров тренировочного процесса в соответствии с программой тренировки; - сигнальное устройство, например, звонок, которое выдает звуковой сигнал по сигналу с ВУ о достижении МДУФНЧ,