Физическая культура и спорт/2. проблемы, исследования, предложения.

Ст. викладач Бітко С.М.

Національний технічний університет України «КПІ»

Оперативний контроль за функціональним станом тхеквондистів по показникам серцевого ритму.

У роботі вивчені частотний і фрактальний методи дослідження кардіоритму спортивної гімнастики, членів збірної і молодіжної збірної України. Показана інформативність деяких показників фрактальности кардіоритму (зокрема коефіцієнт Херста) для визначення готовності спортсмена до змагальної діяльності. Дослідження проводилися до і після етапних змагань.

Актуальність роботи полягає в практичному направленому використанні математичного аналізу ритму серця (МАРС) (частотний і фрактальний методи) для діагностики функціонального стану серцево-судинної системи (ССС) і визначення механізмів регуляції її діяльності, що дозволить визначити рівень підготовленості ССС до тренувальних навантажень. Підвищення рівня функціонування організму і його окремих систем, характерно для фізичного навантаження і вимагає все більш активної участі центральних механізмів регуляції в діяльності автономного контуру регуляції яким є ССС. Тобто адаптивне взаємодія організму з середовищем відбувається за рахунок зростання напруги процесів регуляції. Звідси випливає важливий висновок - ефективність управляючих систем при адаптації до певного фактору, в даному випадку до максимальних навантажень, можна оцінити за ступенем напруги регуляторних механізмів. Більше того, ступінь їх напруги може бути характеристикою "ціни" адаптації, тоді як новий рівень функціонування системи - це вже її результат адаптації.

Мета: Визначити характер реакції серцево-судинної системи на фізичні навантаження в підготовчий період за допомогою математичного аналізу ритму серця (частотний і фрактальний метод).

Завдання:

1. На основі аналізу літературних джерел виявити особливості функціонування ССС спортивної гімнастики.

2. Охарактеризувати частотний і фрактальний методи досліджень і виділити показники, що характеризують функціональний стан серцево-судинної системи.

3. Визначити величини змін цих показників у динаміці та виявити взаємозв'язок цих змін з тривалістю застосування тренувальних навантажень.

Об'єкт дослідження: серцево-судинна система спортсмена.

Предмет дослідження: функціональний стан серцево-судинної системи.

В якості гіпотези лежить припущення, що застосування отриманих даних і наведених нижче рекомендацій дозволить удосконалити тренувальний процес і зробити його більш раціональним і цілеспрямованим. А використовуючи фрактальний аналіз можна забезпечити контроль за станом ССС спортсмена, що дозволить прогнозувати готовність до змагальної діяльності.

В ігрових видах спорту зі складно-диференціальної структурою рухів в умовах високого темпу гри і вимагають високого рівня спеціальної витривалості, головним чинником обмеження спеціальної працездатності є адаптаційна можливість серцево-судинної системи спортсмена до рівня рухової активності під час гри. Тому частіше за інших використовуються методи з вивчення ЧСС і серцевого ритму.

На сучасному етапі вивчення можливостей ССС накопичений найрізноманітніших фактичний матеріал. Одним із значущих і пояснюють внесок різних механізмів в адаптацію серця, є частотний метод Р.М. Баевского (2) .По Р.М. Баєвським великий розкид показників кардіориму в спокої свідчить про не стабільні співвідношення процесів збудження і гальмування в ССС. Разом з тим немає кількісних оцінок для прогнозування серцевих ритмів з метою діагностики та управління функціональним станом спортсменів, у тому числі і в ігрових видах спорту. Причина полягає в тому, що підсумовування різних за амплітудою, частоті і фазі ритмів (наприклад, за показниками загальної або спеціальної працездатності) носить випадковий характер.

В даний час ці труднощі в діагностиці та прогнозуванні функціонального стану організму спортсмена дозволяє вирішити оригінальний метод "фрактального росту" (4, 5, 6). За допомогою методів фракталів можливо опис, як складних процесів, так і впливу на ці процеси різних за обсягом, спрямованості, інтенсивності, тривалості і кількості фізичних навантажень в процесі систематичних тренувань в ігрових видах спорту. Перевагою цього методу є те, що в ньому використана сучасна концепція теорії хаосу, згідно з якою багато явищ, слідуючи чітким детерміністичними правилами, в принципі виявляються непередбачуваними (4, 5,) .Такі явища постійно зустрічаються в спортивній діяльності і створюють труднощі в організації і проведенні тренувального процесу.

Метод фракталів дозволяє аналітично і графічно описати складні системи, що складаються з простіших систем (3, 5, 6) .До цього проводилися опис однієї або декількох функцій, а не системи. За допомогою фрактального аналізу можна порівняти середні властивості всіх підсистем нової системи.

Ми вирішили поєднати два методи: частотний і фрактальний. Мета частотного методу (по Р.М. Баєвським) - вивчити внесок будь-якої системи організму (ССС) у реалізацію конкретної функції (адаптація), в конкретний момент часу. Мета фрактального методу - вивчити діапазон адаптивних можливостей в певному стані, впродовж тривалого часу.

Слід зазначити, що при фрактальному аналізі ми ґрунтувалися на дослідженнях Е.Л. Голдберга і Д.Г. Рігні (3). Вони проаналізували методом фракталів ЕКГ сигнал більше 14 млн. Чоловік. Автори на підставі фрактального аналізу частоти серцевих скорочень (ЧСС) прийшли до висновку, що висока стохастичность серцевого ритму дозволяє організму функціонувати в широкому діапазоні і легко адаптуватися до фізичних навантажень. Тобто чим більше розкид показників кардіоритму, тим вище адаптаційні можливості організму.

Організація досліджень.

Ми досліджували кандидатів у збірну команду України тхеквондо. Дослідження проводилися за 2 години до міжнародного турніру через 1 годину після завершення закінчення.

Контингент: 16 осіб. Реєстрація ЕКГ проводилася пульсометрами типу Polar FT60 в режимі: спокій, навантаження, відновлення. Контроль ЕКГ на якість сигналу і паралельна реєстрація проводилась телеметричною системою Polar.

Протокол досліджень містить паспортні та антропометричні дані обстежуваного; умови експерименту (отримані сигнали) і дату.

Обробка отриманих результатів проводилася статистичними методами з побудовою гістограм розподілу.

Результати досліджень.

Отримані результати (таб.1) свідчать про те, що коефіцієнт фрактального розкиду (коефіцієнт Херста) у висококваліфікованих тхеквондистів (майстри спорту), при змагальної навантаженні не змінюється. У менш підготовлених спортсменів коефіцієнт фрактального розкиду після змагань знижується. Враховуючи, що при підготовці до турніру дуже високі тренувальні навантаження, ми можемо припустити, що рівень функціонального стану спортсмена підтримується стохастичности серцево-судинної системи навіть на піку навантаження.

Таб. 1. Коефіцієнти Херста найбільш підготовлених

спортсменів тхеквондистів (до і після змагань)

		Спокій	Навантаження	Відновлення
Він – ко	До Після	0,874536 0,877071	0,912334 0,812587	0,884112 0,924174
Ки – ко	до Після	0,815382 0,877021	0,862401 0,802261	0,803381 0,878445
Ко – нко	до Після	0,841433 0,780304	0,743792 0,817162	0,851331 0,804216
Мал – н	до Після	0,805345 0,805839	0,719604 0,751217	0,837240 0,843508
Мо –ов	до Після	0,858406 0,806235	0,747655 0,615842	0,847875 0,782892
Ос– кий	до Після	0,782654 0,777120	0,786062 0,776918	0,817293 0,775745
Ру- ко	до Після	0,661558 0,770992	0,848662 0,857974	0,784275 0,744764
Тих – во	до Після	0,775084 0,854745	0,790275 0,711508	0,809442 0,749422
Сем– ко	до Після	0,817460 0,847227	0,721623 0,836579	0,776717 0,770173
Ков– ко	до Після	0,731727 0,801852	0,880021 0,836690	0,811729 0,783459

Аналізуючи результати серцевого ритму по Р.М. Баєвським, ми прийшли до висновку, що гуморальна система, як фрактальна структура і нервова система, як фрактальна структура, взаємодіють з метою реалізації конкретного процесу - скорочувальної функції серця.

Таким чином, метод фрактальної оцінки роботи серцево-судинної системи дозволяє оцінити ступінь функціонування досліджуваних структур в умовах реалізації адаптаційної функції серцево-судинної системи.

Література

1. Аксёнов В.В., Артамонов В. Н., Мотилянская Р. Є., Баришкін Ю. А. Використання математичного аналізу ритму серця для розпізнавання механізмів деяких форм порушень функціонального стану серцево-судинної системи у спортсменів // Теорія і практика фізичної культури. - 1981. - N 4. - с. 28-31.

2. Баевский Р. М., Мотилянская Р.Е. Ритм серця у спортсменів. М .: ФКіС, 1986. - 143 с.

3. Голдберг Е.Л., Рігні Д.Р., Уест Б. Дж. Хаос і фрактали у фізіології людини.-В світі науки, 1990, 4, 25-30С.

4. Кауфман С.А. Антихаосу і пристосування. - У світі науки, 1991, 10, 43с.

5. Коркаран Е. Впорядкований хаос.-В світі науки, 1990, 10, 40-41с.

6. Сандер Д. Фрактальний рост.-В світі науки, 1987, 3.

7. Ткачук В. Г., Битко С. Н. Использование стохастических методов анализа ЭКГдля діагностики и прогнозирования функционального состояния спортсменов. Вопросы информатики и биоуправления (сборник ИК АН Украины ) т.22 с.76 1994 г.

8. Ткачук В. Г., Битко С. Н. Компьютерная система трехканального управляемого физиологического эксперимента с параллельной записью показателей. Материалы V научно-практической конференции "наука и производство - здравоохранению". Киев ,1994 г.,т.1,ст.93

9. Юнгерс Х., Пайтген Х-О., Заупе Д. Мова фракталов.- У світі науки, 1990, 10, 36-42с.