Основы теории тестов

Таблица 2

* Величина кислородного запроса в суперстандартном тесте недостаточна для обследования спортсменов высшей квалификации. Поскольку угол наклона третбана увеличивать более 30% нельзя, наиболее естественный путь изменения теста для спортсменов высшей квалификации -- увеличение скорости передвижения и использование бега вместо ходьбы. --Прим. ред.

Измерения. Результатом теста является величина тах1-тит у_0>, выраженная в мл/кг-мин. Этот показатель получается на основе непосредственных измерений газообмена или путем экстраполяции полученных данных (табл. 1).

Основное руководство и правила.

Для аккомодационного периода устанавливается наклон равный 2,5%. Скорость и наклон не изменяются в течение первых 2 мин. основного теста, если физиологическая реакция в период аккомодации не свидетельствует об исключительно высоких функциональных возможностях испытуемого. В этом случае расход энергии при скорости 80 м/мин и наклоне 30% (предполагаемое ограничение наклона третбана) не будет соответствовать максимальным возможностям испытуемого и тест придется изменить соответствующим образом (табл. 3).

В случае патологических изменений (коронарное сердечное заболевание, легочная недостаточность, недавно перенесенное инфекционное заболевание) рекомендуется проводить обследование согласно изменениям, представленным в табл. 2.

При ходьбе или беге на третбане держаться руками за какой-либо закрепленный предмет (поручни или перила) запрещается.

61.0. Велоэргометр-тест

Аппаратура. Велоэргометр с приспособлением, регулирующим величину нагрузки, и необходимое вспомогательное оборудование.

Описание. Основная методика тестирования, описанная в 59.0, полностью соблюдается. Во время теста испытуемый педалирует с заранее выбранной постоянной частотой ¦-- 50 или 60 об/мин без перерывов, следя за метрономом.

Нагрузка увеличивается через каждые 2 мин. Чтобы создавать на велоэргометре нагрузки, соизмеримые с нагрузками на третбане и степэргометре, вес испытуемого при определении первоначальной нагрузки и ее увеличениях должен учитываться следующим образом:

1 ватт первоначальной нагрузки соответствует 1 кг веса испытуемого;

каждое увеличение нагрузки должно составлять 1/3 от веса тела.

Пример. Испытуемые: А = 75 кг, Б = 50 кг, В = 25 кг.

61.3. Измерения. Кислородная стоимость мышечной работы лю бой заданной интенсивности вычисляется по формуле:

1>о₂ = (кгм- 1,78)+ 1,5 Мет,

где 9₀, -- кислородный запрос в мл/мин;

кгм (или ваттыХб) --интенсивность работы в 1 мин.; 1,78 -- мл кислорода, требуемого на 1 кгм работы;

1,5 Мет -- приблизительная величина потребления кислорода испытуемым, работающим на велоэргометре без нагрузки. С увеличением сопротивления (нагрузки) все большее число мышц включается в работу, в результате чего роль этого фактора (т. е. энерготраты, идущие на обеспечение позы. -- Прим. ред.) возрастает и достигает более 2 Мет при интенсивности, равной 1800 кгм/мин.

61.4. Основное руководство и правила. 61.41. Поскольку общин кислородный запрос у всех испытуемых, работающих на велоэрго метре при заданной нагрузке, почти одинаков, то величина 9₀, в мл/кг-мин. будет в основном зависеть от веса испытуемого. Напро тив, при выполнении упражнений, где сопротивление задается си лами тяжести, т. е. на наклонном третбане или степэргометре, кис лородный запрос на единицу веса постоянен, а общий запрос кисло рода изменяется с изменением веса испытуемого. Существующая взаимосвязь между нагрузкой, общим запросом кислорода, У_0! на килограмм веса тела и Метами изображена на рис. 22 (для испы туемых весом 50, 60, 70, 80 кг).

Стабильность частоты педалирования проверяется и регулируется индикатором скорости, счетчиком оборотов и метрономом.

Энергетическая стоимость педалирования на стационарном велоэргометре хорошо известна, но надо помнить, что чрезмерное сопротивление, создаваемое трением подшипников в педалях и цепи, может изменить величину нагрузки. Поэтому необходимо следить за свободным движением всех движущихся частей велоэрго-метра.

Высота сиденья должна подбираться индивидуально для каждого испытуемого таким образом, чтобы он мог вытянутой ногой достать до нижней педали.

При наличии патологических признаков (см. 58.42) первоначальная нагрузка должна равняться 25 ваттам, или 150 кгм/мин. Через каждые 2 мин. нагрузка должна увеличиваться на 12,5 ватт, или 75 кгм/мин.

Для хорошо тренированных спортсменов методика тестирования остается такой же, с той лишь разницей, что, как и в суперстандартном третбан-тесте, первые 10 раз следует увеличивать на- I грузку через минутные интервалы, чтобы сократить продолжитель-ность всего эксперимента. При нагрузках выше 275 ватт (1650 кгм/ | мин) нагрузку надо увеличивать через 2-минутные интервалы.

В особых случаях можно вносить определенные изменения в данный тест. Например, выполнять упражнения лежа, а не сидя; вместо езды на велосипеде использовать вращение рукоятки руками. Однако, поскольку эффективность этих видов работы различна, «нормальная» связь «кгм/мин -- кислородный запрос» в данном случае не может быть исследована. Поэтому исследователи обязаны точно описать произведенные изменения.

62.0. Эргометрический степ-тест

Аппаратура. Степэргометр с регулируемой высотой ступенек (высота ступенек кратна 4,5 см), вспомогательное оборудование.

Описание. Испытуемый после обычного отдыха и разминки шагает вверх и вниз по ступенькам эргометра с частотой 33 подъема в 1 мин. Такая частота, хотя она немного выше желательной, выбрана для того, чтобы сохранить высоту ступенек в приемлемых пределах при больших нагрузках. Первоначальная высота ступенек 4,5 см. Каждые 2 мин. высота эргометра увеличивается на 4,5 см, как указано на рис. 23; при переходе с одной высоты на другую частота шагов не изменяется. Это позволяет постепенно увеличивать нагрузку от минимальной до максимальной, что будет соответствовать затратам энергии от 2 до 15 Метов.

62.3. Измерения. Кислородный запрос (У_0г)в мл/кг-мин. при частоте шагания 33 подъема в минуту может быть предсказан или оценен по формуле:

У_0г = (/ХЛХ 1.33Х 1,78) +10,5,

где I -- частота шагания (число подъемов в 1 мин.); к -- высота ступенек в метрах;

1,33 -- работа, совершаемая при ходьбе вверх, плюс 1/3 работы при ходьбе вниз;

10,5--10,5 мл/кг-мин., дополнительный запрос кислорода, необходимый для горизонтальных движений вперед и назад со ступенек;

1,78 -- мл кислорода, требуемого на 1 кгм работы.

62.4. Основное руководство и правила. 62.41. Энергетическая стоимость упражнений на степэргометре слагается из следующих компонентов:

каждый шаг вперед и назад, выполняемый на два счета; за 132 удара, отсчитанных метрономом (132/4 = 33 подъема), расход энергии на эту работу составит приблизительно 3 Мета;

подъем собственного веса на высоту одной ступеньки;

3) опускание на пол. Этот вид работы приблизительно равен 1/3 работы, совершаемой при подъеме '.

62.42. На рис. 2 методика проведения тестов на степэргометре дана в сравнении с экспериментами на третбане и велоэргометре.

62.43. Полный цикл подъема и спуска совершается на 4 счета: на 2 счета испытуемый поднимается на ступеньку, встает прямо на

обе ноги, на следующие 2 счета опускается на-пол. Следует начинать движение то с левой, то с правой ноги: это позволит уменьшить локальное мышечное утомление. Чтобы правильно чередовать ноги, можно пользоваться следующим правилом: на счет «четыре» четко опускать ногу на пол и тут же поднимать ее на счет «раз» для подъема. После небольшой практики, особенно если добиться ритмичности выполнения данного упражнения (например, 4 подъема с левой ноги и 4 с правой), эта процедура, которая не требует специального навыка, становится автоматической.

62.44. Как и в эксперименте с третбаном и велоэргометром, ско рость движения (частоту шагов) можно широко варьировать. Обычная частота, 33 подъема в 1 мин., выбрана специально с уче том описанного степэргометра, который имеет регулируемую от О до 50 см ступеньку. На таком степэргометре можно обследовать 90% любой популяции людей.

Держаться за какие-либо закрепленные предметы во время тестирования нельзя, так как это искажает результаты.

62.45. В случае тестирования испытуемых с патологическими признаками (см. 60.42 и 61.45) следующие изменения обеспечат приблизительно те же нагрузки, что и субстандартный третбан-тест:

/ = 22 подъема в 1 мин.;

работа в аккомодационном периоде и при первоначальной нагрузке в тесте выполняется без ступеньки;

высота ступенек увеличивается на 15 мм, в той же последовательности, что и в стандартном степ-тесте.

В этом случае используется следующая формула для предсказания оценки Уп₂:

IV =(22X1,33X1,7X6)+7 (см. 62.3),

где к -- высота ступеньки в метрах;

7 -- 7 мл/кг-мин. кислорода, необходимого для шагания вперед и назад с частотой 22X4 = 88 шагов.

В. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРОЦЕДУРЫ

63.0. Прямое и косвенное тестирование физической пригодности

Основная процедура тестирования аэробной производительности на третбане, велоэргометре и степэргометре была разработана с целью:

обеспечить возможность тестирования как в лабораторных, так ив полевых условиях;

использовать одну и ту же аппаратуру в разных тестах. Раз-личиедмежду прямым и косвенным тестированием обусловлено сложностью физиологических параметров, используемых для определения аэробной производительности.

Прямые методы определения аэробной производительности. Как уже было отмечено, максимальная аэробная производительность связана с функциональными возможностями сердечно-сосудистой и дыхательной систем доставлять кислород к активным тканям. Любое прямое определение аэробной производительности .должно поэтому использовать методы, которые позволяют измерять:

способность сердца перекачивать кровь по сосудистому руслу, т. е. максимальную производительность сердца и ее два компонента --- частоту сердечных сокращений и ударный объем;

возможности дыхательной системы, включая дыхательные процессы, происходящие при газообмене как в легких, так и в тканях;

собственно метаболические процессы, т. е. использование углеводов и жирных кислот в качестве источников энергии;

свойстважрови, обеспечивающие транспорт газов и питательных вешеств, буферирование кислых метаболитов, теплопередачу и терморегуляцию.

Отношение между потреблением кислорода (У_0г )' и сердечной деятельностью, с одной стороны, потреблением кислорода и дыхательной деятельностью, с другой, выражается уравнениями 1 и 2.

(2)

где \'о₂ --потребление кислорода в мл/мин; /н -- частота сокращений сердца;

\'_в -- систолический объем сердца (точнее было бы сказать-- систолический объем крови. -- Прим. ред.); (а--У)о_г -- разница содержания-кислорода в артериальной и венозной крови; Уе -- легочная вентиляция в минуту (ЗТРВ) ²; /До* Ре₀₂ --содержание кислорода во вдыхаемом (Ш5р1гес1) и выдыхаемом (ехр1'гес!) воздухе. В какой мере эти факторы, определяющие максимальную аэробную производительность, должны быть изучены, решают сами исследователи. Однако несколько основных измерений считаются необходимыми для прямого определения аэробной производительности. Эти измерения и рассматриваются здесь.

63.1. Дыхательная функция. Поскольку величина максимального п его анализа химическим или электронным путем, а также для определения его объема; 2) более сложные непрерывные измерения всех составных компонентов с последующей автоматической обработкой итоговой информации. Обычно трудоемкая работа по анализу результатов тестирования ограничивает число тестов, которые можно провести в течение одного дня. В таких случаях рекомендуется собирать выдыхаемый воздух не на каждом уровне постепенно повышающейся интенсивности, а только на 2--3 субмаксимальных и 3 максимальных уровнях (например, когда частота сердечных сокращений равна 120, 140 и 150--160 уд/мин и затем трижды при максимальной интенсивности). Невозможно указать точные данные относительно частоты сокращений сердца при последних трех измерениях, так как у различных групп людей максимальная частота сердечных сокращений может изменяться от 140 до 200 и более.

Непрерывно измеряя дыхательный коэффициент (КЕН -- гезр|-га!огу ехсЬал^е таИо), можно определить момент, когда аэробная поставка кислорода становится неадекватной. Никоим образом, однако, это нельзя рассматривать как достижение максимального потребления кислорода.

Помимо максимального потребления кислорода, представляют интерес следующие показатели дыхательной функции:

дыхательный коэффициент в момент наивысшего потребления кислорода;

максимальная вентиляция легких, частота дыхания и объем вдыхаемого и выдыхаемого воздуха;

отношение между тах V во время работы и максимальной произвольной вентиляцией легких (МПВ);

Ш.С1Х V

4) дыхательный эквивалент для кислорода: ;-- ;тах У₀

5) утилизация кислорода: Р\₀ --Ре₀ *

Критерии достижения тах У₀₂

Кислородное потребление перестает линейно возрастать с увеличением нагрузки и достигает плато; последние две величины У₀ , полученные при измерении, не различаются более чем на ±5%.

При определении максимальной аэробной производительности у «нормальных» испытуемых концентрация лактата в крови на 3--5-й минуте после завершения теста составляет 90--100 мг на 100 мл крови.

3.Другие показатели дыхательной функции, такие, например, как диффузия в легких кислорода, СО или С0₂, определение остаточного объема и скорости устранения азота из легких во время отдыха и упражнений, максимальная произвольная вентиляция легких и т. д., могут быть использованы для расширения знаний об индивидуальных физиологических особенностях испытуемых. Эти показатели должны рассматриваться лишь как дополнительны

63.2. Сердечно-сосудистая система.

63.21. Наиболее важным показателем возможностей сердечно-сосудистой системы является максимальная производительнесть сердца. Вероятно, работоспособность сердца сама определяется ограничениями в снабжении мио- " карда артериальной кровью и кислородом. К сожалению, измерения, общего кровотока и его распределения между различными органами нуждаются в специально оборудованных лабораториях. Приступать к определению максимальной производительности сердца любым из существующих методов следует только при наличии соответствующей аппаратуры.

Из двух компонентов, от которых зависит производительность сердца (а именно: частоты сокращений и ударного объема), только первый может быть легко измерен. Прямое измерение второго компонента практически невозможно, но относительные изменения его могут быть зарегистрированы (с малой точностью) на основе измерений артериального давления. Так как частота сокращений сердца и артериальное кровяное давление также являются важными показателями работы сердца, их необходимо использовать в прямом методе оценки способности сердца к адаптации.

Частота сокращений сердца. Частоту сердечных сокращений необходимо регистрировать непрерывно, пользуясь электрокардиограммой, регистрируемой в биполярном грудном отведении (положения электродов: кнутри от правого грудино-ключичного сустава и в пятом межреберье на передней подмышечной линии); кардиограмма используется также, особенно в среднем и старческом возрасте, для определения отклонений от нормальной сердечной деятельности.

Кроме того, следует постоянно непосредственно подсчитывать сокращения сердца в минуту, желательно путем аускультации плечевой артерии. Вероятнее всего, этот способ единственно возможный при измерении частоты сердечных сокращений в полевых условиях. При достаточной практике разница между значениями ЧСС, полученными при аускультации и из данных ЭКГ, не будет больше ±2 уд/мин. Нужно избегать обычной в таких случаях ошибки начинать отсчет у нулевой отметки времени со счета «раз» вместо «нуль». При подсчете ЧСС по 15-секундным интервалам ошибка будет составлять 4 удара в минуту.

Артериальное кровяное давление. Для измерения артериального кровяного давления обычно используется традиционный метод аускультации плечевой артерии. Тщательно избегая появления искусственных шумов, создаваемых измерительными приборами, опытный исследователь может получить достаточно точные данные о систолическом давлении. Эти данные хорошо согласуются с данными прямых измерений внутриаортного давления.

При малых нагрузках шумы, производимые аппаратурой, могут влиять на определение звуков Короткова путем аускультации. Изменение обычного положения капсулы стетоскопа несколько внутрь или наружу над артерией в помогает получить чистые звуки.

При очень высоких нагрузках систолическое давление может сильно изменяться от цикла к циклу. В таких случаях должна быть зарегистрирована как наивысшая величина давления, так и наиболее четко различаемое давление.

Точное измерение диастолического кровяного давления во время упражнений не всегда возможно. Иногда при высоких нагрузках чистый и сильный звук можно услышать, почти не затягивая манжету. Эта особенность обычно проявляется у испытуемых с хорошо тренированным сердцем.

Обычно диастолическое давление во время упражнений не рассматривается как диагностический признак, за исключением одного случая -- когда оно растет с увеличением интенсивности работы. Такое повышение давления следует рассматривать как сигнал приближения сердечно-сосудистой декомпенсации.

Критический предел. Одновременное наблюдение за частотой сердечных сокращений и артериальным кровяным давлением во время опыта дает возможность определить приближение функциональных пределов сердечко-сосудистой системы. Когда, например, диастолическое давление поднимается без соответствующего увеличения систолического давления или когда систолическое давление начинает падать после достижения максимума, исследователь должен закончить эксперимент. Частота сердечных сокращений при этом может выровняться, но не обязательно. Дальнейшее увеличение ее в таких случаях может не являться показателем увеличения производительности сердца или потребления кислорода.

Показателем полезного пика потребления кислорода может быть «кислородный пульс», который выражается формулой \/'_0г :/_в и вычисляется при помощи данных о газообмене и частоте сердечных сокращений на последних стадиях теста. Поскольку

Это указывает на то, что изменения в «кислородном пульсе» отражают изменения, произошедшие в ударном объеме, и (а--^)о_г разницу.

Падение «кислородного пульса» в конце теста может рассматриваться как кардиоваскулярный критерий достижения или превышения максимальной аэробной производительности.

63.3. Свойства крови. Так как не существует никаких ограничений в использовании дополнительных показателей дыхательной и сердечно-сосудистой систем, то можно проводить любое число необходимых исследований крови. Однако следующие измерения считаются существенными при прямом определении аэробной производительности:

содержание молочной кислоты в крови на 5-й минуте после выполнения упражнений, которое указывает на степень напряжения организма;

гематокрит и гемоглобин в покое.

Размещено на Allbest.ru