novye_podhody_k_diagnostike

Научно-исследовательский институт
нормальной физиологии им. П.К. Анохина
Российской академии медицинских наук
Лаборатория системных механизмов
спортивной деятельности
Новые подходы к диагностике
высококвалифицированных спортсменов
Комплекс по исследованию мышечного
утомления у спортсменов
Лаборатория системных механизмов спортивной
деятельности в течение ряда лет работает по трём научным
направлениям спортивной физиологии:
Объективная диагностика состояний нервно-мышечного
аппарата.
Обнаружение «слабых мест» в локомоторном аппарате с
целью коррекции тренировочного процесса.
Реабилитация и восстановление спортсменов при состояниях
«перетренированности» и воздействии психоэмоционального
стресса.
Конкретные направления исследований:
1. Интегративный анализ мышечного утомления и кардиореспираторных показателей у высококвалифицированных
спортсменов.
2. Исследование причин развития остеохондроза.
3. Профилактика остеохондроза позвоночника у спортсменов.
Межвузовское взаимодействие
• В научных исследованиях принимают
участие студенты – спортсмены 1-го
Московского медицинского
университета им Сеченова и
Московского института связи.
Мышечное утомление и нарастающая
двигательная гипоксия являются одним из
ведущих факторов, ограничивающих
спортивную работоспособность. Помимо чисто
физиологических факторов утомления имеется
и психологическое утомление,
сопровождающееся психоэмоциональным
стрессом. Различные физиологические этапы
утомления в локомоторном аппарате напрямую
связаны с деятельностью вегетативных систем,
а также с деятельностью вегетативной нервной
системы и центральной нервной системы.
Для изучения динамики различных звеньев в цепи утомления разработан
исследовательский аппаратно-программный комплекс, включающий в себя
велоэргометр, беговую дорожку, газоанализатор, компьютерный
электрокардиограф, 8-ми канальный компьютерный электромиограф, 4-х
канальный электромиостимулятор. Для измерения реальных физических
нагрузок комплекс оснащён датчиками для измерения мышечных усилий,
прилагаемых к педали велоэргометра или велосипеда, датчиками
давления стопы на беговую дорожку (как тренажёр, так и реальную) по
трём зонам стопы: пальцы, передняя часть стопы и пятка. Для измерения
структуры движения в суставах комплекс оснащен измерительным
устройством в виде многошарнирного механизма. Трёх шарнирная
конструкция соответствует стопе, голени, бедру и корпусу спортсмена.
Гониометры – измерители углов, расположены внутри шарниров и
соответствуют голеностопному, коленному и тазобедренному суставам. В
комплексе с датчиками усилий эта конструкция позволяет вычислять
усилия, развиваемые каждой группой мышц голени и бедра.
Одновременно с регистрацией параметров локомоторного аппарата
производится регистрация параметров сердечно-сосудистой системы,
дыхания и уровня энергозатрат по данным газоанализа. Для этого
используется компьютерный электрокардиограф и газоанализатор.
При анализе полученных в ходе исследования данным в последствие в
процессе математической обработки вычисляется широкий ряд
параметров:
Циклограммы движения спортсмена в циклических видах спорта:
спортивный велосипед, ходьба и бег на тредмиле, ходьба и бег.
Циклограммы усилий отдельных групп мышц при выполнении беговой
работы.
Определяются режимы работы отдельных (ведущих) групп мышц –
соотношение и фазы изотонического и изометрического сокращения
мышц.
Вычисляется объём реальной работы, отдаваемой отдельными группами
мышц в движении.
Рассчитываются специальные параметры миограмм, объём движения при
беге – длина шага, длительность фаз полёта, перемещение центра
тяжести, объём работы при беге, максимальные величины усилий,
развиваемые мышцами во время толчка при беге.
Задачи исследования.
1. Выделение отдельных фаз утомления,
возникающих при циклической работе, с
помощью анализа изменения
поверхностной электромиограммы (ЭМГ)
мышц человека при выполнении
физической работы до отказа при
различных уровнях нагрузки, начиная с
небольших нагрузок при длительной работе
(до 2-х часов) и заканчивая
кратковременными силовыми нагрузками,
вызывающими быстрое утомление (2
минуты).
2. Поиск критерия достижения спортсменом
предельного уровня физической нагрузки,
Исследуемые мышцы
1. Мышцы голени – латеральная
головка икроножной мышцы,
медиальная головка икроножной
мышцы и камбаловидная мышца.
2. Мышцы бедра – четырёхглавая
мышца бедра.
3. Бицепс.
•
Установка электродов
для регистрации
электромиограммы На
голень установлены 3
пары электродов на
латеральную
икроножную мышцу,
медиальную
икроножную мышцу и
камбаловидную
мышцу. На бедро
установлены 3 пары
электродов для
регистрации
активности
четырёхглавой мышцы
бедра.
На педали велоэргометра
расположен датчик
давления, позволяющий
измерять динамику
усилий в циклическом
движении
• На ноге спортсмена
установлена система
гониометров для
измерения динамики
углов в циклическом
движении и
паттернов движения
при беге на беговой
дорожке или
реальной трассе
При движении на беговой
дорожке измерение усилий
производится с помощью
стельки, вставляемой в
кросовку и оснащенной
датчиками давления на пальцы
стопы, переднюю часть стопы и
пятку. Этот метод позволяет в
дальнейшем рассчитывать
усилия, создаваемые
отдельными группами мышц
Примеры записей миограмм мышц голени (три верхних
записи), бедра (три следующих записи) и актограммы
циклического движения на велоэргометре (нижняя запись)
Аналогичные записи, полученные при большей скорости движения и
большей мощности с вычислением энергетики мышцы
 Инновационным методом, применяемым в
исследовательском комплексе является
диагностическая электростимуляция мышц.
Для этого в определённую фазу
циклического движения на мышцу и ли на
нерв, управляющей мышцей подаются
электрические импульсы, заставляющие
мышцу производить кратковременные
сокращения. Сила сокращения связана с
уровнем электровозбудимости мышцы и
эффективности синаптической передачи.
Это позволяет наблюдать и изучать процесс
утомление на уровне нервно-мышечного
Мы рассчитываем, что такой анализ позволит
выяснить динамику основных звеньев в цепи
утомления, оценить роль
психоэмоционального фактора утомления,
обнаруживать слабые звенья в утомлении
отдельных групп мышц, которые нуждаются в
дополнительной специальной тренировке или
восстановлении. Наконец этот комплекс
позволит оценивать эффективность
специальных тренировочных программ,
используемых в тренировочном процессе.
Спасибо за внимание