Методы изучения функционального состояния сердечно сосудистой и дыхательной системы

Для изучения функциональных возможностей энергообеспечивающих систем могут использоваться функциональные пробы сердечно-сосудистой системы. При этом должны быть выполнены следующие требования:

- возможность количественного измерения физической нагрузки;

- участие в работе не менее двух третей мышечной массы организма;

- точная воспроизводимость при повторном применении теста;

- стандартность условий проведения исследований;

- безопасность и доступность теста для детей.

Исследование частоты сердечных сокращений и артериального дав­ления широко распространены для оценки влияния различных нагрузок на организм детей и подростков.

Частота сердечных сокращений (ЧСС) - лабильный и информативный показатель функционального состояния сердечно сосудистой системы, определяется пальпаторно за определенный отрезок времени (10-30 с).

Исследование артериального давления (АД) имеет большое значение для выявления влияния негативных факторов на организм детей, а также в объективной оценке состояния здоровья. Установлена значительная рас­пространенность гипертонических состояний у учащихся школ с углуб­ленным изучением математики, информатики и вычислительной техники, иностранных языков и других предметов.

Артериальное давление измеряется тоно­метром (по методу Н.С. Короткова) на правой руке в положении сидя, после 10-минутного отдыха. Манжетку накладывают на середину обна­женного плеча на 1-2 см выше локтевого сгиба. Рука обследуемого ребен­ка должна буть удобно расположена на столе ладонью вверх. Измерения проводятся не менее 3-х раз, фиксируются повторящиеся параметры.

Отсутствие в образовательных учреждений "возрастных" манжет может затруднить выполнение исследования АД. Однако специальные возрастные коррективы с учетом физического развития позволяют прово­дить оценку АД и у младших школьников при использовании стандартной манжеты в массовых осмотрах. Корректировке подлежат лишь показатели систолического давления (таблица).

Таблица 2 - Величины поправок к показателям систолического АД, полученным при использовании стандартной манжеты

Оценка результатов проводится с использованием процентильных таблиц распределения артериального давления у детей и подростков (НИИ ГИОЗДИП НЦЗД РАМН, 2006). При этом нормальное артериальное давление определяется, когда значения систолического и диастолического давления находятся в пределах 10-89 процентилей кривой распределения артериального давления в популяции для соответствующего возраста и пола; пограничная артериальная гипертензия - при значениях в пределах 90-94 процентилей; артериальная гипертензия диагностируется, если уровень систолического и диастолического давления превышает 95 процентиль; артериальная гипотензия, когда они находятся ниже 5 процентиля.

Полученные данные сравниваются со средневозрастными показате­лями АД для школьников данного региона.

Расчет адаптационного потенциала, характеризующего адаптационные резервы системы кровообращения, проводится по следующей формуле:

АП=0,011*(ЧП)+0,014*(САД)+0,008*(ДАД)+0,009*(М)-0,009*(Р)+0,014*(КВ)-0,27,

где АП – адаптационный потенциал; ЧП – частота пульса, уд./мин.; САД – систолическое давление, мм рт.ст.; ДАД – диастолическое давление, мм рт.ст.; М – масса тела, кг; Р – рост, см; КВ – возраст, лет. Оценка результатов проводится с использованием шкалы для оценки уровня здоровья школьников в зависимостиот степени адаптации. Оценка результатов у студентов проводится с использованием следующих критериев: удовлетворительная адаптация - 2,20 и менее - для юношей; 1,96 и менее – для девушек; напряжение адаптации – 2,21 - 2,43 - для юношей; 1,97- 2,23 - для девушек; неудовлетворительная адаптация и срыв адаптации – 2,44 и более - для юношей; 2,24 и более – для девушек.

Систолический объем крови (СОК, ударный объем) – количество (объем) крови, выбрасываемое каждым из желудочков сердца при одном сокращении.

Для определения СОК применяется формула Старра:

СОК=90,97+0,54*ПД–0,54*ДАД–0,61*В,

где ПД – пульсовое давление, ДАД – диастолическое артериальное давление, В – возраст испытуемого. У детей и подростков 7-18 лет увеличение СОК происходит по мере роста ребенка (от 36 до 60 мл). У девочек максимальное увеличение приходится на период 12-14 лет (+10 мл), у мальчиков - на 13-16 лет (+10,6 мл). Это связано с несколько более поздним началом и окончанием пубертатного скачка у мальчиков и соответственной разницей в сроках окончательного структурного завершения развития элементов миокарда. В вертикальном положении тела в состоянии физиологического покоя у молодых мужчин СОК равен 60-80 мл, в среднем – 70 мл. У женщин из-за меньших размеров сердца СОК при всех условиях приблизительно на 25% меньше, чем у мужчин. У спортсменов величины СОК в покое чаще всего колеблются в диапазоне от 50 до 100 мл. При мышечной деятельности СОК увеличивается до 100-150 мл (в отдельных случаях до 180-200 мл). При интенсивной мышечной работе у нетренированных мужчин СОК может увеличиваться в среднем до 130 мл, у спортсменов – до 160-180 мл (у отдельных лиц – до 200 мл и более). У юных спортсменов 15-18 лет – от 100 до 125 мл.

Минутный объем крови (МОК) – это количество крови, выбрасываемое сердцем в течение 1 мин. Он характеризует собой уровень кровоснабжения тканей и связанную с ним доставку к тканям кислорода и выведение из них углекислоты. Определяется по формуле:

МОК = СОК*ЧСС,

где МОК – минутный объем крови; СОК – систолический объем крови; ЧСС – частота сердечных сокращений за 1 мин. У детей и подростков в покое МОК – от 3 до 4,5 л/мин, при физической нагрузке может достигать у 15-летних спортсменов 9-10 л/мин. В условиях покоя МОК в зависимости от размеров тела колеблется у мужчин в пределах 4-6 л/мин, у женщин – 3-5 л/мин. При легкой работе МОК увеличивается до 10-15 л/мин и более, при очень напряженной мышечной работе у нетренированных мужчин МОК может возрастать до 20-24 л/мин, у спортсменов – до 35 л/мин и выше. У женщин величина сердечного выброса при всех условиях в среднем на 25% ниже, чем у мужчин.

Пульсовое давление (ПД) представляет собой разницу между систолическим и диастолическим артериальным давлением и косвенно свидетельствует о величине систолического выброса, т.е. об увеличении ударного объема сердца. Средние показатели пульсового давления в покое составляет 40-70 мм рт.ст. Чем больше показатель пульсового давления, тем тренированнее сердечно-сосудистая система.

Коэффициент выносливости (KВ) представляет собой интегральную величину, объединяющую ЧСС и систолическое и диастолическое давление, определяется по формуле Kваса:

КВ=(ЧСС*10)/ПД,

где КВ - коэффициент выносливости, ЧСС – частота сердечных сокращений уд.мин., ПД – пульсовое давление мм рт.ст.. В норме KВ равен 12-16 усл. ед.. Увеличение его указывает на ослабление деятельности сердечно-сосудистой системы, уменьшение на усиление. Учитывалось, что увеличение КВ, связанное с уменьшением ПД, являлось показателем детренированности сердечно-сосудистой системы.

Коэффициент экономичности кровообращения (KЭK) вычисляется по формуле:

KЭK=ПД*ЧСС.

КЭК в норме равен 2600, при утомлении - увеличивается, а с ростом тренированности сердечно-сосудистой системы - уменьшается.

Индекс Робинсона (ИР) или «двойное произведение» (ДП) представляет собой интегральную величину, объединяющую систолическое артериальное давление и ЧСС. ИР используется для оценки уровня обменно-энергетических процессов в миокарде, определяется по следующей формуле:

ИР=ЧСС*СД/100,

где ЧСС – частота сердечных сокращений, САД – систолическое артериальное давление. Критерии для оценки: низкий – более 111, ниже среднего – 110-95, средний – 94-85, выше среднего – 84-70, высокий – менее 70.