ОЦІНКА РІЗНИХ СПІРОМЕТРІЙНИХ СИСТЕМ (3) ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ ВИМІРЮВАННЯ МЕТАБОЛІЗМУ В

Університет Федеральних збройних сил Мюнхена Факультет освіти Інститут спортивної науки та спорту ОЦІНКА РІЗНИХ СПІРОМЕТРІЙНИХ СИСТЕМ (3) ДЛЯ ВИКОРИСТАННЯ ВИМІРЮВАННЯ МЕТАБОЛІЗМІВ У ФІТНЕС-ПРОМИСЛОВІСТІ Дипломна робота для здобуття вченого ступеня кваліфікованого спортивного вченого (університет) Представлено: Олівер Герхардт, листопад 2010 р. 1-й екзаменатор: проф. Д-р мед. Гюнтер Пенка 2-й екзаменатор: проф. філ. хабіл. Ганс-Георг Шерер

оцінка

III ЗМІСТ 1 ВСТУП І ЗАЯВА ПРО ПРОБЛЕМУ. 8 2 КЛАСИФІКАЦІЙНИЙ ТЕМАТИЧНИЙ РОЗВІД. 11 2.1 ЗАВДАННЯ ТА ЗАВДАННЯ РОБОТИ. 11 2.2 ПОПЕРЕДНІ ПИТАННЯ. 11 2.3 СТРУКТУРА РОБОТИ. 12 3 ТЕОРЕТИЧНИЙ ФОНД. 13 3.1 СТАН ДОСЛІДЖЕННЯ. 13 3.2 ВИЗНАЧЕННЯ УМОВ. 18 3.2.1 Енергообіг. 18 3.2.2 Спірометрія, спіроергометрія та аналіз дихальних газів. 19 3.2.3 Калориметрія. 20 3.2.4 Обмін речовин. 22 3.3 ІСТОРІЯ СПІРОМЕТРІЇ. 22 3.4 Непряма калориметрія. 27 3.4.1 Закрита система. 27 3.4.2 Відкрита система. 29 3.4.3 Газові умови. 32 3.4.4 Умови реалізації. 34 3.5 ДИХАННЯ. 36 3.5.1 Функціональна анатомія. 36 3.5.2 Функціональний принцип транспортування газу. 40 3.5.3 Обсяги легенів. 42 3.6 ВИЗНАЧЕННЯ МЕТАБОЛІЗМУ. 43 3.6.1 Оцінка споживання енергії. 44 3.6.2 Вимірювання енергетичного обміну та метаболізму субстрату. 45 3.7 ВЛАСНИЙ ПІДХІД. 49 3.8 ОБ’ЄКТИ ДОСЛІДЖЕННЯ. 49 4 ЗАПИТАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА ГІПОТЕЗИ. 52 4.1 ЦІЛЬ ДОСЛІДЖЕННЯ. 52 4.2 ЗАПИТАННЯ ДОСЛІДЖЕННЯ. 52 4.3 ГІПОТЕЗИ. 52 5 МЕТОДОЛОГІЯ. 54 5.1 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНЕ ПОРІВНЯЛЬНЕ ДОСЛІДЖЕННЯ ДІЯЛЬНОСТІ. 54 5.1.1 Дизайн дослідження. 54 5.1.2 Предмети. 56

VII СПИСОК СКОРОЧЕНЬ ATPS BMI BMR BTPS EE EM gkä IC ISWS KÄ MREE REE RefSys RER RQ STPD UniBw M VCO 2 VO 2 навколишній температурний тиск насичений (умови навколишнього середовища в обсягах газу) індекс маси тіла базальний рівень метаболізму (базальний рівень метаболізму) температура тіла тиск (умови насичені обсяги газу в легенях) енерговитрати (енергообіг) енергетичний обмін (енергетичний метаболізм) змішаний калорійний еквівалент непряма калориметрія (непряма калориметрія) Інститут спортивних наук та спорту калорійний еквівалент виміряний витрата енергії в спокої (виміряний витрата енергії в спокої) референтний обмінний обмін (Викид СО 2/поглинання O 2 у легенях) коефіцієнт дихання (викид СО 2/поглинання O 2 мітохондрією) стандартна температура тиск сухий (стандартні умови для обсягів газу) Університет Федеральних збройних сил Мюнхена Викид вуглекислого газу (л/хв) Поглинання кисню ( л/хв)

3 Теоретичне підґрунтя 38 Рис. 11: Будова легенів (McNaught після de Marées, 2003, с. 219) Дві бронхіальні гілки гарантують вентиляцію правої та лівої легені. Стовбурові бронхи діляться на все менші бронхи (бронхіоли). Альвеоли розташовані на кінцевих бронхах, які досягаються після 23-го відділу. Газообмін (дифузія) з густою сіткою легеневих капілярів нарешті відбувається в приблизно 300 мільйонах альвеол легені (див. Рис. 11, праворуч; de Marées, 2003, с. 217 і далі). Для передачі зовнішнього повітря через системи, перераховані вище, генерування перепадів тиску щодо атмосферного тиску в грудній клітці (грудна клітка) Рис. 13: Будова та еластичність грудної клітини (Kroidl et al., 2010, с. 41) Рис. 12: Сильфонний принцип легенів (Faller after de Marées, 2003, p. 222)

6 Презентація результатів 70 Табл. 9: Статистика з парними зразками N = 28 VO 2 VCO 2 MREE V в л/хв РЗЕ в парах ккал/д MasterScreen Aircheck MasterScreen escan MasterScreen aeroman Masterscreen Aircheck Masterscreen escan Masterscreen aeroman MasterScreen Aircheck MasterScreen escanan MasterScreen escanan M Стандартна помилка середнього значення, 2976.03286.00621.2758.04265.00806.2976.03286.00621.2975.03779.00714.2976.03286.00621.2908.03580.00676.2432.03498.00661.2196 03903.00738.2432.03498.00661.2422.02552.00482.2432.03498.00661.2376.03642.00688 2038 232.5 44 1880 295.4 55.8 2038 232.5 44 2036 247.1 46. 7 2038 232,5 44 1991 253,3 47,9 Таблиця 10: Кореляція зі спареними зразками N = 28 Кореляційні пари (Kor) VO 2 VCO 2 MREE MasterScreen- Aircheck MasterScreenescan MasterScreenaeroman Masterscreen- Aircheck Masterscreenescan Masterscreenaeroman MasterScreen- Aircheck MasterScreen- Aircheck MasterScree- (P), 816 000 856 000 863 000 852 000 868 000 843 000 832 000 865,00 0,865,000

6 Презентація результатів 72 Рис. 30: Діаграма розсіювання РЗЕ для MasterScreen - Aircheck Рис. 28: Діаграма розсіювання РЗЕ для MasterScreen - е-сканування Діаграми розсіювання на рис. 28 30 показують значення MREE (n = 28) при порівнянні з відповідна система спірометрії (A, B, C) до RefSys. Чорна пряма лінія символізує повністю позитивну лінійну залежність з коефіцієнтом детермінації = 1. Чим більший розкид значень навколо = 1, тим менший зв’язок між досліджуваною вимірювальною системою та RefSys. Порівнюючи діаграми, можна побачити, що діаграма розсіювання від Aircheck (= 0,692) має більшу ширину, ніж діаграма розсіювання від e-scan та aeroman (обидві = 0,749). Характеристика відхилених значень не може бути чітко зареєстрована в будь-якій системі спірометрії. Тільки у випадку електронного сканування слабкий напрямок до розсіювання сприймається з вищими значеннями. Оцінка діаграм розсіювання підтверджує суттєво високу кореляцію між усіма системами спірометрії та RefSys (пор. Табл. 10). Рис. 29: Розсіяна діаграма РЗЕ для MasterScreen - aeroman

6 Презентація результатів 75 Крім того, при оцінці конструкції повинен бути представлений наступний результат. Електронне сканування (рейтинг 1.17) зафіксувало найвищу якість, випередивши повітряну перевірку (рейтинг 2.22) та авіаційну систему (рейтинг 2.62; пор. Табл. 17). Таблиця 16: Описова статистика системи проектування вимірювань NM SD Мінімальний Максимальний Aircheck 30 3.0667.94443 1,00 5,00 ескан 30 2,0000,94686 1,00 4,00 aeroman 30 3,6000,77013 3,00 5, 00 Таблиця 17: Тест Фрідмана: рейтинги для проектування Таблиця 18: Статистика для системи вимірювання дизайну тесту Фрідмана середній ранг N 30 Aircheck 2,22 Chi-Square 36,709 escan 1,17 df 2 aeroman 2,62 p, 000 one Графічний підсумок якісних відмінностей з точки зору комфортності вимірювання та дизайну наведено у вигляді гістограми на рис. 31. Як параметр положення використовувалось середнє арифметичне. 6,00 5,00 4,00 3,00 Дизайн комфорту вимірювань 2,00 1,00 Aircheck e-scan aeroman N = 30 1 дуже добре 6 погано Рис. 31: Гістограма для оцінки комфортності та дизайну вимірювань