ОЦЕНКА НА РАЗЛИЧНИ СПИРОМЕТРИЙНИ СИСТЕМИ (3) ЗА ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗМЕРВАНЕ НА МЕТАБОЛИЗЪМ В

Университет на Федералните въоръжени сили Мюнхенски образователен факултет Институт за спортни науки и спорт ОЦЕНКА НА РАЗЛИЧНИ СПИРОМЕТРИЙНИ СИСТЕМИ (3) ЗА ИЗПОЛЗВАНЕ НА ИЗМЕРВАНЕ НА МЕТАБОЛИЗЪМ В ФИТНЕС ПРОМИШЛЕНОСТТА Дипломна работа за придобиване на академична степен на квалифициран спортен учен (унив.) Изпратено от: Oliver Gerhardt Нов ноември 2010 г. 1-ви изпитващ: проф. Д-р мед. Гюнтер Пенка 2-ри изпитващ: проф. Д-р Фил. хабил. Ханс-Георг Шерер

използване

III СЪДЪРЖАНИЕ 1 ВЪВЕДЕНИЕ И ОТЧЕТ ЗА ПРОБЛЕМА. 8 2 КЛАСИФИКАЦИЯ И ТЕМАТИЧЕН ФОН. 11 2.1 ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ НА РАБОТАТА. 11 2.2 ПРЕДВАРИТЕЛНИ ВЪПРОСИ. 11 2.3 СТРУКТУРА НА РАБОТАТА. 12 3 ТЕОРЕТИЧНА ФОНДАЦИЯ. 13 3.1 СЪСТОЯНИЕ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО. 13 3.2 ОПРЕДЕЛЕНИЯ НА УСЛОВИЯТА. 18 3.2.1 Енергиен оборот. 18 3.2.2 Спирометрия, спироергометрия и анализ на газовете за дишане. 19 3.2.3 Калориметрия. 20 3.2.4 Метаболизъм. 22 3.3 ИСТОРИЧЕСКО РАЗГЛЕЖДАНЕ НА СПИРОМЕТРИЯТА. 22 3.4 НЕПРЯКА КАЛОРИМЕТРИЯ. 27 3.4.1 Затворена система. 27 3.4.2 Отворена система. 29 3.4.3 Условия за газ. 32 3.4.4 Условия за изпълнение. 34 3.5 ДИШАНЕ. 36 3.5.1 Функционална анатомия. 36 3.5.2 Функционален принцип на транспорта на газ. 40 3.5.3 Белодробни обеми. 3.6 ОПРЕДЕЛЯНЕ НА МЕТАБОЛИЗМА. 43 3.6.1 Оценка на потреблението на енергия. 44 3.6.2 Измерване на енергийния метаболизъм и метаболизма на субстрата. 45 3.7 СОБСТВЕН ПОДХОД. 3.8 ОБЕКТИ ЗА ИЗПИТВАНЕ. 49 4 ВЪПРОСИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ И ХИПОТЕЗИ. 52 4.1 ЦЕЛ НА ИЗСЛЕДВАНЕТО. 52 4.2 ВЪПРОСИ ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ. 52 4.3 ХИПОТЕЗИ. 52 5 МЕТОДОЛОГИЯ. 54 5.1 ЕКСПЕРИМЕНТАЛНО СРАВНИТЕЛНО ИЗСЛЕДВАНЕ ЗА ВАЛИДНОСТТА. 54 5.1.1 Дизайн на проучването. 54 5.1.2 Субекти. 56

VII СПИСЪК НА СЪКРАЩЕНИЯТА ATPS BMI BMR BTPS EE EM gkä IC ISWS KÄ MREE REE RefSys RER RQ STPD UniBw M VCO 2 VO 2 налягане на околната температура наситено (околни условия на газови обеми) индекс на телесна маса базов метаболизъм (базов метаболизъм) телесна температура налягане (условия наситени обеми на газ в белите дробове) енергиен разход (енергиен оборот) енергиен метаболизъм (енергиен метаболизъм) смесен калориен еквивалент индиректна калориметрия (индиректна калориметрия) Институт за спортни науки и спорт калориен еквивалент измерен енергиен разход в състояние на покой (измерен енергиен разход в покой) енергиен разход в покой (енергиен разход в покой) референтна система обмен на дишане (Освобождаване на CO 2/поглъщане на O 2 в белите дробове) коефициент на дишане (освобождаване на CO 2/поглъщане на O 2 чрез митохондрия) стандартно температурно налягане сухо (стандартни условия за обеми на газ) Университет на Федералните въоръжени сили Мюнхен Освобождаване на въглероден диоксид (l/min) Поглъщане на кислород ( л/мин)

3 Теоретична основа 38 Фиг. 11: Структура на белите дробове (McNaught след de Marées, 2003, стр. 219) Двата бронхиални клона гарантират вентилация на десния и левия бял дроб. Бронхите на багажника се разделят на все повече и по-малки бронхи (бронхиоли). Алвеолите са разположени на крайните бронхи, които се достигат след 23-то разделение. Газообменът (дифузия) с гъстата мрежа от белодробни капиляри най-накрая се осъществява в приблизително 300 милиона алвеоли на белия дроб (вж. Фиг. 11, вдясно; de Marées, 2003, стр. 217 и сл.). За да се пренесе външният въздух през системите, изброени по-горе, генерирането на разлики в налягането, спрямо атмосферното налягане, в гърдите (гръдния кош) Фиг. 13: Структура и еластичност на гръдния кош (Kroidl et al., 2010, стр. 41) Фиг. 12: Принцип на белите дробове (Faller след de Marées, 2003, стр. 222)

6 Представяне на резултатите 70 Раздел 9: Статистика със сдвоени проби N = 28 VO 2 VCO 2 MREE V в l/min REE в двойки kcal/d MasterScreen Aircheck MasterScreen escan MasterScreen aeroman Masterscreen Aircheck Masterscreen escan Masterscreen aeroman MasterScreen Aircheck MasterScreen escan MasterCcreen M SD стандартна грешка на средната стойност, 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 Раздел 10: Корелация със сдвоени проби N = 28 Корелационни двойки (Kor) VO 2 VCO 2 MREE MasterScreen - Aircheck MasterScreenescan MasterScreenaeroman Masterscreen - Aircheck Masterscreenescan Masterscreenaeroman MasterScreen - Aircheck MasterScreen - Aircheck (P), 816 000 856 000 863 000 852 000 868 000 843 000 832 000 865,00 0.865.000

6 Представяне на резултатите 72 Фиг. 30: Диаграма на разсейване на REE за MasterScreen - Aircheck Фиг. 28: Диаграма на разсейване на REE за MasterScreen - e-scan Диаграмите на разсейване на фиг. 28 30 показват стойностите на MREE (n = 28) при сравняване от съответната спирометрична система (A, B, C) към RefSys. Черната права линия символизира напълно положителната линейна връзка с коефициент на определяне = 1. Колкото по-голямо е разпространението на стойностите около = 1, толкова по-ниска е връзката между изследваната измервателна система и RefSys. При сравняване на диаграмите може да се види, че разсейващата диаграма от Aircheck (= 0,692) има по-голяма ширина от разсейващите диаграми от e-scan и aeroman (и двете = 0,749). Характеристика на извънредните стойности не може да бъде ясно регистрирана в никоя спирометрична система. Само в случай на електронно сканиране се забелязва слаба посока на разсейване при по-високите стойности. Оценката на разсейващите диаграми потвърждава значително високата корелация между всички системи за спирометрия и RefSys (вж. Табл. 10). Фиг. 29: Скатерна диаграма на REE за MasterScreen - aeroman

6 Представяне на резултатите 75 Освен това при оценяване на проекта трябва да се представи следният резултат. Електронното сканиране (ранг 1.17) показва най-високо качество, преди въздушната проверка (ранг 2.22) и аероман (ранг 2.62; вж. Раздел 17). Таблица 16: Описателна статистика за системата за измерване на проекта NM SD Минимален Максимален Aircheck 30 3.0667.94443 1.00 5.00 escan 30 2.0000.94686 1.00 4.00 aeroman 30 3.6000.77013 3.00 5, 00 Tab. 17: Friedman-Test: Класации за Design Tab. 18: Статистика за Friedman-Test Design Measurement System Среден ранг N 30 Aircheck 2,22 Chi-Square 36,709 escan 1,17 df 2 aeroman 2,62 p, 000 one Графично обобщение на качествените разлики по отношение на комфорта на измерване и дизайна е показано като стълбовидна диаграма на фиг. 31. Като параметър на позицията беше използвана средната аритметична стойност. 6,00 5,00 4,00 3,00 Дизайн на комфорта на измерване 2,00 1,00 Aircheck e-scan aeroman N = 30 1 много добър 6 лош Фиг. 31: Стълбовидна диаграма за оценка на комфорта и дизайна на измерването