TelCRM.Marketing - Головной центр предлицензионной подготовки

Информационно-диагностическая система с
элементами искусственного интеллекта для
оценки функционального состояния
спортсменов
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Введение
Оценка функционального состояния организма спортсмена
представляет серьезную научно-методическую проблему,
которая решается многими специалистами без учета структуры
энергобаланса организма, а также специфических особенностей
и методов спортивной тренировки.
Одной из проблем любой диагностической системы,
предназначенной для оценки состояний организма спортсмена,
является одновременное проведения измерений на группе
спортсменов, выполнивших физическую нагрузку.
Для диагностики функционального состояния организма группы
спортсменов, нами создана Информационно-диагностическая
система «Кардиометрия - 2005»
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Историческая справка
Для подготовки спортсменов сборных команд СССР были созданы
многоканальные Информационно-диагностические системы (ИДС),
предназначенные для одновременной оценки тренированности
организма спортсменов: ИДС «Кардиометрия-8» - до 8 чел., ИДС
«Кардиометрия-95» - до 4 чел., ИДС «Кардиометрия-2005» - до 5
чел., ИДС «Кардиометрия-2008» - до 10 чел.
8 членов сборной молодежной команды
СССР по гандболу на диагностике в
компьютерном центре
УТЦ «Новогорск» в 1989г.
4 футболиста вышей квалификации
на сеансе диагностики с
использованием ИДС
«Кардиометрия-95»
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Историческая справка
В ИДС «Кардиометрия» используется метод вариационной
пульсометрии (Жимайтите, Парин, Баевский), который
оперирует статистическим, временным и спектральным
анализом временных рядов R-R интервалов сердечного ритма
Международным кардиологическим сообществом, ВОЗ,
вариационная пульсометрия получила статус метода по
экспресс оценке состояний организма человека
Все модели ИДС «Кардиометрия»
имеют Российские и
международные приоритеты.
ИДС «КИМ-95» награждена
дипломом Женевского
Международного Салона
изобретений в 2000г.
© Зайцев В.К.,Дворкович А.В., Шмелёв В.М., 1995,
2005 © Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Обоснование измерения энергобаланса организма
1-й Закон термодинамики Гельмгольца, Томсона и Клазиуса гласит:
«Если теплота превращается в работу, то количество работы,
произведённой системой, эквивалентно количеству поглощённого
тепла». Энергетический баланс организма человека включает:
образование энергии, равное энергии работы, энергии тепловых
потерь и энергетическому запасу:
Эб = ЭА+ЭТ°пр+Эзпс
Известно, что при 100% функциональной активности клетки около:
• 15% энергообмена используется на поддержание её целостности;
• 50% энергообмена используется на её функционирование;
• 25% энергообмена составляет её энергетический запас.
Измерение уровня энергобаланса человека – это основополагающее
измерение среди множества других, необходимых для спортсменов.
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
ИДС «Кардиометрия-2005», ИДС «КрдМ – 5» предназначена для
оценки функционального состояния организма одновременно у 5
спортсменов, путём определения уровня энергобаланса и его
структуры.
В состав диагностического
комплекса могут входить:
• 5-канальный блокпреобразователь,
• 5 пар кардиоэлектродов,
• ноутбук;
• компьютерная программа
• принтер.
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
ИДС «Кардиометрия-2005» оценивает
 уровень энергетического баланса организма и его структуры, которому
соответствуют стадии адаптации организма относительно воздействий
факторов стресса, включая и виды физической нагрузки, Фн
 уровни взаимодействия регуляторных механизмов процесса адаптации
организма после воздействия факторов стресса, включая Фн
 влияние отделов нервной системы организма на функционирование
регуляторные механизмы адаптации
 уровни тренированности организма, включая и состояния «спортивная
форма»
 индивидуальную «функциональную одаренность» организма
 процессы восстановления организма относительно воздействий
факторов стресса, включая Фн
 влияние фармакологических, медикаментозных видов коррекции и
физиотерапевтических процедур на организм
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Функциональность компьютерной программы
 оценка влияния вегетативной и центральной нервной системы на
регуляторные механизмы ССС
 качественно-количественный анализ функционального состояния
(уровня тренированности) организма спортсмена
 визуализация процесса сеанса диагностики и его результатов
 осуществление сравнительного анализа состояний 5 спортсменов
одновременно
 формирование заключения по результатам сеанса диагностики с
последующим документированием и распечаткой
 выдача методических рекомендаций в виде количественных формул
алгоритмов Физической нагрузки (Фн), с учетом % восстановления
энергобаланса и его структуры организма спортсмена
формирование базы данных сеансов диагностики по отдельным видам
спорта
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Пример проведения сеанса диагностики
Сеанс диагностики юных хоккеистов команды «Северная Звезда-94»,
чемпиона по хоккею среди ДЮСШ по гор. Москве в сезоне 2005–2006гг.
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Методика проведения сеанса диагностики
1. Спортсменам, в количестве до 5 чел. в положении «сидя» на
запястья рук крепятся кардиоэлектроды.
2. Программа отображает на экране компьютера наличие
электрического сигнала от кардиоэлектродов.
3. Действия исследователя. Выбор опции из меню:
 «После» полного отдыха (утром после сна)
 «До начала выполнения физических нагрузок
 «После» выполнения физических нагрузок
Задание длительности сеанса диагностики от 1 до 20 мин.
4. Исследователь запускает регистрацию электрических
сигналов. По завершении сеанса регистрация прекращается.
5. Компьютерная программа реализует специальный алгоритм
расчетов, ранжирования, построения графиков, создания
индивидуальных методических рекомендаций и др.
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Пример диагностики и анализа результатов
Юные хоккеисты 1998 г.р.,
СДЮШОР ЦСКА
Место проведения – ЛДС ЦСКА
Дата проведения диагностики - 11.09.2008
Время проведения диагностики:
• 16.00 (До начала тестирования)
• 18.30 (После завершения тестирования)
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Протокол диагностики (до тестирования)
Виды анализа и его
параметры
ЧСС уд./мин
Амплитуда Моды, с
RR min, c
RR max, c
Вариационный
размах, с
Коэф. вариации, %
Величина
нормы
после 8ч сна
45-70
30 - 50
>0.34
<1.7
Индивидуальные показатели
Герасин Е.
Попугаев Н.
Зайцев К.
Андреев М.
Баранов Е.
Ритмографический и гистографический виды анализа
104,6
80,9
96,4
99,8
102,3
136
35
7
84
113
442
426
574
533
505
1141
1063
686
728
695
699
637
112
195
190
5.8 - 7.2
11,0
12,8
4,9
5,6
5,2
Коэф. ригидности,%
12 -25
51
16
30
28
36
Кол. RR интервалов
Индекс святого
Георга
Индекс сердечного
ритма
VLF
LF
HF
Восстановление, %
120 - 210
265
216
23
300
307
2 - 12
3
12
6
7
5
2.0 - 8.0
121,0
84,5
17,9
32,3
32,3
2027998,9
281747,4
204338,5
4419393,5
556015,7
393888,6
0
564696,9
87127,2
2838135,9
308161,6
120260,2
2583491,5
234391,6
86386,5
ИН
ПАРС
154,5
Функц.
напряж.
резкое
КП Заключение – параметры Р. Баевского
37,2
39,7
288,9
Функц.
напряж. резкое
Функц.
с активацией
напряж.
холинергическ
выраженное
ого звена
регуляции
Функц.
Напряж.
резкое
429,4
Функц.
напряж.
резкое
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Пример отображения результатов диагностики
Скаттерограммы и гистограммы визуализируют отличия структуры и
состава энергобаланса для разных спортсменов
Скаттерограммы
Гистограммы
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Пример ранжирования результатов
Ранжирование результатов
Для спортсменов одной
команды происходит
по уровню тренированности
V%.
В протоколе результаты
группируются.
Протокол позволяет
наглядно показать
объективную картину
состояния спортсмена и его
положения среди других
спортсменов команды
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Пример индивидуального заключения
Указанное состояние характеризуется:
1. CV%=4,1 – 4,7
2. ОЭ% 87-95
Согласно Зайцеву В.К. это состояние
соответствует «Периоду
формирования специализированной
адаптации организма,
обеспечивающей достижение
«высокого уровня тренированности».
Согласно теории Стресса (по Г.Селье,
1961 и Кириллову О.И., 1984) данное
состояние соответствует 2-й стадии
резистентности.
Понятие «высокий уровень
тренированности» по Матвееву Л.П.,
1961.
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Индивидуальные рекомендации алгоритмов Фн
Базовые формулы алгоритмов Физической нагрузки (Фн) подготовки
спортсменов в возрасте 18 - 27 лет при референсных значениях СV% = 3,1
- 3,7 и ОЭ% = 83 – 95:
1. Фн на велоэргометре
(при 100 Wt и 60 оборот/мин)
1.1. Аэробная ФН:
AаэрВл = [(1*• 5/3*] = 20*
1.2. Анаэробная ФН:
AанаэрВл = [(90^ • 4/2*] = 14*
2. Функционально-беговая ФН
(интервальная тренировка)
2.1. Бег на 100м
Аит100 = [(100м = 13с) • 4/3*] = 9*39^
3. ФН скоростно-силовой
выносливости с использованием
упражнения «Фартлек»
3.1 «Фартлек» одноразового
экстремума нагрузки», Фр1э,
Фр = [Бг (50^♥ + 10^уск) • 6] • 3/6* = 36*
4. Тренажерная функциональносиловая ФН
4.1 Развитие «взрывной силы»,
Fвзр, при 25% m с использованием
силовой станции «Юлия-5»
Fвзр25%m = (5с = Зр) • 8 сер/3* = 24*40^
5. Тренажерная ритмо-силовая Фн, ТрС
6. Функционально-координационная ФН
Фк = [(1упр=10с) • 5упр/1*] = 5*50^
7. Стретчинговая ФН, Str
Str = [(1упр=30с) • 5упр/1*] = 6*30^
8. Фн скоростно-силового катания, Фк,
Фк = 2кр • 2/2* = 4кр
9. Формулы алгоритмов ФН технической
подготовки и т.д.
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
База данных «Состояния тренированности
спортсменов высшей квалификации»
За 18 лет с помощью ИДС «Кардиометрия» проведено более 33 тысяч
диагностических сеансов и создана база данных (БД), не имеющая
налогов в мире. БД включает результаты:
• пловцов сборной команды СССР 90-х годов, включая результаты сверх
выдающихся талантов плавания – Попова, Панкратова;
• футболистов – Олимпийских чемпионов Сеула-88, сборной команды
СССР (гл. тренер команды А.Ф. Бышовец - змс СССР, зт СССР);
• футболистов сборной команды России (гл. тренер команды Романцев
О.И. - змс СССР, зт России), полученные в течение 15-летних
исследований;
• ведущих футболистов сборной команды СССР, включая исследования,
проведенные врачами команды - Мышаловым и З.Орджиникидзе;
• а также гандболистов, бадминтонистов, борцов команд СССР и
России.
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Преимущества использования
•
•
•
•
•
•
•
•
Оперативность получения результатов диагностики
Объективный отбор претендентов в команду (школу, клуб и др.) из
нескольких кандидатов
Создание корректной индивидуальной программы подготовки на
основании результатов диагностики
Оценка присутствия состояния «спортивной формы»
Оценка предкризисных состояний организма
Сравнение результатов диагностики с содержанием БД «Состояния
тренированности спортсменов высшей квалификации» и оценка
отдельного спортсмена на степень его соответствие выбранному виду
спорта
Мониторинг изменения состояний организма спортсменов при
проведении серий диагностики в течение сезона и др.
Экономия финансов и времени при диагностике средних и больших
групп
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Информационно-диагностическая система с элементами
искусственного интеллекта для оценки функционального
состояния спортсменов
Тренажеры и инструментарий проф. Зайцева В.К.
Для целенаправленного
формирования силовых, скоростных,
координационных и др. качеств
вашему вниманию предлагаются:
• тренажеры 5-го и нового поколения;
• специализированные тренажеры;
• диагностические приборы и
методики.
Подробнее, см. интернет-сайты
www.trenajor.com, www.hockeyussr.com
© Зайцев В.К., Сенько И.В., Дрожин А.В., 2005
Диагностика и тестирование спортсменов
ДЮСШ, СДЮШОР, спортивных клубов,
федераций и др.
тел. (925) 072-81-05, (499) 158-48-28, (916) 466-88-81
эл. почте info@gcpp.ru, zaitsevslava@mail.ru
гор. Москва, Волоколамское ш., д. 4, корп. 6
Головной центр предлицензионной подготовки
www.gcpp.ru, www.academium.ru