Фаза 1 кардио 1: Free video downloading

Кардио для программиста на удаленке. Ходьба и бег по лестнице, ЧСС и интервальные тренировки / Хабр

В предыдущей статье я рассказал о своих кардиотренировках в тренажерном зале и анализе данных пульса. Это были интервальные тренировки на электрической дорожке. Была зафиксирована хорошая положительная адаптация сердца к таким нагрузкам.

Однако, в связи с увеличением заболевших известной болезнью меня перевели на удаленку. Мой тренажерный зал находится рядом с местом работы. Это далеко от моего места жительства, поэтому я решил проверить эффективность популярной рекомендации – ходить по обычной лестнице в своем доме в качестве кардиотренировок. (Продолжение от 12.11.2022)

Кардиотренировка на лестнице

Тренировки состояли из разминочного подъема на три этажа, затем спуск вниз, затем подъем на 10-й этаж размашистым шагом через 1 ступеньку, спуск вниз и подъем еще раз на 10-й этаж уже с шагом на каждую ступеньку. Прошла неделя ежедневных тренировок и настало время подвести предварительные итоги.

Экспорт данных из Apple Watch в Excel и анализ прогресса сердечно-сосудистой системы

Apple Watch умеют сбрасывать данные о тренировках в приложение от Apple Здоровье на iPhone. Мне это приложение не подошло. В нем нет возможности накладывать графики ЧСС за разные даты и разные промежутки времени.

Я решил попробовать популярное приложение Strava. Оно одновременно работает на часах, на iPhone и имеет сайт для хранения данных о тренировках. Все это автоматически синхронизируется в том числе с приложениями GoogleFit и Apple Здоровье. Однако, скоро выяснилось, что все эти прекрасные приложения, на мой взгляд, уступают в анализе данных и визуализации результатов обычному Excel.

Для анализа тренировок я из Strava штатными средствами выгружаю данные в файл с расширением «fit». Затем конвертируем этот файл в формат xml на сайте.

Конвертация файла с расширением fit из Strava в формат xml

Далее конвертируем файл в формате xml в csv на сайте и загружаем его в Excel.

Теперь в Excel я наложил графики моей ЧСС на первой тренировке и на тренировке в конце недели. Получилась вот такая картинка. График синего цвета — это первая тренировка, а график оранжевого цвета — это заключительная тренировка.

Пульс при тренировке бега и ходьбы по лестнице

Фактически это были интервальные тренировки с тремя интервалами нагрузки и отдыха. Мы видим, что сердечно-сосудистая система показала тенденцию к адекватной положительной адаптации к данному виду нагрузок через снижения максимального и среднего пульса во время заключительной тренировки по сравнению с первой.

Интервальные тренировки делают все, от детей до элитных спортсменов, и программистам это тоже не возбраняется

В комментариях к моей первой статье несколько человек выступили категорически против именно интервальных тренировок. Поэтому я решил, что необходимо остановится на данном способе тренировок более детально.

Вот цитата из книги «Подготовка бегунов 11-14 лет на средние дистанции в спортивной школе в годичном цикле тренировки. «, Габдрахманов А.Р., тренер-преподаватель МБУ «Спортивная школа» Тетюшского муниципального района Республики Татарстан. 2021 г.

Ускорения и бег с соревновательной скоростью проводится на отрезках 100-120 м (интервал отдыха — до полного восстановления). Объем бега в одном занятии 1-1,5 км

А вот цитата из книги о великом Себастьяне Коэ:

Коэ также рассказывает о такой работе: 10 по 300 метров через 100 метров трусцы

А вот цитата с сайта марафонцев 42кm.ru Greg McMillan – бегун, тренер и специалист в области физиологии бега на длинные дистанции. В течение последних 2-х лет Грег работал в паре с выдающимся тренером Габриеле Роса, который подготовил таких великих звезд как Пол Тергат, Мозес Тануи и Маргарет Окайо.

бегите интервалы по 1 мили 6 раз на скорости, с которой вы планируете бежать 10ку. Между интервалами бегите медленно – трусцой, 3-4 минуты.

И еще. Интервальные тренировки в СОРОК лет. Джо Пейви, вероятно, лучше всего известна благодаря бегу на 10000 м (выиграв эту дистанцию на чемпионате Европы 2014 года в возрасте 40 лет). Если Вы планируете 10 км забег в этом году, добавьте такую тренировку в свой план. Цитата с сайта:

Я действительно люблю интервальные тренировки

Имеются научные данные о полезности интенсивной интервальной тренировки. Карлсен Т., Аамот И. Л., Хайковский М. и Рогнмо О. (2017). «Высокоинтенсивная интервальная тренировка для достижения максимальных результатов для здоровья«. Журнал «Прогресс в области сердечно-сосудистых заболеваний», 60(1), 67-77. doi: 10.1016/j.pcad.2017.03.006

Опрос компании «Lifefitness» — мирового лидера в фитнес технологиях, показал, что ведущими трендами на 2018-2020 год являлись высокоинтенсивные интервальные тренировки (HIIT). Ссылка на wikipedia.

Концепция пульсовой стоимости и вариабельность ЧСС

Удивительно, но даже самое здоровое и сильное сердце не работает точно, как швейцарские часы. Вариабельность сердечного ритма (её еще называют изменчивостью длины цикла или изменчивостью R-R интервалов) — это феномен изменения времени между двумя последовательными сердечными сокращениями.

Вариабельность сердечных сокращений

Низкая вариабельность сердечного ритма (ВСР) говорит о возможных проблемах со здоровьем, стрессе, чрезмерных нагрузках, а высокая — о том, что ваша вегетативная нервная система хорошо адаптируется к изменяющимся условиям внешней и внутренней среды. Однако, слишком большие флуктуации пульса могут быть классифицированы как аритмия и требуют обращения к врачу. Норма 20-120 мс.

Модель часов Polar V800 HR (с датчиком h20) позволяет записывать каждое сокращение сердца и анализировать данные в программе Polar Pro Training (Flow). Apple Watch 3 серии и старше автоматически измеряет вариабельность ЧСС.

Контроль вариабельности ЧСС поможет избежать состояния перетренированности. Исследования спортивных медиков говорят о том, что спортсмены, которые пользуются методологией ВСР, улучшают свои результаты. Источник. Лично на себе пока проверить не удалось. У меня ВСР всегда в пределах нормы.

Пульсовая стоимость

Пульсовая стоимость километра — это количество сокращений сердца на 1 км. Чтобы ее посчитать, нужно время всей пробежки в минутах умножить на среднюю частоту пульса и разделить на расстояние в км. Вот такие цифры, собранные в график, получились за последние примерно 40 тренировок на Strava одного из спортсменов.

Пульсовая стоимость (ПС) за 40 тренировок (http://blog.sevat.ru/2014/05/blog-post_15.html)

Для расчета точек графика применялась следующая формула:

Пульсовая_Стоимость (уд/км)=Средний_Пульс (уд/мин) *  Средний_Темп (мин/км)

Вот данные еще одного спортсмена. Он бегал по грунту дистанции от 12 до 15 км в темпах 7:30, 7:00, 6:30, 6:00, 5:30, 5:00 и 4:40 минут на 1 км и выявил закономерность — чем быстрее темп, тем меньше пульсовая стоимость.

• На 7:30 — пульс 119. Пульсовая 892,5

• На 7:00 — пульс 125. Пульсовая 875

• На 6:30 — пульс 131. Пульсовая 851,5

• На 6:00 — пульс 138. Пульсовая 825

• На 5:30 — пульс 142. Пульсовая 781

• На 5:00 — пульс 148. Пульсовая 740

• На 4:40 — пульс 158. Пульсовая 736

При более тщательном анализе данных становится очевидным, что беговая пульсовая стоимость постоянна и не зависит от скорости бега в существенных пределах изменения этой скорости. А эффект ее снижения при увеличении скорости бега (или, что тоже самое, возрастание ПС при снижении скорости бега) связан с включением в расчеты ЧСС покоя.

Пульсовая стоимость бега на разных скоростях

Если из отсчетов данных вычитать количество «ударов» сердца, необходимых для обеспечения жизнедеятельности неподвижного атлета (пульс покоя) за время преодоления бегом 1 км, то ПС становится в первом приближении независима от скорости бега.

Количество_ударов_на_1_км = время_на_1_км * Пульс_покоя + Кислородный_беговой_пульс * время_на_1_км

Это важно, так как скоро потеплеет и можно будет бегать не на электрической дорожке, где скорость бега точно известна, а на улице, где скорость бега меняется в зависимости от множества факторов и начинающий спортсмен не сможет ее выдерживать постоянной с высокой точностью. Отмечу, что при интервальных тренировках скорость бега невозможно сделать постоянной по определению. Но, оказывается, это для расчетов своего прогресса в ПС и не требуется, так как беговая ПС в первом приближении не зависит от скорости бега.

Зависимость жиросжигания и похудения от скорости бега

Серьезное возражение против интервальной тренировки, что во время ее выполнения нет жиросжигания. Однако, более внимательное изучение проблемы сразу же опровергает это заблуждение. В примерном (около стандартном) варианте интервальной тренировки недолго бегут быстро на ЧСС до 170 (ускорение) и затем трусят медленно (восстанавливаются) на ЧСС 120 и так по циклу. Очевидно, что большая часть интервальной тренировки проходит именно на том самом ЧСС 120 или около, так рьяно нам рекомендованном для жиросжигания на фитнес форумах всех мастей. А дальше еще интересней. Строго научно лабораторными измерениями доказано, что вплоть до ЧСС 170 жиры и углеводы сжигаются примерно поровну и с первой минуты. То есть даже не нужны пресловутые 40 минут на ЧСС 120. Смотрите ниже скан отчета из спортивной лаборатории.

Соотношение углеводов и жира в энергетике бега для разных ЧСС

Выводы

Все люди разные. Вероятно, не всем подходит для тренировок медленный бег. Анализ данных реакций сердечно-сосудистой системы автора на ходьбу по лестнице и интервальные нагрузки позволяет предположить их неплохую эффективность для организма автора, а может быть и для других людей со схожими физиологическими параметрами.

Comparing methods of the identification of phase in analysis of electroencephalogram and cardiointervalogrogram

Year: 

2019, №1

Authors: 

Skazkina V. V., Simonyan M.A., Navrotskay E.V., Chernets E.P., Khramkov A.N., Yezhov D.M., Kiselev A.R

Article type: 

Short report

Full text in: 

Russian

Heading: 

Biophysics in cardiology

Abstract: 

In this paper, we were comparing methods for identification of phases in the analysis of electroencephalograms and cardiointervalograms on the example of solving the problem of interaction diagnosis. The test object was a reference nonlinear nonautonomous oscillator that simulates the low-frequency components of the electroencephalogram, which are associated with the work of the centers of blood circulation regulation. To solve the problem, the preprocessing technique looks the most promising, including bandpass filtering and then mode decomposition with a selection for the analysis of the mode having the closest frequency to main process’s one. This approach, in particular, made it possible to avoid false-positive detection of communication in its objective absence.

Keywords: 

signal analysis, identification of phase, autonomic regulation, low-frequency oscillations

Cite as: 

Skazkina VV, Simonyan MA, Navrotskay EV, Chernets EP, Khramkov AN, Yezhov DM, Kiselev AR. Comparing methods of the identification of phase in analysis of electroencephalogram and cardiointervalogrogram. Cardio-IT 2019; 6(1): e0101.

DOI: 

10.15275/cardioit.2019.0101

PDF File: 

Введение

При исследовании объектов биологической природы приходится иметь дело с рядом проблем, причиной которых часто бывает их сложное, хаотическое, нестационарное поведение. Кроме этого сигналы исследуемых объектов зашумлены. Анализ таких систем требует использования специализированных методов с привлечением подходов радиофизики, нелинейной динамики и максимальным учетом априорной информации о конкретных исследуемых объектах.

В ряде предшествующих исследованиях особенностей вегетативной регуляции сердечного ритма, тонуса сосудов, дыхания и низкочастотных процессов в мозге было показано наличие сложной нелинейной коллективной динамики систем вегетативной регуляции и ее важность для решения задач медицинской диагностики и терапии [1-3]. Однако методы анализа сигналов, в том числе, чувствительные подходы, основанные на анализе фаз колебаний [4-5], зачастую оказываются ограниченно применимы [6-7]. Это обусловлено сложностью и нелинейностью изучаемых систем, сильной нестационарностью экспериментальных данных, наличием в них шумов и помех различной природы [8-9].

Существенной проблемой, в частности, является первый этап анализа данных   выделение мгновенных фаз сигналов исследуемых систем. В первую очередь, это объясняется тем, что исходное введение понятия фазы было направлено на описание только гармонического сигнала и требует уточнения, когда речь идет о более сложных сигналах [10]. Ясный физический смысл фаза имеет для сигналов с ярко выраженным основным ритмом колебаний, а в случаях сложных нерегулярных сигналов биологической природы формальное определение фазы является нетривиальной задачей [11]. Но если в наблюдаемом сложном сигнале скрыт под аддитивными помехами выраженный колебательный ритм, то определение его фазу является в принципе решаемой, хотя и сложной, задачей. На практике при выделении мгновенных фаз хаотических сигналов используют такие методики, как: полосовая фильтрация и преобразование Гильберта [10], вейвлет-преобразование [12], разложение на эмпирические моды [13], определения подходящей проекции фазового пространства сигнала, построения отображения Пуанкаре и др. При этом удачный выбор метода введения фаз для анализа сигналов конкретного типа систем и выбор свободных параметров метода введения фаз является важнейшим этапом дальнейшего анализа.

Целью данного исследования было сравнение чувствительности различных методик введения фаз, включая различные способы фильтрации сигналов, на примере решения задачи диагностики взаимодействия. В качестве тестового объекта выступал эталонный нелинейный неавтономный осциллятор, моделирующий низкочастотные составляющие электроэнцефалограммы, которые связывают с работой центров регуляции кровообращения [14-15].

Модель

В ряде работ по исследованию низкочастотных ритмов в сигналах ЭЭГ можно найти выводы о том, что сверхмедленные колебания потенциала ЭЭГ (около 0,1 Гц), вероятно, являются отражением активности контуров вегетативной регуляции и других процессов, так как скорость течения данных процессов существенно ниже скорости нейронной деятельности [9-10]. Аладжалова Н.А. и другие коллеги указывают на связь низкочастотных ритмов ЭЭГ с регуляцией ритма сердца, артериального давления и дыхания [10-11]. Особый интерес вызывают результаты экспериментальных исследований, которые исключили влияние на формирование низкочастотных ритмов непосредственных механических воздействий со стороны кровеносных сосудов, обеспечивающих питание мышц головы и кожи, изменения парциального давления кислорода в процессе дыхания, пульсаций ликвора, температуры и других факторов. Был отмечен сложный динамический механизм формирования сверхмедленных колебаний ЭЭГ, связанный с взаимодействием различных контуров нервной регуляции [16-18].

В рамках работы была предложена заведомо упрощенная математическая модель взаимодействия 0,1-Гц колебательных процессов вариабельности сердечного ритма (ВСР) и вегетативной регуляции в мозге человека (рисунок 1). В роли генератора 0,1-Гц ритма в головном мозге был предложен нелинейный осциллятор Ван дер Поля [19], на динамику которого оказывает воздействие динамический шум ξ(t) (1). Для воспроизведения вида экспериментального сигнала ЭЭГ в систему был добавлен особым образом приготовленный измерительный шум   η(t). Для формирования η(t) использовался подход, предложенный в [20] и ориентированный на приготовление суррогатных данных. Методика формирования этого сигнала предполагает сохранение его Фурье-периодограммы, но разрушение всех динамических составляющих путем задания случайного распределения начальных фаз Фурье-гармоник. Схема математической модели представлена на рисунке 1.

Рисунок 1. Схема математической модели. Генератор ритма 0,1 Гц – осциллятор Ван дер Поля, связанного односторонней связью с временным рядом RR-интервалов (ВСР). На динамику осциллятора Ван дер Поля оказывает влияние динамический шум – ξ(t), в систему добавлен измерительный шум – η(t).

На рисунке 2 представлены примеры генерируемых моделью сигналов и их спектры.

Рисунок 2.  Примеры сигналов, генерируемых системой: (а) – сигнал RR-интервалов (ВСР), (г) – спектр сигнала RR-интервалов, (б) – сигнал генератора 0,1-Гц ритма без добавления измерительного шума ξ(t), (д) – спектр соответствующего сигнала, (в) – сигнал генератора 0,1-Гц ритма с добавленным измерительным шумом ξ(t), (е) – спектр соответствующего сигнала. Спектры сигналов представлены в логарифмическом масштабе, нормированы на максимальную мощность в рассматриваемом частотном диапазоне.

В рамках данного исследования к сигналам математической модели (рисунок 1) были применены различные методы введения фазы и способы фильтрации для диагностики связи 0,1-Гц ритмов с помощью метода моделирования фазовой динамики. Для введения фазы были использованы преобразование Гильберта и определение проекции фаз портрета. Для фильтрации сигналов применялись метод полосовой фильтрации в полосе 0,04-0,15 Гц, рекомендованный в работе [21] и комбинация метода полосовой фильтрации и эмпирической декомпозиции мод. Таким образом, всего было использовано 4 комбинации для случая наличия связи (k=0,3) и при отсутствии связи (k=0):

1. Полосовая фильтрация (0,04-0,15 Гц) и преобразование Гильберта
2. Полосовая фильтрация (0,04-0,15 Гц) и определение проекции фаз портрета
3. Полосовая фильтрация, эмпирическая декомпозиция мод и преобразование Гильберта
4. Полосовая фильтрация, эмпирическая декомпозиция мод и определение проекции фаз портрета.

  (1)

гдеξ(t)  – динамический шум с дисперсией , η(t) – измерительный шум с дисперсией , k – коэффициент связи, λ – коэффициент, характеризующий нелинейность, ω – частота колебаний системы, x(t) – значения временного ряда сигнала RR-интервалов, z(t) – сигнал осциллятора Ван дер Поля, y(t) – сигнал осциллятора Ван дер Поля с добавленным измерительным шумом

Введенная представленными методами фаза далее была использована при оценке связанности систем методом моделирования фазовой динамики. Используемый метод оценки связи двух систем моделирует фазовую динамику сигналов и оценивает вклад значений одной системы в прогноз динамики другой системы. При этом положительные значения γ(t) указывают на наличие связи двух сигналов, отрицательные – на ее отсутствие [22-23]. Полученные результаты представлены на рисунке 3. Стоит напомнить, что в модели (рисунок 1) сигнал RR-интервалов (ВСР) влияет на динамику генератора 0,1-Гц ритма, соответственно мы ожидаем увидеть признаки воздействия ВСР на генератор (низкочастотные ритмы в мозге) при коэффициенте связи k=0,3.

Рисунок 3. Зависимость оценки степени связи (γ(t)) от времени сдвига. Красной линией обозначена оценка степени связи при воздействии ВСР на «0,1 – Гц ритмы в мозге», синяя – «0,1 – Гц ритмы в мозге» на ВСР. В левом столбце указаны результаты при отсутствии связи (k=0), в правом – при наличии связи (k=0.3). (а, б) – введение фазы с помощью преобразования Гильберта и полосовой фильтрации, (в, г) – комбинация полосовой фильтрации и эмпирической декомпозиции мод, и преобразования Гильберта, (д, е) – полосовая фильтрация и определение проекции фаз портрета, (з, ж) – полосовая фильтрация, эмпирическая декомпозиция мод и определение фаз портрета.

Заключение

Была проведена оценка возможностей различных способов введения мгновенных фаз и фильтрации сигналов: преобразование Гильберта и определение проекции фаз портрета с предварительной фильтрацией полосовым фильтром или комбинацией полосового фильтра и эмпирической декомпозиции мод, для чего анализировались сигналы модели, включающей генератор ритма в электроэнцефалограмме и специальным образом приготовленные из экспериментального сигнала электроэнцефалограммы суррогатные данные, моделирующие спектральные свойства шума.

Можно отметить, что для решения задачи диагностики взаимодействия по временным рядам наиболее перспективно выглядит методика предобработки, включающая полосовую фильтрацию, а затем декомпозицию мод с выделением для анализа моды, имеющей наиболее близкую частоту к частоте основного процесса в изучаемых частотных полосах. Такой подход, в частности, позволил избежать ложноположительной детекции связи при ее объективном отсутствии.

Для выработки более точных и подробных методических рекомендаций по выбору методики введения мгновенных фаз колебаний необходимо в дальнейшем широко тестировать методики введения фазы, при разной интенсивности шумов, разных их реализациях, важен также вопрос о минимальной длительности экспериментальных временных реализаций.

Конфликт интересов

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант №18-29-02035 (реализация методов введения мгновенных фаз), совместной программы «Михаил Ломоносов» Министерства науки и высшего образования РФ и DAAD №17. 13465.2019/13.2 (математическое моделирование фазовой динамики электроэнцефалограмм), МД-418.2019.7 (сбор, предобработка и анализ экспериментальных данных).

References: 

1. Ponomarenko VI, Prokhorov MD, Karavaev AS, et al. Synchronization of low-frequency oscillations in the cardiovascular system: application to medical diagnostics and treatment.  The European Physical Journal. Special Topics 2013; 222(10): 2687-2696. http://dx.doi.org/10.1140/epjst/e2013-02048-1.
2. Kiselev AR, Gridnev VI, Karavaev AS, et al. Comparison of fosinopril and atenolol effect on heart 0.1 Hz-rhythms synchronization and blood microcirculation in patients with arterial hypertension.  Rational Pharmacotherapy in Cardiology 2010; 6(6): 803-811. https://doi.org/10.20996/1819-6446-2010-6-6-803-811.
3. Kiselev AR, Karavaev AS, Gridnev VI,  et al. Comparison of dynamic of autonomic control indices in cardiovascular system under the treatment by ACE inhibitor (Enalapril) and beta-blocker (Metoprolol) in patients with hypertension. Saratov Journal of Medical Scientific Research 2010; 6(1): 61–72. https://elibrary.ru/item.asp?id=14999228
4. Kiselev AR, Karavaev AS, Gridnev VI, et al. Method of estimation of synchronization strength between low-frequency oscillations in heart rate variability and photoplethysmographic waveform variability. Russian Open Medical Journal 2016; 5(1): e0101. https://doi.org/10.15275/rusomj.2016.0101
5. Kiselev AR, Shvartz VA, Mironov SA, et al. A comprehensive assessment of cardiovascular autonomic control using photoplethysmograms recorded from the earlobe and fingers. Physiological Measurement 2016; 37(4):  580-595. https://doi.org/10.1088/0967-3334/37/4/580.
6. Bezruchko BP, Smirnov DA. Mathematical modeling and chaotic time series. Saratov: GosUNC «College», 2005; 320 p. http://window.edu.ru/resource/975/29975/files/sgu029.pdf
7. Borovkova YI, Karavaev AS, Bezruchko BP, et al. Uncovering frequency locking for systems affected by chirping. Bulletin of the Russian Academy of Sciences: Physics 2011; 75(12): 1601-1604. https://elibrary.ru/item.asp?id=18034062.
8. Khorev VS, Ishbulatov YuM, Karavaev AS, Popova YuV, Kiselev AR, Bezruchko BP. Influence of phase noise on coupling diagnostics by the method of phase dynamics modelling using time series of the mathematical model of cardiovascular system. Cardio-IT 2018; 5(1): e0101. https://doi.org/10.15275/cardioit.2018.0101
9. Karavaev AS, Ishbulatov YM, Ponomarenko VI et al.  Model of human cardiovascular system with a loop of autonomic regulation of the mean arterial pressure.  Journal of the American Society of Hypertension 2016; 10(3): 235-243. https://doi.org/10.1016/j.jash.2015.12.014.
10. Pikovsky A, Rosenblum M, Curts J. Synchronization. Fundamental nonlinear phenomenon. M: Technosphere 2003; 496 p. https://www.studmed.ru/pikovskiy-a-rozenblyum-m-kurts-yu-sinhronizaciya-fundamentalnoe-nelineynoe-yavlenie_263b3c00db3.html
11. Kiselev AR, Karavaev AS, Gridnev VI, et al. Method of assessment of synchronization between low-frequency oscillations in heart rate variability and photoplethysmogram. Cardio-IT 2016; 3(1): e0101.
    https://doi.org/10.15275/cardioit.2016.0101
12. Koronovsky AA, Hramov AE. Continuous wavelet analysis and its applications. M: Fizmatlit 2003; 176 p. https://www.studmed.ru/koronovskiy-aa-hramov-ae-nepreryvnyy-veyvletnyy-analiz-i-ego-prilozheniya_cbc48de0727.html
13. Huang NE, Shen Z, Long SR, et al. The empirical mode decomposition and the Hilbert spectrum for nonlinear and non-stationary time series analysis.  Proc R Soc Lond A 1998; 454: 903-995. https://doi.org/10.1098/rspa.1998.0193
14. Karavaev AS, Kiselev AR, Runnova AE, et al. Synchronization of infra-slow oscillations of brain potentials with respiration. Chaos 2018; 28: 081102. https://doi.org/10.1063/1.5046758
15. Karavaev AS, Runnova AE, Borovkova EI, et al. Synchronization of low-frequency rhythms in electroencephalogram by respiration with linear dependent time frequency.  Saratov Journal of Medical Scientific Research 2016; 12(4): 541–548. https://elibrary.ru/item.asp?id=29243289
16. Aladjalova NA. Infra–slow rhythmic oscillations of the steady potential of the cerebral cortex. Nature 1957; 179: 957–959. https://doi.org/10.1038/179957a0
17. Aladzhalova NA. Psychophysiological aspects of the super slow rhythmic activity of the brain. Moscow: Nauka 1979; 214 p. http://lib.mgppu.ru/opacunicode/app/webroot/index.php?url=/notices/index/IdNotice:9407/Source:default#
18. Lambertz M, Langhorst P. Simultaneous changes of rhythmic organization in brainstem neurons, respiration, cardiovascular system and EEG between 0.05 Hz and 0.5 Hz. J Auton Nerv Syst 1998;  68(1–2): 58–77. https://doi.org/10.1016/s0165-1838(97)00126-4
19. Van der Pol B. On relaxation-oscillations. The London, Edinburgh and Dublin Phil Mag & J of Sci 1927; 2(7): 978—992. https://doi.org/10.1080/14786442608564127
20. Theiler J, Eubank S, Longtin A, et al. Testing for nonlinearity in time series: the method of surrogate data. Physica D 1992; 58: 7-94. https://doi.org/10.1016/0167-2789(92)90102-S
21. Baevsky RM, Ivanov GG, Chireikin LV, et al. Analysis of heart rate variability using various electrocardiographic systems (guidelines). Journal of Arrhythmology 2001; (24): 65. http://www.vestar.ru/atts/1267/24baevsky.pdf
22. Rosenblum MG, Pikovsky AS. Detecting direction of coupling in interacting oscillators. PRE 2001; 64: 045202. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.64.045202
23. Smirnov DA, Bezruchko BP. Detection of coupling in ensembles of stochastic oscillators. Physical Review E 2009; 79: 046204. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.79.046204

About the Authors: 

Viktoriia V. Skazkina – MSc, Engineer, Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia. http://orcid.org/0000-0001-9380-8292.

Margarita A. Simonyan – Resident Physician, Department of Hospital Therapy of Faculty of Medicine, Saratov State Medical University, Saratov, Russia. http://orcid.org/0000-0002-9866-3069.

Elena V. Navrotskay – PhD, Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia.

Elena P. Chernets – Student, Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia;

Alexey N. Khramkov – Student, Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia;

Dmitriy M. Yezhov – Student, Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia;

Anton R. Kiselev – MD, DSc, Professor of Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, Saratov, Russia; Head of Department of New Cardiological Informational Technologies, Institute of Cardiological Research, Saratov State Medical University, Saratov, Russia. http://orcid.org/0000-0003-3967-3950.

Received 14 January 2019. Accepted 16 Febraury 2019.

© 2019, Skazkina V.V., Simonyan M.A., Navrotskay E.V., Chernets E.P., Khramkov A.N., Yezhov D.M., Kiselev A.R.

© 2019, Cardio-IT

Corresponding author: Viktoriia V. Skazkina. Address: Department of Dynamic Modeling and Biomedical Engineering, Saratov State University, 83, Astrakhanskaya str., Saratov, 410012, Russia. Phone: +7(927)126-12-33.E-mail: [email protected]

Authors: 

Chernets, Elena P. — Khramkov, Alexey N. — Kiselev, Anton R. — Navrotskay, Elena V. — Simonyan, Margarita A. — Skazkina, Viktoria V. — Yezhov, Dmitriy M.

Знакомство с 5 тренировочными зонами сердечного ритма

Знакомство с 5 тренировочными зонами сердечного ритма
Автор: Holden Rethwill

Когда мы говорим о тренировочных зонах сердечного ритма, мы описываем и измеряем интенсивность при котором ваше тело использует свою систему аэробного метаболизма для производства энергии из жира и гликогена. Имея возможность понимать и контролировать то, что вы тренируете, вы можете лучше ориентироваться на свои потребности, будь то восстановление, потеря жира или преодоление 100 миль в предстоящей гонке.

Давайте сделаем краткий обзор 5 тренировочных зон сердечного ритма, чтобы дать вам небольшое представление и теорию о том, почему ваш тренировочный план должен включать тренировки во всех пяти зонах, а не только в ваших любимых развлекательных зонах.

Тренировочная зона пульса 1

50-60% от максимальной частоты пульса

Мы также называем это «зоной восстановления». Тренируясь с такой интенсивностью, вы сможете легко поддерживать разговор со своим партнером по тренировке. Зона 1 — это в основном ваша повседневная жизнь, прогулка, отсутствие каких-либо чрезмерно активных действий.

Тренировка сердечного ритма Зона 2

60-70% от максимальной частоты пульса

Позвольте мне начать с того, что это НЕ сексуальность. Это не Фрэн, Изабель, Джеки и т. д. Нет… но работа в Зоне 2 может быть тем, чего вам не хватает на пути к физическому совершенству. (Читайте: Почему сейчас самое подходящее время, чтобы влюбиться в аэробную тренировку в Зоне 2)

Подумайте об этом так… какая самая сильная часть дерева, ствол или ветви? Скажем так, Зона 2 — это ствол дерева для ваших аэробных способностей, а Фрэн — это желуди.

Что такое обучение в Зоне 2?

Тренировочная зона 2 обычно представляет собой самую нижнюю зону, используемую для тренировок. Думайте об этом как о пробежке, пока вы еще можете поддерживать разговор — где-то между 60-70% вашего максимального пульса. Цель тренировки в Зоне 2 — поддерживать темп чуть ниже вашего аэробного порога в течение 30+ минут.

Как рассчитать пороговое значение для зоны 2

Очень быстро.. Базовый способ от Фила Маффетона для расчета верхнего порогового значения для зоны 2 выглядит следующим образом:

Шаг 1:  Вычтите свой возраст из 180.

Шаг 2: Измените это число, выбрав один из следующих вариантов:

• пребывание в больнице и т. д.), вы недавно пережили приступ хронической перетренированности или регулярно принимаете лекарства, вычтите дополнительные 10.
• Если размер вашей талии больше половины вашего роста, вычтите еще 5.
• Если вы получили травму, у вас регресс на тренировках или соревнованиях, более двух приступов простуды или гриппа в год, у вас аллергия или астма, если вы были непостоянны или только начинаете тренироваться, вычтите дополнительные 5.
• Если вы регулярно тренируетесь (не менее четырех раз в неделю) в течение двух лет без какой-либо из только что упомянутых проблем, оставьте число (180–возраст) прежним.
• Если вы тренируетесь более двух лет без каких-либо проблем, перечисленных выше, и добились прогресса в соревнованиях без травм, добавьте 5.

Итак, теперь вы знаете, какой должна быть верхняя граница порога.

Каковы преимущества тренировок в Зоне 2?

Тренировки в Зоне 2 способствуют многим вещам!!

• Более высокий сердечный выброс и более низкий пульс в состоянии покоя!
• Увеличенный VO ₂  макс.
• Повышает способность поддерживать более высокий процент аэробной способности без накопления неприятной молочной кислоты.
• Помогает вашему телу научиться более эффективно использовать жир в качестве источника топлива, что затем помогает сохранить запасы гликогена для использования во время всплесков высокой интенсивности. (Также помогает с составом тела).
• Помогите привести свое тело в более парасимпатическое состояние, которое, в свою очередь, ослабит вашу симпатическую активность и позволит вам отдыхать и восстанавливаться более эффективно.
• Повышение выносливости.

Кроссфит славится высокоинтенсивными тренировками. И это не говорит о том, что вы не должны продолжать это делать! Просто скажу, что преимущества очевидны: если вы включите небольшую работу в Зоне 2 в свою тренировку, все остальные аспекты также могут улучшиться!

Как внедрить тренировку для зоны 2

Проводите 30-60-минутную аэробную тренировку в рамках этой зоны 2 один или два раза в неделю, и вы увидите, как ваши кардиотренировки значительно улучшатся!

Тренировка сердечного ритма Зона 3

70–80% от максимального сердечного ритма

Мы собираемся поднять уровень (буквально) и поговорить о Зоне 3 и обо всем, что с ней связано! Зона 3 — это уровень выше зоны 2 и ниже зоны 4. Вот и все. Хорошего дня! Шучу… да, конечно, это так… немного серая зона. Вы, как правило, находитесь примерно на 7 из 10 по шкале воспринимаемой нагрузки, и если вы смотрите на это с точки зрения разговора, вы, вероятно, тренируетесь в таком темпе, что можете дать только короткие ответы из 1-2 слов. Если вы говорите о частоте сердечных сокращений, мы работаем примерно на 70-80% от вашего максимального пульса.

Причина, по которой многие эксперты по выносливости считают это «ужасной серой зоной», заключается в том, что есть данные, свидетельствующие о том, что вы не получаете от этого большой пользы с точки зрения длительной выносливости. Обычно вы слишком усердствуете, чтобы получить преимущества Зоны 2 (парасимпатическая, общая выносливость и т. д., если вы забыли вернуться к вчерашнему электронному письму), И вы не совсем движетесь в том, что можно было бы считать «гоночным темпом», поэтому вы также не получаете эти преимущества.

Как только вы перейдете от темпа Зоны 2 к Зоне 3, вы начнете работать выше комфортного аэробного темпа и начнете создавать лактатную реакцию в своем теле, что замедлит восстановление.

Каковы преимущества тренировок в Зоне 3?

При этом есть некоторые преимущества пребывания в Зоне 3, например, более умеренные усилия кажутся более легкими. То есть, если вы пробежите 5 км в темпе Зоны 3, в следующий раз, когда вы будете бежать его в темпе Зоны 2, вам будет еще легче. Еще одно преимущество пребывания в Зоне 3 заключается в том, что она может помочь улучшить ваш анаэробный порог, а это означает, что вы можете получить возможность тренироваться с более высокой интенсивностью в течение более длительного периода времени.

Когда дело доходит до этого, просто знайте, какой вы спортсмен. Если вы тот, кто нуждается в резком улучшении аэробных возможностей, тогда вам рекомендуется немного больше работы в Зоне 2 в сочетании с типичной работой в Зоне 4 и даже 5, к которой обычно приводит CrossFit. Если вы являетесь гуру ЛСД, а не наркотиками… длинные медленные дистанции, но при этом испытываете трудности с более интенсивными тренировками, вероятно, вам рекомендуется включить в свой рацион немного работы в Зоне 3, чтобы улучшить свой анаэробный порог.

Тем не менее, иногда можно тренироваться в Зоне 3. Это не помешает прогрессу того, кто хочет вести здоровый образ жизни (если вы марафонец, то, вероятно, захотите игнорировать все это). Просто знайте, что я бы не стал делать на этом основной упор в вашей тренировке.

Тренировка частоты сердечных сокращений Зона 4

80-90% от максимальной частоты сердечных сокращений

Мы перешли в «пороговую зону», где мы достигаем примерно 80-90% от максимальной частоты сердечных сокращений. Большинство экспертов считают это зоной «гоночного темпа», и в этой зоне мы наблюдаем примерно 8-9/10 по шкале воспринимаемой нагрузки. Из-за такого уровня усилий маловероятно, что вы сможете выдержать это дольше, чем 1 час. Придумайте ответ из 1 слова, тяжело дыша. Теперь вы перешли от аэробной работы к анаэробной!

Каковы преимущества тренировок в Зоне 4?

• Ваше тело начнет быстро сжигать углеводы в этой зоне
• Вы повысите лактатный порог
  • Зона 4 научит организм лучше переносить лактат
• Тренировка с более высокой интенсивностью помогает подготовиться к соревнованиям
• Зона 4 может помочь повысить вашу анаэробную способность (общее количество энергии от анаэробных (без кислорода) энергетических систем, то есть объединенное количество продукции для систем АТФ, фосфокреатина и молочной кислоты)
• Он использует больше мышечных волокон, что может помочь построить митохондрии в быстро сокращающихся волокнах.
  • Когда вы достигнете этой фазы, ваши мышцы станут тяжелыми, и вы как будто накачаетесь.

Как внедрить тренировку в зоне 4

Отличный способ взглянуть на тренировочную зону 4 — это выполнить более продолжительное упражнение… скажем, пробежать 3 мили… а затем разбить его на более быстрые интервалы с небольшим отдыхом между ними.

Образец Зона 4 Тренировка

12 сетов:
Бег на 400 м (в более быстром темпе, чем если бы вы бежали 3 мили непрерывно)
Отдых 1-2 минуты

Еще один отличный пример… мы делали много 1:1 тренировка соотношения работа:отдых с домашними тренировками. Вы можете выбрать тренировку, мы просто скажем бег, чтобы упростить задачу… и сделать 15-20 подходов по 1 минуте бега в быстром темпе и 1 минуту отдыха между подходами.

В конце концов, Зона 4 помогает развить нашу анаэробную способность, что может быть особенно важно при занятиях спортом. Мы по-прежнему на 100% рекомендуем проводить большую часть ваших тренировок в более низкой зоне для достижения аэробных возможностей, но возможность добавить несколько тренировок в темпе Зоны 4 может просто повысить ваши способности в мире соревновательных упражнений!

Тренировка частоты сердечных сокращений Зона 5

90–100% от максимальной частоты сердечных сокращений

Последняя из зон, о которой пойдет речь, — это 5-я и последняя зона. Это точка, в которой вы находитесь или вот-вот достигнете фазы красной черты. Подумайте об этом так… если вы все еще можете говорить или ясно видеть, вы не в зоне 5. Когда мы попадаем в зону 5, мы смотрим примерно на 10 или, может быть, даже на 11 баллов по шкале от 1 до 10, когда речь идет о степени воспринимаемой нагрузки. Эта зона предназначена для коротких очередей, представьте себе, что Усэйн Болт уничтожает всех в рывке на 100 или 200 метров. Мы полностью достигли и преодолели лактатный порог, и вы, скорее всего, сможете поддерживать этот темп только ОЧЕНЬ короткое время.

Вот один: максимальное количество калорий за 40 секунд на штурмовом байке. Если это не оставляет вас лежать на земле, переосмысливая, что, черт возьми, вы только что сделали, вы не достигли Зоны 5. Вы когда-нибудь заканчивали одно из них и удивлялись, почему ваши ноги не работают? Это потому, что Зона 5 чисто молочная. В этой фазе вы полностью анаэробны, и при такой интенсивности в ваши мышцы поступает огромное количество молочной кислоты, которая не может быть использована. В конце концов, ваши мышцы накачиваются настолько, что вам придется замедлиться.

Каковы преимущества тренировок в Зоне 5?

Начнем с того, что зона 5 ориентирована в первую очередь на максимальную скорость и производительность. Как и в Зоне 4, вы укрепляете свои мышцы, увеличиваете силу и наращиваете митохондрии в быстро сокращающихся мышцах. Эта зона также обучает наш организм буферизовать или противостоять высокому лактат-ацидозу, а также учит его повторно синтезировать молочную кислоту. Другими словами, тренировка с высоким уровнем молочной кислоты в организме учит его адаптироваться и выводить ее из организма.

Как часто нужно тренироваться в Зоне 5?

Большинство экспертов говорят, что только 2-5% ваших общих тренировок должны проводиться в Зоне 5. Но, как я уже сказал, большинство этих экспертов сосредоточены на марафонцах, триатлонистах, велосипедистах и ​​других специалистах по выносливости. Кроссфит совершенно другой, как и любой вид спорта, которым вы занимаетесь. Изучите его в каждом конкретном случае и знайте, что он будет прибывать и отступать в зависимости от того, на чем вы сейчас сосредоточены!

Тем не менее, мы не рекомендуем больше 10% ваших тренировок приходиться на эту фазу, так как это сделает отдых и восстановление полным кошмаром. (Если вы еще не догадались, Зона 5 на какое-то время вызовет у вас состояние сочувствия — дерись или беги). Попробуйте качать ноги в спринте Assault Bike день за днем, и скажите мне, станете ли вы лучше… не станете. Ваше тело не сможет восстановиться достаточно быстро, и будут другие последствия для здоровья, связанные с слишком частым проявлением полного сочувствия.

В основном все сводится к следующему… мы занимаемся кроссфитом. Иногда мы достигаем этой красной черты на тренировке. Должны ли мы идти туда последовательно? Нет. Но это нормально делать это время от времени, потому что вы только учите свое тело тому, что оно может делать и над чем ему нужно работать! Наслаждайтесь лежанием на полу кучей.

80-дневный дневник одержимости — День 3 — Кардиокор — Munday Morning Fitness

80-дневный одержимость, без категорий

17 января 2018 г. sophiemunday

Еще один день завершения упражнения и соблюдения духа – хотя сегодня, возможно, не буквы – плана питания.

Сегодня вышла первая партия Cardio Core — два слова, которые вселят страх в сердце любого! Я люблю силовые тренировки и йогу, но мне всегда приходится заставлять себя делать кардио, особенно высокоинтенсивные. Я знаю, что должен делать больше, и я очень хочу использовать эту программу в качестве трамплина для этого.

К счастью, две вещи были в мою пользу. Во-первых, однажды я ушел с работы относительно рано, поэтому был дома около 6.15. А во-вторых, это была всего лишь 40-минутная тренировка, которая казалась почти угощением после двух дней часовых занятий. Тем не менее, мне потребовалось много усилий, чтобы мотивировать себя.

ТРЕНИРОВКА

Однажды, к моему удивлению, я действительно наслаждался тренировкой и чувствовал себя очень хорошо после нее (я часто испытываю это чувство при других видах тренировок, но не от кардио). Формат состоял из 30 секунд (предположительно) низкоинтенсивного движения, за которыми следовали 30 секунд одного (определенно) высокоинтенсивного движения, каждое из которых повторялось по три раза, в общей сложности 3 минуты безостановочного кардио. Затем упражнение на пресс с использованием ползунков. Таких подходов было 6, затем все упражнения на пресс повторялись спина к спине.

Формат работал очень хорошо. Упражнения на пресс были хорошим способом перевести дыхание, продолжая при этом очень усердно работать по-другому. И кардио было поставлено примерно на правильном уровне для меня. Достаточно сильно, чтобы мой сердечный ритм и дыхание были постоянно высокими, и мне приходилось заставлять себя, но не так сильно, чтобы я действительно не мог дышать или чувствовал, что, возможно, мне придется сдаться. За исключением минуты или двух как в предпоследнем, так и в финальном раунде, где стало немного сложнее. Я не уверен, что смог бы справиться с большим количеством раундов. К концу с меня капал пот, но я не чувствовал себя опустошенным, как иногда бывает после кардио, которое переходит определенную черту.

Как я уже сказал, обливаясь потом. Но как-то умудряюсь улыбаться.

Кардиоупражнения в основном были довольно простыми. Было несколько танцевальных движений и несколько из более мягкого конца спектра плиометрии, но в основном это были твердые движения аэробного типа. Меня устраивает — сложная хореография оставляет меня слишком запутанным, чтобы двигаться достаточно быстро, чтобы почувствовать жжение!

Добавление ползунков означало, что упражнения на пресс стали более инновационными. В некоторых случаях — особенно в альпинизме и кроссоверах — я чувствовал, что мог бы сделать несколько дополнительных повторений. И наоборот, упражнения с боковой планкой были действительно сложными.

В целом, я очень доволен этим и очень доволен собой за то, что справился.

• попеременный прыжок ноги
• прыжки с приседаниями на одной ноге
• альпинисты на слайдерах
• пропуск метчика по щиколотке
• перцев (по крайней мере, я думаю, что так их называла Отэм – вибрируют на месте, по сути)
• пики на слайдерах
• удары ногами
• прыжки лягушкой и подъемы колен
• Боковая планка, выдвижная нога
• удары ногами и высокие колени
• фигуристы-камикадзе
• боковая планка скручивания коленей
• кросс-прыжки
• стоячие альпинисты
• наколенники
• кроссоверы
• домкраты для приседаний
• «круговые дразнилки» (довольно сложное движение, включающее одних в доске и на ползунках – движение пешком за другим, а затем притягивание их обоих к телу)

ЕДА

Последние два дня я чувствовал себя хорошо, но большую часть сегодняшнего дня я чувствовал себя ужасно голодным. Я предполагаю, что несколько дней упражнений и дефицит калорий начинают догонять меня, хотя, надеюсь, мое тело скоро приспособится. Я не обманывал, и к вечеру мне стало намного лучше.

Другая моя главная проблема заключается в том, что я недооценил объем и разнообразие продуктов, необходимых для этой программы. Я сделал массовый шопинг в воскресенье, но я уже не мог правильно заполнить все свои коробки.

А из-за того, что я ушел с работы раньше обычного (или, как это якобы известно, «вовремя»), я забыл поесть перед тренировкой. Я пошел на компромисс, захватив несколько суши на обратном пути, что примерно равнялось одному красному, одному желтому и некоторой пропорции зеленого. Я надеюсь, что на следующей неделе я больше войду в этот процесс и смогу узнать, что работает, а что нет в сфере продуктов питания, а также покупать и готовить соответственно.

С положительной стороны, домашние тако хорошо подходят для ужина/после тренировки (еда такая вкусная, когда вы только что усердно потренировались!).