EVALUAREA SISTEMELOR DIFERITE DE SPIROMETRIE (3) PENTRU UTILIZAREA MĂSURĂRII METABOLISMULUI ÎN

Universitatea Forțelor Armate Federale din München Facultatea de Educație Institutul pentru Științe Sportive și Sport EVALUAREA DIFERITELOR SISTEME DE SPIROMETRIE (3) PENTRU UTILIZAREA MĂSURĂRII METABOLISMULUI ÎN INDUSTRIA FITNESS Teză de diplomă pentru obținerea diplomei academice a unui om de știință sportiv calificat (univ.) Depusă de: Oliver Gerhardt noiembrie 2010 1 examinator: Prof. Dr. med. Günther Penka Examinator 2: Prof. Dr. phil. habil. Hans-Georg Scherer

spirometrie

III CUPRINS 1 INTRODUCERE ȘI DECLARAȚIE DE PROBLEME. 8 2 CLASIFICARE ȘI CONTEXT TEMATIC. 11 2.1 OBIECTIVE ȘI SARCINI ALE LUCRĂRII. 11 2.2 ÎNTREBĂRI PRELIMINARE. 11 2.3 STRUCTURA LUCRĂRII. 12 3 FUNDAȚIA TEORETICĂ. 13 3.1 STAREA CERCETĂRII. 13 3.2 DEFINIȚIILE TERMENILOR. 18 3.2.1 Cifra de energie. 18 3.2.2 Spirometrie, spiroergometrie și analiza gazelor respiratorii. 19 3.2.3 Calorimetrie. 20 3.2.4 Metabolism. 22 3.3 CONSIDERAȚIA ISTORICĂ A SPIROMETRIEI. 22 3.4 CALORIMETRIE INDIRECTĂ. 27 3.4.1 Sistem închis. 27 3.4.2 Sistem deschis. 29 3.4.3 Starea gazului. 32 3.4.4 Condiții de implementare. 34 3.5 RESPIRAREA. 36 3.5.1 Anatomia funcțională. 36 3.5.2 Principiul funcțional al transportului de gaze. 40 3.5.3 Volume pulmonare. 42 3.6 DETERMINAREA METABOLISMULUI. 43 3.6.1 Estimarea consumului de energie. 44 3.6.2 Măsurarea metabolismului energetic și a metabolismului substratului. 45 3.7 ABORDARE PROPIE. 49 3.8 OBIECTE DE INVESTIGARE. 49 4 ÎNTREBĂRI ȘI HIPOTESE DE CERCETARE. 52 4.1 OBIECTIVUL CERCETĂRII. 52 4.2 ÎNTREBĂRI DE CERCETARE. 52 4.3 HIPOTEZE. 52 5 METODOLOGIE. 54 5.1 STUDIU COMPARATIV EXPERIMENTAL PRIVIND VALIDITATEA. 54 5.1.1 Proiectarea studiului. 54 5.1.2 Subiecte. 56

VII LISTA ABREVIERILOR ATPS BMI BMR BTPS EE EM gkä IC ISWS KÄ MREE REE RefSys RER RQ STPD UniBw M VCO 2 VO 2 temperatura ambiantă presiune saturată (condițiile ambientale ale volumelor de gaz) indicele de masă corporală rata metabolică bazală (rata metabolică bazală) presiunea temperaturii corpului (condiții saturate de volume de gaze în plămâni) cheltuială energetică (cifră de energie) metabolism energetic (metabolism energetic) echivalent caloric mixt calorimetrie indirectă (calorimetrie indirectă) Institutul pentru Științe Sportive și Sport echivalent caloric măsurat cheltuială energetică odihnită (cheltuială energetică odihnită măsurată) cheltuială energetică odihnită (cheltuială energetică odihnită) sistem de referință (Eliberare de CO 2/absorbție de O 2 în plămâni) coeficient respirator (eliberare de CO 2/absorbție de O 2 de către mitocondrie) presiune de temperatură standard uscată (condiții standard pentru volumele de gaz) Universitatea Forțelor Armate Federale din München Eliberare de dioxid de carbon (l/min) absorbție de oxigen ( l/min)

3 Fundamentare teoretică 38 Fig. 11: Structura plămânilor (McNaught after de Marées, 2003, p. 219) Cele două ramuri bronșice garantează ventilația plămânului drept și stâng. Bronhiile trunchiului se împart în bronhii din ce în ce mai mici (bronșiole). Alveolele sunt situate pe bronhiile finale, la care se ajunge după divizia 23. Schimbul de gaze (difuzia) cu rețeaua densă de capilare pulmonare are loc în cele din urmă la aproximativ 300 de milioane de alveole ale plămânului (vezi Fig. 11, dreapta; de Marées, 2003, p. 217 și urm.). Pentru a transmite aerul exterior prin sistemele enumerate mai sus, generarea diferențelor de presiune, în raport cu presiunea atmosferică, în piept (torace) Fig. 13: Structura și elasticitatea toracelui (Kroidl și colab., 2010, p. 41) Fig. 12: Principiul burdufului plămânilor (Faller after de Marées, 2003, p. 222)

6 Prezentarea rezultatelor 70 Tab. 9: Statistici cu probe pereche N = 28 VO 2 VCO 2 MREE V în l/min REE în perechi kcal/d MasterScreen Aircheck MasterScreen escan MasterScreen aeroman Masterscreen Aircheck Masterscreen escan Masterscreen aeroman MasterScreen Aircheck MasterScreen escan MasterScreen aeroman M SD eroare standard a mediei, 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 Tab. 10: Corelația cu probe corelate N = 28 Perechi de corelație (Kor) VO 2 VCO 2 MREE MasterScreen- Aircheck MasterScreenescan MasterScreenaeroman Masterscreen- Aircheck Masterscreenescan Masterscreenaeroman MasterScreen- Aircheck MasterScreenescan MasterScreer (P), 816.000.856.000.863.000.852.000.868.000.843.000.832.000.865,00 0.865.000

6 Prezentarea rezultatelor 72 Fig. 30: Diagrama de dispersie a REE pentru MasterScreen - Aircheck Fig. 28: Diagrama de dispersie a REE pentru MasterScreen - scanare electronică Diagramele de dispersie din Fig. 28 30 arată valorile MREE (n = 28) atunci când se compară din sistemul respectiv de spirometrie (A, B, C) la RefSys. Linia dreaptă neagră simbolizează relația liniară complet pozitivă cu un coeficient de determinare de = 1. Cu cât este mai mare răspândirea valorilor în jurul = 1, cu atât este mai mică relația dintre sistemul de măsurare examinat și RefSys. La compararea diagramelor, se poate observa că diagrama de dispersie de la Aircheck (= 0,692) are o lățime mai mare decât diagramele de dispersie de la e-scan și aeroman (ambele = 0,749). O caracteristică a valorilor anterioare nu poate fi înregistrată în mod clar în niciun sistem de spirometrie. Numai în cazul scanării electronice se percepe o direcție slabă spre dispersie cu valorile superioare. Evaluarea diagramelor de dispersie confirmă corelația semnificativ ridicată dintre toate sistemele de spirometrie și RefSys (cf. Tab. 10). Fig. 29: Schema de dispersie a REE pentru MasterScreen - aeroman

6 Prezentarea rezultatelor 75 În plus, următorul rezultat trebuie prezentat la evaluarea proiectului. Scanarea electronică (rang 1.17) arată cea mai înaltă calitate, înaintea controlului aerian (rang 2.22) și a aeromanului (rang 2.62; cf. Tab. 17). Tab. 16: Statistici descriptive privind sistemul de măsurare a proiectării NM SD Minim Aircheck maxim 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: Ranguri pentru proiect Tab. 18: Statistici pentru Friedman-Test Design Măsurare sistem Rang mediu N 30 Aircheck 2.22 Chi-Square 36.709 escan 1.17 df 2 aeroman 2.62 p, 000 one Un rezumat grafic al diferențelor calitative în ceea ce privește confortul de măsurare și design este prezentat ca o diagramă cu bare în Fig. 31. Media aritmetică a fost utilizată ca parametru de poziție. 6.00 5.00 4.00 3.00 Design confort măsurare 2.00 1.00 Aircheck e-scan aeroman N = 30 1 foarte bun 6 slab Fig. 31: Diagramă cu bare pentru evaluarea confortului și designului măsurării