Гарвардский степ-тест (ГСТ): когда проводится, ход, показатели и их интерпретация

© Автор: Сазыкина Оксана Юрьевна, кардиолог, специально для СосудИнфо.ру (об авторах)

Для изучения выносливости сердечной мышцы и тренированности организма используется несколько простых, но информативных методик. Часто эти исследования проводятся для изучения физической работоспособности здоровых взрослых лиц, которые профессионально занимаются спортом или работают в сферах, требующих высокой активности (пожарные, военные и др).

Сущность метода, преимущества степ-теста

Принцип теста основывается на следующих нюансах. При нормальных условиях, когда человек занимается обычной повседневной активностью, его сердце сокращается от 60 до 80 ударов в минуту. При этом по всем сосудам организма разносится тот объем крови, которого достаточно для снабжения органов и скелетных мышц кислородом. Если же физическая активность возрастает, то увеличивается и частота сокращений сердца. Это необходимо для того, чтобы увеличился приток крови к скелетной мускулатуре, выполняющей большую работу во время физической нагрузки.

У хорошо тренированного, работоспособного человека со здоровым сердцем ЧСС (пульс) возрастает, но спустя определенное время приходит к нормальным значениям. Как правило, время восстановительного периода составляет от нескольких минут до получаса (в зависимости от личных особенностей и тренированности) .

Основываясь на этом, а также на знаниях и таблицах по нормальным значениям ЧСС, врачи в 1942 году вывели формулу для измерения индекса, позволяющего оценить тренированность организма. Этот тест был изобретен в Гарварде для оценки работоспособности молодых мужчин, призываемых на службу в морскую пехоту.

Аудитория для степ-тестирования

К основным достоинствам метода исследования физических данных относятся следующие возможности:

• установление уровня изначальной физической готовности;
• индивидуальная оценка параметров, что помогает оптимизировать дальнейшую спортивную нагрузку;
• выявления патологических отклонений функциональности сердца;
• использование тестирования для группового исследования.

Степ-скамейка – инвентарь для исследования

Поскольку для проведения тестирования не требуется специальная дорогостоящая аппаратура, способ исследования можно назвать экономичным.

Как снять ЭКГ?

Этот метод был разработан в 1942 г. в лаборатории утомления Гарвардского университета. С помощью гарвардского степ-теста количественно оцениваются восстановительные процессы после дозированной мышечной работы. От ранее известных функциональных проб степ-тест отличается как характером выполняемой испытуемым нагрузки, так и формой учета результатов тестирования.

1. — испытуемый встает на ступеньку одной ногой;

2. — испытуемый встает на ступеньку двумя ногами, принимая строго вертикальное положение;

3. — испытуемый ставит назад на пол ногу, с которой начал восхождение;

4. — испытуемый опускает на пол другую ногу.

Высота ступеньки и время восхождений при проведении гарвардского степ-теста [Карпман В. Л. и др., 1988]

При подъеме и спуске руки выполняют обычные для ходьбы движения. Во время выполнения теста можно несколько раз сменить ногу, с которой начинается подъем. Для строгого дозирования частоты восхождений на ступеньку и спуска с нее используется метроном, частоту которого устанавливают равной 120 уд/мин. В этом случае каждое движение будет соответствовать одному удару метронома.

Перед проведением гарвардского степ-теста необходимо вначале продемонстрировать испытуемому тест, а затем дать ему возможность опробовать его. Если испытуемый не в состоянии совершать восхождение на ступеньку в течение 5 мин, то фиксируется то время, в течение которого выполнялась мышечная работа. Для этого при проведении пробы необходимо иметь секундомер. Тест может быть прекращен, если испытуемый в результате утомления начинает отставать от заданного ритма восхождений в течение 20 с.

Ошибки, которые обычно допускаются при выполнении гарвардского степ-теста:

• несоблюдение правильного ритма;
• неполное выпрямление коленных составов на ступеньке;
• неполное выпрямление тела на ступеньке;
• постановка нога на пол на носок.

О возможных ошибках при выполнении этого упражнения обследуемый должен быть заранее информирован.

В гарвардском степ-тесте сделана попытка строго дозировать физическую нагрузку. Вместе с тем эта дозировка является в определенной степени условной, так как мощность выполнения физической нагрузки нельзя определить точно.

Определенным достоинством гарвардского степ-теста является то, что, хотя время его выполнения фиксировано, но если испытуемый прекращает работу раньше указанного времени, то его работоспособность, несмотря на это, можно оценить. Таким образом, уменьшается влияние субъективного отношения испытуемого к процедуре тестирования.

ИГСТ = T(100/(f2 f3 f4) • 2,

где T — фактическое время выполнения физической нагрузки в секундах; f2, f3, f4 — сумма ЧСС за первые 30 с каждой (начиная со 2-й) минуты восстановительного периода.

Величина 100 необходима для выражения ИГСТ в целых числах, а цифра 2 —для перевода суммы ЧСС за 30-секундные промежутки времени в число сердцебиений за минуту.

При определении ИГСТ не учитывается ЧСС за 1-ю минуту восстановительного периода. Это имеет свои положительную и отрицательную стороны. Положительная сторона заключается в том, что в раннем восстановительном периоде ЧСС зависит от большого числа факторов, некоторые из которых не связаны с мышечной работой (например, переход из вертикального положения во время восхождения на ступеньку в положение сидя).

Оценка результатов тестирования. Величина ИГСТ характеризует скорость восстановительных процессов после напряженной физической нагрузки и оценивается по шкале. Чем быстрее восстанавливается ЧСС после степ-теста, тем меньше величина f2 f3 f4 и, следовательно, выше ИГСТ.

ИГСТ = Т*100/ f2* 5,5.

Гарвардский степ-тест — довольно существенная нагрузочная проба. По средним данным, ЧСС на 5-й минуте восхождения на ступеньку достигает 175 уд/мин. При этом полное восстановление ЧСС наступает не ранее чем через 20 мин восстановительного периода. Потребление кислорода во время проведения теста в среднем составляет 3,5 л, легочная вентиляция достигает 75 л/мин.

Помимо рассмотренной методики существуют степ-тесты, в которых учитываются (для стандартизации) анатомические особенности испытуемого: длина голени, масса тела, темп восхождений и другие параметры. Это позволяет точнее подобрать нагрузку для испытуемого до уровня ее субмаксимальных величин.

Основным недостатком гарвардского степ-теста является низкая точность при дозировании нагрузки и преимущественно качественный анализ показателей, зарегистрированных до и после окончания физической нагрузки — в восстановительном периоде. Все это приводит к тому, что при повторном обследовании или при сопоставлении полученных результатов наблюдаются значительные погрешности в количественной оценке данных.

Оценка результатов гарвардского степ-теста [Карпман В. Л. и др., 1988]

Преимущества исследования

К преимуществам Гарвардского степ-теста можно отнести следующие его особенности:

• Не требует использования специальной аппаратуры, как при проведении других проб с физической нагрузкой,
• Может проводиться при проведении широкомасштабных исследований,
• Дает довольно точную оценку общей выносливости человека, что является важным фактором при начале спортивных тренировок,
• На основании предыдущего пункта позволяет тренеру или инструктору составить индивидуальную программу тренировок в тренажерном зале.

Показания

Чаще проведение Гарвардского степ-теста рекомендуется спортсменам. Кроме этого, он может выполняться при начале тренировок в фитнес-центрах для определения программы нагрузок или при приеме на работу, выполнение которой требует достаточного уровня физической подготовки.

Гарвардский степ-тест применяется для таких целей:

• оценка подготовленности спортсмена;
• оценка физического состояния при возвращении спортсмена в спорт после длительного перерыва;
• отбор спортсменов для соревнований;
• разработка индивидуальной программы тренировок;
• оценка эффективности физических нагрузок;
• профобследование работников МЧС или военнослужащих.

Когда необходимо проведение степ-теста?

Обычно проведение Гарвардского степ-теста используется для оценки тренированности спортсменов. В частности, для оценки физической силы лиц, занимающихся лыжными гонками, марафонской ходьбой, бегом, легкой атлетикой.

Кроме профессиональных спортсменов, проведение степ-теста может быть использовано для оценки работоспособности лиц, начинающих тренировки в фитнесс-центрах или тренажерных залах. Также при помощи степ-теста выявляются противопоказания со стороны сердца, если человек не может вынести нагрузки, используемой в тесте.

Для физически развитых людей, уже длительно тренирующихся в зале, с помощью инструктора могут быть разработаны программы в зависимости от того, насколько лучше человек стал переносить физические нагрузки.

Модификация степ теста применяется у работников газодымозащитной службы (ГДЗС), а также у пожарных, чтобы оценить их физическую выносливость в крайне неблагоприятных условиях. Но чаще у данного контингента лиц используется PWC170 – проба, позволяющая оценить тренированность сердца и организма с учетом некоторых количественных показателей. Название данной пробы произошло от первых букв термина “физическая работоспособность” в переводе с английского (physical working capacity), а число 170 означает число сердечных сокращений, которое является оптимальным для работы кардиореспираторной системы при нагрузке, а достигается эта ЧСС путем двух-уровневой нагрузки (восхождение на ступени разной высоты).

Кому стоит пройти

Так как темп выполнения достаточно интенсивный, то тест проводится только здоровым людям. Второе условие – это достаточная физическая подготовка, так как если испытуемый ранее не занимался физкультурой, то достичь рекомендуемой длительности нагрузки он не сможет.

Гарвардский степ-тест используется для таких целей:

• определение исходной подготовки спортсмена,
• составление индивидуальной тренировочной программы,
• если спортсмен вернулся к занятиям после перерыва,
• при отборе на соревнования,
• оценка результативности физических нагрузок,
• при прохождении профобследования специалистами МЧС.

Возраст испытуемых может быть от 8 лет, участвовать в проведении разрешается девочкам и мальчикам, верхней границы возраста нет.

Подготовка к проведению теста

Никакой особой подготовки перед Гарвардским степ-тестом не требуется. Несмотря на то, что подлежащие исследованию люди являются здоровыми и заведомо не принимают никаких лекарств, все равно их стоит предупредить о том, что за сутки до теста нельзя принимать препараты, влияющие на сердце.

Утром в день исследования пациенту можно перекусить легким завтраком из нежирных и нетяжелых продуктов, переедать не стоит.

На процедуру следует прийти в удобной одежде, не стесняющей движения, и в спортивной обуви.

Определяем гибкость

Это спортивное качество необходимо во многих дисциплинах, даже в таких, где в основном требуется скорость и ловкость, например в футболе. Этот вид спорта является наиболее травмоопасным. Чаще всего у футболистов страдают ноги: кости, суставы и связки. Значительной части подобных повреждений можно было бы избежать благодаря развитию гибкости.

Популярный тест на гибкость позвоночника «Достань до пола». Нужно встать прямо, сделать наклон и достать руками пол. Полезно в это время сконцентрироваться на ощущениях в своем теле. Дискомфорт сигнализирует о том, что ваша гибкость слабо развита, а боль является поводом обратиться к врачу.

Проверяем подвижность плечевых суставов. Встаньте прямо, затем поднимите правую руку и забросьте за спину. Затем опустите левую руку, уберите за спину и попытайтесь достать правую руку.

Определяем состояние мышц бедер. Необходимо лечь спиной на скамью или отдельно стоящую кровать. Сначала лягте с правого края, подтяните левое колено к груди, зафиксируйте его руками. Правую ногу опустите, и постарайтесь упереться ею в пол. Затем повторите это упражнение с другой ногой.

Протестируем эластичность связок области паха. Нужно сесть прямо, стопы лежат на полу. Затем разведите колени в сторону, а стопы соедините между собой. Затем подтяните их к паху, как можно ближе. Запомните, какое расстояние осталось между ступнями и пахом.

Результаты

Тест Оценка

Хорошо Средне Плохо

«Достань до пола» Ладони на полу Пальцы коснулись пола От пальцев до пола > 10 см

Плечевые суставы Пальцы соединены Расстояние между пальцами до 5 см Расстояние между пальцами > 5 см

Мышцы бедер Пятка почти достала до пола Пятка намного ниже уровня скамьи Пятка на уровне скамьи

Связки паха От паха до пяток 5-10 см От паха до пяток 10-20 см От паха до пяток > 20 см

Итоги тестирования

Если у вас хорошая гибкость, это не значит, что нужно успокоиться и почивать на лаврах. Необходимо постоянно тренироваться, чтобы не потерять спортивную форму

Если результаты средние или хуже, нужно обратить внимание на свое здоровье. Боль в позвоночнике или суставах может быть признаком сколиоза или артроза

Поэтому перед походом в спортзал полезно проконсультироваться с врачом, провести не один степ-тест и определить уровень своей гибкости.

Как проводится исследование?

Гарвардский степ-тест выполняется следующим образом. Из оборудования необходимы секундомер, специальная степ-скамья высотой не более 50 см для мужчин и 40 см для женщин и метроном, который отсчитывает удары с ритмом 120 в минуту. Если нет метронома, счет можно вести человеку, проводящему тест, с такой частотой, чтобы каждый счет “раз-два” приходился на одну секунду, и “три-четыре” также на одну секунду. На счет “раз” испытуемый ставит одну ногу на скамью на счет “два” – вторую ногу на скамью, на счет “три” ставит первую ногу на пол, на счет “четыре” – вторую ногу на пол. Таким образом, за первую секунду испытуемый встает двумя ногами на скамью, за вторую секунду – двумя ногами на пол. Благодаря такому темпу достигается необходимая частота восхождений на скамью – 30 в минуту, а продолжительность восхождений – 5 минут. При этом следует ноги и на скамью, и на пол ставить не на носок, а на всю стопу, а тело в положении стоя на скамье сохранять полностью выпрямленным. Движения рук не ограничиваются, и могут быть такими, как при обычной ходьбе.

После тридцати восхождений испытуемого просят принять удобное положение сидя и дают ему отдохнуть в течение одной минуты. Начинается восстановительный период. С начала второй минуты начинают подсчет пульса за 30 секунд, затем с начала третьей минуты подсчет пульса за 30 секунд и с начала четвертой минуты подсчет пульса за 30 секунд. То есть получают три величины пульса: 2 мин – 2 мин 30 сек; 3 мин – 3 мин 30 сек; 4 мин – 4 мин 30 сек. После записи этих данных осуществляют подсчет индекса Гарвардского степ-теста (ИГСТ), исходя из которого и выносят заключение о физической работоспособности испытуемого.

Погрешности результатов

Исказить результаты исследования может неправильное поведение тестируемого человека, то есть его нечеткое выполнение указаний тренера. К частым нарушениям относятся несоблюдение ритма (ускорение или замедление шагов относительно метронома), сутулость (спина должна быть в четко вертикальном состоянии), постановка ноги не на полную стопу, а на носок, невыпрямленные в коленных суставах ноги.

Чтобы избежать ошибок, человека, проходящего степ-тест, следует подробно проинструктировать перед тренировкой. Гарвардское тестирование – способ простой, доступный и информативный. Выяснив уровень выносливости, можно сбалансировать физическую активность, для улучшения спортивных показателей сохранив при этом здоровое сердце.

Расчет индекса Гарвардского степ-теста и интерпретация результатов

Индекс степ-теста (ИГСТ) вычисляется для того, чтобы определить, как быстро спортсмен восстанавливается после физической активности, ведь этим и определяется его выносливость и та степень нагрузки, которую он может вынести без вреда для здоровья. Другими словами, выносливость человека определяется тем, как быстро частота сокращений его сердца придет к нормальным значениям, и, следовательно, как быстро восстановится сердце после нагрузки.

Оценка ИГСТ производится по одной из двух формул. Последняя является упрощенной и может быть использована в случае массовых исследований.

а) ИГСТ = t х 100 / (1 + f2 + f3) х 2

t – это время, за которое осуществляется восхождения на степ-скамью,

f1, f2, f3 – величины, полученные при измерении пульса, начиная со второй минуты восстановительного периода.

б) ИГСТ = t х 100/f х 5.5

t – время нагрузки в секундах,

f – значение пульса.

Полученные значения оцениваются, исходя из специальных таблиц:

На основании полученного результата можно оценить степень тренированности того или иного спортсмена. Несмотря на то, что у разных спортсменов уровень физической подготовки различается, тест, проведенный в разное время у одного и того же человека, позволяет дать оценку тому, каковы достижения спортсмена в тренировках за определенный промежуток времени.

Как рассчитать индекс

Оценка выносливости определяется по индексу. Он отражает то, как скоро сердце восстанавливает нормальный ритм после нагрузки. Чем это время меньше, тем индекс, а значит, и тренированность, лучше. Методика расчета:

• Сложить все 3 полученных измерения пульса.
• 100 разделить на полученную сумму.
• Результат 2-го действия умножить на 2, а затем на время, которое было выдержано испытуемым (5 минут – максимум).

При отборочном исследовании или необходимости быстрого проведения пробы измерение частоты пульса может быть однократным.

В этом случае для расчета берется один результат, а вместо коэффициента «2» умножают число на 5,5. Остальные этапы остаются без изменений.

Смотрите на видео об индексе гарвардского степ-теста:

Причины гипертрофического субаортального стеноза

Чем более человек подвергает себя физической нагрузке, тем более увеличивается в размерах левый желудочек, кроме того, перегородка и створка митрального клапана отдаляются друг от друга, тем самым усугубляя обструкцию. Эти процессы нередко приводят к вторичной гипертрофии желудочка. Свободные стенки желудочка при этом остаются нормальных размеров.

Опасными осложнениями субаортального стеноза являются следующие состояния:

• аритмии различного характера;
• сердечная недостаточность застойного типа;
• фибрилляция предсердий;
• пристеночные тромбы в предсердиях;
• развитие инфекционного эндокардита.

К ним относятся:

• генетическая предрасположенность;
• длительно повышенное кровяное давление;
• повреждение сердечной ткани при сердечном приступе;
• хронически учащенное сердцебиение;
• заболевания клапанов сердца;
• нарушения обмена веществ, например, ожирение, заболевания щитовидной железы или сахарный диабет;
• пищевые дефициты необходимых витаминов и минералов, таких как тиамин (витамин B1);
• осложнения беременности;
• многолетний алкоголизм;
• употребление кокаина, амфетаминов или анаболических стероидов;
• использование некоторых химиотерапевтических препаратов и излучения для лечения рака;
• инфекции, которые могут травмировать сердце и вызвать кардиомиопатию (стафилококковые, стрептококковые бактерии и другие);
• накопление железа в сердечной мышце (гемохроматоз);
• саркоидоз — заболевание, вызывающее воспаление и интенсивный рост клеток;
• амилоидоз — накопление аномальных белков;
• заболевания соединительной ткани.

Медикаментозные препараты для лечения субаортального гипертрофического стеноза это:

• блокаторы кальциевых каналов;
• адреноблокаторы в дозировке до 320 мг в сутки;
• различные антибиотики, например, из пенициллиновой группы, а также цефалоспорины и аминогликозиды.

Противопоказаны следующие препараты:

• диуретики и нитраты, которые уменьшают объем левого желудочка;
• катехоламины и сердечные гликозиды. Они усугубляют обструкцию и никак не влияют на диастолическое давление;
• вазидилаторы. Могут спровоцировать тахикардию из-за повышения давления выводного тракта.

Подразумевает несколько возможных процедур:

• замена митрального клапана протезом;
• миомэктомия (с удалением части межжелудочковой перегородки).

Дополнительные рекомендации

Источники статьи:https://circ.ahajournals.org/https://www.ncbi.nlm.nih.gov/https://umm.edu/

По материалам:2016 University of Maryland Medical Center (UMMC).EUGENE BRAUNWALD, M.D., COSTAS T. LAMBREW, M.D.,S. DAVID ROCKOFF, M.D.; JOHN ROSS JR., M.D., ANDREW G. MORROW, M.D.National Center for Biotechnology Information,U.S. National Library of Medicine

Как научиться противостоять стрессу?

Продукты, которые позволят быть энергичным даже осенью

4 необычных преимуществ занятия спортом

Почему люди выбирают похожих партнеров, даже имея плачевный опыт отношений

Имплантация зубов — преимущества и выбор клиники

Блокада позвоночника – мгновенное устранение боли в спине

Онлайн-сервис SKIN.EXPERT – здоровая кожа одним кликом

• Хронические ревматические болезни сердца. Ревматическая недостаточность митрального клапана (регургитация)
• Физические нагрузки и сердце
• Фибрилляция предсердий
• Сочетанные поражения сердечных клапанов