Priprava na testiranje, metoda dela in oprema

Od triinštiridesetih merjencev jih ima kar triindvajset status, ki ga določa Olimpijski komite Slovenije. Izbrani vzorec merjencev je bil glede na stopnjo treniranosti in specialnost (šprinter, specialist za vožnjo navkreber, kronometrist) raznolik.

EKSPERIMENTALNI PROTOKOL  

Pri testiranjih sta bila ves čas prisotna zdravnik in medicinska sestra. Obremenitev na testiranju je bila maksimalna. Merjenci so vrteli pedala, dokler so bili še zmožni premagovati naraščajočo obremenitev. Merjenci so se udeleževali kolesarskih tekmovanj ter redno trenirali, zato so bili visokih obremenitev vajeni in ni bilo nikakršnih zadržkov glede stopnje obremenitve. Vsi postopki testiranja so bili predhodno pripravljeni in standardizirani. Potekali so po ustaljenem postopku in so bili za vse merjence enaki.

Poudarili smo, da mora merjenec zaužiti zadnji obrok najkasneje dve uri pred testiranjem. Zadnji obrok pa naj bo lahko prebavljiv. Zadnji dan pred merjenjem niso smeli trenirati.

Pred testiranjem smo standardno cestno dirkalno kolo namestili na trenažer in preverili tlak v zadnji pnevmatiki ter jo naravnali na tlak osmih atmosfer. To smo storili s tlačilko znamke Beto, ki ima vgrajen merilec tlaka z natančnostjo 0,1 bara.  Med tem časom se je merjenec preoblekel v kolesarske hlačke. Medicinska sestra ga je nato stehtala in izmerila telesno višino, nato pa je opravil še test spirometrije.

Med merjenjem antropometrijskih značilnosti in spirometrije smo pripravili naprave, trenažer, vključili tiskalnik, kalibrirali napravo za merjenje porabe kisika; pripravili smo vse, kar je bilo potrebno za nadaljnji potek testiranja.
 
Merjenec si je namestil oddajnik za merjenje frekvence srčnega utripa. Merjenci so bili oblečeni v kolesarske hlačke ter kratko majico – aktivno spodnje perilo, ki odvaja pot od površine telesa in kratke kolesarske nogavice. Po želji so lahko uporabljali tudi kolesarske rokavičke.

OGREVANJE
Sledilo je ogrevanje po ustaljenem postopku. Ogrevanje je trajalo petnajst minut. Intenzivnost ogrevalnega postopka je naraščala postopoma. Merjenec je poganjal pedala s frekvenco od osemdeset do sto vrtljajev v minuti in po petih minutah dosegel obremenitev 200 wattov, ki jo je vzdrževal do konca ogrevanja. Med ogrevanjem je merjenec dobil navodila o postopku testiranja in o ravnanju med njim. Spoznal se je z načinom vožnje, prestavljanjem med verižniki za optimalno frekvenco vrtenja pedal, ko je frekvenca vrtenja pedal naraščala. Zelo važno je bilo merjenčevo spremljanje podatkov o obremenitvi in privajanje na enakomerno vrtenje in obremenitev.

Drža na kolesu ni bila predpisana, saj je test posnemanje realnih okoliščin. Merjenci so uporabljali tri pozicije na kolesu:
•    držanje za vrh krmila – položaj, ki se ga navadno uporablja pri vožnji v strm klanec oziroma pri vožnji z manjšo obremenitvijo. Pozicija telesa je nekoliko bolj pokončna,
•    držanje za konice zavor – položaj je nekoliko nižji, roke so lahko bolj iztegnjene. Najpogostejši položaj,
•    držanje za krivine krmila – položaj je popolnoma dirkalni, položaj telesa je najnižje. Uporablja se ga takrat kadar je pomembna aerodinamika in dober oprijem ter kontrola kolesa.

Po končanem ogrevanju smo merjencu namestili napravo za merjenje porabe kisika s pripadajočo masko. Vsakemu merjencu smo okoli glave namestili naglavni trak, da mu znoj ne bi tekel v oči in ga motil med testiranjem.

Shema 2: grafični prikaz naraščanja obremenitve s časom - Test smo začeli pri obremenitvi 150 wattov. Vsako minuto smo obremenitev povečevali za dvajset wattov do maksimalne obremenitve, katero je bil testirani še sposoben opravljati z enakomernim vrtenjem pedal najmanj trideset sekund.


Merjenci so med testom sami prilagajali prestavna razmerja primerna dani obremenitvi. Frekvenca vrtenja pedal ni predpisana. Optimalnost frekvence vrtenja pedal je precej individualno pogojena in je znašala od osemdeset, do sto pet obratov na minuto.
 
Po končanem testu je merjenec izvajal standardizirano relaksacijsko obremenitev. Po končani maksimalni obremenitvi je merjenec nadaljeval z vrtenjem pedal brez obremenitve, ki za merjence ni predstavljala napora. Spremljali smo čas od prekinitve maksimalne obremenitve, pa do trenutka, ko je merjencu padla frekvenca srčnega utripa pod mejo sto utripov na minuto. Razlog je v merjenju kisikovega dolga. To je pogoj za merjenje in računalniški izračun le-tega.

Viri navajajo (10), da je pri testiranju na kolesarskem trenažerju poraba kisika nižja za osem do petnajst odstotkov, glede na podoben test na tekaškem trenažerju (tekoči preprogi). Strinjam se z ugotovitvami, vendar so bili ti testi izvedeni na populaciji nešportnikov. Športniki - kolesarji so vajeni kolesa, biomehanike vrtenja pedal, tako da se poraba kisika ne razlikuje od tiste dobljene na tekalni preprogi, ki jo viri navajajo kot referenčni test.

Testiranja so potekala ob enakem dnevnem času. Od devete ure zjutraj pa tja do trinajste. Čas dneva ni vplival na rezultate.

OPREMA
TRENAŽER - Specialni kolesarski trenažer SpinTrainer, italijanskega proizvajalca Technogym, je naprava, ki natančno posnema realne razmere pri kolesarjenju. Simulacija vožnje na kolesu je celo tako realna, da je možno posnemati celo vožnjo v zavetrju, vožnjo v klanec. V trenažer je vgrajena elektromagnetna zavora. To ni klasični kolesarski trenažer. Celoto sestavljata pravzaprav omenjeni trenažer in merjenčevo lastno kolo. Na trenažer se vpne klasično cestno kolo, pri čemer se sname prednje kolo. Vilice kolesa se vpne v posebno držalo z zapenjalci na trenažerju. Zadnje kolo se vrti na dveh valjčkih. Pred začetkom testiranja je potrebno v računalnik trenažerja vpisati težo in starost merjenca. V mikroprocesorju trenažerja se tako oblikuje referenčno območje srčnega utripa in pa stopnja zaviranja zadnjega kolesa, za avtentično posnemanje realnih pogojev.

Pri kolesarjenju obstajajo trije vidiki upora:
•    frikcija mehanskih delov: ležajev, verige in verižnikov, zajema pa tudi trenje med kolesarsko pnevmatiko in tekalno površino,
•    upor vetra, ki je sorazmeren celotni frontalni površini kolesarja; odvisna pa je od teže in višine kolesarja, telesne konstitucije ter pozicije na kolesu,
•    naklon ceste oziroma zoperstavljanje sili teže; odvisna od telesne mase kolesarja.

Trenažer posnema vse tri vidike upora pri kolesarjenju.

Tehnični podatki trenažerja SpinTrainer, proizvajalca Technogym (Italija):
•    širina: 47,5 cm,
•    dolžina: 165 + 20 cm,
•    višina: 121 cm,
•    teža: 60 kg.

Omenjeni trenažer ima vpetje zadnjega kolesa zasnovano tako, da teža kolesa in kolesarja na njem pomenijo določen upor na valjih pod kolesom. Različno težki kolesarji imajo po takem principu ob enakih pogojih (vrtenju pedal in enakem prestavnem razmerju) različen upor. Upor je proporcialen glede na njihovo težo. Enako se poveča upor ob večji hitrosti (vztrajnik v trenažerju v sodelovanju z elektromagnetno zavoro) poganjanja, kar simulira povečan zračni upor v realnih pogojih. To pomeni povečanje upora sorazmerno s povečanjem hitrosti vrtenja valjev (povečanja hitrosti kolesarjenja – sprememba kinetične energije valjev). Rezultat tega je realna simulacija vožnje s kolesom po cesti.

Računalniško podprta kontrola s predhodnim vnosom podatkov (starost, teža, ustrezen tlak v pnevmatikah) vse to omogoča.

Trenažer omogoča spremljanje frekvence srčnega utripa. Sistem je podprt s strani vodilnega proizvajalca teh naprav Polar Electro Oy (Finska). Sestavljen je iz oddajnika v obliki pasu, ki se ga pritrdi na prsni koš merjenca, ter sprejemnikom. Sprejemnik je mobilen. Potrebno ga je pritrditi na krmilo kolesa in obrniti proti merjencu.

Oddajni pas spremlja električni signal, elektrokardiogram (EKG), ki ga oddaja srce. Oddajni pas pošilja elektromagnetni signal sprejemniku, nameščenemu na krmilu kolesa. Signal se tako induktivno prenaša v mikroračunalnik na trenažerju, kjer se frekvenco srčnega utripa spremlja neposredno med testiranjem.

Na trenažer je s serialnim računalniškim izhodom omogočeno priklopiti tudi tiskalnik, kar smo tudi storili. Tiskalnik izpisuje vse podatke (čas, moč (v wattih), frekvenco srčnega utripa, odstotke predvidene maksimalne frekvence srčnega utripa (220 – starost), hitrost kolesarjenja, naklon, prevoženo razdaljo) na 15 sekund.

Trenažer ima tudi vgrajen ventilator, ki povzroča gibanje zraka sorazmerno s hitrostjo kolesarjenja, kar preprečuje preveliko povišanje telesne temperature merjenca.

Pred začetkom testiranj je potrebno kalibriranje trenažerja. Kalibracija je nujna, da se zagotovi enake pogoje za vse merjence ter realnost dobljenih podatkov. Postopek se enostavno sproži s pritiskom na gumb, izvede pa se avtomatsko.

Pri maksimalnih obremenitvah se trenažer ne premika ali zvija, tako da ne povzroča izgub energije, ki je vložena v poganjanje.

KOLO
Temeljna značilnost specialnega kolesarskega testa je v tem, da kolesarji uporabljajo svoje kolo na katerem tekmujejo in trenirajo. Kolesarji so tako vajeni položaja na kolesu. Sami si določajo primerno prestavno razmerje. Skušali smo se kar najbolj približati realnim pogojem, ki se pojavljajo med vožnjo na cesti. Kolesarji uporabljajo svoja kolesarska pedala, čevlje, skratka celotno opremo, katere so vajeni.

Vsi merjenci so imeli standardno cestno dirkalno kolo, različnih dimenzij okvirja, primerno njihovi velikosti. Vsi merjenci so imeli pnevmatike dimenzije 622 milimetrov, premera dvajset milimetrov, brez profila. Standardizirali smo tlak v pnevmatikah na osem atmosfer. Uporabljali so različne sisteme pedal (Look, Shimano) in kolesarskih čevljev. Pogoji glede kolesa in ostale kolesarske opreme so bili za vse merjence enaki. Različni sistemi kolesarskih pedal so identični glede samega delovanja in funkcije. Minimalno se je razlikovala le teža koles, vendar ne toliko, da bi ta vplivala na rezultat testa.

Merjenci so uporabljali prestavna razmerja velikosti 39 oziroma 53 na prednjih verižnikih in 11-21, 11-23 ali 12-25 na zadnjih verižnikih. Različna velikost zadnjih verižnikov ni vplivala na rezultat testa, saj nihče ni uporabil ali potreboval težjih prestavnih razmerij. Vseskozi je pomembna frekvenca vrtenja pedal ob dani obremenitvi. Merjenci so si sami prilagajali prestavna razmerja, torej število obratov vrtenja pedal na minuto, primerno obremenitvi.

V tehnologiji in materialu koles ni bilo elementa, ki bi kakorkoli vplival na rezultate merjenja. S tega vidika so bili merjenci izenačeni in ni prihajalo do razlik.


NAPRAVA ZA MERJENJE PORABE KISIKA
Uporabljali smo napravo italijanskega proizvajalca Cosmed, model K4 b2. Gledano s tehnološkega vidika, je to naprava, ki združuje tri posamezne sisteme v enega (41):
•    shranjevanje podatkov; glavna enota lahko shrani podatke do 16.000 vdihov, saj je sistem zasnovan na principu vdih-vdih (breath by breath). Meritve se izvajajo za vsak vdih posebej in ne glede na časovno povprečje. Ti podatki se lahko nato prenesejo na računalnik za analizo in prikaz,
•    telemetrijski prenos podatkov; s prenosne enote je možno s pomočjo oddajnika in sprejemnika posredovati podatke direktno na računalnik, kjer se podatki prikazujejo neposredno v 'resničnem času' v obliki tabel ali pa v grafični oblik,
•    laboratorijska enota: ima vse lastnosti klasičnih (statičnih) tovrstnih naprav.

Naprava izpiše več kot trideset fizioloških parametrov, vključno parametre, ki se nanašajo na VO2, VCO2, srčni utrip in ventilacijo.

Glavna, prenosna enota je s pomočjo trakov preko ramen in trupa pritrjena na merjenca. V celoti je težka 800 gramov in ne moti merjenca med izvajanjem testa. Enoto je možno popolnoma prilagoditi individualnim značilnostim merjenca, tako obsegu prsnega koša, kot tudi višini. Sestavljena pa je iz treh ločenih sistemov (41):
•    maske s turbino. Maska se mora popolnoma prilagajati obrazu merjenca. Izdelujejo jih v treh različnih velikostih, izbere pa se tisto, ki ne izpušča zraka. Pritrjena je s pomočjo naglavnih trakov, ki jih je možno prilagajati glede na velikost glave merjenca. Turbina meri naslednje parametre: VO2, VCO2 in ventilacijo. Z enoto, ki shranjuje in analizira podatke, je povezana preko kabla in cevke,
•    baterije in telemetrijskega oddajnika z anteno. Baterija napaja enoto za analizo in shranjevanje podatkov. Baterija je Ni-MH in zadostuje za šest ur delovanja. Sistem je nameščen na hrbtni del,
•    sistema za analizo in shranjevanje podatkov. Nameščen je na prednji strani trupa merjenca. Sistem ima sprejemnik za merjenje frekvence srčnega utripa, ki bazira na sistemu finskega proizvajalca tovrstnih naprav Polar Electro Oy.

Vgrajene ima senzorje za merjenje zunanjih pogojev, zunanje temperature in zračnega tlaka. Za spremljanje frekvence srčnega utripa je predviden oddajnik finskega proizvajalca Polar Elecro Oy (Finska). To je pas, ki se ga pritrdi na trup merjenca. Oddajni pas spremlja električni signal, elektrokardiogram (EKG), ki ga oddaja srce. Oddajni pas pošilja elektromagnetni signal sprejemniku – sistemu za shranjevanje in analizo podatkov.

Kapaciteta shranjevanja podatkov je 16.000 vdihov z vsemi spremljajočimi podatki. To daleč presega naše potrebe testiranj.

Napravo je potrebno pred uporabo kalibrirati. To je postopek, ki traja približno deset minut. Med tem časom se naprava uravna na zrak v okolici, kar je nujno potrebno za točnost podatkov.

Sistem vsebuje, poleg prenosne naprave, tudi sprejemnik telemetrijskih podatkov, ki je priključen na osebni računalnik. Omogoča neposredno spremljanje poteka meritve na razdalji tisoč metrov. Neposrednemu spremljanju in analizi meritev pa je namenjen računalniški program, ki deluje v okolju Microsoft Windows. Program je zasnovan tako, da je mogoče spremljati podatke in izvajati analize v obliki tabel ali grafični podobi.

Napaka merjenja je po navajanju proizvajalca v okviru enega odstotka.

Shranjene podatke smo obdelovali s priloženim računalniškim programom Cosmed. Obdelane podatke smo natisnili s tiskalnikom (Hewlett Packard Deskjet 920C).


TEHTNICA
Uporabljali smo digitalno tehtnico japonskega proizvajalca Tanita, model TBF-105. Po podatkih proizvajalca meri na 0,1 kilograma natančno.  Natančnost merjenja po navedbi proizvajalca presega naše potrebe po natančnosti merjenja.

SPIROMETER
Uporabljali smo spirometer Nizozemskega proizvajalca Mijnhardt, model Vicatest P2a (VCT P2a). Spirometer je naprava za merjenje pljučnih volumnov. Ima ustnik, skozi katerega merjenec piha v skladu z navodili. V ustniku je vetrnica, ki zaznava pretok oziroma količino izdihnjenega ali vdihnjenega zraka. Zaradi higienskih razlogov smo uporabljali kartonske ustnike za enkratno uporabo. Dosežene vrednosti na spirometrijskem testu se takoj izpišejo na vgrajenem tiskalniku v napravi. Pri testu se uporablja nosno ščipalko, ki onemogoča pretok zraka skozi nos.

Po navedbi proizvajalca je napaka merjenja naprave v okviru treh odstotkov oziroma 0,2 litra na sekundo pri merjenju največjega pretoka zraka in dva odstotka pri merjenju pljučne kapacitete oziroma 50 mililitrov, katera vrednost je pač večja.

Natančnost merjenja po navedbi proizvajalca presega naše potrebe po natančnosti merjenja.


VIŠINOMER – MARTINOV ANTROPOMETER
Z merilcem višine smo merili dolžinsko razsežnost telesa. Merili smo na centimeter natančno. Uporabljali smo standardni antropometer švicarskega proizvajalca GPM (Siber Hegner & Co., Ltd.). Natančnost merila presega naše potrebe po natančnosti merjenja.

Izmerjena višina je odvisna predvsem od dnevnega časa, saj vemo, da se od jutra pa do večera nekoliko zmanjšamo, ter od merilca. Dnevno variiranje telesne višine zanemarimo, saj so se vse meritve dogajale ob dopoldanskem oziroma ob zgodnje popoldanskem času. Merili smo na centimeter natančno. Dnevno odstopanje telesne višine redko presega te meje. Merilki telesne višine sta bile dve medicinski sestri z dolgoletnimi izkušnjami na tem področju.


MERILEC FREKVENCE SRČNEGA UTRIPA
Za kontrolo izmerjenih podatkov smo uporabljali merilec frekvence srčnega utripa finskega proizvajalca Polar Electro Oy, model Vantage NV.

Merilec frekvence srčnega utripa je sestavljen iz oddajnika, elastičnega pasu in sprejemnika. Oddajnik je podolgovate oblike z vgrajenima elektrodama, ki zaznavata električne spremembe kože. Te so posledica električnih signalov, ki so potrebni za delovanje srca. Oddajnik se pritrdi na prsni koš s pomočjo elastičnega traku. Elastični trak je mogoče enostavno prilagajati širini prsnega koša, tako da ne otežuje dihanje merjenca. Teža traku je zanemarljiva.

Sprejemnik je ura. V uri je mikroprocesor velikosti osem kilobytov. Ura ima možnost nastavitve intervalov shranjevanja podatkov. Naravnana je bila na pet sekundni interval shranjevanja. V takšni nastavitvi se lahko shrani za enajst ur in trinajst minut podatkov, kar popolnoma zadostuje za naše potrebe.

Vse shranjene podatke smo preko računalniškega vmesnika Polar Advantage Interface in računalniškega programa Polar shranili na računalnik in jih analizirali ter preverili, če se ujemajo s podatki, dobljenimi preko naprave za merjenje porabe kisika.

Merilec frekvence srčnega utripa meri frekvenco srčnega utripa z EKG natančnostjo. Po tehničnih specifikacijah je natančnost v okviru enega odstotka oziroma enega srčnega utripa na minuto, katera vrednost pač presega te okvire.

Luka Žele
(avtor: diplomsko delo - Značilnost izmerjenih fizioloških parametrov kolesarjev na modificiranem kolesarskem testu)