Антропометрические исследования что это такое в школе
Антропометрические исследования что это такое в школе
Анатомия человека – классическая фундаментальная наука, не просто изучающая строение организма человека на разных уровнях его структурной организации; она стремится решить вопросы, отражающие единство и разнообразие человека во времени и пространстве в зависимости от многочисленных внешних и внутренних факторов, влияющих на организм и его жизнедеятельность [1, 2]. Одним из мощных детерминантов, определяющих индивидуальность человека, является его конституция [3]. Конституциональное направление сегодня интенсивно развивается в различных сферах как клинической, так и фундаментальной медицины, в том числе и в анатомии человека [4]. Группа ученых Красноярского медицинского университета присоединилась к исследованиям в области конституциональной анатомии в 1988 году. За 30 лет существования научной школы выделилось несколько направлений: это популяционная антропометрия различных возрастно-половых и этнических групп, выявление конституционально-анатомических предикторов заболеваний, а также вариантная анатомия внутренних органов в зависимости от конституционального типа [5, 6].
В настоящее время для оценки конституциональных особенностей организма используются многочисленные подходы, включая современные аппаратные методики [7]. Тем не менее классическая антропометрия остается чрезвычайно информативной и позволяет за короткое время обследовать большие контингенты, что делает ее незаменимой при осуществлении популяционного мониторинга. Антропометрические показатели отражают структурные особенности организма, которые в свою очередь позволяют оценить характер наиболее общих закономерностей индивидуального развития человека на любом этапе онтогенеза.
На сегодняшний день наша собственная база данных антропометрических обследований живых лиц составляет более 30000 человек в возрасте от 4 до 90 лет, обоего пола и различной этнической принадлежности (якуты, хакасы, тувинцы, буряты, таджики). База данных антропометрии трупов и морфометрии кадаверного материала насчитывает более 2000 единиц.
Цель исследования: продемонстрировать возможности использования антропометрического метода в анатомических исследованиях, проводимых на живых людях различного возраста и на кадаверном материале.
Материалы и методы исследования. В данной статье представлены результаты антропометрического исследования, выполненные в КрасГМУ по трем направлениям:
1) лонгитудинальное антропометрическое обследование 487 детей обоего пола в возрасте от 4 до 7 лет;
2) антропометрическое обследование 309 юношей таджикской национальности и 300 русских юношей;
3) антропометрия 60 трупов мужского пола с последующей морфометрией простаты и семенных пузырьков.
Все наши антропометрические исследования проводились по классической методике В.В. Бунака [8]. Данная методика является универсальной для живых людей любого пола и возраста, также может использоваться для антропометрии трупов. Антропометрия выполняется с помощью стандартизированного набора инструментов, изготовленного в ООО «Вереск» (Россия, г. Красноярск).
Методика соматотипирования выбирается исследователем в зависимости от поставленных задач. В настоящей статье представлены результаты, полученные по трем методикам. Соматотипирование детей осуществлялось по индексу Z. Rees и H. Eisenck с выделением астенического, нормостенического и пикнического типов [9]. В отношении взрослого населения применена методика B.H. Heath и J.E.L. Carter [10]. Соматотипирование мужских трупов проводилось по методике В.П. Чтецова с соавт. [11]. Все исследования прошли этическую экспертизу и получили разрешение локального этического комитета КрасГМУ.
Статистическая обработка данных в наших исследованиях всегда начинается с анализа характера распределения изучаемых признаков с помощью одновыборочного критерия Колмогорова–Смирнова. Центральные тенденции и дисперсии количественных признаков оценивались медианой, третьим и первым квартилями LQ–UQ. Значимость межгрупповых различий количественных признаков проводится с использованием непараметрического U-критерия Манна–Уитни, качественных – критерия χ2. Также в работе использован корреляционный анализ.
Результаты исследования и их обсуждение. Как правило, вопросы, касающиеся изучения возрастной соматической изменчивости, решаются с использованием транверзального антропометрического обследования. При таком подходе проводится одномоментная антропометрия мужчин и женщин различных возрастных групп и делается вывод о характере возрастной изменчивости. Однако более точно установить характер временных преобразований телосложения можно лишь при лонгитудинальных исследованиях.
Нами лонгитудинально были изучены возрастные преобразования соматотипов одних и тех же детей первого периода детства на протяжении четырех лет. Активный рост, преобразования компонентного состава тела, изменения пропорций приводят к изменению телосложения детей. За период от четырех до семи лет у 67,8±2,4% девочек и 59,2±2,1% мальчиков соматотип изменился. Можно констатировать, что в указанный временной период отмечается выраженная астенизация телосложения детского организма, которая у девочек инициируется раньше, чем у мальчиков, – к пяти годам, в то время как у мальчиков пик формирования астенического типа приходится на возраст 6–7 лет (рис. 1).
У девочек в 10,7% наблюдений и у мальчиков в 6,8% случаев отмечалось двукратное изменение соматотипа. Все эти дети в четырехлетнем возрасте были отнесены к пикническому типу, в пять и шесть лет их соматотип преобразовался в нормостенический, а к семи годам – в астенический. При этом не было выявлено ни одного случая изменения соматотипа от одного крайнего варианта к другому крайнему, минуя промежуточный.
Рис. 1. Распространенность астенического соматотипа у детей 4–7 лет
Соответственно астенизации уменьшается доля пикнического соматотипа. В задачи исследования не входило изучение глубинных причин изменчивости телосложения в сторону астенизации. Однако анализ литературы свидетельствует, что астенизация является проявлением процессов ретардации физического развития, а сама ретардация рассматривается как одна из форм адаптации организма к ухудшению качества жизни.
В настоящее время на базе кафедры анатомии и гистологии человека проводятся исследования, посвященные конституциональным особенностям организма иностранных студентов, на примере уроженцев Таджикистана. Расчет баллов эндо-, мезо- и эктоморфии, необходимый для последующего соматотипирования, показал, что у юношей таджикской национальности эндоморфный компонент преобладает. Средний балл эндоморфии составил 2,9 [2,8–3,1]. Русские юноши характеризуются преобладанием компонента эктоморфии, баллы которой составили в среднем 3,2 [3,0–3,4]. Как у таджиков, так и у русских минимальными баллами была представлена мезоморфия (рис. 2). Разное сочетание баллов телосложения в зависимости от этнической принадлежности обусловливает различия частотного распределения соматотипов у таджиков и русских. Среди таджиков самыми распространенными соматотипами являются центральный (16,5±2,8%) и мезоэндоморфный (14,9±2,7%), у русских – эндоэктоморфный – в 21,0±2,8% наблюдений.
Рис. 2. Баллы экто-, мезо- и эндоморфии у юношей в зависимости от этнической принадлежности
Большим блоком исследований, проводимых на кафедре анатомии и гистологии человека КрасГМУ, является изучение различных анатомических аспектов с использованием кадаверного материала. При соматотипировании трупов исследователь сталкивается с рядом сложностей. В частности, если в качестве базовой методики выбрана типология В.П. Чтецова, то препятствием становится невозможность оценить показатели мышечной силы. В этой связи нами разработана методика опосредованной оценки функционального состояния мышечной системы мужского организма юношеского и первого зрелого возраста.
При анализе базы данных антропометрических показателей 1340 живых мужчин данных возрастных групп выявлена сильная корреляция (r=0,876–0,894) показателей кистевой и становой динамометрии с величиной абсолютной мышечной массы. При разделении группы по центильным интервалам были рассчитаны косвенные значения динамометрии правой кисти, динамометрии левой кисти и становой силы для каждого интервала значений абсолютной мышечной массы. На основании полученных данных составлены таблицы, позволяющие быстро определить значение параметров, непосредственное измерение которых на кадаверном материале невозможно (табл. 1).
Определение показателей динамометрии и становой силы у юношей по значению абсолютной массы мышечной ткани
Исследовательская работа «Исследование соответствия антропометрических данных учащихся школы нормам физического развития»
«Управление общеобразовательной организацией:
новые тенденции и современные технологии»
Свидетельство и скидка на обучение каждому участнику
Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение средняя школа № 31 им. В.Я. Клименкова
Исследование соответствия антропометрических данных учащихся школы нормам физического развития
Автор: Мокроусов Константин Васильевич,
Научный руководитель: Черногорова Лариса Викторовна,
учитель химии и биологии
Глава 1. Физическое развитие детей и подростков. Методы
и методики проведения антропометрического исследования 5
Глава 2. Экспериментальная часть. Изучение и оценка антропометрических
показателей учащихся МБОУ СШ № 31 им. В.Я. Клименкова
Библиографический список 27
Приложение 1. Региональные стандартизированные показатели физического
развития детей и подростков 7-16 лет 29
Приложение 2. Оценочная шкала центильных интервалов 30
Приложение 3. Соотношение основных показателей физического развития
детей 13 лет (на основании шкал регрессии по длине тела) 31
Приложение 4. Результаты исследования физического развития учащихся
7а,б,в классов МБОУ СШ № 31 г. Липецка методом сигмальных
Приложение 5. Результаты исследования физического развития учащихся
7а,б,в классов МБОУ СШ № 31 г. Липецка методом
процентильных шкал 38
Приложение 6. Результаты исследования физического развития учащихся
7а,б,в классов МБОУ СШ № 31 г. Липецка методом шкал
Изучение физического развития школьников в настоящее время является одной из актуальных проблем, что связано с ухудшением экологической обстановки, широким распространением вредных привычек среди школьников, ухудшением питания и другими факторами. Физическое развитие является важнейшим параметром физиологических процессов, происходящих в организме, и часто используются как показатель состояния здоровья детей.
По данным статистики в последние годы происходит резкое ухудшение здоровья детей, увеличение хронических заболеваний, сокращение числа здоровых выпускников по окончанию школы. В последнее время у многих школьников наблюдается дисгармоничное развитие, дефицит или избыток массы тела и ряд других отклонений от нормы.
Состояние здоровья организма наиболее полно определяется при квалифицированном врачебном контроле. Однако существенным дополнением к нему может быть самоконтроль текущего состояния здоровья, который позволяет своевременно выявлять имеющиеся отклонения. Большое значение в оценке физического состояния человека имеют антропометрические исследования организма.
Исходя из этого, мы посчитали актуальным провести собственные антропометрические исследования учащихся нашей школы и использовать полученные данные для комплексной оценки их физического развития.
Цель работы : изучение соответствия антропометрических данных учащихся МБОУ СШ № 31 города Липецка нормам физического развития.
подобрать подходящие для использования в условиях средней школы методы исследования школьников и апробировать их на примере учащихся 7-х классов ОУ № 31 г. Липецка;
дать качественную и количественную оценку результатам, полученным разными методами исследования.
Гипотеза: Возраст исследуемых учащихся составляет 13 лет и характеризуется как переходный. В это время у подростков происходит половое созревание, сопровождающееся бурным ростом и увеличением массы тела. Исходя из этого, можно предположить, что у большинства исследуемых будут выявлены признаки дисгармоничного развития.
Объект исследования: учащиеся 7-х классов МБОУ СШ № 31 г. Липецка.
Предмет исследования: изучение антропометрических данных учащихся на предмет их соответствия возрастным нормам физического развития.
— теоретические : анализ информационных источников, конспектирование, реферирование, составление библиографии;
— эмпирические : соматометрическое исследование физического состояния учащихся;
— математические : математические измерения и расчёты, регистрация, ранжирование и шкалирование результатов; метод сигмальных отклонений, метод центилей, метод регрессий.
Глава 1. Физическое развитие детей и подростков, методы оценки
Физическое развитие растущего организма является одним из основных показателей здоровья ребенка. Чем более значительны нарушения в физическом развитии, тем больше вероятность возникновения заболеваний. Под физическим развитием понимают совокупность морфологических, функциональных свойств и качеств, а также биологический возраст организма, характеризующий процесс созревания ребенка на определенном этапе жизни. Исследование физического развития проводится одновременно с изучением состояния здоровья во время углубленных медицинских осмотров, проводимых в детских и подростковых учреждениях. Изучение физического развития ребенка начинается с установления его календарного (хронологического) возраста. У каждого обследуемого ребенка должен определяться точный возраст на момент обследования, выраженный в годах, месяцах и днях. Это необходимо в связи с тем, что скорость изменения показателей физического развития неодинакова в разные периоды жизни ребенка. Поэтому с учетом меняющихся темпов развития возрастная группировка проводится с различными интервалами:
— для детей первого года жизни – каждый месяц;
— для детей от 1 до 3 лет – каждые 3 месяца;
— для детей от 3 до 7 лет – каждые 6 месяцев;
— для детей старше 7 лет – каждый год.
Далее в программу антропометрических исследований входит определение основных морфологических и функциональных признаков. К ним относятся соматометрические, соматоскопические и физиометрические признаки.
Соматометрия включает определение длины, массы тела, окружности грудной клетки и другие окружности (головы, плеча, бедра и т.д.), которые измеряют на основании использования специальных антропометрических точек.
Длина тела является суммарным показателем, характеризующим состояние ростовых процессов в организме. Это наиболее стабильный показатель из всех показателей физического развития. Измерение длины тела человека производят при помощи ростомера. Исследуемый, сняв обувь, становится на площадку спиной к планке, туловище и конечности выпрямлены, пятки соприкасаются, носки разведены. Пятки, ягодицы, межлопаточное пространство и затылок прикасаются к планке, голова в глазнично – ушной горизонтали (наружные слуховые проходы ушей и глаза на одном уровне). Опустив планшет на голову, смотрят на шкалу цифр у нижнего края планшета, которые будут соответствовать росту тела.
Масса тела свидетельствует о развитии костно-мышечного аппарата, подкожно-жировой клетчатки, внутренних органов. В отличие от длины, масса тела относительно лабильна и может изменяться под влиянием даже кратковременного заболевания, изменения режима дня, нарушения питания. Взвешивание следует проводить утром, натощак, после освобождения кишечника и мочевого пузыря и в одном белье. Перед взвешиванием необходимо проверить, отрегулированы ли весы и правильно ли они установлены.
Окружность грудной клетки характеризует ее вместимость и развитие грудных и спинных мышц, а также функциональное состояние органов грудной полости. Измерение окружности грудной клетки осуществляют мягкой сантиметровой лентой. Её прикладывают к грудной клетке так, чтобы сзади она проходила под нижними углами лопаток, а спереди — на уровне IV ребра. Измерение производится в состоянии спокойного дыхания, на максимальном вдохе и выдохе.
Соматоскопия проводится для получения общего впечатления о физическом развитии обследуемого: типе строения тела в целом и отдельных его частей, их взаимоотношении, пропорциональности, наличии функциональных или патологических отклонений. Соматоскопическое обследование носит весьма субъективный характер, однако использование единых методических подходов (а в некоторых случаях, и дополнительных инструментальных измерений) позволяет получить максимально объективные данные.
оценку состояния опорно-двигательного аппарата: определение формы черепа, грудной клетки, ног, стоп, позвоночника, вида осанки, развития мускулатуры;
определение степени жироотложения;
оценку степени полового созревания;
оценку состояния кожных покровов;
оценки состояния слизистых оболочек глаз и полости рта;
осмотр зубов и составление зубной формулы.
Физиометрия включает определение функциональных показателей. При изучении физического развития измеряют жизненную емкость легких (является показателем вместимости легких и силы дыхательных мышц) – спирометрия, мышечную силу рук (характеризует степень развития мускулатуры) и становую силу – динамометрия.
Для изучения, анализа и оценки физического развития больших групп детей или отдельных индивидуумов применяют два основных метода сбора антропометрического материала – генерализующий и индивидуализирующий.
Генерализующий метод (метод поперечного сечения популяции) – основан на одномоментном обследовании физического развития больших групп детей различных возрастов. Каждая возрастная группа должна состоять не менее чем из 100 человек. Метод используется на большом числе наблюдений с целью получения возрастно-половых стандартов и оценочных таблиц, используемых как для индивидуальной оценки физического развития, так и для эколого-гигиенической оценки территории проживания детей. Метод позволяет вести наблюдения за динамическими сдвигами в физическом развитии детей данного региона в связи с состоянием здоровья, занятиями физической культурой, условиями жизни, питанием и т. д. Антропометрические данные, собранные генерализующим методом, используются в целях гигиенического нормирования при разработке стандартов мебели для дошкольных и общеобразовательных учреждений, оборудования мастерских, гимнастических залов, для гигиенического обоснования размеров детского инструментария, одежды, обуви и других предметов детского обихода.
Индивидуализирующий метод (продольный срез) основан на обследовании конкретного ребенка, однократном или в динамике лет, с последующей оценкой его биологического уровня развития и гармоничности морфофункционального статуса с использованием соответствующих оценочных таблиц, давая возможность получить достаточную насыщенность каждой возрастно-половой группы по месяцам или годам жизни при сравнительно небольшом числе наблюдений. Данная методика позволяет определить особенности физического формирования организма из месяца в месяц (или из года в год) наблюдаемой группы детей в однородной совокупности. Индивидуализирующий метод не противоречит генерализующему методу и является существенным дополнением к нему как в изучении процесса общего развития ребенка, так и в уточнении влияния средовых факторов в ходе этого развития.
Существуют различные способы индивидуальной и групповой оценки физического развития детского населения. Из большого многообразия известных и описанных в литературе методов исследования, мы выбрали те, которые наиболее оптимально подходят, на наш взгляд, для использования в условиях школьного эксперимента. Ниже мы приводим их краткую характеристику.
Метод сигмальных отклонений. Сущность метода заключается в том, что показатели физического развития индивидуума (рост, масса тела, окружность грудной клетки и др.) сравнивают со средними арифметическими взвешенными этих признаков (М) для соответствующей возрастно-половой группы, взятыми из таблицы стандартов ( приложение 1 ), с последующим графическим изображением профиля физического развития. Физическое развитие оценивают в определенном порядке:
1. Каждый из индивидуальных признаков сравнивают со средней арифметической этого признака для данного возраста и находят фактическое отклонение от нее (со знаком «+», если существует превышение по сравнению со стандартным значением, либо со знаком «-» в случае недостаточного развития признака).
2. Путем деления фактического отклонения на величину среднего квадратического отклонения (σ), находят сигмальное отклонение, которое показывает, на сколько сигм в большую или меньшую сторону отклоняются показатели исследуемого ребенка от средних показателей, свойственных данному возрасту и полу.
Решающим показателем для определения степени физического развития считается рост (длина тела), наименее подверженный внешним влияниям признак, характеризующий ростовые процессы детского организма.
Для суждения о гармоничности развития необходимо оценить взаиморасположение точек, соответствующих величине сигмальных отклонений по каждому признаку. Если они все укладываются в интервал одной сигмы, развитие считается гармоничным. В случае, если разброс признаков превышает одну сигму, развитие дисгармоничное. И, наконец, если один признак отличается от другого более чем на 2σ, такое развитие расценивается как резко дисгармоничное.
Недостатком метода сигмальных отклонений является отсутствие корреляционной зависимости между массой тела, ростом и окружностью грудной клетки. Каждый показатель оценивается отдельно, вне связи с другими. [4, 5]
Метод процентильных (центильных, перцентильных) шкал. Суть центильного метода заключается в сопоставлении фактического признака развития отдельной характеристики физического развития с упорядоченным рядом, который включает в свою структуру весь диапазон колебаний исследуемого признака, распределенный на 100 интервалов, попадание в которые имеет равную вероятность, однако размеры этих центильных интервалов в абсолютных единицах измерений не одинаковые.
Для определения степени физического развития используют 7 фиксированных центилей : 3-й, 10-й, 25-й, 50-й, 75-й, 90-й и 97-й и соответственно 8 центильных интервалов ( приложение 2 ):
1-й интервал (ниже 3%) – очень низкие показатели;
2-й интервал (от 3% до 10%) – низкие показатели;
3-й интервал (от 10% до 25%) – снижены показатели;
4-й и 5-й интервалы (соответственно от 25% до 50% и от 50% до 75%) – средние показатели;
6-й интервал (от 75% до 90%) – повышены показатели;
7-й интервал (от 90% до 97%) – высокие показатели;
Недостатком этого метода является отсутствие корреляционной связи между массой тела, ростом и окружностью грудной клетки. Каждый из этих показателей оценивается отдельно, вне связи с другими, так как одномерные центильные шкалы рассчитаны для каждого показателя без учета их взаимосвязи. [8]
Метод шкал регрессии. Этот метод дает возможность выделить лиц с гармоническим и дисгармоническим развитием, а так же дает комплексную оценку физического развития по совокупности признаков и в их взаимосвязи, поскольку ни один из признаков, взятых в отдельности, не может дать объективную и полную оценку физического развития.
Сущность метода оценки по шкале регрессии сводится к тому, что при наличии связи между двумя признаками наблюдается последовательное увеличение значений одного из признаков (например, веса) при соответствующем увеличении другого признака (например, роста) при прямой связи и аналогично последовательное уменьшение – при обратной.
Оценочные таблицы для комплексной оценки показателей физического развития в виде шкал регрессии составляют с помощью ряда параметров, таких как:
1) коэффициент корреляции (с), выражающий величину связи между признаками;
2) коэффициент регрессии ( R y/х ), показывающий величину изменения одного признака при изменении другого на единицу;
3) сигма регрессии, или частная сигма (σ R ), которая служит для определения величины индивидуального отклонения признака, сопряженного с другим.
Метод шкал регрессии предусматривает распределение признаков физического развития на две категории: независимые (рост) и зависимые (вес и окружность грудной клетки). Таким образом, рост считается ведущим признаком физического развития и необходимым основанием для правильной оценки. При нормальном развитии ребенка увеличение роста сопровождается прибавкой массы тела и окружности грудной клетки.
В зависимости от соотношения между массой тела, окружностью грудной клетки и ростом физическое развитие считается гармоничным (нормальным), дисгармоничным и резко дисгармоничным.
Физическое развитие считается:
— гармоничным , если индивидуальные показатели, которые определены, находятся в пределах М±1 σ R ;
— дисгармоничным , если индивидуальные показатели находятся в пределах от М-1,1 σ R до М+2 σ R или от М+1,1 σ R до М+2 σ R за счет повышенного жироотложения;
Кроме того, проведенные исследования позволяют отнести ребенка к одной из 4 основных групп физического развития: нормальное физическое развитие – масса тела в пределах от М–1 σ R к М+2 σ R ; дефицит массы тела – масса тела менее, чем М–1,1 σ R ; излишек массы тела – масса тела более, чем М+2,1 σ R ; низкий рост – длина тела менее, чем М–2 σ.
Выводы по главе. Изучение физического развития детского организма необходимо для полного представления о состоянии здоровья подрастающего поколения. Определённое представление о степени физического развития можно получить в результате антропологических исследований, проводимых как в медицинском учреждении, так и самостоятельно. Одним из немаловажных инструментов для определения антропологических показателей и их соответствия возрастным нормам развития являются математические измерения и расчёты.
Глава 2. Экспериментальная часть. Изучение и оценка антропометрических показателей учащихся МБОУ СШ № 31 им. В.Я. Клименкова г. Липецка
Место проведения эксперимента: МБОУ СШ № 31 г. Липецка.
Объект исследования: учащиеся 7-х классов в возрасте 13 лет (на момент исследования).
Количество исследуемых: 67
Из перечня описанных в работе способов изучения физического развития школьников мы остановили свой выбор на соматометрическом исследовании, предполагающем использование данных только о длине тела и весе испытуемых. Наш выбор обусловлен тем, что такие показатели как длина и масса тела являются ведущими признаками, отражающими ростовые процессы в организме и их будет вполне достаточно для того, чтобы получить общие представления о физическом развитии интересующей нас группы учащихся. Мы не ставили своей задачей осуществление глубокой комплексной оценки показателей физического развития учащихся, так как это относится главным образом к компетенции специалистов медицинских учреждений.
Мы решили апробировать все три метода математической обработки результатов, описанные в работе: метод сигмальных отклонений, метод центильных интервалов и метод шкал регрессии. Нам было интересно освоить для себя данные методы, сравнить их по уровню сложности обработки материала, а также проверить, совпадут ли полученные результаты друг с другом.
2.1.Оценка физического развития методом сигмальных отклонений
Результаты исследования представлены в таблице III ( приложение 4 ), на основании которой были выявлены следующие показатели физического развития исследуемой группы учащихся:
Показатели физического развития исследуемой группы учащихся, полученные методом сигмальных отклонений