Optimal Body Masses for Different Olympic Sports

Background. The weight of the best athletes at different distances and in different sports can be very different. It is known that rowers, as a rule, are very massive. In order to give a chance to athletes with a small mass, the rowing federation was introduced a special category with the weight restrictions. These facts are connected with the peculiarities of the aerobic and un-aerobic activities, drag and propulsion characteristics. Objective. In this paper, we don’t try to explain the body mass differences. We will only fix them for different sports: running, swimming (free style), skiing, skating, cycling, and rowing and for different Olympic distances. Methods. A significant amount of data on the velocity and body mass of the best athletes professionals (both female and male) in Olympic sports (running, swimming, skiing, skating, cycling and rowing) was collected and analyzed. Since the weights of the best athletes only are taken into consideration, the expected results can be treated as the most suitable (optimal) body masses for different sports and distances. In order to check, how the values of body mass and average speed on the distance fit the linear dependence, the equation of the linear regression was used. The regression coefficient and two parameters of the straight line were calculated. In order to check that the velocity of skating doesn’t depend on the athlete mass, the Fisher test was used. Results. The optimal masses of athletes for different distances and sports were calculated. In general, for the short distances, the large masses of athletes are optimal and they decrease for long distances. Exception is the results for female swimming and running, where the largest masses of athletes correspond to the medium distances. For longer distances, results show that the most performing athletes are characterized by a lower body mass, except for skating. For a fixed distance, the optimal weights of female athletes are 79.5 ± 3.1% of the weight of male athletes, at the same time they develop 89.4 ± 1.8% of the speed of men. Conclusions. The presented statistical analysis indicates that within one distance there is no significant dependence of speed on the mass (the exception is only rowing). For each distance there are their optimal masses of athletes, which are different for different sports. The revealed facts can be used in athlete selection and training. They need also further investigations with the use of the metabolic and propulsion peculiarities

Глобальні та локальні характеристики течії крові у великих судинах, що базуються на чотиривимірних даних МРТ

Background. Magnetic resonance imaging (MRI) using three-dimensional velocity encoding phase contrast (PC) methods offers the opportunity to quantify time-resolved 3D flow patterns in vivo. This technique can have a breakthrough impact on the evaluation, risk stratification and surgical planning in hemodynamic-related pathologies, e.g., cardiac valve diseases, arterial stenos or insufficiency, aortic dilation, dissection or coartaction. However, its applicability in clinics is limited due to the complex post-processing required to extract the information and the difficulty to synthesize the obtained data into clinical useful parameters.Objective. In this work, a software tool is presented which analyzes the row data and provides information along the whole vessel, between two selected cross-sections and in the vicinity of the selected points.Methods. A fully automatic algorithm based on the properties of the steady Hagen–Poiseuille flow was developed which in few minutes segments the vessel shape, visualize the blood flow and calculates its characteristics. Since the time and space resolutions of the data are limited, we avoid the differentiation of the velocity field.Results. The algorithm has been tested on datasets of patients with bicuspid aortic valve and healthy volunteers. Results are provided both as maximum and time-averaged values in aorta, pulmonary artery, left and right ventricles.Conclusions. The results demonstrate that the presented approach could be useful for medical doctors in order to classify and stratify different valve and/or vessel pathologies.Проблематика. Магнитно-резонансная томография, использующая методы фазового контраста для определения трех компонент скорости, позволяет in vivo получить числовую информацию о временных изменениях трехмерных течений. Эта технология может иметь решающее влияние на оценку, определение рисков и планирование хирургического вмешательства при патологиях кровотока, например при болезнях сердечных клапанов, артериальных стенозах или недостаточности, деформации, рассечении или сужении аорты. Однако ее клиническое использование ограничено из-за сложной обработки данных, необ­ходимой для выделения информации, и проблемы синтеза полученных данных в клинически полезные параметры.Цель исследования. В работе представлен программный продукт, анализирующий исходные данные и представляющий информацию вдоль всего сосуда, между двумя выбранными сечениями и в окрестности выбранных точек.Методика реализации. Разработан полностью автоматизированный алгоритм, основанный на свойствах течения Хагена–Пуазейля и в считанные минуты выделяющий форму сосуда, визуализирующий кровоток и рассчитывающий его характеристики. Поскольку разрешающая способность данных в пространстве и времени ограничена, мы избегаем дифференцирования поля скоростей.Результаты исследований. Алгоритм протестирован на данных пациентов с двустворчатым аортальным клапаном и здоровых добровольцах. Приведены результаты для максимальных и осредненных по времени значений в аорте, легочной арте­рии, левом и правом желудочках.Выводы. Результаты демонстрируют, что предложенный подход может быть полезным для медиков для классификации и диагностики разных патологий клапанов и сосудов.Проблематика. Магнітно-резонансна томографія, що використовує методи фазового контрасту для визначення трьох компонент швидкості, дає змогу in vivo отримати числову інформацію про зміну в часі тривимірних течій. Ця технологія може мати вирішальний вплив на оцінювання, визначення ризиків і планування хірургічного втручання при патологіях кровообігу, наприклад при захворюванні клапанів серця, артеріальних стенозах або недостатності, деформації, розшаруванні чи звуженні аорти. Однак її клінічне застосування є обмеженим через складну обробку даних, необхідну для виділення інформації, та проблеми синтезу отриманих даних у клінічно корисні параметри.Мета дослідження. В роботі представлений програмний продукт, що аналізує первинні дані і надає інформацію вздовж всієї судини, між двома вибраними перерізами та в околі вибраних точок.Методика реалізації. Розроблено повністю автоматизований алгоритм, що спирається на властивості течії Гагена–Пуазейля та в лічені хвилини виділяє форму судини, візуалізує течію крові та розраховує її характеристики. Оскільки роздільна здатність даних у просторі та часі є обмеженою, ми уникаємо диференціювання поля швидкостей.Результати досліджень. Алгоритм протестований на даних пацієнтів із двостулковим аортальним клапаном та здорових добровольцях. Наведено результати для максимальних та усереднених у часі значень в аорті, легеневій артерії, лівому і правому шлуночках.Висновки. Результати показують, що запропонований підхід може бути корисним для медиків для класифікації та діаг­нос­тики різних патологій клапанів і судин

Оптимальні маси тіла для різних олімпійських видів спорту

Background. The weight of the best athletes at different distances and in different sports can be very different. It is known that rowers, as a rule, are very massive. In order to give a chance to athletes with a small mass, the rowing federation was introduced a special category with the weight restrictions. These facts are connected with the peculiarities of the aerobic and un-aerobic activities, drag and propulsion characteristics.Objective. In this paper, we don’t try to explain the body mass differences. We will only fix them for different sports: running, swimming (free style), skiing, skating, cycling, and rowing and for different Olympic distances.Methods. A significant amount of data on the velocity and body mass of the best athletes professionals (both female and male) in Olympic sports (running, swimming, skiing, skating, cycling and rowing) was collected and analyzed. Since the weights of the best athletes only are taken into consideration, the expected results can be treated as the most suitable (optimal) body masses for different sports and distances. In order to check, how the values of body mass and average speed on the distance fit the linear dependence, the equation of the linear regression was used. The regression coefficient and two parameters of the straight line were calculated. In order to check that the velocity of skating doesn’t depend on the athlete mass, the Fisher test was used.Results. The optimal masses of athletes for different distances and sports were calculated. In general, for the short distances, the large masses of athletes are optimal and they decrease for long distances. Exception is the results for female swimming and running, where the largest masses of athletes correspond to the medium distances. For longer distances, results show that the most performing athletes are characterized by a lower body mass, except for skating. For a fixed distance, the optimal weights of female athletes are 79.5 ± 3.1% of the weight of male athletes, at the same time they develop 89.4 ± 1.8% of the speed of men.Conclusions. The presented statistical analysis indicates that within one distance there is no significant dependence of speed on the mass (the exception is only rowing). For each distance there are their optimal masses of athletes, which are different for different sports. The revealed facts can be used in athlete selection and training. They need also further investigations with the use of the metabolic and propulsion peculiarities.Проблематика. Вес лучших спортсменов на разных дистанциях и в разных видах спорта может сильно отличатся. Известно, что гребцы, например, довольно массивные. Для того чтобы дать шанс атлетам с меньшей массой тела, федерация гребцов ввела специальную категорию с весовыми ограничениями. Эти факты связаны з особенностями аэробной и неаэробной активности, характеристиками сопротивления и движения.Цель. В этой статье мы не пытаемся объяснить разницу между массами тела спортсменов. Мы только определим их для разных видов спорта (бег, плавание, лыжные гонки, конькобежный спорт, велоспорт, гребля) и для разных олимпийских дистанций.Методика реализации. Мы собрали и проанализировали большое количество данных о скорости и массе тела лучших профессиональных спортсменов (женщин и мужчин) в олимпийских видах спорта (бег, плавание, лыжные гонки, конькобежный спорт, велоспорт, гребля). Так как мы принимаем во внимание массы тела только лучших спортсменов, то полученные результаты могут рассматриваться как наиболее подходящие (оптимальные) массы тела для разных видов спорта и дистанций. Для того чтобы проверить, насколько значения массы тела и средней скорости в рамках одной дистанции соответствуют линейной зависимости, мы использовали уравнения линейной регрессии. Рассчитаны коэффициент корреляции и два параметра прямой регрессии. Для того чтобы проверить предположение, что скорость конькобежцев не зависит от массы тела спортсмена, мы использовали тест Фишера.Результаты. Рассчитаны оптимальные массы спортсменов для разных дистанций в разных видах спорта. В общем, на коротких дистанциях оптимальными являются большие массы тела спортсменов, и они уменьшаются для более длинных дистанций. Исключение составляют результаты для плавания и бега среди женщин, где самые большие массы спортсменов соответствуют средним дистанциям. Для более длинных дистанций результаты показывают, что наиболее успешные спортсмены обладают меньшей массой тела, за исключением конькобежного спорта. Для фиксированных дистанций оптимальные массы тела атлетов-женщин составляют 79,5 ± 3,1 % от массы тела атлетов-мужчин, в то же время женщины-спортсмены развивают скорость, которая составляет 89,4 ± 1,8 % от скорости мужчин-спортсменов.Выводы. Проведенный статистический анализ показал, что в рамках одной дистанции нет значительной зависимости между скоростью и массой тела спортсмена (за исключением гребли). Для каждой дистанции существуют оптимальные массы тела спортсменов, которые оказались разными для разных видов спорта. Полученные результаты могут быть использованы в подборе спортсменов и их подготовке. Они нуждаются также в дополнительных исследованиях с учетом особенностей метаболизма и движения.Проблематика. Вага кращих спортсменів на різних відстанях і в різних видах спорту може бути дуже різною. Відомо, що веслярі, як правило, дуже масивні. Для того щоб дати шанс атлетам з меншою масою тіла, федерація з веслування ввела спеціальну категорію з ваговими обмеженнями. Ці факти пов’язані з особливостями аеробної та неаеробної активності, характеристиками опору та руху.Мета. У цій статті ми не намагаємося пояснити різницю між масами тіла спортсменів. Ми лише зафіксуємо їх для різних видів спорту (біг, плавання, лижні перегони, ковзанярський спорт, велоспорт, веслування) і для різних олімпійських дистанцій.Методика реалізації. Ми зібрали та проаналізували значну кількість даних про швидкість та масу тіла кращих спортсменів-професіоналів (жінок та чоловіків) у олімпійських видах спорту (біг, плавання, лижні перегони, ковзанярський спорт, велоспорт, веслування). Оскільки ми беремо до уваги маси тіла тільки найкращих спортсменів, то отримані результати можуть розглядатись як найбільш сприятливі (оптимальні) маси тіла для різних видів спорту і відстаней. Для того щоб перевірити, наскільки значення маси тіла і середньої швидкості в межах однієї дистанції відповідають лінійній залежності, ми використали рівняння лінійної регресії. Розраховано коефіцієнт кореляції та параметри прямої регресії. Для того щоб перевірити припущення, що швидкість ковзанярів не залежить від маси спортсмена, ми використали тест Фішера.Результати. Розраховано оптимальні маси спортсменів для різних відстаней у різних видах спорту. Загалом на коротких відстанях великі маси спортсменів є оптимальними, і вони зменшуються для великих відстаней. Винятком є результати для плавання та бігу серед жінок, де найбільші маси спортсменів відповідають середнім дистанціям. Для більш довгих відстаней результати показують, що найбільш успішні спортсмени характеризуються меншою масою тіла, за винятком ковзанярського спорту. Для фіксованих відстаней оптимальні маси тіла атлетів-жінок становлять 79,5 ± 3,1 % від маси тіла атлетів-чоловіків, у той же час жінки-спортсмени розвивають швидкість, яка становить 89,4 ± 1,8 % від швидкості чоловіків-спортсменів.Висновки. Проведений статистичний аналіз свідчить, що в межах однієї дистанції немає значної залежності між швидкістю та масою тіла спортсмена (за винятком веслування). Для кожної відстані існують оптимальні маси тіла спортсменів, які є різними для різних видів спорту. Встановлені факти можуть бути використані у підборі спортсменів та їх підготовці. Вони потребують також подальших досліджень з урахуванням особливостей метаболізму та руху

Глобальные и локальные характеристики кровотока в больших сосудах, основанные на четырехмерных данных МРТ

Проблематика. Магнітно-резонансна томографія, що використовує методи фазового контрасту для визначення трьох компонент швидкості, дає змогу in vivo отримати числову інформацію про зміну в часі тривимірних течій. Ця технологія може мати вирішальний вплив на оцінювання, визначення ризиків і планування хірургічного втручання при патологіях кровообігу, наприклад при захворюванні клапанів серця, артеріальних стенозах або недостатності, деформації, розшаруванні чи звуженні аорти. Однак її клінічне застосування є обмеженим через складну обробку даних, необхідну для виділення інформації, та проблеми синтезу отриманих даних у клінічно корисні параметри. Мета дослідження. В роботі представлений програмний продукт, що аналізує первинні дані і надає інформацію вздовж всієї судини, між двома вибраними перерізами та в околі вибраних точок. Методика реалізації. Розроблено повністю автоматизований алгоритм, що спирається на властивості течії Гагена–Пуазейля та в лічені хвилини виділяє форму судини, візуалізує течію крові та розраховує її характеристики. Оскільки роздільна здатність даних у просторі та часі є обмеженою, ми уникаємо диференціювання поля швидкостей. Результати досліджень. Алгоритм протестований на даних пацієнтів із двостулковим аортальним клапаном та здорових добровольцях. Наведено результати для максимальних та усереднених у часі значень в аорті, легеневій артерії, лівому і правому шлуночках. Висновки. Результати показують, що запропонований підхід може бути корисним для медиків для класифікації та діагностики різних патологій клапанів і судин.Background. Magnetic resonance imaging (MRI) using three-dimensional velocity encoding phase contrast (PC) methods offers the opportunity to quantify time-resolved 3D flow patterns in vivo. This technique can have a breakthrough impact on the evaluation, risk stratification and surgical planning in hemodynamic-related pathologies, e.g., cardiac valve diseases, arterial stenos or insufficiency, aortic dilation, dissection or coartaction. However, its applicability in clinics is limited due to the complex post-processing required to extract the information and the difficulty to synthesize the obtained data into clinical useful parameters. Objective. In this work, a software tool is presented which analyzes the row data and provides information along the whole vessel, between two selected cross-sections and in the vicinity of the selected points. Methods. A fully automatic algorithm based on the properties of the steady Hagen–Poiseuille flow was developed which in few minutes segments the vessel shape, visualize the blood flow and calculates its characteristics. Since the time and space resolutions of the data are limited, we avoid the differentiation of the velocity field. Results. The algorithm has been tested on datasets of patients with bicuspid aortic valve and healthy volunteers. Results are provided both as maximum and time-averaged values in aorta, pulmonary artery, left and right ventricles. Conclusions. The results demonstrate that the presented approach could be useful for medical doctors in order to classify and stratify different valve and/or vessel pathologies.Проблематика. Магнитно-резонансная томография, использующая методы фазового контраста для определения трех компонент скорости, позволяет in vivo получить числовую информацию о временных изменениях трехмерных течений. Эта технология может иметь решающее влияние на оценку, определение рисков и планирование хирургического вмешательства при патологиях кровотока, например при болезнях сердечных клапанов, артериальных стенозах или недостаточности, деформации, рассечении или сужении аорты. Однако ее клиническое использование ограничено из-за сложной обработки данных, необходимой для выделения информации, и проблемы синтеза полученных данных в клинически полезные параметры. Цель исследования. В работе представлен программный продукт, анализирующий исходные данные и представляющий информацию вдоль всего сосуда, между двумя выбранными сечениями и в окрестности выбранных точек. Методика реализации. Разработан полностью автоматизированный алгоритм, основанный на свойствах течения Хагена–Пуазейля и в считанные минуты выделяющий форму сосуда, визуализирующий кровоток и рассчитывающий его характеристики. Поскольку разрешающая способность данных в пространстве и времени ограничена, мы избегаем дифференцирования поля скоростей. Результаты исследований. Алгоритм протестирован на данных пациентов с двустворчатым аортальным клапаном и здоровых добровольцах. Приведены результаты для максимальных и осредненных по времени значений в аорте, легочной артерии, левом и правом желудочках. Выводы. Результаты демонстрируют, что предложенный подход может быть полезным для медиков для классификации и диагностики разных патологий клапанов и сосудов