Пробы Штанге и Генчи: оценка дыхания в динамике

Вы засекли секундомером, сколько человек может не дышать на вдохе (проба Штанге) и на выдохе (проба Генчи), повторили замер после цикла тренировок — и теперь нужно доказать, что дыхание стало «выносливее», а не просто написать «результаты улучшились».

Хорошая новость: никакой особой «дыхательной статистики» здесь нет. Обе пробы дают одно число в секундах на человека, а дальше вы работаете с ним как с обычным количественным показателем — теми же ранговыми критериями, что и психологи со своими баллами.

В двух словах

• Проба = время в секундах. Штанге — задержка на вдохе, Генчи — на выдохе. Чем дольше человек держит, тем выше устойчивость к нехватке кислорода (гипоксии). Больше — лучше.
• Одна группа, замеры до/после — критерий Вилкоксона. Это самый частый случай в дипломе.
• Две группы (контрольная и экспериментальная) — критерий Манна-Уитни.
• Описывать малые выборки лучше медианой и квартилями, а не средним.
• Хотите просто получить число и уровень по нормам — пройдите тест и посчитайте автоматически на странице методики: проба Штанге и проба Генчи.

Эта статья — про обработку проб в дипломе. Полный порядок замера, точные нормы и автоматический расчёт уровня — на страницах самих методик; здесь объясняем, что делать с собранными секундами.

Что показывают пробы Штанге и Генчи

Обе пробы измеряют одно и то же качество — устойчивость организма к гипоксии, то есть способность нормально переносить нехватку кислорода. Разница только в фазе дыхания, на которой человек задерживает воздух.

• Проба Штанге. Задержка дыхания на вдохе. Лёгкие наполнены, запас кислорода больше — поэтому и время длиннее. У здорового нетренированного взрослого это обычно 40–60 секунд.
• Проба Генчи. Задержка дыхания на выдохе. Лёгкие почти пустые, кислородный запас меньше — значит, и время короче. Норма у нетренированных — примерно 25–40 секунд.

Чем дольше человек держит, тем выше функциональные резервы дыхания и кровообращения. Поэтому в динамике рост времени = улучшение: тренировки повысили устойчивость к гипоксии.

Какие нормы у проб

Нормы нужны для словесной оценки уровня («удовлетворительно», «хорошо»), но сам вывод о значимости сдвига делает не норма, а критерий. Ориентиры из спортивной медицины такие.

• Проба Штанге. Хорошим результатом считается 50 секунд и более. Меньше 40 с — ниже среднего, 40–49 с — удовлетворительно, 50–60 с — норма здорового взрослого, выше 60 с — высокая тренированность (у спортсменов до 90 с и больше).
• Проба Генчи. Хороший результат — 30 секунд и более. До 24 с — ниже среднего, 25–39 с — норма нетренированных, 40–59 с — хорошо, 60 с и выше — уровень спортсменов.

Точные пороги и автоматическую оценку уровня смотрите на страницах пробы Штанге и пробы Генчи — там можно ввести замеры и сразу получить уровень.

Дизайн решает, какой критерий брать

Выбор метода зависит не от названия пробы, а от того, как устроено ваше исследование. Почти все дипломы укладываются в два сценария.

Одна группа, замеры до и после. Вы взяли одну группу, провели цикл занятий, замерили дважды одних и тех же людей. Это связанные выборки → критерий Вилкоксона. Он сравнивает сдвиг внутри каждого человека и не требует нормального распределения — то, что нужно для малых выборок.

Две независимые группы: КГ и ЭГ. Контрольная группа занималась обычно, экспериментальная — по вашей программе. Вы сравниваете разных людей между собой → критерий Манна-Уитни. Обычно им сравнивают итоговый замер или прирост.

Если у вас три и более группы (например, три варианта дыхательной гимнастики) — берут критерий Краскела-Уоллиса. Почему почти всегда непараметрика, а не Стьюдент, разбираем в статье «Параметрические и непараметрические критерии».

Примеры на пробах

Чтобы стало совсем понятно, разберём четыре ситуации с конкретными числами. Метод каждый раз диктует дизайн, а оценку «лучше/хуже» — смысл пробы (больше секунд — лучше).

Пример 1. Проба Штанге, одна группа. У 8 студентов замерили задержку на вдохе до и после семестра занятий → Вилкоксон. Медиана выросла с 39,5 до 48,5 с. Время увеличилось — устойчивость к гипоксии повысилась, группа подошла к нормативу «хорошо» (50 с).

Пример 2. Проба Генчи, одна группа. У тех же 8 студентов задержка на выдохе выросла с 32 до 37 с → снова Вилкоксон, но это отдельный расчёт. Медиана сдвинулась из зоны «удовлетворительно» ближе к границе «хорошо» (40 с).

Пример 3. Штанге, КГ против ЭГ. Две группы по 15 человек: контрольная и экспериментальная. Сравниваете итоговую задержку на вдохе между группами → Манна-Уитни. У ЭГ медиана 54 с, у КГ — 46 с. Больше — лучше, значит ваша программа дала прирост.

Пример 4. Связь двух проб. Хотите показать, что хорошая задержка на вдохе сопровождается хорошей задержкой на выдохе → корреляция Спирмена между Штанге и Генчи. Положительная связь подтвердит, что обе пробы отражают единую устойчивость к гипоксии.

Четыре ситуации, три разных критерия — и ни разу не понадобилось ничего «дыхательного». Только дизайн и смысл числа.

Описывайте медианой, а не средним

Выборки в дипломах маленькие (15–30 человек), а распределение времени задержки часто кривое: один «ныряльщик» с задержкой 95 с утянет среднее вверх и исказит картину.

Поэтому для проб берут медиану (Me — значение, которое делит группу пополам) и квартили (Q1 и Q3 — границы, между которыми лежит средняя половина людей). Это устойчивые к выбросам числа. Посчитать их разом удобно в калькуляторе описательной статистики.

Запись в дипломе обычно выглядит так: Me [Q1; Q3], например 39,5 [37,0; 41,5].

Таблица 1 — Динамика проб Штанге и Генчи в группе до и после семестра занятий (n = 8)

Вывод словами под таблицей: «После семестра занятий время задержки дыхания значимо выросло по обеим пробам (T = 0 < T₍₀,₀₅₎ = 4; p < 0,01): по пробе Штанге медиана увеличилась с 39,5 до 48,5 с, по пробе Генчи — с 32,0 до 37,0 с». Для Вилкоксона помните правило: сдвиг значим, когда T эмпирическое меньше или равно T критическому (в отличие от Стьюдента, где наоборот).

Если дизайн — две независимые группы (КГ и ЭГ), вместо T в таблице будет U-критерий Манна-Уитни, а медианы «до/после» заменятся медианами двух групп. Логика таблицы при этом не меняется: две колонки чисел, статистика и вывод.

Что писать в дипломе

После расчёта главный показатель — p-значение (что это такое — в статье «Что такое p-значение»):

• p < 0,05 — изменение/различие статистически значимо;
• p > 0,05 — значимых изменений нет, «показалось».

Готовые формулировки:

• «Прирост времени задержки дыхания на вдохе (проба Штанге) после программы статистически значим (T = 0; p < 0,01): медиана увеличилась с 39,5 до 48,5 с».
• «Время задержки дыхания на выдохе (проба Генчи) значимо выросло (T = 0; p < 0,01), что свидетельствует о повышении устойчивости организма к гипоксии».
• «Различия пробы Штанге между контрольной и экспериментальной группами статистически значимы (U = 58; p < 0,05) в пользу ЭГ».
• «Статистически значимых изменений пробы Генчи не выявлено (T = 17; p = 0,21)».

Частые ошибки

• Усреднять пробы вместо медианы на малой выборке. При 15–20 людях один длинный результат ломает среднее. Берите медиану и квартили.
• Считать критерий по сумме Штанге и Генчи. Это два разных показателя — два отдельных расчёта Вилкоксона (или Манна-Уитни).
• Сравнивать Штанге с Генчи как «хуже/лучше». На выдохе время короче всегда; меньшие секунды Генчи — не ухудшение, у пробы свои нормы.
• Брать Манна-Уитни для замеров до/после. Если это одни и те же люди дважды — нужен Вилкоксон (связанные выборки), а не Манна-Уитни.
• Делать вывод только по среднему «стало больше». Без критерия и p-значения это не доказательство.

Частые вопросы

Можно ли применить парный критерий Стьюдента к пробам?

Можно — если данные числовые и разности «после минус до» распределены нормально (проверьте Шапиро-Уилком). Но на малых выборках нормальность обычно не подтверждается, поэтому безопаснее Вилкоксон. Сравнение этих методов — в статье «Стьюдент или Вилкоксон».

Что делать, если у меня и до/после, и две группы сразу?

Это классический дизайн «КГ и ЭГ с замерами до и после». Внутри каждой группы считают сдвиг Вилкоксоном (стало ли лучше), а между группами сравнивают приросты или итоговые значения Манной-Уитни (чья программа сильнее).

Можно ли объединить Штанге и Генчи в один показатель?

В спортивной медицине есть индекс Скибинской, который сводит задержку дыхания и пульс в одно число. Но если такого индекса в задачах нет, считайте Штанге и Генчи как два отдельных показателя — так корректнее и нагляднее.

Почему время задержки может снизиться после программы?

Проба чувствительна к текущему состоянию: время падает при утомлении, после болезни, при перерыве в тренировках или сниженной мотивации к максимальному усилию. Поэтому замеры важно проводить в стандартных условиях — одно время дня, после 5 минут отдыха, чтобы соблюсти методическое единство.

Сколько человек нужно?

Вилкоксон формально работает от ~6 пар, Манна-Уитни — от ~5–6 человек в группе, но чем больше, тем надёжнее. Реалистичный ориентир для диплома — 15–30 человек. Подробнее — «Сколько респондентов нужно для диплома».

Короткий алгоритм

1. Соберите секунды. Одна проба = одно число на человека: Штанге (вдох) и Генчи (выдох) — отдельно.
2. Определите дизайн. Одна группа до/после → Вилкоксон. Две группы → Манна-Уитни. Три и больше → Краскел-Уоллис.
3. Опишите медианой Me [Q1; Q3] через калькулятор описательной статистики.
4. Посчитайте критерий по каждой пробе отдельно и посмотрите p-значение (значимо при p < 0,05).
5. Трактуйте по смыслу: рост секунд — это повышение устойчивости к гипоксии; нормы и уровень уточняйте на страницах методик.

Что ещё почитать

• Как обработать функциональные пробы в дипломе — общая схема для Руфье, PWC170, теппинга и других проб.
• Эффективность тренировки в цифрах — как статистикой доказать, что программа сработала.
• Руководство по критерию Вилкоксона — подробный разбор сравнения «до/после».
• Описательная статистика в дипломе — про медиану, квартили и как их подавать.
• Калькуляторы: проба Штанге и проба Генчи — пройти и посчитать уровень автоматически.

Не уверены, какой критерий подходит под ваш дизайн — посмотрите базу методик или закажите консультацию: эксперт подберёт метод и посчитает за вас.