тренировка с биологической обратной связью по спирографическим показателям при заболеваниях сердца
Тренировка с биологической обратной связью по спирографическим показателям при заболеваниях сердца
Тесная связь здоровья с образом жизни, объемом и характером двигательной активности доказана многочисленными исследованиями. Занятия физическими упражнениями способствуют укреплению или восстановлению здоровья и составляют суть физической культуры, в которой система физических упражнений, направленных на повышение здоровья, называется оздоровительной или физической тренировкой, в иностранной литературе – кондиционной тренировкой. Еще в глубокой древности врачи и философы считали, что здоровым быть невозможно без занятий физической культурой. Выдающийся ученый средневековья Абу Али ибн Сина (Авиценна) уделял большое внимание необходимости движения. На рубеже первого и второго тысячелетий в главе «Сохранение здоровья» книги «Канон врачебной науки» он писал, что самое главное в режиме сохранения здоровья есть занятия физическими упражнениями. Древнегреческий философ Платон называл движение «целительной частью медицины», а писатель и историк Плутарх – «кладовой жизни». Древнегреческий философ и ученый Аристотель утверждал: «Гимнастика, физические упражнения, ходьба должны прочно войти в повседневный быт каждого, кто хочет сохранить здоровье, полноценную и радостную жизнь» [9].
Использование в Восточных странах физических упражнений для лечения различных заболеваний способствовало развитию этого направления во всем мире. В Европе всеобщее признание получил метод шведской медицинской гимнастики, предложенный Р.Н. Лингом (1776–1839), в которой различали свободно выполняемые упражнения и движения с сопротивлением для мышц [6].
Современные знания об оздоровительной роли средств физической культуры были заложены в XVIII веке профессором медицины Симоном-Андре Тиссо. Это он сказал: «… движение, как таковое, может по своему действию заменить любое средство, но все лечебные средства мира не могут заменить действия движения» [9].
Клинико-физиологическое обоснование применения средств и методов лечебной физкультуры для восстановительного лечения больных с различными заболеваниями дано в работе [3]. При оценке реакции больного на физическую нагрузку оцениваются частота сердечных сокращений (ЧСС), частота дыхания, артериальное давление и другие физиологические параметры, проводится электрокардиография.
Г. Гайгер [2] и ряд других авторов отмечают, что эффективность тренировок может быть существенно улучшена за счет применения метода биологической обратной связи (БОС), позволяющего пациенту осознано интенсифицировать ее процесс. История метода БОС и варианты технической реализации изложены в работах [5, 7].
Цель работы – разработка методики лечебной физкультуры с использованием биологической обратной связи.
Материалы и методы исследования
Лечебная физкультура проводится на площадке с управляемой светодинамической подсветкой, создаваемой световым излучателем, установленным на заданной высоте. Светодинамической подсветкой задают зоны, в которых тренирующиеся должны находиться. Изменение положения, формы и площади зон и режимов тренировки задают аппаратно-программным комплексом (АПК), который содержит библиотеку программ разной сложности для задания индивидуальных или групповых тренировочных или игровых режимов различных игр, для занятий аэробикой или фитнесом.
У занимающихся заблаговременно по номограммам Б.П. Преварского определяют величину нагрузки, соответствующей 35, 50, 75 и 100 % должного максимального потребления кислорода. При заданных допустимых нагрузках определяют время врабатывания и время наступления утомления, диапазон изменения ЧСС во время врабатывания и до наступления утомления.
Для определения времени врабатывания и диапазона изменения ЧСС во время врабатывания тренирующемуся задают тест с заданной постоянной нагрузкой и предъявляют последовательность парных световых импульсов длительностью 200 мс, разделенных межимпульсным интервалом, равным 70 мс, повторяющихся через постоянный временной интервал 1 с. Периодически измеряют ЧСС и методом последовательного приближения определяют пороговый межимпульсный интервал, при котором два импульса в паре сливаются в один. Строят график динамики порогового межимпульсного интервала в координатах «значение порогового межимпульсного интервала – время тестирования». Время врабатывания тренирующегося оценивают по времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато». Максимально допустимую ЧСС во время врабатывания определяют в момент времени выхода графика динамики порогового межимпульсного интервала на «плато».
Для определения времени наступления утомления и диапазона изменения ЧСС до наступления утомления тест продолжают, состояние утомления тренирующегося определяют по времени резкого уменьшения значений порогового межимпульсного интервала. Максимально допустимую ЧСС до наступления утомления определяют в момент резкого уменьшения значений порогового межимпульсного интервала.
Для тренирующихся выбирают программу индивидуального или группового тренировочного или игрового режима и запускают ее. У тренирующихся в процессе занятий измеряют ЧСС и передают ее значения в АПК с целью контроля величины и интенсивности нагрузки [1].
Если значение ЧСС тренирующегося во время врабатывания или после его окончания выше допустимого значения для этого периода, дается рекомендация уменьшить интенсивность нагрузки, если ниже – АПК переходит на программу большей сложности, задающей большую интенсивность нагрузки. Тренировку заканчивают при наступлении утомления или по рекомендации врача.
Результаты исследования и их обсуждение
В лечебной физкультуре при регулировании тренировочных нагрузок, как отмечает В.А. Епифанов [3], данные регистрации и анализа ЧСС традиционно широко используются. Это связано с тем, что ЧСС является одним из интегральных и доступных показателей, которая напрямую зависит от интенсивности той или иной физической или эмоциональной нагрузки. Однако широкое применение показателей ЧСС еще не означает единого понимания наблюдаемых в процессе деятельности ее изменений. В ряде работ урежение пульса расценивается как симптом утомления, в других достоверным показателем утомления считается его учащение [9].
Более чувствительным индикатором величины нагрузки является динамика скорости нервных процессов [10]. Поэтому предпочтительнее время врабатывания и наступления утомления определять путем анализа динамики значений порогового межимпульсного интервала.
В работе [9] отмечается, что только адекватные уровни активности без опасения развития неблагоприятных последствий могут привести к совершенствованию работы систем организма человека, случайное же и необдуманное применение физических упражнений – к исчерпанию резервных возможностей организма, накоплению утомления, стойкому закреплению патологических стереотипов движения и реакции систем организма на нагрузку.
Для индивидуализации величины нагрузки, в частности беговой, путем решения уравнения множественной регрессии строится математическая модель зависимости прогнозируемой длины пробегаемой дистанции S от длины и массы тела, возраста, показателя PWC170, ЧСС в покое, имеющая более 98 % значимости [4]:
S = 38,6002 Х1 – 10,9891 Х2 + 11,2411 Х3 – – 2,15522 Х4 + 0,186608 Х5,
где Х1 – возраст; Х2 – масса тела; Х3 – длина тела; Х4 – ЧСС в покое; Х5 – PWC170.
Однако значительное повышение эффективности лечебной физкультуры достигается путем использования метода БОС. По мнению А.А. Колодезниковой и соавт. [5] это достигается наглядностью для тренирующихся, в том числе больных, результатов БОС-тренировки, что приводит к росту мотивации на лечение вообще и на достижение конкретных реабилитационных целей в частности.
Использование БОС при тренировке стабилизирующих мышц поясницы при хронических поясничных болях обладает высокой эффективностью и является мотивирующим потенциалом для пациентов [2].
Показано, что комбинация электромиостимуляции мышц верхних конечностей с БОС в сочетании с обычным планом лечения позволяет получить лучшие результаты в более короткие сроки у пациентов с инсультом. По окончании лечения улучшаются результаты при тестировании активного и пассивного объема движения суставов, мышечной силы и мышечного тонуса, точности и координации при выполнении симметричных движений [5].
Комплексная медикаментозная терапия больных системной склеродермией, сопровождаемая сеансами мультимодального БОС-тренинга с помощью психофизиологического реабилитационного комплекса «Реакор» производства фирмы «Медиком МТД» (г. Таганрог), позволила существенно снизить тревожно-депрессивные реакции. БОС помимо коррекции психоэмоционального состояния способствует уменьшению рефлекторных мышечно-тонических синдромов, улучшению мозгового и периферического кровотока, мобилизации волевого потенциала и повышению самооценки больных [8].
Заключение
Разработана методика лечебной физкультуры с использованием биологической обратной связи, адаптированная к функциональным возможностям организма человека. Критерием интенсивности физической нагрузки, являющимся параметром биологической обратной связи, принято значение порогового межимпульсного интервала, при котором два световых импульса сливаются в один.
Спирография и спирометрия
Оглавление
Диагностика функции внешнего дыхания является обязательной составляющей многих общеклинических обследований, которые проводятся ежегодно с целью мониторинга состояния здоровья. Для находящихся в группе риска пациентов промежутки между диагностическими мероприятиями могут сокращаться.
С целью исследования внешнего дыхания сегодня проводится спирография (в том числе с пробой). Процедура выполняется быстро, является безопасной и безболезненной. Пациент не испытывает выраженного дискомфорта. В некоторых случаях возникают небольшие побочные эффекты: учащение пульса и тремор конечностей, которые самостоятельно проходят за несколько минут или часов.
Спирография (спирометрия): что это за процедура?
Процедура позволяет выявить патологии не только органов дыхания, но и системы. Осуществляется диагностика с использованием специального медицинского прибора. Аппарат состоит из датчика, реагирующего на поток воздуха, и компьютерных систем. Они определяют все важные для обследования характеристики и преобразуют их в цифровой формат.
Спирометр фиксирует объем воздуха из легких при максимальном выдохе после максимального вдоха. При расшифровке результатов обследования учитывают возраст пациента. Это обусловлено тем, что норма у людей разных возрастных категорий различается.
Как спирография, так и спирометрия дыхания направлены на измерение функции легких. При проведении первой процедуры производится дополнительная графическая запись показателей. В этом и заключается небольшое отличие между методиками.
Важно! Качество и точность результатов диагностики зависят от целого ряда факторов, в числе которых:
Именно поэтому очень важно проходить процедуру в современной клинике у опытных специалистов. Они проведут все манипуляции и выполнят информативную диагностику.
Очень важно четко соблюдать все рекомендации врача! Только в этом случае оценка работы легких будет проведена точно и позволит поставить диагноз в кратчайшие сроки.
В рамках тестов исследуются такие показатели:
Важно! Все показатели оцениваются только в комплексе. Лишь при ряде отклонений от нормы можно говорить о наличии выраженной патологии. Любая оценка производится исключительно врачом. Настоятельно не рекомендуем пытаться ставить себе диагнозы самостоятельно! Вы не располагаете всеми необходимыми для этого знаниями и навыками.
Проведение спирографии сегодня актуально не только для терапевтов и пульмонологов, но и для кардиологов, и других врачей. Дополнительно выполняются и другие обследования. Как правило, только после комплексной диагностики удается выявить даже скрытые патологии различных органов и систем.
Показания для исследования
Пройти спирометрию следует с целью:
Основными показаниями к обследованию являются:
Кроме того, сделать спирометрию следует в рамках комплексного обследования спортсменов и других категорий пациентов.
Принцип выполнения
Тестирование может осуществляться в двух положениях: стоя или сидя. Во время процедуры на носу пациента располагается зажим, который препятствует прохождению воздуха. Специальный прибор присоединяется к загубнику, размещаемому в полости рта. Обеспечивается спирография на предельном выдохе, в состоянии покоя, при усиленном обороте воздуха через легкие.
В некоторых случаях проводится исследование с дополнительным использованием специальных препаратов. Актуальным оно является при подозрении на конкретные заболевания.
Диагностика проводится поэтапно. Сначала пациент находится в расслабленном состоянии, а по просьбе врача он производит некоторые дыхательные манипуляции.
По окончанию основной части исследований загубник вынимается и пациент отдыхает. С целью исключения ошибок диагностику могут повторять несколько раз.
Также могут выполняться:
Преимущества проведения спирографии (спирометрии) в МЕДСИ в Москве
Спирография легких
Оценка функции внешнего дыхания играет большую роль в диагностике большого количества заболеваний легких и бронхов, позволяя обнаружить изменения еще до появления их первых признаков, определить динамику изменений при проведении лечения. С этой целью сегодня используются разные методы, но одним из наиболее информативных и при этом безопасных является спирография.
Что такое спирография
Спирография или спирометрия представляет собой диагностический метод исследования функции внешнего дыхания и является главным способом оценки функционального состояния легких и бронхов. Она широко применяется в пульмонологии и терапии, поскольку позволяет установить:
Дополнительно определяется индекс Тиффно (ИТ), являющийся отношением ОФВ1/ФЖЕЛ.
Таким образом, спирография дает большое количество информации об особенностях функционирования органов дыхания конкретного больного, что позволяет не только обнаружить признаки патологических изменений, но и разработать наиболее эффективную тактику лечения. В результате удается обнаружить:
Процедура может проводиться детям, начиная с 5-ти лет. Но в силу возраста она не всегда оказывается информативной, поскольку ребенку бывает сложно объяснить, что от него требуется, особенно при выполнении форсированного выдоха.
Показания к проведению спирографии
Поскольку спирография является безопасным и достаточно простым в проведении диагностическим методом, ее широко используют в пульмонологии, а также в терапии при подозрении на наличие заболеваний пульмонологического профиля. А именно ее назначают при:
Также провести спирографию рекомендуется всем, кто имеет большой стаж курения.
Выполнение спирографии показано и в профилактических целях. Поэтому ее вносят в перечень обязательных исследований, подлежащих выполнению при ежегодном профилактическом медицинском обследовании. Кроме того, ее назначают людям, работающим на вредных производствах, и детям при наличии у близких родственников хронических заболеваний органов дыхания, аллергических реакций, проявляющихся бронхоспазмом. Она же используется для внесения корректив в терапию бронхиальной астмы и ХОБЛ.
Особенности подготовки
Для получения максимально точных данных выполнение спирографии требует несложной подготовки. Так, следует воздержаться от употребления пищи за 6—8 часов до ее проведения, поэтому обычно исследование назначают на утро. Также перед процедурой не рекомендуется пить крепкий чай или кофе, курить. Накануне следует поужинать легким блюдами, отказаться от алкоголя и энергетиков. Допускается за час до исследования выпить стакан теплой воды. Кроме того, лучше отказаться от утренней зарядки, если таковая практикуется.
На спирографию стоит приходить в свободной, удобной одежде, которая не стесняет дыхания. Поэтому лучше не надевать галстук, тесное белье и т. д. Непосредственно процедура проводится примерно через 20 минут после того, как пациент пришел в клинику. Это время требуется для того, чтобы полностью нормализовалась работа дыхательной и сердечно-сосудистой системы после физической нагрузки.
По рекомендации лечащего врача перед спирографией стоит сделать перерыв в использовании бронхолитиков, часто назначающихся при бронхиальной астме, ХОБЛ и других обструктивных заболеваниях органов дыхания. Так, использование β2-антагонистов короткого действия, в частности Сальбутамола, Вентолина, Беродуала следует отменить минимум за 6 часов до проведения спирографии. Ингаляции β2-антагонистов длительного действия, т. е. Серетида, Фостера, Форадила, Симбикорта, Сереванта и применение Оксиса необходимо проводить не позднее, чем за 12 часов до исследования. Что же касается пролонгированных теофиллинов, например, Спирива, то отмену препарата производят за сутки до спирографии. Но прекращать прием данных лекарственных средств следует только по согласованию с лечащим врачом.
Как проводится спирометрия
По сути, спирография и спирометрия – одно и то же. Единственная разница между этими понятиями заключается в том, что спирометрией можно назвать сам процесс выполнения исследования, а при спирографии его результат выдается в виде графика, точно описывающего функцию легких. Сегодня эти понятия идентичны и взаимозаменяемы.
Сейчас практически везде для оценки дыхательной функции используется компьютерная спирометрия, хотя ранее для этих целей применялись механические приборы, как правило, водного типа. Современные цифровые устройства, называемые спирографами, позволяют снять нужные показания в разных режимах и автоматически рассчитать необходимые соотношения, что существенно ускоряет и упрощает проведение диагностики. Система дополнительно учитывает вес, рост, пол, возраст пациента.
Спирография может выполняться при спокойном дыхании с целью определения жизненной емкости легких, при форсированном (резком, сильном) выдохе и с проведением функциональных проб:
Аппарат для выполнения спирографии может быть закрытым и открытым. В первом случае он имеет вид герметично закрывающейся прозрачной камеры, соединенной с регистрирующей частью. Открытые аппараты обеспечивают вдыхание атмосферного воздуха и представляют собой компьютер того или иного размера и присоединенный к нему мундштук с датчиками.
Непосредственно проведение спирографии заключается в следующем:
Чтобы добиться правильного выполнения форсированного выдоха, может потребоваться 3—8 попыток, так как приступ кашля, смыкание голосовых связок, ранняя остановка выдоха, перекрытие мундштука приводит к получению неточных результатов.
Исследование длится 15—45 минут. После окончания процедуры компьютер составляет график по результатам исследования, который называют спирограммой. При обнаружении отклонений в ней процедуру обычно повторяют, порой неоднократно. Если же изменения стойкие и сохраняются от исследования к исследованию, больному рекомендуется пройти дополнительные диагностические процедуры или выполнить спирометрию с бронхолитиком.
Например, в спорных случаях может выполняться исследование особенностей диффузии легких, т. е. качество поступления кислорода из легких в кровь и выведения углекислого газа. Изменение этого параметра указывает о тяжелых нарушениях дыхательной функции. Также пациентам может рекомендоваться проведение бронхоспирометрии, т. е. введение бронхоскопа под анестезией с оценкой функциональности каждого легкого в отдельности с вычислением его минутного, жизненного объема и ряда других показателей.
В комплексе со спирографией нередко назначаются ЭКГ, УЗИ сердца и рентген легких, так как это позволяет точно установить наличие или отсутствие связи между патологиями бронхолегочной и сердечно-сосудистой систем.
Расшифровка результатов
Интерпретация результатов исследования – задача специалиста. При этом обязательно учитываются не только полученные данные, но и качество проведенной процедуры, возможность ложноположительной и ложноотрицательной интерпретации.
Заключение составляется путем сравнения полученных данных с нормальными показателями ОФВ1, ЖЕЛ, ФЖЕЛ, ИТ, МВЛ и другими. У здоровых людей эти величины всегда выше 80% от показателей нормы. На наличие патологических изменений указывает получение данных ниже 70% нормальных показателей.
Частота дыхания
Изначально оцениваются показатели частоты дыхания, т. е. количество сделанных вдохов и выдохов в течение минуты. В норме взрослый человек делает 16—20 дыхательных движений в минуту, дети – больше в зависимости от возраста. На этот показатель влияет положение тела пациента во время проведения исследования, степень эмоционального возбуждения и употребление накануне пищи. Если эти условия выполнения спирографии не были нарушены, увеличение частоты дыхания может указывать на наличие:
Если учащение дыхательных движений сочетается со снижением глубины, подобное может быть признаком сухого плеврита, острого миозита, межреберной невралгии, переломов ребер, присутствия в легких метастаз.
Снижение показателей частоты дыхания характерно для поражений головного мозга, в частности, менингита, опухолей, отека головного мозга и кровоизлияний в него.
Дыхательный объем
Дыхательный объем (ДО) – количество вдыхаемого воздуха за 1 вздох. В норме он составляет 0,5—0,8 л, но диагностическим параметром считается его снижение на фоне увеличения частоты дыхания или наоборот. Так, увеличение дыхательного объема при увеличении частоты дыхания наблюдается при повышенной температуре тела или присутствии анемии. Снижение обоих показателей типично для эмфиземы легких, выраженного сужения трахеи, заболеваний, вызывающих угнетение функции дыхательного центра, расположенного в головном мозге.
Минутный объем дыхания
МОД рассчитывается путем получения произведения показателя частоты дыхания на дыхательный объем. Поэтому в норме у взрослого человека МОД составляет порядка 4—10 л. Этот параметр является важным для оценки качества вентиляции мельчайших составляющих легких, альвеол. Ведь при глубоком и поверхностном дыхании попадающий в легкие воздух по-разному их наполняет. При неглубоком, частом дыхании он может не доходить до альвеол, что снижает качество течения газообменных процессов в организме.
Возрастание показателей МОД может указывать на развитие легочной или сердечной недостаточности легкой и средней тяжести, тиреотоксикоза или поражений центральной нервной системы. Снижение же этой величины является признаком тяжелой легочной или сердечной недостаточности, микседемы или угнетения дыхания.
Но МОД во многом зависит от психологического состояния пациента, степени тренированности легких, особенностей метаболизма. Поэтому часто этот показатель воспринимают в качестве вспомогательного.
Жизненная емкость легких
ЖЕЛ показывает не общий объем легких, а максимально возможный объем воздуха, который конкретный человек способен вдохнуть и выдохнуть, т. е. в него входит и резервный объем вдоха и выдоха. У здорового взрослого человека этот показатель равен 3000—5000 мл и приближается к индивидуально рассчитанной по математической формуле должной жизненной емкости легких (ДЖЕЛ).
ДЖЕЛ для взрослых мужчин = (27,63 – 0,122 х В) х L;
ДЖЕЛ для взрослых женщин = (21,78 – 0,101 х В) х L.
В норме разница между полученным и рассчитанным показателем не должна быть более 15%. Получение большей разницы характерно для:
Незначительное снижение ЖЕЛ указывает на обструктивные заболевания бронхов.
Форсированная жизненная емкость легких
Этот показатель, сокращенно называемый ФЖЕЛ, в норме должен быть не более чем на 100-300 мл меньше ЖЕЛ. С его помощью можно оценить эластичность легких, качество функционирования дыхательных мышц и проходимость бронхов.
При увеличении разницы между ЖЕЛ и ФЖЕЛ до 1500 мл и более, следует предположить наличие:
Объем форсированного выдоха за 1 секунду
ОФВ1 – индивидуальный показатель, зависящий от пола, возраста и веса. У здорового человека он должен находиться в пределах 1,4—4,2 л/сек. Но полученный при спирографии результат обязательно сравнивают с должным, который рассчитывают для каждого пациента отдельно по формуле:
ОФВ1 для мужчин = 0,036∙рост – 0,031∙вес;
ОФВ1 для женщин = 0,026∙рост – 0,028∙вес.
Отклонения полученного ОФВ1 от должного является показателем наличия хронической бронхиальной обструкции, а также позволяет контролировать динамику течения заболевания.
Обнаружить обструктивные заболевания на ранних этапах развития поможет средняя объемная скорость (СОС), отражающая скорость выполнения форсированного выдоха в средине дыхательного движения.
Индекс Тиффно
ИТ рассчитывается как отношение ОФВ1 к ЖЕЛ и у здоровых людей равен 70—90%. Этот показатель уменьшается при:
По ИТ можно установить тип обструкции. Дополнительно проводится проба с бронхолитиками и, если после ее проведения ИТ возрастает, причина заключается в бронхоспазме. Если же ситуация не изменяется, следует искать корень проблемы в других патологиях.
Максимальная вентиляция легких
У взрослых здоровых людей МВЛ равна 50—180 л/мин. Снижение этого показателя характерно для развития дыхательной или сердечной недостаточности.
Показатели скорости движения воздуха
Эти параметры рассчитываются по достаточно сложному алгоритму, заключающемся в построении треугольника на полученной спирограмме. Нормальными значениями считаются 160—300 мм/мин.
Таким образом, на основании изменения только одного из показателей спирометрии невозможно поставить диагноз. Всегда полученные данные оцениваются в комплексе и по изменению ряда параметров говорят о наличии того или иного заболевания, что дополнительно подтверждают другими инструментальными исследованиями.
Противопоказания
Несмотря на простоту и безопасность процедуры, существуют ситуации, когда проведение спирографии может нанести пациенту вред. Выполнение спирографии противопоказано при:
Важно: несмотря на большую информативность спирографии, не всегда проблемы с дыханием связаны с нарушением функции внешнего дыхания, и нормальные показатели спирографии не являются признаком здоровья, поэтому могут присутствовать те или иные жалобы, связанные с одышкой и кашлем.
Одними из факторов, оказывающих влияние на функцию легких, могут быть:
Всех пациентов обследуют, учитывая множество факторов, оказывающих влияние на функцию легких, а терапия подбирается индивидуально в зависимости от состояния организма и его резервных возможностей. Комплексный подход в сочетании с другими методами лечения дает возможность сократить период реабилитации и усилить эффективность проводимых мероприятий, минимизировать медикаментозное лечение, уменьшить риск возникновения осложнений в будущем.
Таким образом, спирография является весьма информативным диагностическим методом, позволяющим получить много информации о работе органов дыхания, проследить эффективность назначенной терапии и дифференцировать ряд патологий бронхов и легких от заболеваний сердечно-сосудистой и других систем. При этом он отличается простотой выполнения, безопасностью и доступностью, что позволяет использовать спирографию практически без ограничений, в том числе в рамках профилактических осмотров.