logo

Аннотация

Предложены механотренажерные технологии вибрационно-импульсного и наружного аппаратного массажа грудной клетки, тренировки дыхательной мускулатуры и обеспечивающие их технические устройства. Доказана их клиническая эффективность.

Ключевые слова: механотренажерные устройства, заболевания органов дыхания, наруше-ние функции внешнего дыхания, тренировка дыхательной мускулатуры.

Необходимость внедрения немедикаментозных технологий в комплексную терапию больных заболеваниями органов дыхания обусловлено недостаточной эффективностью лекарственной терапии, ведущей к ряду серьезных осложнений, особенно на этапах восстановления функциональ-ных нарушений. При лечении хронического бронхита (ХБ), хронических обструктивных болезней легких (ХОБЛ), бронхиальной астмы (БА), затяжного течения острой пневмонии с начала восьмидесятых годов прошлого века использовались: вспомогательная искусственная вентиляция легких (ВИВЛ), наружный аппаратный (НАМ) и вибрационно-импульсный массаж (ВИМ) грудной клетки, тренировка дыхания с сопротивлением вдоху и выдоху, были сконструированы технические устройства [1] для реализации механотренажерного направления в медицине.

Из-за отсутствия выпускаемых серийно механотерапевтических аппаратов, отвечающих потребностям клиник, оздоровительных и спортивных учреждений, тренажеры не были широко внедрены в клиническую практику, в профилактическую и спортивную медицину.

Все ранее применяемые способы тренировки дыхательной мускулатуры (ТДМ) основывались на принципе дросселирования потока, т.е. тренирующее усилие создавалось затруднением прохождения воздуха через систему отверстий. Это приводило к ухудшению вентиляции легких и недостаточному снабжению организма кислородом при повышенной мышечной нагрузке и к перенасыщению организма углекислотой. Был разработан новый способ тренировки диафрагмы, ее укрепления и развития, способствующий улучшению кровообращения и механических свойств легких, повышению физической выносливости, общему оздоровлению и укреплению защитных функций организма. Отличительная особенность предложенного способа в том, что процесс нагружения мышц и вентиляции легких разделены во времени и происходят на каждой фазе вдоха и выдоха. При этом на первом этапе вдоха или выдоха осуществляется непосредственно нагружение, т.е. перекрывается входной канал дыхательной системы, происходит сокращение дыхательной мускулатуры и образование отрицательного внутриплеврального давления заданного уровня. На втором этапе, который начинается в момент открытия входного канала дыхательной системы по достижении заданного уровня внутриплеврального давления, осуществляется обогащение организма человека кислородом воздуха.

Дыхательный тренажер (ДТ) – индивидуальное профилактическое средство, обеспечивающее укрепление и развитие дыхательной мускулатуры. Он сочетает импульсное нагружение и работу дыхательной мускулатуры без нагрузки в каждой фазе вдоха и выдоха; обеспечивает возможность плавной регулировки уровней нагружения при этом. Уровень нагрузки плавно регулируется раздельно для вдоха и выдоха и оценивается по величине внутриплеврального давления. Реализованный тренажером способ ТДМ защищен патентом РФ № 1711820, а конструктивная схема тренажера – патентом РФ № 1673050 [2, 3].

Цель настоящей работы – изучить лечебно-профилактические эффекты механотренажерных воздействий в пульмонологической клинике.

Объект и методы исследования

Для изучения преимуществ предложенного метода ТДМ измеряли максимальные статические перепады внутриплеврального и атмосферного давления на вдохе (поскольку тренирующий эффект осуществляется сокращением диафрагмы на вдохе). Поскольку давление в грудном отделе пищевода и давление в плевральной полости приблизительно одинаковы, мы использовали косвенную оценку давления в плевральной полости по внутрипищеводному давлению. Для этого в пищевод вводили заполненные водой тонкий катетер с эластичным баллончиком на конце. Катетер соединен с водным манометром. Разницу между давлением в пищеводе и атмосферным давлением обычно для удобства называют «внутриплевральным давлением», или давлением в плевральной полости.

Объектом исследования служили 187 пациентов с БА при изучении динамики давления и 69 человек с БА при изучении лечебно-профилактического эффекта предложенного ДТ. При этом проанализированы некоторые показатели функции внешнего дыхания (ФВД) на автоматическом спирографе «Пулма» (Болгария), газового анализа крови (Radelkis, Венгрия), измерения давления в легочной артерии – югулярная флебография (Mingograf-34), фазовый анализ сердечного цикла (ЭКГ + реография).

Объектом изучения технологии НАМ и ВИМ грудной клетки для проведения постуральных (позиционных) дренажей были 114 больных БА и 151 пациент с ХБ – основная группа, у которых осуществлено компрессионно-вибрационное воздействие в течение 12 дней. В контрольной группе (176 человек с ХБ и 127 – с БА) осуществлялась рутинная терапия в соответствии со стандартами лечения, как и в основной группе.

Под нашим наблюдением находилась также группа больных из 72 человек с затяжным течением острой пневмонии. Мужчин – 68,1%, женщин – 31,9%.

Результаты исследования и их обсуждение

Как показали результаты исследований, перепад внутриплеврального и барометрического давлений при пиковом сопротивлении дыханию может достигать 1,5 x 105 Па, что в 4 раза превосходит величины, достижимые известными способами ТДМ.

Создание дополнительной нагрузки на дыхательную мускулатуру увеличивает исходную длину мышечных волокон с развитием большего усилия, т.е. обеспечивает дозированную ги-перфункцию; увеличение активности нейронов вдоха дыхательного центра. Это активирует мышцу вдоха – диафрагму, межреберные мышцы и механорецепторы, усиливает деятельность дыхательной мускулатуры (табл. 1).

Таблица 1

Максимальное статическое внутриплевральное давление при вдохе у больных бронхиальной астмой (n=187)

Степень нарушения функции внешнего дыхания Рпл макс
в % к уровню 0,875 х 105Па* в Па 105
Тяжёлая (n1=42) 102,5 ± 4,1 0,897 ± 0,036
Средняя (n2=71) 101,8 ± 3,8 0,891 ± 0,033
Лёгкая (n3=74) 101,5 ± 3,7 0,888 ± 0,032

Примечание:*- данный уровень принят за среднюю должную величину


Исследование величины максимального статического перепада внутриплеврального и барометрического давлений у 187 больных БА показало относительную стабильность данного параметра независимо от тяжести нарушений функции внешнего дыхания. Следовательно, предложенный способ ТДМ показан для использования у лиц с различной степенью дыхательной недостаточности.

Перепад внутриплеврального и атмосферного давления – запасает потенциальную энергию, обеспечивая интенсивное движение воздуха на каждой фазе вдоха. Увеличение расхода воздуха на каждой фазе вдоха и выдоха показывает, что тренажер нового типа обеспечивает потребности организма в кислороде при повышенной механической нагрузке, и вентилирует легкие. Тренажер обеспечивает создание нагрузки на дыхательную мускулатуру и открытие доступа воздуха в легкие на каждой фазе вдоха и выдоха. Уровень нагрузки плавно регулируется раздельно для вдоха и выдоха и оценивается по величине внутриплеврального давления. Адаптация к циклу дыхания пользователя и соответствующая смена уровней нагружения в тренажере осуществляются автоматически.

Проведены исследования по программе, предусматривающей наблюдение и периодическое обследование у 69 человек. В контрольной группе, состоящей из 12 больных ХОБЛ и 19 больных БА, применялась комплексная терапия, включающая медикаментозное лечение и физиотерапию. Основная группа из 12 больных ХОБЛ и 26 больных БА, помимо базовой терапии, подвергалась специальным процедурам, основанным на дыхании пациента через тренажер вдоха и выдоха.

Установлено, что периодическое использование тренажера обеспечивает укрепление защитных функций, повышение физической выносливости, развитие и укрепление дыхательной и сердечной мускулатуры, увеличение жизненного объема легких, усиление вентиляции легких и повышение концентрации кислорода в крови, очищение трахеи, бронхов и легких от мокроты, пыли и т.п., снижение давления к легочной артерии (табл. 2).

Таблица 2

Результаты сравнительной оценки лечебно-профилактического эффекта тренажера

Показатели Среднестатисчические отклонения показателей
после 12-ти дневного применения тренажёра
(в % к исходным значениям)
Тренажёр опытный Тренажёр
дроссельного типа
Жизненная ёмкость лёгких +20,0 +17,7
Объём форсированного выдоха в 1 с +18,8 +15,1
Скорость воздухопотока на уровне 50%-го выдоха +35,1 +21,4
Диастола правого желудочка сердца +42,2 +34,7
Систола правого желудочка сердца +24,2 +32,8
Давление в дёгочной артерии -30,8 +6,4
Концентрация водородных ионов в венозной крови +2,7 -1,3
Концентрация кислорода в венозной крови +39,4 +0,3

На основе разработанной технологии НАМ и ВИМ грудной клетки был сконструирован программно-аппаратный комплекс, включающий в себя современную элементную базу.

Комплекс состоит из связанных между собой источника генерации избыточного давления воздуха – компрессора, блоков управления (компьютер с программным обеспечением или пульт управления) с возможностью изменять параметры воздействия на грудную клетку (частоту, длительность, интенсивность). Принципиально важным является объединение в одной грудной манжете компрессии грудной клетки и вибрационного (вибрационно-импульсного) воздействия на нее от одного пневмоисточника.

Установлен достоверный прирост показателей ФВД параллельно со значительным клиническим улучшением (табл. 3).

Таблица 3

Прирост показателей функции внешнего дыхания у больных бронхиальной астмой и хроническим обструктивным бронхитом после компрессионно-вирационного воздействия через 12 дней в %

Показатели ФВД в %
к должным величинам		 Бронхиальная астма Хронический бронхит
n1=114 n2=127 n1=151 n2=176
ЖЕЛ
P		 12,6 ± 1,1
< 0,05 		7,0 ± 0,7 12,1 ± 2,3
> 0,05 		6,8 ± 1,7
ОФВ 1 с
P		 36,4 ± 4,2
< 0,01 		19,7 ± 3,5 35,5 ± 3,9
< 0,01 		20,4 ± 2,06
V 50
P		 22,3 ± 3,1
< 0,01 		11,4 ± 2,9 20,7 ± 2,93
< 0,05 		9,65 ± 4,75
ОФВ 1 с / ЖЕЛ
P		 11,2 ± 1,3
< 0,05 		7,2 ± 1,4 8,52 ± 1,4
> 0,05 		6,54 ± 1,36

Примечание: n1- основная группа, n2- контрольная группа


До специализированного стационара среднее время затяжного течения острой пневмонии составило 36,1±4,8 дня, в стационаре – 29,7±5,1 дня, общий срок болезни – 65,8±2,2%, ОФВIc/ЖЕЛ – 68,4±2,1%, ПТМ выд. – 97,4±4,5%, всего нарушена механика дыхания у 45 больных (62,5%). МВЛ в этой группе исходно составила 63, 1±4,8%.

В результате применения компрессионно-вибрационного воздействия на фоне стандартного лечения выявлен прирост ЖЕЛ на 12,1±3,9%, ОФВIc/ЖЕЛ на 9,5±2,7%, МВЛ – на 28,4±5,2%, что статистически достоверно (р<0,05) отличается от прироста в контрольной группе из 27 больных при двухнедельном сроке проведения рутинных лечебно-реабилитационных мероприятий. Разработаны показания и противопоказания к осуществлению метода. После лицензирования и серийного производства программно-аппаратного механотерапевтического комплекса врачи-пульмонологи и реабилитологи получат в свой арсенал необходимую технологию и ее техническое обеспечение.

Выводы

  • Предложенные механотренажерные технологии (ТДМ, ВИМ, НАМ) обеспечивают эффективность восстановительной терапии у больных с заболеваниями органов дыхания (БА, ХОБЛ, затяжным течением острой пневмонии).
  • Проведение ТДМ обеспечивает лечебно-профилактический эффект при дыхательной недостаточности разной степени тяжести.
  • Выявлены системные эффекты механотренажерного воздействия (гемодинамика, ФВД).

Литература

  1. Хадарцев А.А. Избранные технологии не медикаментозного воздействия в реабилитационно-восстановительной и спортивной медицине / Под ред. Н.А. Фудина.– Тула: ООО РИФ «Инфра», 2009.– 398 с.
  2. Чучалин А.Г., Хадарцев А.А., Никаноров Б.А., Евтеев К.П., Сапожников П.А. Аппарат для тренировки дыхательной мускулатуры / А.с. № 1673050.– Бюл. № 32 от 30.08.91.– 1991.
  3. Чучалин А.Г., Хадарцев А.А., Никаноров Б.А., Евтеев К.П., Сапожников П.А. Способ дыхательной гимнастики / А.с. № 1711820.– Бюл. № 6 от 15.02.92.– 1992.

(Статья в журнале "Терапевт" №8, 2011. А.А. Хадарцев, М.А. Варфоломеев, М.С. Троицкий)

Также смотрите: