Классификация дыхательных тренажеров

Методы повышения концентрации углекислого газа в артериальной крови человека за счет дыхательных тренировок

2012г.

  крови человека за счет дыхательных тренировок

Классификация дыхательных тренажеров.

Методы повышения концентрации СО2 в артериальной

крови человека за счет дыхательных тренировок

(Юрий47, Россия, 07.07.2013г.)

1  Введение

Занятия дыхательными тренировками с дыхательными тренажерами или без них дают колоссальный и удивительный эффект по оздоровлению организма человека за счет нормализации концентрации углекислого газа (в дальнейшем РСО2) в артериальной крови человека и улучшению протекания биохимических процессов в органах и системах, которых не коснулись необратимые процессы. Но у начинающего пользователя, пожелавшего заниматься дыхательной гимнастикой, возникает очень сложная задача по выбору своей дыхательной гимнастики и своего дыхательного тренажера, которых в России существует достаточно большое разнообразие. Это обусловлено тем, что известные производители дыхательных тренажеров и врачи часто не могут вразумительно рассказать нам о теории дыхательных гимнастик и принципах построения дыхательных тренажеров, прибегая к малоинформативным понятиям типа «в результате многочисленных клинических исследований» и т. д. Возникает ощущение, что они информацией или не владеют или не хотят с нами ей поделиться, подрывая тем самым основы широкого применения дыхательных гимнастик с тренажерами среди населения. При этом некоторые тренажеры сконструированы так, что при дыхательных тренировках они вообще не обеспечивают газообмен между легкими и атмосферой, являющейся единственным поставщиком кислорода для жизнедеятельности человека. Поэтому начинающие пользователи не могут понять, чем, например, один дыхательный тренажер отличается от другого аналогичного и какой тренажер лучше выбрать для себя.

Я с этой задачей очень хорошо знаком, поскольку самому пришлось решать возникшие проблемы со здоровьем после инфаркта миокарда с середины 2006 года. После долгих «лечений» я с середины 2008 года самостоятельно приступил к дыхательным тренировкам с тренажерами в домашних условиях. Первый результат был получен достаточно быстро, через месяц исчезла аритмия. После 10 месяцев дыхательных тренировок с тренажерами было проведено мое медицинское обследование (монитор) и получено официальное заключение специалистов: «толерантность к нагрузке – выше средней, нагрузка не приводит к возникновению ишемических изменений ЭКГ, ишемических эпизодов не выявлено, вариабельность ритма сердца сохраняется, соотношение высокочастотного и низкочастотного компонентов сбалансировано, наджелудочковая эктопическая активность в пределах нормы, желудочковая эктопическая активность не обнаружена, анализ циркадного типа аритмий нецелесообразен» и т. д. Полученные результаты специалистов очень удивили…и ничего больше.

За прошедшие годы я накопил большой опыт по применению дыхательных гимнастик с тренажерами и поэтому мне захотелось поделиться с Вами своими рассуждениями по этим вопросам для того, чтобы как-то оказать посильную помощь начинающим заниматься дыхательной гимнастикой в осознании и понимании того, что они собираются делать. В предлагаемых вниманию материалах я постараюсь рассказать все про большинство дыхательных тренажеров и представить в доступной форме все возможные методы повышения (регулирования) концентрации СО2 в артериальной крови человека, которые теоретически могут существовать в реальной жизни.

Напомню, что основной задачей всех дыхательных гимнастик с дыхательными тренажерами или без них является повышение концентрации СО2 (РСО2) в артериальной крови человека до нормальной величины за счет периодического повышения концентрации СО2 и понижение концентрации О2 в легких различными методами. Периодические дыхательные тренировки обеспечивают, в конечном итоге, адаптацию (обучение) дыхательного центра, который управляет внешним дыханием, на поддержание постоянно необходимой величины концентрации СО2 в легких и артериальной крови человека при естественном дыхании. Это обусловлено тем, что концентрации СО2 в артериальной крови и в легких однозначно связаны между собой. Например, при РСО2 в артериальной крови, равной 6,5% (РСО2=6,5%), концентрация СО2 в легких будет несколько меньше, например, 6,0%.

При этом следует осознать, что восстановительную функцию для организма выполняет нормализация концентрации СО2 в легких и артериальной крови, независимо от того по какой методике или при помощи какого дыхательного тренажера это достигнуто. Для решения этой задачи можно обойтись и без дыхательных тренажеров, но это будет требовать больших волевых усилий со стороны пользователя. Поэтому и начали люди придумывать всевозможные технические приспособления, которые бы УПРОСТИЛИ процесс дыхательных тренировок. Так появились дыхательные тренажеры, которые выполняют функцию по периодическому повышению концентрации СО2 (и понижению концентрации О2) в ЛЕГКИХ человека и обеспечивают обучение его дыхательного центра на поддержание этих компонентах в газовой смеси легких в норме при естественном дыхании.

Поскольку все дыхательные тренажеры выполняют одну и ту же функцию, то приоритет нужно отдавать тем приборам, которые разумно спроектированы, имеют меньшие габариты, просты в эксплуатации и обслуживании. Последнее требование очень важно, т. к. дыхательный тренажер необходимо разбирать, промывать и собирать после каждой дыхательной тренировки 2-3 раза в день в течение 5-10 месяцев. А это тоже требует больших волевых усилий!

Поэтому ЛУЧШИЙ дыхательный тренажер должен формировать безопасную газовую смесь, поступающую в паренхиму легких, обеспечивать аналогичные газовые смеси в дыхательных путях в конце вдоха и выдоха при дыхательных тренировках и естественном дыхании, быть минимального размера и плоским для размещения его, например, в кармане или в дамской сумочке, быть удобным при дыхательных тренировках, обладать возможностью применения его в любых условиях и в любом положении, иметь возможность адаптации его параметров к дыхательному объему легких каждого пользователя, легко разбираться, собираться и содержать минимальное количество деталей, которые нужно постоянно промывать…

2  Естественное дыхание

Сразу отметим, что при естественном дыхании человека при вдохе в дыхательные пути (в анатомическое мертвое пространство - АМП), связывающие легкие с атмосферой, будет поступать через нос или рот только атмосферный воздух. При выдохе через рот или нос будет выходить в атмосферу сначала атмосферный воздух из АМП, оставшийся там при предыдущем вдохе, а затем газовая смесь из легких. Это наглядно иллюстрирует капнограмма, представленная на Рис.1а.

Капнограмма (диаграмма изменения концентрации СО2 во времени на отдельных этапах дыхания человека) иллюстрирует характер изменения концентрации СО2 при естественном дыхании в начале дыхательных путей (в носе при дыхании через нос или во рту при дыхании через рот). Капнограммы используются сегодня в медицине, в основном, для получения информации о дыхательной системе человека при естественном дыхании его атмосферным воздухом.

Следует отметить, что длительности фронтов импульсов РСО2 на капнограмме (моменты времени t4, t8,…) и срезов (моменты времени t1, t5, t9,…) относительно длительности вдоха t1-t3, t5-t7… и длительности выдоха t3-t5, t7-t9… являются малыми величинами (не превышают 5%). Кроме того значения РСО2 в моменты времени t4 и t5, t8 и t9…(плато капнограммы) отличаются тоже незначительно друг от друга. Поэтому указанные импульсы РСО2 капнограммы для качественного анализа дыхательных газовых смесей математическими методами можно принять, что они имеют прямоугольную форму.

Для дальнейшего анализа процессов дыхания человека условно примем, что дыхательный объем легких Vд=500 мл., объем дыхательных путей (анатомического мертвого пространства - АМП) Vамп=150 мл., среднее значение концентрации СО2 в газовой смеси легких РСО2= 5,0% (концентрация СО2 в конце выдоха - FetCO2), концентрация СО2 в атмосферном воздухе РСО2ав=0,03%.

В начале выдоха (см. Рис.1а) в интервале времени t3-t4 значение РСО2 в газовой смеси на капнограмме равно практически нулю, т. к. из анатомического мертвого пространства (АМП) в атмосферу выходит атмосферный воздух объемом 150 мл., оставшийся там при предыдущем вдохе. В интервале времени t4-t5 из дыхательных путей начинает выходить в атмосферу газовая смесь из легких в объеме 350 мл. с РСО2=5,0%. По окончанию выдоха в момент времени t5 в анатомическом мертвом пространстве будет находиться только газовая смесь, поступившая из легких практически с РСО2=FetCО2=5,0% .

При вдохе (интервалы времени t1-t3, t5-t7…) значение РСО2 на капнограмме всегда будет равна практически нулю, т. к. в дыхательные пути поступает только атмосферный воздух с РСО2=0,03%.

Рис.1

Для осознанного построения дыхательных тренажеров нас должно интересовать, в первую очередь, характеристики газовой смеси, поступающей в легкие, а не какая газовая смесь поступает в начало верхних дыхательных путей (в рот или в нос). Это рассмотрение необходимо для того, что бы лучше осознать принципы формирования необходимых дыхательных газовых смесей искусственными методами. Применение только капнограммы уже становится недостаточно, требуются дополнительные диаграммы изменения РСО2 в газовой смеси при ее формировании и транспортировании по АМП.

Давайте теперь рассмотрим зависимость изменения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие (в конце дыхательных путей) и чем она отличается от капнограммы. Такая диаграмма при естественном дыхании представлена на Рис.1б.

При вдохе (см. Рис 1б) в легкие поступает в интервале времени t1-t2 сначала газовая смесь с РСО2=5,0% из анатомического мертвого пространства (АМП) объемом 150 мл., оставшаяся там при предыдущем выдохе, а затем в интервале времени t2-t3 - атмосферный воздух с РСО2=0,03%. в объеме 350 мл.

При выдохе в интервале времени t3-t5 в конце дыхательных путей значение РСО2 в газовой смеси всегда будет равна 5,0%, как в газовой смеси легких. При этом относительные длительности фронтов импульсов РСО2 (моменты времени t3, t7, …) и срезов (моменты времени t2, t6, …) относительно времени вдоха t1-t3, t5-t7… и времени выдоха t3-t5, t7-t9…. являются незначительными величинами (не превышают 5%). Кроме того значения РСО2 в моменты времени t3 и t6, t7 и t9…(плато диаграммы) отличаются так же незначительно друг от друга. Поэтому указанные импульсы РСО2 на диаграмме для качественно анализа дыхательных газовых смесей математическими методами можно принять, что они имеют прямоугольную форму.

При указанных допущениях среднее значение РСО2 газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ при вдохе, можно определить по выражению:

РСО2 амп Х Vамп +РСО2 ав Х ( Vд –Vамп)

РСО2ср = -- , (1)

Vд

где: РСО2ср – среднее значение концентрации СО2 газовой смеси,

поступающей в легкие при естественном дыхании;

РСО2 (FetCO2) – концентрация СО2 в анатомическом мертвом

пространстве в конце выдоха, которая равна, например, 5,0%;

Vамп – объем анатомического мертвого пространства, который равен, например, 150 мл.;

РСО2 ав – концентрация СО2 в атмосферном воздухе, которая равна,

например, 0,03%;

Vд – дыхательный объем легких, который равен, например, 500 мл.

Тогда при указанных параметрах численное значение среднего значения

РСО2 в газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ, при естественном дыхании определится по выражению:

5х150 + 0, 03х350

РСО2ср = ----- =1,5%.

500

Следовательно, анатомическое мертвое пространство при естественном дыхании обеспечивает увеличение среднего значения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие, относительно РСО2 в атмосферном воздухе с 0,03% до 1,5% и осуществляет подготовку необходимой дыхательной газовой смеси для существования человека в условиях нашей атмосферы.

На Рис.1в представлена диаграмма изменения среднего значения РСО2 в газовой смеси, находящейся в анатомическом мертвом пространстве (дыхательных путях). При вдохе интервале времени t1-t2 атмосферный воздух в объеме 150 мл. полностью вытесняет из анатомического мертвого пространства в легкие газовую смесь, оставшуюся там при предыдущем выдохе. При дальнейшем вдохе атмосферный воздух в объеме 350 мл. в интервале времени t2-t3 начинает поступать в легкие.

При выдохе анатомическое мертвое пространство начинает заполняться выдыхаемой газовой смесью из легких, вытесняя оттуда атмосферный воздух, оставшийся там при предыдущем вдохе. Среднее значение РСО2 в газовой смеси анатомического мертвого пространства в интервале времени t3-t4 начинает увеличиваться (см. Рис.1в). При выдохе 150 мл. газовой смеси из легких к моменту времени t4 анатомическое мертвое пространство уже полностью заполнено газовой смесью из легких. Дальнейший выдох обеспечивает только перемещение выдыхаемой газовой смеси из легких по дыхательным путям (анатомическому мертвому пространству) и выброс ее в атмосферу.

Следует отметить, что при перемещении газовых смесей по дыхательным путям в процессе естественного дыхания граница раздела между выдыхаемой газовой смесью легких и атмосферным воздухом, находящимся в анатомическом мертвом пространстве или поступающим в него при вдохе, очень узкая. Это подтверждает, например, крутые фронты и срезы импульсов капнограммы, приведенной на Рис.1а. При этом плато капнограммы (интервал времени t4-t5 на Рис.1а) имеет практически горизонтальный вид (значения РСО2 в моменты времени t4 и t5 отличаются не более 5%).

Следовательно, можно сделать вывод, что при естественном дыхании при вдохе и выдохе в дыхательных путях, имеющих по своей длине различные формы и поперечные сечения, газовые смеси (выдыхаемая газовая смесь легких и атмосферный воздух) по фронту практически не перемешиваются между собой, а только вытесняют друг друга.

Теперь рассмотрим и сопоставим между собой диаграммы Рис. 1а (капнограмму) и Рис. 1б. Что видим? А видим то, что они существенно отличаются друг от друга и только на капнограмме недостаточно базироваться при построении дыхательных тренажеров, в противном случае может появиться неудачное техническое решение.

Для полного понимания протекающих процессов и осознанного построения дыхательных тренажеров для дыхательных тренировок необходимо знать: какая газовая смесь поступает в легкие и какие ее параметры необходимо регулировать для получения желаемого результата; как влияет, например, объем смесительной камеры (дополнительного мертвого пространства - ДМП) и отношение поперечного сечения к длине смесительной камеры на параметры получаемой дыхательной газовой смеси; как влияют поперечные сечения дыхательной трубки, дренажных отверстий и смесительных камер на параметры формируемых дыхательных газовых смесей и т. д. Этим мы с Вами сейчас и займемся.

Из анализа капнограммы Рис.1а для понимания происходящих процессов сразу следует напомнить, что при естественном дыхании:

- в начале дыхательных путей атмосферный воздух находится не только на этапе вдоха (t1-t3, t5-t7, …), но и на этапе выдоха (t3-t4, t7-t8, …), когда из дыхательных путей выходит в атмосферу атмосферный воздух, оставшийся там при завершении этапа вдоха;

- в начале дыхательных путей на этапе выдоха (t3-t5, t7-t9, …) газовая смесь из легких появляется только в момент времени t4, когда из дыхательных путей вышел в атмосферу весь атмосферный воздух, оставшийся там при предыдущем вдохе.

Анализ диаграммы Рис.1б показывает, что при естественном дыхании в конце дыхательных путей атмосферный воздух поступает в легкие только на этапе вдоха в интервале времени t2-t3, t6-t7, …, когда из дыхательных путей в легкие вышла вся газовая смесь легких, оставшаяся там при предыдущем выдохе.

Следовательно, у нас существует возможность регулирования концентрации СО2 (О2) в дыхательной газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ, различными методами ТОЛЬКО ПРИ ВДОХЕ в интервалах времени t2-t3, t6-t7, … всего дыхательного цикла и ТОЛЬКО В ОБЪЕМЕ НЕ БОЛЕЕ 350 мл.! Любые другие формируемые объемы дыхательных газовых смесей для дыхательных гимнастик с тренажерами НЕ ТРЕБУЮТСЯ и являются ИЗБЫТОЧНЫМИ! Следовательно, в тренажерах, в которых формируются дыхательные газовые смеси объемом более 350 мл., выполнены не совсем удачно. Этим страдают практически все дыхательные тренажеры, за исключением «Мирона», в котором дыхательная газовая смесь для дыхательных тренировок формируется в объеме не более 250 мл.

Рассмотрим теперь теоретически все существующие возможности (методы) регулирования РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие на этапе вдоха:

1. за счет сдвига влево фронта импульса диаграммы (см. Рис.1б) в момент времени t3, т. е. уменьшения длительности вдоха t1-t3, t5-t7 и уменьшения объема поступающего в легкие атмосферного воздуха в интервале времени t2-t3;

2. за счет формирования газовой смеси (см. Рис.1б) с регулируемым значением РСО2 в смесительной камере, откуда она затем поступает в легкие в интервале t2-t3 вместо атмосферного воздуха;

3. за счет сдвига вправо среза импульса диаграммы (см. Рис.1б) в момент времени t2, т. е. увеличения объема существующего анатомического мертвого пространства (АМП) путем введения в дыхательный тракт дополнительного мертвого пространства (ДМП) с поперечными размерами АМП, что приводит при вдохе к увеличению объема поступающей газовой смеси с РСО2=FetСО2 в легкие в интервале времени t1-t2.

Теперь рассмотрим представленные выше методы регулирования концентрации СО2 (и кислорода) в дыхательной газовой смеси, поступающей в легкие, более подробно.

3 Повышение концентрации СО2 в артериальной крови человека за счет изменения глубины дыхания (без применения дыхательных тренажеров)

Теоретически регулирование среднего значения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие при вдохе, (при неизменной величине объема анатомического мертвого пространства, например, в 150 мл.) возможно за счет, изменения глубины дыхания (эквивалентного уменьшения дыхательного объема легких Vд в выражении (1)) с сохранением, например, частоты дыхания и введения дополнительной паузы между выдохом и вдохом (см. Рис.2). В этом случае (например, дыхательный объем легких уменьшили до Vд=400 мл.) среднее значение РСО2 в газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ определится согласно (1) по выражению:

5х150 + 0, 03х250

РСО2ср. = ----- =1,88%.

400

При дальнейшем уменьшении глубины дыхания (дыхательный объем легких уменьшили до Vд.= 200 мл.) среднее значение РСО2 в газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ определится согласно (1) по выражению:

5х150 + 0, 03х50

РСО2ср. = ----- =3,75%.....

200

Из полученных численных значений видно, что при уменьшении глубины

дыхания повышается концентрация СО2 (понижается концентрация О2) в

газовой смеси, поступающей в легкие, без применения дополнительных

технических средств за счет изменения соотношения объемов АМП и

вдыхаемого атмосферного воздуха.

Капнограмма при таком способе регулирования концентрации СО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в легкие, приведена на Рис.2а, где синим цветом выделена пауза между выдохом и вдохом. При желании аналогичный результат можно получить дополнительно за счет незначительного увеличения частоты дыхания без нулевой паузы, уменьшения скорости вдыхания с сохранением частоты дыхания и т. д. Во всех этих вариантах результаты будут идентичные.

Как видно, капнограмма на Рис.2а получилась аналогичная капнограмме естественного дыхания (см. Рис.1а):

- в начале дыхательных путей атмосферный воздух находится не только на этапе вдоха (t10-t3, t14-t7, …), но и на этапе выдоха (t3-t4, t7-t8, …), когда из дыхательных путей выходит в атмосферу атмосферный воздух, оставшийся там при завершении этапа вдоха;

- в начале дыхательных путей на этапе выдоха (t3-t12, t7-t16, …) газовая смесь из легких появляется только в момент времени t4, когда из дыхательных путей вышел в атмосферу весь атмосферный воздух, оставшийся там при предыдущем вдохе.

Рис.2

Диаграмма Рис.2б, отражающая характер изменения РСО2 в газовой смеси в конце дыхательных путей и поступающей в легкие, так же аналогичная диаграмме Рис.1б при естественном дыхании. Отличается она только наличием нулевого значения РСО2 меньшей длительности (см. на Рис.2б длительность нулевого значения РСО2 в интервале времени t11-t3, t15-t7, …, а на Рис.1б – в интервале времени t1-t3,t6-t7, …).

По мере уменьшения глубины дыхания срезы импульсов РСО2 на диаграммах Рис.2а (моменты времени t10, t14, …) и Рис.2б (моменты времени t11, t15, …) будут при этом смещаться вправо, уменьшая тем самым объем поступающего в легкие атмосферного воздуха. Это указывает, что уменьшение глубины вдоха (уменьшение объема вдыхаемого атмосферного воздуха) приводит к уменьшению объема поступающего в легкие атмосферного воздуха (при неизменном объеме анатомического мертвого пространства в 150 мл.) и повышению среднего значения концентрации СО2 и уменьшению концентрации О2 в газовой смеси, поступающей в легкие.

Диаграмма Рис.2в, отражающая характер изменения среднего значения РСО2 в дыхательных путях, также аналогична диаграмме Рис.1в при естественном дыхании.

При достижении глубины дыхания (дыхательный объем легких уменьшили до Vд =150 мл.), равному объему анатомического мертвого пространства, среднее значение РСО2 в газовой смеси, поступающей в ЛЕГКИЕ будет сначала равна РСО2=5% в газовой смеси легких, а атмосферный воздух в легкие вообще не поступает и мы переходим на дыхание одной и той же газовой смесью с непредсказуемыми результатами, поскольку концентрация СО2 в газовой смеси легких и дыхательных путях при таком дыхании начнет возрастать.

В этом режиме на диаграмме Рис.2б срезы импульсов РСО2, представленные в моменты времени t11,t15, смещаются вправо до моментов времени t3, t7, … и атмосферный воздух до легких вообще не доходит.

Уменьшение глубины дыхания практически следует ограничить на уровне Vд.=200-250 мл., т. к. при Vд.=150 мл., равного объему АМП, прекращается газообмен легких с окружающей атмосферой.

Следует обобщить, что при таком дыхании поступление атмосферного воздуха определенного объема в легкие (50-100мл.) является необходимым условием его применения. В противном случае начинается дыхание одной и той же газовой смесью, например, в течении 30 минут с непредсказуемыми последствиями для пользователя. Это все равно, что надеть на голову полиэтиленовый мешок и начать заниматься дыхательной гимнастикой.

Как видно, за счет изменения глубины дыхания и периодических тренировок по 20-40 минут в течение 5-10 месяцев можно адаптировать (научить) дыхательный центр поддерживать необходимую концентрацию СО2 в легких и нормализовать в дальнейшем концентрацию СО2 в артериальной крови человека при естественном дыхании без дополнительных технических средств (дыхательных тренажеров). Этот метод, например, является основой дыхательных тренировок по Бутейко.

4. Повышение концентрации СО2 в артериальной крови человека за счет дыхательных тренировок с дыхательными

тренажерами, имеющими смесительные камеры

(Фролова, «Самоздрав», «Гипоксар», «Боркал»,

Еременко, «Суперздоровье»)

Этот метод относится к системам, обеспечивающим изменение РСО2 в артериальной крови человека за счет амплитудного регулирования среднего значения РСО2 в газовой смеси объемом не более 350 мл., поступающей при вдохе в легкие из смесительных камер тренажеров вместо атмосферного воздуха. Эта газовая смесь в смесительных камерах формируется за счет перемешивания выдыхаемой газовой смеси и атмосферного воздуха следующим образом.

На этапе выдоха газовая смесь из дыхательных путей в объеме, например, 500 мл. поступает через дыхательную трубку с загубником в смесительную камеру, где она перемешивается с газовой смесью, находящейся в смесительной камере и имеющую меньшее значение РСО2. Следовательно, среднее значение РСО2 в газовой смеси смесительной камеры на этапе выдоха повышается, а избыток газовой смеси из камеры выходит в атмосферу через дренажные отверстия. На этапе вдоха газовая смесь в объеме, например, 500 мл. из смесительной камеры поступает в дыхательные пути и одновременно через дренажное отверстие в камеру поступает атмосферный воздух с РСО2=0,03%, понижая среднее значение РСО2 в газовой смеси в этой камере. Следовательно, при дыхании мгновенное значение РСО2 газовой смеси в конкретной точке камеры будет постоянно изменяться. При выдохе это значение будет увеличиваться, а при вдохе уменьшаться.

При этом следует отметить, что мгновенное значение РСО2 в газовой смеси конкретной точки камеры будет существенно зависеть от ее объема, отношения поперечного сечения к ее длине, отношений сечений дыхательной трубки и дренажного отверстия к поперечному сечению камеры, расположения дренажного отверстия относительно места подключения дыхательной трубки и т. д.

В общем случае дыхательные тренажеры рассматриваемой группы содержат дыхательную трубку с загубником или маской и несколько последовательно соединенных смесительных камер различных объемов, форм, расположений дренажных отверстий и т. д. (см. Рис. 3).

Рис.3

Типовыми представителями дыхательных тренажеров с одной смесительной камерой являются тренажеры Еременко и «Боркал», представленные ниже на Рис.4 и Рис.5. В этих дыхательных тренажерах используются смесительные камеры объемом приблизительно 1 литр. Интересной особенностью тренажера Еременко является дискообразная форма смесительной камеры и возможность очень плавного регулирования РСО2 в дыхательной газовой смеси за счет изменения расположения дренажного отверстия относительно места подключения к смесительной камере дыхательной трубки.

Рис.4 Дыхательный тренажер Еременко

В качестве смесительной камеры в дыхательном тренажере «Боркал» используется одна стеклянная литровая банка.

Рис.5 Дыхательный тренажер «Боркал»

Типовым представителем дыхательных тренажеров с двумя смесительными камерами является тренажер «Гипоксар», представленный ниже на Рис.6. В качестве смесительных камер здесь используются два пластмассовых стакана с суммарным объемом приблизительно 350 мл. (150 мл. + 200 мл.).

Рис.6 Дыхательный тренажер «Гипоксар»

Типовыми представителями дыхательных тренажеров с тремя смесительными камерами являются тренажеры Фролова и «Самоздрав», представленные ниже на Рис.7 и Рис.8. В качестве смесительных камер здесь используются два пластмассовых стакана с суммарным объемом приблизительно 350 мл. (150 мл. + 200 мл.) и стеклянная 1,5 - 2-х литровая банка.

Рис.7 Дыхательный тренажер Фролова

В последнем варианте у «Самоздрава» стеклянная 2-х литровая банка заменена на гофрированную банку, входящую в комплект поставки изделия. Кроме того «Самоздрав» имеет импортный вариант исполнения смесительной камеры.

Рис. 8 Дыхательный тренажер «Самоздрав» с гофрированной банкой

Типовым представителем дыхательных тренажеров со многими смесительными камерами является тренажер «Суперздоровье», представленный ниже на Рис.9. В качестве смесительных камер здесь используются до 10-12 последовательно соединенных полых цилиндров с внутренним диаметром 53 мм. и объемом по 350 мл. каждая.

Рис.9 Дыхательный тренажер «Суперздоровье»

Поскольку функционирование этого класса дыхательных тренажеров достаточно подробно рассмотрено в теме Дыхательные гимнастики и тренажеры. Все в одном месте. , то здесь рассмотрим только некоторые элементы их конструкции и диаграммы, приведенные на Рис.10 (для смесительных камер объемом, например, до 100 мл.) и Рис.11(для смесительных камер объемом, например, более 100 мл.).

Как видно, капнограмма на Рис.10а получилась похожей на капнограмму естественного дыхания, но отличается наличием удлиненных срезов импульсов РСО2 в интервалах времени t1-t10, t5-t13… и фронтов импульсов РСО2 – в интервале времени t12-t4, t15-t8…, параметры которых зависят от величины емкости смесительных камер.

Диаграмма Рис.10б, отражающая характер изменения РСО2 газовой смеси в конце дыхательных путей и поступающей в легкие, похожая на диаграмму Рис.1б при естественном дыхании. Отличается она только наличием нулевого значения РСО2 меньшей длительности с затянутым срезом РСО2 (см. на Рис.10б длительность нулевого значения РСО2 в интервале времени t11-t3, t14-t7, …, а на Рис.1б – в интервале времени t1-t3,t6-t7, …). Это указывает, что смесительные камеры даже малой емкости приводят к уменьшению объема поступающего в легкие атмосферного воздуха и повышению концентрации СО2 и уменьшение О2 в газовой смеси, поступающей в легкие.

По мере увеличения объема смесительной камеры на капнограмме точки t10, t13…. начинают смещаться вправо, а точки t12, t15 – влево. При совмещении указанных участков капнограммы в моменты времени t3, t7…при объеме камеры 250-350 мл. в зависимости от ее формы, точка их пересечения начинает перемещаться вверх по осям времени t3, t7...

При объеме смесительной камеры мл. ( в зависимости от ее формы) рассматриваемые диаграммы примут формы, представленные на Рис.11.

Анализ указанных диаграмм показывает, что:

- в интервалах времени t2-t3, t6-t7….при вдохах, при которых только и возможно регулирование численного значения концентрации СО2 в газовой смеси, поступающей в легкие (см. Рис.1б и Рис.11б), изменение РСО2 в газовой смеси осуществляется амплитудным способом за счет изменения объема смесительной камеры. При этом заметное увеличение концентрации СО2 в газовой смеси, поступающей в легкие, наблюдается только при объеме смесительной камеры до 1литра;

- в дыхательных путях (см. Рис.11в и Рис.1а), в отличие от естественного дыхания, всегда находится газовая смесь, поступившая из смесительной камеры или легких.

Теперь коротко остановимся на формах смесительных камер и влияния их на концентрации СО2 и О2 по длине камер. При этом будем ориентироваться на дыхательный объем легких 500 мл. и объем дыхательных путей (анатомического мертвого пространства) 150 мл.

Поскольку поперечные сечения первых смесительных камер всех рассматриваемых тренажеров находится в диапазоне мм2., а дыхательных трубок – в диапазоне 120-260 мм2. (диаметром 12-18 мм.), то для начала возьмем камеру объемом, например, 150 мл. ( диаметр 50 мм., длина 75 мм.). Сразу отметим, что перемешивание выдыхаемой газовой смеси с газовой смесью, находящейся в камере, на этапе выдоха и атмосферного воздуха

с газовой смесью, находящейся в камере, на этапе вдоха существенно зависят от внутренних диаметров дыхательной трубки и выходного дренажного отверстия смесительной камеры. С увеличением разности указанных диаметров турбулентность (перемешиваемость) указанных смесей увеличивается. Наглядным примером может служить Рис.12, где представлены две камеры, одна из которых с большим выходным дренажным отверстием (красная) и малым выходным дренажным отверстием ( фиолетовая). Ниже представлены зависимости распределения концентрации СО2 (РСО2) по длине этих камер при завершении этапа выдоха (зависимости представлены соответствующими цветами). Видно, что при размерах камер (отношение длины к поперечному сечению), равному 1-2, газовые смеси по объему смесительной камеры распределяются при завершении выдоха практически по линейному закону. При завершении вдоха значения РСО2 в газовых смесях камер по всей длине будут иметь практически нулевое значение.

Рис.12

При этом диаграмма изменения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие, на этапе вдоха будет изменяться согласно Рис. 13б. Для сравнения на Рис. 13а представлена аналогичная диаграмма при естественном дыхании. Из диаграммы Рис.13б видно, что за счет смесительной камеры в интервале времени t1-t2 в легкие поступает газовая смесь с РСО2, отличная от нулевого значения. В интервале времени t2-t3 в легкие поступает только атмосферный воздух.

Рис.13

При увеличении (см. Рис.14) длины смесительной камеры и ее объема, например, до 350 мл. (параметры одного цилиндра тренажера «Суперздоровье») распределение РСО2 в газовой смеси по длине камеры в конце выдоха несколько изменится (см. зависимость 2).

На этапе вдоха ( см. Рис.15б) в легкие будет поступать уже газовая смесь в интервале времени t1-t3, значение РСО2 которой будет отличаться от нулевого значения. В этом случае только атмосферный воздух в чистом виде в легкие поступать уже не будет!

В конце этапа вдоха значение РСО2 в газовой смеси по длине камеры распределится уже согласно зависимости 3, представленной на Рис.14.

Рис.14

Рис.15

При увеличении (см. Рис.16) длины смесительной камеры и ее объема, например, до 700 мл. (параметры двух цилиндров тренажера «Суперздоровье») распределение РСО2 по длине камеры в конце выдоха несколько изменится (см. зависимость 2).

На этапе вдоха ( см. Рис.17б) в легкие будет поступать уже газовая смесь в интервале времени t1-t3, значение РСО2 которой будет уже мало отличаться от значения FetCO2. В конце этапа вдоха значение РСО2 по длине камеры распределится согласно зависимости 3, представленной на Рис.16.

Рис.16

Рис.17

Выводы: в рассматриваемом классе дыхательных тренажеров увеличение смесительных камер с суммарным объемом более 1 литра не приводит к заметному увеличению концентрации СО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в легкие. Поэтому применение смесительных камер больше 1 литра для повышения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие, практически бессмысленно!

Давайте все-таки рассмотрим, что будет получаться при увеличении, например, объема рассматриваемой смесительной камеры до 1,75 литра (параметры пяти цилиндров тренажера «Суперздоровье»), при дыхательном объеме легких пользовамл. (0,5 литра) уже в установившемся процессе дыхания с тренажером. Поскольку камера длинная (см. Рис.18), то выдыхаемая газовая смесь в конце выдоха объемом 500 мл. с концентрацией РСО2=FetCO2 (FetCO2 - концентрация СО2 в конце выдоха, равная приблизительно концентрации СО2 в легких) сконцентрируется в Зоне 1. В Зоне 3 будет находиться практически атмосферный воздух в объеме приблизительно 500 мл. Зона 2 – это буферная зона объемом приблизительно 750 мл. (0,75л.), которая практически исключает газообмен между легкими и атмосферой.

Характер распределения РСО2 по длине камеры представлен ниже на Рис.18.

Рис. 18

При вдохе (см. Рис.19) газовая смесь в объеме 500 мл. из Зоны 1 (практически газовая смесь предыдущего выдоха) поступает в дыхательные пути, а Зона 3 увеличивается на 500 мл. за счет поступления атмосферного воздуха из дренажного отверстия.

Характер распределения РСО2 по длине камеры представлен ниже на Рис.19.

Рис.19

Далее при выдохе начинает образовываться Зона 1 (зона концентрации выдыхаемой газовой смеси), а Зоны 2 и 3 начинают смещаться вправо, вытесняя атмосферный воздух из Зоны 3 и т. д. Получается, что при дыхательных тренировках в Зону 1 атмосферный воздух практически не поступает, а поступает в нее только выдыхаемая из легких газовая смесь, что обеспечивает в конечном итоге повышение РСО2 в газовой смеси легких до опасных величин.

Следовательно, при таких параметрах рассматриваемой смесительной камеры происходит дыхание ОДНОЙ И ТОЙ ЖЕ ГАЗОВОЙ СМЕСЬЮ, например, в течение 30 минут. По-моему, это то же самое, что надеть на голову полиэтиленовый мешок и пытаться заниматься дыхательной гимнастикой. Что из этого получится – не знаю, не пробовал.

Очевидно, что для обеспечения НАЧАЛА газообмена между легкими и атмосферой буферная Зона 2 в рассматриваемой смесительной камере должна быть практически НУЛЕВОЙ! А это условие начинает выполняться только при объеме рассматриваемой смесительной камеры МЕНЕЕ 1 литра.

Трубки Галузина, достаточно известный дыхательный тренажер, имеющий внутренний диаметр смесительной камеры 30 мм. (поперечное сечение 710 мм2) и максимальную длину 3,55 м. (внутренний объем трубок равен 2,5 литра). Этот тренажер отличается принципиально от тренажера «Суперздоровье» только внутренним диаметром (30 мм. место 53 мм.) применяемых цилиндров (трубок) и на него распространяются практически все выводы, сделанные для тренажера «Суперздоровье».

Теперь давайте рассмотрим характер изменения РСО2 в газовой смеси по длине смесительной камеры в зависимости от ее диаметра, поскольку это один из основных параметров, который в значительной мере влияющий на построение всех дыхательных тренажеров ( см. Рис.20-Рис.22).

Для получения зависимостей распределения РСО2 в дыхательной газовой смеси по длине камер различных диаметров примем, что внутренний объем рассматриваемых камер одинаковый, например, 600 мл., и больше дыхательного объема легких. Камера относительно большого диаметра (например, 60 мм.) имеет длину 150 мм. ( см. Рис.20). При выдохе сначала в камеру поступает атмосферный воздух из АМП в объеме 150 мл., запасенный там на этапе вдоха, а затем - газовая смесь из легких в объеме 350 мл. При этом характер распределения концентрации СО2 (РСО2) по длине камеры распределяется в конце выдоха согласно зависимости 1. При вдохе газовая смесь из камеры начинает поступать в верхние дыхательные пути, а в камеру начинает поступать дополнительно через дренажные отверстия атмосферный воздух, понижая в камере РСО2 в газовой смеси по ее длине. При этом характер распределения концентрации СО2 (РСО2) по длине камеры распределяется в конце вдоха согласно зависимости 2. Видно, что при завершении вдоха в камере находится еще газовая смесь отличающаяся от атмосферного воздуха с почти нулевой концентрацией СО2 (РСО2=0,03%).

По мере уменьшения внутреннего диаметра камеры характер распределения РСО2 в газовой смеси по ее длине начинает заметно деформироваться. Например, при диаметрах камер 40 мм. (длина 360 мм.) характер распределения РСО2 в газовой смеси по ее длине в конце выдоха (1) и в конце вдоха (2) примет вид Рис.21.

Рис.20

Рис.21

Рис.22

При диаметре камер меньше 20 мм. характер распределения РСО2 в газовой смеси по ее длине в конце выдоха (1) и в конце вдоха (2) примет вид Рис.22.

Анализ полученных зависимостей показывает, что при диаметре камер меньше 20 мм. длина буферной зоны между значениями РСО2=FetCО2 и РСО2=0 не превышает 5% от длины зоны значения РСО2=FetСО2. Следовательно, единственным вариантом уменьшение буферной зоны 2, затрудняющей газообмен между легкими и атмосферой во всех тренажерах, является уменьшение диаметра применяемых камер, что автоматически приводит к конструкции дыхательного тренажера «Мирон».

Теперь хотелось бы услышать от производителя дыхательного тренажера «Суперздоровье» , смесительные камеры которого могут достигать 2,8 литра, в чем я не прав. Зачем применяете смесительные камеры объемом 2,8 литра?.......... В чем смысл?.....

5. Повышение концентрации СО2 в артериальной крови человека за счет дыхательных тренировок с трубчатыми

дыхательными тренажерами

(«Карбоник», «Мирон»)

Рассматриваемые дыхательные тренажеры целесообразно выполнять на тонких трубках с поперечными сечениями до 260 мм.2 (внутренних диаметров круглых трубок до 20 мм.), что определяется усредненными внутренними сечениями отдельных элементов дыхательных путей, образующих анатомическое мертвое пространство (АМП). В таких трубках, по аналогии с дыхательными путями человека, дыхательные газовые смеси перемещаются по ним практически без перемешивания движущихся слоев и фронтов. Эти тренажеры содержат дыхательную трубку с загубником и дополнительное мертвое пространство (ДМП), выполненное в виде трубчатых пространств различных конфигураций. Из них можно выделить простейших 2 варианта построения ДМП:

- с параллельным расположением основных трубчатых пространств (см. Рис. 23);

- с последовательным расположением трубчатых пространств (см. Рис. 24).

Рис. 23

Рис. 24

Рассматриваемые дыхательные тренажеры по параметрам принципиально не отличаются друг от друга, но тренажер с параллельным расположением трубчатых пространств может иметь меньшее влияние на сопротивление дыханию, что может быть важным моментом для ослабленных пользователей.

Основным назначением ДМП, поперечное сечение элементов которого не превышает усредненного значения поперечных сечений дыхательных путей, является сохранение совместно с анатомическим мертвым пространством (АМП) выдыхаемой из легких газовой смеси с концентрацией РСО2=FetCO2 на этапе выдоха и повторное использование ее на этапе вдоха.

Очень важным параметром для таких дыхательных тренажеров является объем ДМП, от параметров которого зависят концентрации СО2 и О2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в легкие, и безопасность их применения. Следует остановиться несколько подробнее на этом параметре.

Давайте примем, что объем ДМП (включая объем дыхательной трубки) равен 500 мл. и равен дыхательному объему легких. При первом выдохе рассматриваемые тренажеры сначала заполняются атмосферным воздухом из анатомического МП, запасенном там при предыдущем вдохе, а затем газовой смесью из легких с РСО2=FetСО2. В конце выдоха рассматриваемые дыхательные тренажеры по своей длине заполнятся газовыми смесями практически без перемешивания по фронтам. При этом дыхательная трубка с частью ДМП, заполненные газовой смесью из легких в объеме 350 мл., образуют Зону 1, выделенную зеленым цветом на Рис.25, где концентрация СО2 по всей длине тренажера практически равна концентрации СО2 легких (FetCO2). В конце вспомогательных трубок ДМП формируется Зона 3, выделенная голубым цветом, где находится практически только атмосферный воздух. Зона 2, находящаяся между Зонами 1 и 3, имеет практически нулевое значение.

Рис. 25

При вдохе ВСЯ газовая смесь, вышедшая из легких на этапе выдоха и оставшаяся ПОЛНОСТЬЮ в анатомическом мертвом пространстве, дыхательной трубке и Зоне 1 ДМП, поступает ПОВТОРНО в легкие. При этом анатомическое мертвое пространство АМП, дыхательная трубка и все трубки дыхательного тренажера заполняются полностью атмосферным воздухом (см. Рис. 26, голубой цвет).

Рис. 26

После 10-15 дыхательных циклов между Зонами 1 и 3 может появиться незначительная по длине буферная Зона 2, которая практически не влияет на процесс дыхания. В итоге получается, что человек при дыхательных тренировках при указанных параметрах дыхательных тренажеров использует одну и ту же газовую смесь с постоянно повышающейся концентрацией СО2 (FetCO2) и понижающейся концентрацией О2, что эквивалентно варианту «полиэтиленовый мешок на голову». Увеличение объема ДМП в рассматриваемых тренажерах свыше 500 мл. полностью бессмысленно. Поясним сказанное на примере Рис.27.

Капнограмма при таком дыхании представлена на Рис. 27а, где видно, что при вдохе в интервале времени t1-t10 в верхние дыхательные пути (в рот) поступает газовая смесь из ДМП объемом 350 мл. практически со значением РСО2= FetCO2 , оставшаяся там при предыдущем выдохе. В верхние дыхательные пути атмосферный воздух из ДМП начинает поступать только в интервале времени t10-t3 в объеме 150 мл., равного объему анатомического мертвого пространства (АМП).

Очевидно, что при этом диаграмма изменение РСО2 в газовой смеси, поступающей (находящейся) в конец дыхательных путей, будет иметь вид Рис. 27б. Что мы видим?

Рис. 27

А видим то, что в конце дыхательных путей концентрация РСО2 в газовой смеси остается при таком объеме ДМП неизменной ВСЕГДА на уровне FetCO2, независимо от вдоха или выдоха, т. е. можно и НЕ ДЫШАТЬ вообще, результат будет один и тот же. Вы как, согласны на это? Лично у меня такого желания не возникает!

Характер изменения среднего значения РСО2 в газовой смеси в дыхательных путях представлено на Рис. 27в, откуда видно, что в конце вдоха АМП полностью заполнены атмосферным воздухом, который еще не дошел до легких. Следовательно, для построения нормальных дыхательных тренажеров необходимо уменьшить объем ДМП до обоснованной величины, чтобы обеспечить вентиляцию легких за счет поступления в них некоторого объема атмосферного воздуха (см. Рис.28).

Рис. 28

Поэтому предлагается максимальный объем ДМП (включая объем дыхательной трубки) для дыхательных тренировок в рассматриваемых тренажерах выбирать из условия:

Vдмп = К (Vд – Vамп),

где Vд – дыхательный объем легких человека (400-500 мл.);

Vамп – объем анатомического мертвого пространства человека (130-170) мл.;

К – коэффициент, влияющий на вентиляцию легких, К = 0,5 – 0,8 (для экспериментов над собой можно принимать К>0,8, только следует учесть, что при К = 1,0 начинает действовать вариант Рис. 24, когда «можно и не дышать» при дыхательных тренировках).

Например, при Vд=500 мл., Vамп=150 мл., К=0,7 получим, что максимальное значение Vдмп=250 мл. и в легкие поступает только 100 мл. атмосферного воздуха вместо 350 мл. при естественном дыхании.

Рассматриваемый класс дыхательных тренажеров при указанных параметрах пользователя может иметь объем ДМП (вместе с дыхательной трубкой) не более 250 мл., т. к. в противном случае нарушается вентиляция легких, необходимая для жизнедеятельности человека при проведении дыхательных тренировок.

Поясним сказанное на примере дыхательных тренажеров с рекомендуемым нами объемом ДМП (см. Рис. 29). Капнограмма с таким тренажером на этапах выдоха ничем не отличается от капнограммы при естественном дыхании (см. интервалы времени t3-t5, t7-t9… на Рис.1 и Рис.29). При выдохе сначала через дыхательную трубку и ДМП в атмосферу последовательно выходит атмосферный воздух, находящийся в ДМП (250 мл.) и АМП (150 мл.), а затем газовая смесь из легких (100 мл.). При этом анатомическое мертвое пространство (АМП), ДМП (включая дыхательную трубку) в конце выдоха заполняются только газовой смесью из легких практически с РСО2=FetCО2, т. е. в рассматриваемом дыхательном тренажере присутствует при выдохе только Зона 1. Получается, что мы сохранили газовую смесь, поступившую из легких при выдохе, не только в АМП, но и в ДМП, в состав которого входит и дыхательная трубка. При этом в элементах дыхательных тренажеров при полном выдохе нет иных газовых смесей кроме газовой смеси из легких с РСО2=FetСО2, т. к. они нам не нужны в принципе. Нас интересует только сохранение газовой смеси в элементах тренажера, поступившей из легких!!!

Рис. 29

Капнограмма с таким тренажером на этапе вдоха уже существенно отличается от капнограммы при естественном дыхании (см. Рис. 1а и Рис. 29а). В интервалах времени t1-t10, t5-t12…. на Рис.29а в начало верхних дыхательных путей поступает газовая смесь практически с РСО2= FetCO2 в объеме 250 мл. из ДМП, в состав которого входит и дыхательная трубка.

При этом в легкие (см. диаграммы Рис. 1б и Рис. 29б) поступает последовательно газовая смесь, запасенная на этапе выдоха в АМП и ДМП, в состав которого входит и дыхательная трубка, с суммарным объемом 400 мл. В конце вдоха в легкие поступает дополнительно 100 мл. атмосферного воздуха из атмосферы, который и обеспечивает необходимую вентиляцию легких и жизнедеятельность человека при дыхательных тренировках.

Очевидно, что изменяя суммарный объем ДМП и внутренний объем дыхательной трубки от 0 до 250 мл. можно изменять объем поступающего в легкие атмосферного воздуха при вдохе, например, от 100 мл. до 350 мл. и регулировать концентрации СО2 и О2 в газовой смеси в легких в нужном диапазоне.

Например, при концентрации СО2 в газовой смеси легких FetCO2=6,0% получим при вдохе средние значения РСО2 в газовой смеси, поступающей в легкие, следующие:

- при поступлении в легкие 350 мл. атмосферного воздуха, характерное для естественного дыхания, среднее значение РСО2=1,8% , при этом среднее значение РСО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в начало верхних дыхательных путей, равно 0,03%;

- при поступлении в легкие 300 мл. атмосферного воздуха (дыхание только через дыхательную трубку объемом 50 мл.) – РСО2=2,4%, при этом среднее значение РСО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в начало верхних дыхательных путей, равно 0,6%;

- при поступлении в легкие 250 мл. атмосферного воздуха (дыхание через дыхательную трубку объемом 50 мл. + одной вспомогательной трубки ДМП объемом 50 мл.) - РСО2=3,0%, при этом среднее значение РСО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в начало верхних дыхательных путей, равно 1,2%;

- при поступлении в легкие 150 мл. атмосферного воздуха (дыхание через дыхательную трубку объемом 50 мл. + трех вспомогательных трубок ДМП с суммарным объемом 150 мл.) – РСО2=4,2%, при этом среднее значение РСО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в начало верхних дыхательных путей, равно 2,4%;

- при поступлении в легкие 100 мл. атмосферного воздуха (дыхание через дыхательную трубку объемом 50 мл. + четырех вспомогательных трубок ДМП с суммарным объемом 200 мл.) - РСО2=4,8%, при этом среднее значение РСО2 в дыхательной газовой смеси, поступающей в начало верхних дыхательных путей, равно 3,0% и т. д. При этом обратите внимание, что ни в одном дыхательном тренажере (кроме «Мирон») отдельная дыхательная трубка не применялась на первом этапе дыхательных тренировок….

Сравнивая диаграммы Рис. 1в и Рис.26в видим, что они отличаются друг от друга, а АМП заполнено полностью атмосферным воздухом только в интервале времени t11-t3, t13-t7. Получается, что в конце вдоха АМП полностью заполнено атмосферным воздухом по аналогии с естественном дыханием.

В заключение кратко остановимся на количестве основных трубчатых пространств (вспомогательных трубок) дыхательных тренажеров, представленных на Рис. 28. С одной стороны существует желание обеспечить максимальную плавность регулирования РСО2 в дыхательной газовой смеси в процессе дыхательных тренировок за счет применения большого количества (несколько десятков) основных трубчатых пространств. Но естественно это приводит к большим неудобствам при эксплуатации, особенно при мытье тренажера после каждой дыхательной тренировки. Поэтому достаточно, по нашему мнению, остановиться на количестве основных трубчатых пространств (вспомогательных трубок) ДМП не более 10 при их поперечном сечении не более 260 мм2 (круглых трубок диаметром не более 18 мм.).

К этому классу дыхательных тренажеров я отнес «Карбоник», выполненный на базе схемы Рис.23 и «Мирон», выполненный по схеме Рис.24.

Дыхательный тренажер «Карбоник» можно с натяжкой сюда отнести, т. к. не все поперечные сечения воздуховодов в этом тренажере меньше 260 мм2. У него есть камера порядка 100 мл., которая расположена между дыхательной трубкой и кассетой и предназначена для распределения, например, выдыхаемой газовой смеси в каналы кассеты. Эти каналы в количестве 1100 шт. сечением 2 мм. х3,5 мм., длиной 200 мм., расположенные параллельно между собой, в тренажере «Карбоник» введены для обеспечения плавности регулирования объема ДМП и сохранения «последней порции выдохнутого воздуха». Только возникает вопрос, как можно сохранить «последнюю порцию выдохнутого воздуха» из общего выдыхаемого объема 500 мл. в кассете объемом 1000 мл.? В этом варианте возможно сохранить в каналах кассете только весь объем выдохнутой газовой смеси, причем без выхода ее в атмосферу. Следовательно, проведение дыхательных тренировок с применением тренажера «Карбоник» эквивалентно варианту дыхания в закрытый полиэтиленовый мешок!

В дыхательном тренажере «Мирон» все трубки выполнены диаметром от 12 до 14 мм. и предназначены для сохранения в них на этапе выдоха газовой смеси из легких («последней порции выдохнутого воздуха») практически с РСО2=FetСО2 в объеме не более 250 мл. при дыхательном объеме легких пользовамл. Например, при дыхательном объеме легких пользовамл. объем трубок тренажера «Мирон» уменьшается до 200 мл. В этом тренажере предусматривается изменение его параметров в зависимости от дыхательного объема легких каждого пользователя….. Как видите, идеология построения дыхательного тренажера «Мирон» несколько отличается от идеологии построения дыхательного тренажера «Карбоник» в лучшую сторону.

Теперь, для разнообразия, подумайте, дамы и господа, как Вы будете мыть хотя бы кассету тренажера «Карбоник», содержащую 1100 прямоугольных отверстий сечением 2х3,5 мм. длиной 200 мм.? Я думаю, что это будет не простая задача! А если это делать 2-3 раза в день и длительное время? Это будет уже невыносимо! А что делать, мыть то надо!!! Поэтому основная масса пользователей этот тренажер будут мыть не чаще 1 раза в неделю Тренажер «Мирон» в этом плане гораздо интереснее. Промыть потребуется только загубник и 5 трубок с внутренним диаметром 12 мм. и 14 мм. Сделать это можно легко и без особого напряжения!!!

Теперь обратим внимание на загубники, которые по определению должны быть за губой. На самом же деле все дыхательные тренажеры имеют жесткие пластмассовые мундштуки, которые удерживаются во рту зубами и губами. Это достаточно неудобно и поэтому в тренажере «Мирон» используется мягкий ПВХ загубник, который устанавливается между губами и деснами. Это достаточно комфортно и не требуется уделять внимание удержанию мундштука во рту.

Рис.30 Дыхательный тренажер «Карбоник» (справа),

дыхательный тренажер «Самоздрав» (слева) и дыхательный тренажер

«Мирон» (лежит на столе в виде кольца)

Рис.31 Дыхательный тренажер «Карбоник» в разобранном виде, загубник твердый, удержится во рту зубами и губами

Рис.32 Дыхательный тренажер «Мирон» в разобранном виде, загубник мягкий, размещается между губами и деснами, т. е. настоящий «загубник»

Теперь возникает вопрос к производителю дыхательного тренажера «Карбоник», который базируется на схеме Рис. 23 и имеет объем дополнительного мертвого пространства (ДМП) до 1000 мл, в чем я не прав? Ведь объем ДМП вашего дыхательного тренажера превышает практически в 4 раза ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫЙ объем ДМП для рассмотренного класса дыхательных тренажеров…….

Зачем в кассете Вашего тренажера 1000 каналов, которые при эксплуатации промыть практически невозможно?.....Для плавности регулирования РСО2? Но это идет за счет резкого ухудшения условий его эксплуатации!

6 Мои выводы

Поскольку дыхательные газовые смеси с РСО2 =5% применяют главным образом только в реанимации, то для практического применения при дыхательных тренировках приемлемыми для меня являются следующие дыхательные практики:

1. Метод Бутейко, основанный на уменьшении дыхательного объема легких (уменьшение глубины дыхания, уменьшение объема вдоха атмосферного воздуха), чем обеспечивается повышение среднего значения концентрации СО2 и понижение концентрации О2 в газовой смеси, поступающей в легкие. При этом в верхние дыхательные пути поступает ТОЛЬКО атмосферный воздух с РСО2=0,03%.

Дыхательные тренировки можно проводить в любом месте, незаметно для других, оперативно изменять значение РСО2 в дыхательной газовой смеси….

Его могут применять очень организованные и упорные пациенты, т. к. это связано с очень большими трудностями по управлению процессом тренировок.

2. С применением дыхательных тренажеров второй группы: Фролова, «Самоздрав», «Гипоксар», «Боркал», Еременко, которые обеспечивают при вдохе повышение среднего значения концентрации СО2 и понижение концентрации О2 в газовой смеси, поступающей в легкие. При этом в верхние дыхательные пути (в рот) поступает дыхательная газовая смесь с повышенной концентрацией СО2 и пониженной концентрацией О2 из смесительной камеры. Атмосферный воздух в верхние дыхательные пути в чистом виде вообще не поступает, он участвует только при формировании в смесительной камере дыхательной газовой смеси.

Их могут применять практически все пациенты, но их применение

связано с достаточно большими неудобствами при тренировках и особенно при мытье после каждой дыхательной тренировки (2-3 раза в день в течение 5-10 месяцев), т. к. их необходимо для этого разбирать практически полностью.

Дыхательный тренажер «Суперздоровье» и трубки Галузина можно применять при максимальном объеме их смесительных камер не более 500 мл. (0,5 литра), а не 2-3 литра.

3. С применением дыхательного тренажера третьей группы: «Мирон», который обеспечивает при вдохе повышение среднего значения концентрации СО2 и понижение концентрации О2 в газовой смеси, поступающей в легкие. При этом в верхние дыхательные пути поступает сначала дыхательная газовая смесь из дополнительного «мертвого пространства» (из «Мирона») с РСО2=FetCО2 (3,5-6,0%), а затем поступает только атмосферный воздух в чистом виде. Регулирование дополнительного «мертвого пространства» (параметров «Мирона») приводит к регулированию среднего значения концентрации СО2 и О2, как в дыхательной газовой смеси, так и в газовой смеси, поступающей в легкие.

Дыхательный тренажер «Карбоник» можно будет применять при максимальном объеме кассеты не более 250 мл., т. е. необходимо уменьшить существующий на сегодня тренажер по длине в 4 раза.

Краткие выводы для себя:

Для дыхательных тренировок пригодны только дыхательные тренажеры, обеспечивающие в дыхательной газовой смеси:

1.  Максимальную концентрацию СО2 – не более 3,5%;

2.  Минимальную концентрацию О2 – не менее 16,5%;

3.  Дыхательные тренажеры, не обеспечивающие указанные параметры дыхательной газовой смеси, не применяю.

Справка:

Максимальная концентрация СО2 в газовой смеси, поступающей в начало дыхательных путей при применении дыхательных тренажеров:

Фролова, «Гипоксар», «Самоздрав», «Мирон» – не более 3,5%;

«Суперздоровье» - 0–8%, «Карбоник» – 5%-8%.

Минимальная концентрация О2 в газовой смеси, поступающей в начало дыхательных путей при применении дыхательных тренажеров:

Фролова, «Гипоксар», «Самоздрав», «Мирон» – не менее 16,5%;

«Суперздоровье» - 21%-11%, «Карбоник» – 17%-11%.

Справка по материалам Военно-медицинской академии Министерства обороны, которая проводят большие исследования по формированию дыхательных газовых смесей для космических кораблей, аквалангистов, водолазов, боевых пловцов…:

По повышению концентрации СО2 в дыхательной газовой смеси:

1-я стадия ( I зона на Рисстадия предвестников (начальных проявлений) - наступает при содержании СО2 во вдыхаемой газовой смеси в пределах 1,5-3 %, приведенных к условиям нормального давления. Для этой стадии характерны чувство жара, умеренная эйфория, снижение внимания, легкое головокружение, головная боль, более глубокое дыхание, снижение физической работоспособности, потливость, усиление саливации, бронхиальной и желудочной секреции;

2-я стадия ( II зона на Рисстадия одышки - возникает при дыхании воздухом, содержащим 3-6 % СО2 при экспозиции 20-100 мин. Типичными симптомами для указанной стадии отравления СО2 являются выраженное чувство жара, сильная одышка, головокружение, пульсирующая головная боль, сонливость. При осмотре определяются вначале бледность, а затем гиперемия кожных покровов, набухание подкожных вен. Отмечаются небольшая эйфория, повышенная потливость, гиперсаливация. Учащается пульс, как правило, повышается артериальное давление, в большей степени диастолическое. Тоны сердца приглушены. При электрокардиографии обнаруживаются увеличение вольтажа зубцов и уширение интервала Р-Q, свидетельствующие о повышенной возбудимости миокарда и замедлении предсердно-желудочковой проводимости;

3-я стадия ( III зона на Рисстадия судорог наступает при содержании СО2 во вдыхаемой газовой смеси 6-10 % при экспозиции 5-25 мин. Для указанной стадии характерно наличие декомпенсации с развитием патологических реакций организма. Ведущим симптомом являются судороги клонического характера мышц всего тела, сопровождающиеся затрудненным продолжительным выдохом. Кожные покровы цианотичны, зрачки сужены, артериальное давление снижено, частота сердечных сокращений уменьшена, тонус периферических сосудов ослаблен, вязкость крови увеличена, осмотическая стойкость эритроцитов понижена. Возможна потеря сознания.

По понижению концентрации О2 в дыхательной газовой смеси:

1. Для первой стадии гипоксии, проявляющейся при парциальном давлении кислорода во вдыхаемой смеси 140—90 мм рт. ст. (концентрация кислорода в дыхательной газовой смеси - 18,5—12%), характерны ощущение тяжести в голове и во всем теле, невозможность сосредоточить волевые усилия на выполнении умственной и физической работы, нарушение координации движений, особенно тонких двигательных актов, замедление темпа речи, снижение умственной работоспособности. В коре больших полушарий определяются нарушение всех видов внутреннего торможения, возрастание латентных периодов условно рефлекторных реакций и растормаживание дифференцировок. На этой стадии организм в состоянии покоя достаточно легко справляется с гипоксией за счет ряда компенсаторных реакций. Со стороны сердечнососудистой системы определяются повышение артериального давления, увеличение частоты пульса на 5-30 ударов в минуту. Дыхание несколько учащается, на 20—80 % увеличивается минутный объем дыхания (МОД).

2. Вторая стадия гипоксии проявляется при парциальном давлении кислорода во вдыхаемой смеси 90—70 мм рт. ст. (концентрация кислорода в дыхательной газовой смеси –,2%). В этой стадии гипоксемии компенсаторные реакции организма становятся недостаточными, вследствие чего наступают нарушения функции центральной нервной системы и деятельности циркуляторной системы. Сознание у пострадавшего сохраняется, но исчезает способность к реальной оценке текущих событий, появляется стремление к выполнению намеченной цели без учета реальной обстановки и опасности. Походка становится шаткой, резко снижается чувствительность, в силу чего пострадавший не замечает ушибов и травматических повреждений кожных покровов. В центральной нервной системе преобладают процессы торможения, возникают предобморочное состояние, побледнение кожных покровов. МОД увеличивается в 2 раза и более, частота сердечных сокращений может превышать исходную на 40 % (до 120 сокращений в минуту в покое). Мышечные усилия быстро вызывают сердечную декомпенсацию.

Читайте, думайте и решайте!

7 Пока все, продолжение следует!