Aquí, presentamos un protocolo para evaluar dos patrones de respiración profunda de respiración natural y diafragmática para su eficacia y facilidad de ejecución. Se seleccionaron quince participantes, utilizando un electrocardiógrafo y un analizador de gas caducado para la medición de los parámetros ventilatorios, junto con la evaluación visual mediante captura de vídeo del movimiento toracoabdominal.
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Artículo de método
Investigación sobre la respiración profunda a través de la medición de parámetros ventilatorios y la observación de patrones respiratorios
En este artículo
Resumen
Resumen
En este protocolo, se mostraron dos patrones de respiración profunda a 15 participantes para determinar un método fácil pero eficaz de ejercicio respiratorio para su aplicación futura en un entorno clínico. Las mujeres de veinte años estaban sentadas cómodamente en una silla con apoyo de respaldo. Estaban equipados con una máscara hermética conectada a un analizador de gas. Se colocaron tres electrodos en el pecho conectados a un transmisor inalámbrico para su retransmisión al electrocardiógrafo. Ejecutaron una fase de descanso de 5 minutos, seguida de 5 minutos de respiración profunda con un patrón de respiración natural, terminando con una fase de reposo de 5 minutos. Esto fue seguido por un intermedio de 10 minutos antes de tomar la segunda fase de instrucción de sustituir el patrón respiratorio natural por el patrón respiratorio diafragmático. Simultáneamente, tuvo lugar lo siguiente: a) la recolección, medición y análisis continuos del gas caducado para evaluar los parámetros ventilatorios respirando por respiración; b) medición de la frecuencia cardíaca mediante un electrocardiógrafo; y c) videograbación del movimiento toracoabdominal del participante desde un aspecto lateral. A partir de la captura de vídeo, los investigadores llevaron a cabo la observación visual de las imágenes de movimiento de avance rápido seguidas de la clasificación de los patrones respiratorios, confirmando que los participantes habían llevado a cabo el método de respiración profunda según las instrucciones. La cantidad de reingreso de oxígeno reveló que, durante la respiración profunda, el trabajo de respiración disminuyó. Los resultados de la ventilación diminal caducada, la frecuencia respiratoria y el volumen de marea confirmaron un aumento de la eficiencia ventilatoria para la respiración profunda con el patrón de respiración natural en comparación con el patrón de respiración diafragmática. Este protocolo sugiere un método adecuado de instrucción para evaluar los ejercicios de respiración profunda sobre la base del consumo de oxígeno, parámetros ventilatorios y excursiones en la pared torácica.
Introducción
El fisioterapeuta cardiopulmonar normalmente trata al paciente de acuerdo con las necesidades y requisitos de la persona. Sin embargo, en general, el paciente es dejado para llevar a cabo ejercicio de respiración profunda preoperatoria por sí mismo. Por lo tanto, es imprescindible encontrar un método de instrucción simple y eficaz para que el paciente realice ejercicios de respiración profunda1.
La respiración diafragmática es tal ejercicio respiratorio y un método de control respiratorio2,3. El resultado terapéutico de este método incluye una reducción en el trabajo de respiración y la mejora en la eficiencia de la respiración2,3, y esto provoca un aumento en el volumen de marea, lo que resulta en una reducción de la frecuencia respiratoria. Sin embargo, algunos investigadores han señalado que el ejercicio de respiración diafragmática puede causar movimiento asincrónico y paradójico de la caja torácica debido a las excursiones abdominales en algunos pacientes4,5. En tales casos, el uso del patrón respiratorio natural de un paciente puede ser eficaz. En cuanto a la cuestión de que la respiración profunda sea eficaz como medio de reducción del trabajo mecánico de respiración y mejora de la eficiencia ventilatoria, puede ser útil cuantificar los parámetros ventilatorios mediante el uso de un analizador de gas.
Es bien sabido que las pruebas de ejercicio cardiopulmonar se llevan a cabo utilizando un analizador de gas6,7. Algunos investigadores8,9 han notificado mediciones para la respiración diafragmática con un analizador de gases en pacientes con enfermedad pulmonar obstructiva crónica. 8 compararon la respiración diafragmática, la respiración de labios fruncidos y una combinación de ambos, con la de la respiración espontánea. Durante estos tres métodos de respiración, se midieron el consumo de oxígeno (VO2)y la frecuencia respiratoria (f), lo que mostró que un VO2 en reposo más alto puede explicarse por el aumento del trabajo mecánico de la respiración8. 9 examinó el efecto inmediato de la respiración diafragmática o del estiramiento muscular respiratorio en VO2,f y el volumen de marea (VT). Podemos esperar de los resultados de los estudios antes mencionados que se podrían obtener evidencia similar mediante la aplicación de ejercicios de respiración similares para confirmar un método eficaz de respiración profunda de instrucción.
Este protocolo describe el método para la medición de parámetros ventilatorios y la excursión de la pared torácica en respiración profunda con dos patrones respiratorios, junto con sus resultados y análisis. El muestreo continuo y cuantitativo de los parámetros ventilatorios puede medir la respiración con precisión en comparación con las técnicas alternativas. El VO2 obtenido en este protocolo puede considerarse un indicador del trabajo de respiración8. Además, f, VT,y la ventilación de minutos están relacionados con la eficiencia ventilatoria. También se puede obtener información sobre el patrón respiratorio a partir de estos parámetros del ventilador más tiempo inspiratorio y espiratorio. Este protocolo también implica la evaluación de la excursión de la pared torácica a través de la captura de vídeo, que corresponde a la observación por un fisioterapeuta de la excursión de la pared torácica del paciente durante el ejercicio de respiración. El objetivo general de este estudio fue encontrar un método viable y eficiente de ejercicio de respiración profunda basado en el análisis del consumo de oxígeno, parámetros ventilatorios y excursión en la pared torácica.
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Protocolo
Este protocolo se ajustaba a los principios éticos de la Declaración de Helsinki. El procedimiento fue explicado a todos los participantes antes del inicio del estudio.
1. Examen de participantes
- Reclutar a 15 mujeres sanas en sus veinte años a través de muestreo de conveniencia. Revise la historia clínica verbalmente. Excluya a los participantes con enfermedad cardiopulmonar.
- Explique el procedimiento al participante.
- Pida al participante que se abstenga de comer y beber 2 h antes del comienzo de la medición y que traiga una camisa negra ajustada.
2. Procedimiento
- Preparación para el procedimiento
- Calibrar el analizador de gas que tiene componentes integrados de un neumotachogramógrafo y medidores de concentración de oxígeno/dióxido de carbono 15 – 30 min antes de la medición. Siga los protocolos del fabricante.
- Conecte una cámara de vídeo a un trípode a una distancia de 1,5 m de la silla en la que se sentará el participante. Prepárese para registrar una vista lateral del participante sentado en un rango desde la parte superior del cráneo hasta el asiento de la silla.
- Indique al participante en espera que se ponga la camisa negra ajustada en un cubículo, y cuando esté listo, párese al lado de la silla en el laboratorio.
- Coloque tres electrodos (positivos, negativos y molidos) sobre la piel del pecho de pie, cada uno con un cable para conectarlos a un transmisor que se transmite al electrocardiógrafo.
- Asiento del participante cómodamente durante 5 minutos en una silla con un soporte trasero en un ángulo de 70o y, si es necesario, insertar un pequeño cojín en el cuello y / o región lumbar.
- Explique al participante respiración profunda con un patrón de respiración natural (NB) de respiraciones lentas y profundas, respirando a través de la nariz y soplando por la boca sin ninguna consideración o conocimiento dado sobre el movimiento específico del pecho.
- Pida al participante que respire profundamente naturalmente sin ninguna guía. Prepárese para comenzar la medición si el investigador está satisfecho con el rendimiento respiratorio. Observe el movimiento toracoabdominal del participante durante la inspiración y la expiración.
- Medición de la respiración profunda con el patrón NB
- Coloque al participante con una máscara de muestreo sobre la boca y la nariz para medir el gas caducado. Realizar una prueba de sellado: cierre el orificio para el tubo de muestreo de la máscara con un dedo y pida al participante que exhale suavemente y confirme si el aire tiene fugas de la máscara. Conecte un tubo de muestreo a la máscara para medir los parámetros ventilatorios.
- Pida al participante que se abstenga de hablar durante el procedimiento.
- Indique al participante que descanse durante 5 minutos, y al mismo tiempo comience a registrar el gas expirado y la frecuencia cardíaca, junto con la captura de vídeo. Después de la fase de descanso de 5 minutos, indique al participante que comience la respiración profunda durante 5 minutos con patrón NB. Al finalizar, indique al participante que descanse durante 5 min.
- Continúe grabando y midiendo a lo largo de las tres fases.
- Realice solo una prueba trifásica para cada participante.
- Fase de descanso
- Informe al participante que el experimentador se quitará la máscara y le permitirá una fase de intermedio de 10 minutos.
- Indique al participante que pueda sentarse y hablar en el laboratorio, pero no beber. Comience a cronometrar la fase de intermedio con un cronómetro en el momento de quitarse la máscara.
- Medición de la respiración profunda con el patrón de respiración diafragmática (DB)
- Asiento del participante como en el paso 2.1.5.
- Explique al participante respiración profunda con un patrón de respiración diafragmática (DB). Pídale al participante que encaje los dedos, colóquelos en su abdomen y respire profundamente a través de la nariz, expandiendo el abdomen debajo de las manos y luego soplando por la boca y retrayendo suavemente el abdomen.
- Indique al participante que practique esta respiración profunda con el patrón DB hasta que el investigador esté satisfecho. Observe que la expansión toracoabdominal tiene lugar durante la inspiración seguida de su contracción al expirar.
- Coloque al participante con una máscara de muestreo sobre la boca y la nariz para medir el gas caducado. Realizar una prueba de sellado: cierre el orificio para el tubo de muestreo de la máscara con un dedo y pida al participante que exhale suavemente y confirme si el aire tiene fugas de la máscara. Conecte un tubo de muestreo a la máscara para medir los parámetros ventilatorios.
- Pida al participante que se abstenga de hablar durante la medición.
- Indique al participante que descanse durante 5 minutos, y al mismo tiempo comience a registrar el gas expirado y la frecuencia cardíaca, junto con la captura de vídeo. Después de la fase de descanso de 5 minutos, indique al participante que comience la respiración profunda durante 5 minutos con el patrón de base de datos. Al finalizar, indique al participante que descanse durante 5 minutos.
- Quite la máscara del participante después de la fase de reposo de 5 minutos.
- Pregunte inmediatamente al participante cuál de las dos técnicas de respiración profunda era más cómoda. Registre la respuesta del participante en una hoja de cálculo.
- Retire los electrodos, los cables y el transmisor del participante y déjela ir.
- Realice solo una prueba trifásica para cada participante.
3. Medición de los parámetros ventilatorios
- Muestre el gas caducado aliento por respiración utilizando un analizador de gas (consulte la Tabla de materiales y la Figura 2).
- Mida los siguientes parámetros ventilatorios: toma de oxígeno (VO2),salida de dióxido de carbono (VCO2),ventilación por minutos expirados (VE), frecuencia respiratoria (f), volumen de marea (VT),tiempo espiratorio (Te)y tiempo inspiratorio (T i).
- Mida la frecuencia cardíaca utilizando un sensor de telemetría médica para el electrocardiógrafo (consulte Tabla de materiales y Figura 2), que está conectado al analizador de gas.
NOTA: El analizador de gas se utiliza utilizando el software informático proporcionado por el fabricante(Tabla de materiales).
- Recopile los datos para cada fase de reposo de 5 minutos y respiración profunda para los patrones NB y DB. Guarde los datos de los parámetros ventilatorios en formato CSV utilizando el software informático (consulte la Tabla de materiales y la Figura 3,4).
- Recopile datos medios para cada fase de 5 minutos de este protocolo. Los datos medios para la fase de ajuste opcional se obtienen respirando por respiración.
- Introduzca los datos de cada participante en el programa de hoja de cálculo (consulte la Tabla de materiales y la Figura 5)y determine la media y la desviación estándar (SD) para el descanso inicial y las fases de respiración profunda para NB y DB.
4. Evaluación del patrón respiratorio
- Grabe el movimiento toracoabdominal desde una vista lateral del participante utilizando una cámara de vídeo(Tabla de materiales).
- Asegúrese de que el color de fondo está en marcado contraste con la silueta del participante.
- Grabe la imagen de vídeo a 1/30 s por fotograma, que es la velocidad estándar para la cámara de vídeo utilizada.
- Cargue las imágenes en movimiento en un ordenador personal utilizando el software de edición de vídeo 1 (Tabla de materiales).
- Observe imágenes de vídeo de 5 min de las fases de respiración profunda a doble velocidad bajo evaluación visual y clasifique los patrones respiratorios como superiores, diafragmáticos o toracoabdominales. Utilice el software de edición de vídeo 2 (Tabla de materiales).
NOTA: Las imágenes de vídeo son analizadas por un fisioterapeuta cardiopulmonar (MY).
5. Patrón preferido de los participantes para la respiración profunda
- Prepare una hoja de cálculo para la respuesta del participante.
- Pregunte al participante cuál de las dos técnicas de respiración profunda es más cómoda después de la medición del patrón de base de datos.
- Rellene la hoja de cálculo con la respuesta del participante.
- Esté preparado para escuchar a la participante si quiere hablar sobre el procedimiento. No incluya los comentarios del participante en el análisis.
6. Análisis estadístico
NOTA: Realice análisis estadísticos utilizando software informático comercial(Tabla de materiales)y, a continuación, proporcione todos los clics de botón.
- Parámetros ventilatorios
- No analice la fase de reposo de 5 minutos después de las dos fases de respiración profunda de este protocolo.
- Determinar la media y SD para las fases de reposo iniciales y las fases de respiración profunda para cada parámetro.
- Emplear el análisis bidireccional de medidas repetidas de varianza (ANOVA de 2 vías) para evaluar los parámetros ventilatorios y la frecuencia cardíaca para las fases de reposo inicialy dos fases de respiración profunda.
NOTA: El factor "instrucción" incluye dos niveles NB y DB, y el factor "fase" tiene dos niveles de fase de reposo y fase de respiración profunda. - Usando el método Bonferroni, evalúe entre cada factor para la medición de parámetros, produciendo una interacción significativa después de ANOVA de 2 vías.
- Clasificación de los patrones respiratorios exhibidos por los participantes, incluyendo su patrón preferido para la respiración profunda.
- Clasificar el número de participantes de acuerdo con su patrón respiratorio en la respiración superior costal, diafragmática o toracoabdominal.
- Compile de la hoja de cálculo el número de participantes de acuerdo con su patrón preferido de respiración profunda.
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Resultados
Los parámetros ventilatorios y la frecuencia cardíaca
Sobre la base de los datos(Figura 5),los patrones NB y DB se analizaron estadísticamente(Figura 6 y Tabla 1). Se encontró que los f, VT y Te tenían una interacción significativa (p<0.05, respectivamente). Se encontró una disminución significativa en la f para los patrones NB y DB durante la respiración profunda en comparación con las fases iniciales de descan...
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Discusión
Mediante el uso de este protocolo, la instrucción eficaz para la respiración profunda se puede examinar a través del consumo de oxígeno, parámetros ventilatorios y excursiones en la pared torácica. Los participantes tenían una edad media de 21,6 años, una masa corporal media de 51,9 kg, una altura media de 159,3 cm y un índice de masa corporal de 20,5 kg/m2. No se ofrecieron incentivos para participar en este protocolo. Hay tres pasos críticos dentro del protocolo. En primer lugar, en lo que respecta al contro...
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Divulgaciones
Los autores declaran que no tienen intereses financieros en competencia.
Agradecimientos
Los autores agradecen al Dr. Shimpachiro Ogiwara, ex profesor de la Universidad de Kanazawa, y a la Sra. Sandra M. Ogiwara, CSP (Reino Unido), BScPT (C), la edición inglesa del manuscrito.
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Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Analizador de gas caducado | Minato Medical Science, Osaka, Japón | AE-300S | |
| Software de análisis de gas caducado | Minato Medical Science, Osaka, Japón | AT para Windows | |
| Sensor de telemetría médica para electrocardiógrafo | Nihon Kohden, Tokio, Japón | BSM-2401 | |
| Programa de hoja de cálculo | Microsoft, https://www.microsoft.com/ja-jp | Excel | |
| SPSS Statistical Software | IBM, https://www.ibm.com/jp-ja/analytics/spss-statistics-software | versión 23.0 | |
| Cámara de vídeo | Sony, Tokio, Japón | DCR-SR 100 | |
| Software de edición de vídeo 1 | Sony, Tokio, Japón | PlayMemories Home | |
| Software de edición de vídeo 2 | Adobe, https://www.adobe.com/jp/ | Premiere Elements 11 |
Referencias
- Yokogawa, M., et al. Comparison of two instructions for deep breathing exercise: non-specific and diaphragmatic breathing. Journal of Physical Therapy Science. 30, 614-618 (2018).
- Lewis, L. K., Williams, M. T., Olds, T. Short-term effect on outcomes related to the mechanism of intervention and physiological outcomes but insufficient evidence of clinical benefits for breathing control: a systematic review. Australian Journal of Physiotherapy. 53, 219-227 (2007).
- Cahalin, L. P., Braga, M., Matsuo, Y., Hernandez, E. D. Efficacy of diaphragmatic breathing in persons with chronic obstructive pulmonary disease: A review of the literature. Journal of Cardiopulmonary Rehabilitation. 22, 7-21 (2002).
- Sackner, M. A., Gonzalez, H. F., Jenouri, G., Rodriguez, M. Effects of abdominal and thoracic breathing on breathing pattern components in normal subjects and in patients with chronic obstructive pulmonary disease. The American Review of Respiratory Disease. 130, 584-587 (1984).
- Gosselink, R. A., Wagenaar, R. C., Rijswijk, H., Sargeant, A. J., Decramer, M. L. Diaphragmatic breathing reduces efficiency of breathing in patients with chronic obstructive pulmonary disease. American Journal of Respiratory and Critical Care Medicine. 151, 1138-1142 (1995).
- Adachi, H. Cardiopulmonary Exercise Test. International Heart Journal. 58, 654-665 (2017).
- Guazzi, M., Bandera, F., Ozemek, C., Systrom, D., Arena, R. Cardiopulmonary Exercise Testing: What Is Its Value. Journal of the American College of Cardiology. 70, 1618-1636 (2017).
- Jones, A. Y., Dean, E., Chow, C. C. Comparison of the oxygen cost of breathing exercises and spontaneous breathing in patients with stable chronic obstructive pulmonary disease. Physical Therapy. 83, 424-431 (2003).
- Ito, M., Kakizaki, F., Tsuzura, Y., Yamada, M. Immediate effect of respiratory muscle stretch gymnastics and diaphragmatic breathing on respiratory pattern. Internal Medicine. 38, 126-132 (1999).
- Jansson, E. On the significance of the respiratory exchange ratio after different diets during exercise in man. Acta Physiologica Scandinavica. 114, 103-110 (1982).
- Yokogawa, M., et al. Effects of food intake on physiological responses to cardiopulmonary exercise testing. Journal of Physical Therapy Science. 19, 145-150 (2007).
- Romei, M., et al. Effects of gender and posture on thoraco-abdominal kinematics during quiet breathing in healthy adults. Respiratory Physiology & Neurobiology. 172, 184-191 (2010).
- Binazzi, B., et al. Breathing pattern and kinematics in normal subjects during speech, singing and loud whispering. Acta Physiologica. 186, 233-246 (2006).
- Faul, F., Erdfelder, E., Lang, A. -G., Buchner, A. G*Power 3: A flexible statistical power analysis program for the social, behavioral, and biomedical sciences. Behavior Research Method. 39, 175-191 (2007).
- Reychler, G., et al. Incentive spirometry and positive expiratory pressure improve ventilation and recruitment in postoperative recovery: A randomized crossover study. Physiotherapy Theory and Practice. 35, 199-205 (2019).
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