Summary
Hier stellen wir ein Protokoll vor, um zwei tiefe Atemmuster der natürlichen und zwerchmetmatischen Atmung auf ihre Wirksamkeit und Einfache Ausführung zu bewerten. 15 Teilnehmer wurden ausgewählt, wobei ein Elektrokardiograph und ein abgelaufener Gasanalysator zur Messung der Beatmungsparameter sowie eine visuelle Beurteilung mittels Videoaufnahme der thorakoabdominalen Bewegung verwendet wurden.
Abstract
In diesem Protokoll wurden 15 Teilnehmern zwei tiefe Atemmuster gezeigt, um eine einfache, aber effektive Methode der Atemübung für zukünftige Anwendungen in einem klinischen Umfeld zu bestimmen. Die Frauen in ihren Zwanzigern saßen bequem auf einem Stuhl mit Rückenstütze. Sie waren mit einer luftdichten Maske ausgestattet, die mit einem Gasanalysator verbunden war. Drei Elektroden wurden auf der Brust platziert, die mit einem drahtlosen Sender verbunden waren, um sie an den Elektrokardiographen weiterzuleiten. Sie führten eine 5 min Ruhephase durch, gefolgt von 5 min tiefen Atmung mit einem natürlichen Atmungsmuster, die mit einer 5 min Ruhephase endeten. Es folgte eine 10-min-Pause, bevor die zweite Instruktionsphase der Substitution des natürlichen Atemmusters durch das zwerchtische Atmungsmuster in Gang gesetzt wurde. Gleichzeitig fand Folgendes statt: a) kontinuierliche Sammlung, Messung und Analyse des abgelaufenen Gases zur Beurteilung der Beatmungsparameter auf Atemwegsbasis; b) Messung der Herzfrequenz durch einen Elektrokardiographen; und c) Videoaufzeichnung der thorakoabdominalen Bewegung des Teilnehmers von einem seitlichen Aspekt aus. Aus der Videoaufnahme führten die Ermittler eine visuelle Beobachtung der schnell vorwärtsgerichteten Bewegungsbilder durch, gefolgt von einer Klassifizierung der Atemmuster, die bestätigten, dass die Teilnehmer die Methode der tiefen Atmung wie angewiesen durchgeführt hatten. Die Menge der Sauerstoffaufnahme zeigte, dass während der tiefen Atmung die Arbeit der Atmung abnahm. Die Ergebnisse der abgelaufenen Minutenbeatmung, Atmungsrate und Gezeitenvolumen bestätigten erhöhte Beatmungseffizienz für die tiefe Atmung mit dem natürlichen Atmungsmuster im Vergleich zu dem mit dem zwerchmatischen Atmungsmuster. Dieses Protokoll schlägt eine geeignete Anleitung zur Beurteilung von Tiefenatmungsübungen auf der Grundlage des Sauerstoffverbrauchs, der Beatmungsparameter und der Brustwandexkursion vor.
Introduction
Der Herz-Lungen-Physiotherapeut behandelt den Patienten in der Regel nach den individuellen Bedürfnissen und Bedürfnissen. Im Allgemeinen bleibt es dem Patienten jedoch überlassen, eine präoperative Tiefenatmungsübung von sich selbst durchzuführen. Daher ist es unerlässlich, eine einfache und effektive Anweisungsmethode für den Patienten zu finden, um tiefe Atemübungen durchzuführen1.
Die zwerchtische Atmung ist eine solche Atemübung und eine Methode der Atemkontrolle2,3. Das therapeutische Ergebnis dieser Methode beinhaltet eine Verringerung der Arbeit der Atmung und Verbesserung der Effizienz der Atmung2,3, und dies führt zu einer Erhöhung des Gezeitenvolumens, was zu einer Verringerung der Atemfrequenz. Jedoch, einige Forscher haben darauf hingewiesen, dass zwerchfellmatische Atemübung asynchrone und paradoxe Bewegung des Rippenkäfigs aufgrund von Bauchexkursionen bei einigen Patienten verursachen kann4,5. In solchen Fällen kann die Verwendung des natürlichen Atemmusters eines Patienten wirksam sein. In Bezug auf die Frage der Tiefenatmung wirksam als Mittel zur Verringerung der mechanischen Arbeit der Atmung und Verbesserung der Beatmungseffizienz, kann es nützlich sein, Beatmungsparameter durch den Einsatz eines Gasanalysators zu quantifizieren.
Es ist allgemein bekannt, dass kardiopulmonale Übungstests mit einem Gasanalysator6,7durchgeführt werden. Einige Forscher8,9 haben Messungen für die zwerchfellatische Atmung mit einem Gasanalysator bei Patienten mit chronisch obstruktiver Lungenerkrankung gemeldet. Jones et al.8 verglichen die zwerchrote Atmung, die Pursed-Lippen-Atmung und eine Kombination aus beidem mit der spontanen Atmung. Während dieser drei Methoden der Atmung wurden Sauerstoffverbrauch (VO2) und Atemfrequenz (f) gemessen, was zeigte, dass eine höhere Ruhe VO2 durch die erhöhte mechanische Arbeit der Atmung8erklärt werden kann. Ito et al.9 untersuchten die unmittelbare Wirkung der zwerchformatischen Atmung oder der Dehnung der Atemmuskulatur auf VO2, f und Gezeitenvolumen (VT). Wir können von den Ergebnissen der oben genannten Studien erwarten, dass ähnliche Beweise durch DieAnwendung ähnlicher Atemübungen gewonnen werden könnten, um eine effektive Tiefe-Atmungsmethode zu bestätigen.
Dieses Protokoll beschreibt die Methode zur Messung von Beatmungsparametern und Brustwandexkursion in der tiefen Atmung mit zwei Atemmustern, zusammen mit ihren Ergebnissen und Analysen. Kontinuierliche und quantitative Probenahme von Beatmungsparametern kann die Atmung im Vergleich zu alternativen Techniken genau messen. VO2, die in diesem Protokoll erhalten werden, kann als Indikator für die Arbeit der Atmung8angesehen werden. Darüber hinaus sind f, VTund Minutenbelüftung mit der Beatmungseffizienz verbunden. Informationen über das Atmungsmuster können auch aus diesen Beatmungsparametern sowie inspiratorische und expiratorische Zeit gewonnen werden. Dieses Protokoll beinhaltet auch die Beurteilung der BrustwandExkursion durch Videoaufnahme, die der Beobachtung durch einen Physiotherapeuten der Brustwandexkursion des Patienten während des Atemtrainings entspricht. Das übergeordnete Ziel dieser Studie war es, eine praktikable und effiziente Methode der Tiefenatmung zu finden, basierend auf der Analyse des Sauerstoffverbrauchs, der Beatmungsparameter und der Exkursion an der Brustwand.
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Protocol
Dieses Protokoll entsprach den ethischen Grundsätzen der Erklärung von Helsinki. Das Verfahren wurde allen Teilnehmern vor Beginn der Studie erklärt.
1. Teilnehmer-Screening
- Rekrutieren Sie 15 gesunde Frauen in ihren Zwanzigern durch Convenience-Sampling. Überprüfen Sie die Krankengeschichte verbal. Teilnehmer mit Herz-Lungen-Erkrankungen ausschließen.
- Erläutern Sie dem Teilnehmer das Verfahren.
- Bitten Sie den Teilnehmer, 2 h vor Beginn der Messung nicht zu essen und zu trinken und ein eng anliegendes schwarzes Hemd mitzubringen.
2. Verfahren
- Vorbereitung des Verfahrens
- Kalibrieren Sie den Gasanalysator, der Komponenten eines Pneumochographen und Sauerstoff/Kohlendioxid-Konzentrationsmesser 15 – 30 min vor der Messung integriert hat. Folgen Sie den Protokollen des Herstellers.
- Befestigen Sie eine Videokamera in einer Entfernung von 1,5 m vom Stuhl, auf dem der Teilnehmer sitzt, eine Videokamera an einem Stativ. Bereiten Sie sich darauf vor, eine seitliche Ansicht des sitzenden Teilnehmers in einem Bereich von der Spitze des Schädels bis zum Stuhlsitz aufzuzeichnen.
- Weisen Sie den wartenden Teilnehmer an, das eng anliegende schwarze Hemd in einer Kabine anzuziehen und, wenn bereit, an der Seite des Stuhls im Labor zu stehen.
- Legen Sie drei Elektroden (positiv, negativ und geschliffen) auf die Haut der Brust im Stehen, jede mit einem Draht, um mit einem Sender zu verbinden, der an den Elektrokardiographen weiterleitet.
- Setzen Sie den Teilnehmer bequem für 5 min in einen Stuhl mit einer Rückenstütze in einem Winkel von 70° und legen Sie bei Bedarf ein kleines Kissen in den Nacken- und/oder Lendenbereich ein.
- Erklären Sie dem Teilnehmer tiefe Atmung mit einem natürlichen Atemmuster (NB) von langsamen und tiefen Atemzügen, einatmen durch die Nase und blasen durch den Mund ohne Rücksicht oder Wissen über bestimmte Bewegung der Brust gegeben.
- Bitten Sie den Teilnehmer, einen natürlichen tiefen Atemzug ohne Anleitung zu nehmen. Bereiten Sie sich darauf vor, mit der Messung zu beginnen, wenn der Prüfer mit der Atmungsleistung zufrieden ist. Beobachten Sie die thorakoabdominale Bewegung des Teilnehmers während der Inspiration und des Ablaufs.
- Messung der tiefen Atmung mit dem NB-Muster
- Passen Sie den Teilnehmer mit einer Probenahmemaske über Mund und Nase an, um das abgelaufene Gas zu messen. Führen Sie einen Dichtungstest durch: Schließen Sie das Loch für das Probenahmerohr der Maske mit einem Finger und bitten Sie den Teilnehmer, sanft auszuatmen und zu bestätigen, ob Luft aus der Maske austritt. Schließen Sie ein Probenahmerohr an die Maske an, um die Beatmungsparameter zu messen.
- Bitten Sie den Teilnehmer, während des Eingriffs nicht zu sprechen.
- Weisen Sie den Teilnehmer an, sich 5 min auszuruhen und gleichzeitig mit der Aufzeichnung der abgelaufenen Gas- und Herzfrequenz zusammen mit der Videoaufnahme zu beginnen. Nach der 5 min Ruhephase weisen Sie den Teilnehmer an, mit dem Tiefenatmen für 5 min mit NB-Muster zu beginnen. Weisen Sie den Teilnehmer bei der Kündigung an, sich 5 Min. auszuruhen.
- Fahren Sie mit der Aufzeichnung und Messung in den drei Phasen fort.
- Führen Sie nur eine dreiphasige Testversion für jeden Teilnehmer durch.
- Ruhephase
- Informieren Sie die Teilnehmerin, dass der Experimentator die Maske auszieht und ihr eine 10-min-Pausenphase erlaubt.
- Weisen Sie die Teilnehmerin an, im Labor zu sitzen und zu sprechen, aber nicht zu trinken. Beginnen Sie mit dem Timing der Pausenphase mit einer Stoppuhr im Moment des Ausziehens der Maske.
- Messung der tiefen Atmung mit dem Muster der Membranatmung (DB)
- Setzen Sie den Teilnehmer wie in Schritt 2.1.5.
- Erklären Sie dem Teilnehmer tiefe Atmung mit einem Diaphragatat-Atmungsmuster (DB). Bitten Sie die Teilnehmerin, ihre Finger zu schnüren, sie auf ihren Bauch zu legen und einen tiefen Atemzug durch die Nase zu nehmen, den Bauch unter den Händen auszudehnen und dann durch den Mund zu blasen und den Bauch sanft zurückzuziehen.
- Weisen Sie den Teilnehmer an, diese tiefe Atmung mit dem DB-Muster zu üben, bis der Prüfer zufrieden ist. Beachten Sie, dass thorakoabdominale Expansion während der Inspiration stattfindet, gefolgt von seiner Kontraktion nach Ablauf.
- Passen Sie den Teilnehmer mit einer Probenahmemaske über Mund und Nase an, um das abgelaufene Gas zu messen. Führen Sie einen Dichtungstest durch: Schließen Sie das Loch für das Probenahmerohr der Maske mit einem Finger und bitten Sie den Teilnehmer, sanft auszuatmen und zu bestätigen, ob Luft aus der Maske austritt. Schließen Sie ein Probenahmerohr an die Maske an, um die Beatmungsparameter zu messen.
- Bitten Sie den Teilnehmer, während der Messung nicht zu sprechen.
- Weisen Sie den Teilnehmer an, sich 5 min auszuruhen und gleichzeitig mit der Aufzeichnung der abgelaufenen Gas- und Herzfrequenz zusammen mit der Videoaufnahme zu beginnen. Nach der 5 min Ruhephase weisen Sie den Teilnehmer an, mit dem DB-Muster 5 min tief zu atmen. Weisen Sie den Teilnehmer an, sich nach 5 min auszuruhen.
- Nehmen Sie die Maske vom Teilnehmer nach der 5 min Ruhephase.
- Fragen Sie den Teilnehmer sofort, welche der beiden tiefen Atemtechniken bequemer war. Zeichnen Sie die Antwort des Teilnehmers in einer Kalkulationstabelle auf.
- Entfernen Sie die Elektroden, Leitungen und Sender von der Teilnehmerin und lassen Sie sie gehen.
- Führen Sie nur eine dreiphasige Testversion für jeden Teilnehmer durch.
3. Messung der Ventilatorparameter
- Probieren Sie das atmungsaktive abgelaufene Gas mit einem Gasanalysator (siehe Tabelle der Materialien und Abbildung 2).
- Messen Sie die folgenden Beatmungsparameter: Sauerstoffaufnahme (VO2), Kohlendioxid-Ausstoß (VCO2), abgelaufene Minutenbeatmung (VE), Atemfrequenz (f), Gezeitenvolumen (VT), Expirationszeit (Te) und Inspiratorzeit (T i).
- Messen Sie die Herzfrequenz mit einem medizinischen Telemetriesensor für den Elektrokardiographen (siehe Materialtabelle und Abbildung 2), der mit dem Gasanalysator verbunden ist.
HINWEIS: Der Gasanalysator wird mit Computersoftware des Herstellers (Materialtabelle )betrieben.
- Sammeln Sie die Daten für jede 5 min Ruhephase und tiefe Atmung für NB- und DB-Muster. Speichern Sie die Daten über die Beatmungsparameter im CSV-Format mit Computersoftware (siehe Materialtabelle und Abbildung 3,4).
- Sammeln Sie Durchschnittsdaten für jede 5-min-Phase dieses Protokolls. Die durchschnittlichen Daten für die optional eingestellte Phase werden atemweise ermittelt.
- Geben Sie die Daten für jeden Teilnehmer in das Tabellenkalkulationsprogramm ein (siehe Materialtabelle und Abbildung 5) und bestimmen Sie den Mittelwert und die Standardabweichung (SD) für die Anfänglichen Ruhe- und Tiefenatmungsphasen für NB und DB.
4. Bewertung des Atemmusters
- Zeichnen Sie thorakoabdominale Bewegungen aus einer seitlichen Ansicht des Teilnehmers mit einer Videokamera auf (Tabelle der Materialien).
- Stellen Sie sicher, dass die Hintergrundfarbe in scharfem Kontrast zur Silhouette des Teilnehmers steht.
- Nehmen Sie das Videobild mit 1/30 s pro Frame auf, was der Standardgeschwindigkeit für die verwendete Videokamera entspricht.
- Laden Sie die Motion-Images mit der Videobearbeitungssoftware 1 (Materialtabelle )in einen PC hoch.
- Beobachten Sie 5 min Videobilder der tiefen Atemphasen mit doppelter Geschwindigkeit unter visueller Beurteilung und klassifizieren Sie die Atemmuster als obere Kosten, zwerchtisch oder thorakoabdominal. Verwenden Sie Videobearbeitungssoftware 2 (Tabelle der Materialien).
HINWEIS: Videobilder werden von einem kardiopulmonalen Physiotherapeuten (MY) analysiert.
5. Bevorzugtes Muster der Teilnehmer für tiefe Atmung
- Bereiten Sie eine Kalkulationstabelle für die Antwort des Teilnehmers vor.
- Fragen Sie den Teilnehmer, welche der beiden tiefen Atemtechniken nach der Messung des DB-Musters bequemer ist.
- Füllen Sie die Tabelle mit der Antwort des Teilnehmers aus.
- Seien Sie bereit, der Teilnehmerin zuzuhören, wenn sie über das Verfahren sprechen möchte. Berücksichtigen Sie nicht die Kommentare des Teilnehmers in die Analyse.
6. Statistische Analyse
HINWEIS: Führen Sie statistische Analysen mit kommerzieller Computersoftware (Tabelle der Materialien) durch und geben Sie dann alle Schaltflächenklicks an.
- Ventilatorparameter
- Analysieren Sie nicht die 5 min Ruhephase nach den beiden tiefen Atmungsphasen in diesem Protokoll.
- Bestimmen Sie den Mittelwert und Die SD für die anfänglichen Ruhephasen und tiefen Atmungsphasen für jeden Parameter.
- Verwenden Sie eine zweiseitig durchgeführte Varianzanalyse (2-Wege-ANOVA), um die Beatmungsparameter und die Herzfrequenz für die ersten Ruhephasen und zwei tiefen Atmungsphasen zu bewerten.
HINWEIS: Faktor "Unterricht" umfasst zwei Ebenen NB und DB, und Faktor "Phase" hat zwei Ebenen Ruhephase und tiefe AtmungPhase. - Bewerten Sie mit der Bonferroni-Methode zwischen den einzelnen Faktoren für die Parametermessung, was zu einer signifikanten Wechselwirkung nach 2-Wege-ANOVA führt.
- Klassifizierung der von den Teilnehmern ausgestellten Atemmuster einschließlich ihres bevorzugten Musters für die tiefe Atmung.
- Kategorisieren Sie die Anzahl der Teilnehmer nach ihrem Atmungsmuster in der oberen costalen, zwerchmetmatischen oder thorakoabdominalen Atmung.
- Kompilieren Sie aus der Tabelle die Anzahl der Teilnehmer nach ihrem bevorzugten Muster der tiefen Atmung.
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Representative Results
Die Ventilatory Parameter und Herzfrequenz
Auf der Grundlage der Daten (Abbildung 5) wurden die NB- und DB-Muster statistisch analysiert (Abbildung 6 und Tabelle 1). Bei f, VT und Te wurde eine signifikante Wechselwirkung festgestellt (p<0.05). Sowohl bei den NB- als auch bei der DB-Muster während der tiefen Atmung wurde eine signifikante Abnahme des f festgestellt, verglichen mit den anfänglichen Ruhephasen (p<0,05), und während der tiefen Atmung mit dem NB-Muster verringerte sich das f im Vergleich zu dem der DB Muster (Abbildung 6 und Tabelle 1). Die VT und Te zeigten eine signifikante Zunahme während der tiefen Atmung im Vergleich zu den anfänglichen Ruhephasen für die NB- und DB-Muster, und die für beide tiefen Atmungen mit dem NB-Muster waren größer als die für das DB-Muster(Abbildung 6). Alle Parameter außer VE und HR zeigten den Haupteffekt für den "Phasenfaktor" (Tabelle 1).
Eine Verringerung der Atmungsarbeit spiegelte sich in einer Abnahme von VO2wider, und während der tiefen Atmung mit den NB- und DB-Mustern verringerte sich die VO2 mit reduzierter Atemarbeit (Tabelle 1). Die Verbesserung der Beatmungseffizienz spiegelt sich in einer Erhöhung von VT und einer Abnahme von f oder VE wider. Die tiefe Atmung mit dem NB-Muster war in der Beatmungseffizienz im Vergleich zum DB-Muster überlegen. Im Allgemeinen wird die Beziehung zwischen VE und alveolarer Beatmung (VA) nach der Formel berechnet: VE= VT - f und VA = (VT- anatomischer Totraum) f. Unter der Annahme, dass VE eine Konstante ist, zeigen eine verringerte Atemfrequenz und eine erhöhte VT verbesserung der VA. Da VE keine signifikante Wechselwirkung und Hauptwirkung nach 2-Wege-ANOVA (Tabelle 1) ergab, schien VE für tiefe Atmung mit beiden Atemmustern gleich zu sein. Die Atemfrequenz während der Tiefenatmung mit dem NB-Muster war im Vergleich zum DB-Muster deutlich geringer, bei VT während der Tiefenatmung war sie jedoch signifikant höher als beim DB-Muster(Abbildung 6 und Tabelle 1 ). Mit anderen Worten, die alveolare Belüftung oder der Gasaustausch während der tiefen Atmung mit dem NB-Muster erscheint effizienter als beim Tiefenatmen mit dem DB-Muster.
Atemmuster und die Vorliebe der Teilnehmer
Gezeigt wird das Ergebnis der visuellen Beurteilung der thorakoabdominalen Bewegung während der tiefen Atmung mit zwei Methoden der Anleitung (Tabelle 2). Für das NB-Muster, Die Mehrheit der Teilnehmer präsentierte eine obere Costal- oder Thorakoabdominal-Bewegung. Während der tiefen Atmung mit dem DB-Muster zeigten alle teilnehmer bis auf einen Teilnehmer eine thorakoabdominale oder zwerchtische Bewegung. Dieses Ergebnis zeigt, dass die Teilnehmer in der Lage waren, eine tiefe Atmung wie angewiesen durchzuführen. Dreizehn der 15 Teilnehmer gaben an, dass sie das NB-Muster leichter durchzuführen finden als das DB-Muster.
Abbildung 1. Flussdiagramm für das Protokoll. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 2. Ventilatorparameter, wie sie auf dem Bildschirm angezeigt wurden.
Links, Natürliches Atemmuster; Richtig, Diaphragmatische satatisches Atmungsmuster. Display zeigt eine Stichprobe von individuellen Daten für jede der Atem-by-Atem-Proben für die Beatmungsparameter und Herzfrequenz. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 3. CSV-Format für Beatmungsparameter während der Tiefenatmung mit einem natürlichen Atmungsmuster.
Die Tabelle zeigt eine Stichprobe von Beatmungsparametern und Herzfrequenz nach der Messung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 4. CSV-Format für Beatmungsparameter während der Tiefenatmung mit einem membranatmatischen Atmungsmuster.
Die Tabelle zeigt eine Stichprobe von Beatmungsparametern und Herzfrequenz nach der Messung. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 5. Rohdaten für alle Teilnehmer, die aus CSV-Daten konvertiert wurden. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
Abbildung 6. Signifikante Wechselwirkung zwischen Beatmungsparametern.
Solider blauer Kreis, tiefe Atmung mit natürlichem Atemmuster; Weißer Kreis, tiefe Atmung mit zwerchfellatischem Atemmuster. (A) zeigt die f, Atemfrequenz, (B) zeigt die VT, Gezeitenvolumen, und (C) zeigt die Te, Exspirativzeit. Bitte klicken Sie hier, um eine größere Version dieser Abbildung anzuzeigen.
| Natürliche Atemmuster | Diaphragmatisches Atemmuster | 2-Wege ANOVA | |||||
| Ruhepause | Tiefe Atmung | Ruhepause | Tiefe Atmung | gebrauchsanweisung | phase | gegenseitige einwirkung | |
| VO2 (L/min) | 0,20 bis 0,02 | 0,19 bis 0,01 | 0,20 bis 0,02 | 0,19 bis 0,01 | <0,01 | ||
| VCO2 (L/min) | 0,17 bis 0,03 | 0,23 bis 0,07 | 0,16 bis 0,02 | 0,21 bis 0,07 | <0,01 | ||
| VE (l/min) | 6,8 bis 1,1 | 7,7 bis 3,6 | 6,3 bis 1,1 | 7,7 bis 3,9 | |||
| f (/min) | 14,4 bis 3,0 | 5,4 x 2,3* | 13,6 bis 2,3 | 7,8 bis 3,6,- | <0,01 | <0,05 | |
| VT (/ml) | 483 bis 76 | 1507 bis 579* | 464 bis 61 | 1057 x 509,- | <0,05 | <0,01 | <0,05 |
| Te (s) | 2,79 bis 0,92 | 8,37 x 4,00* | 2,82 bis 0,53 | 5,25 bis 2,31,- | <0,05 | <0,01 | <0,05 |
| Ti (s) | 1,63 bis 0,43 | 4,51 bis 1,70 | 1,69 bis 0,33 | 3,67 bis 1,08 | <0,01 | ||
| HR (bpm) | 69,1 bis 7,6 | 71,7 bis 8,9 | 68,5 bis 7,6 | 70,1 bis 8,5 | |||
Tabelle 1. Vergleich der beiden Atemmuster. VO2, Sauerstoffaufnahme; VCO2, Kohlendioxid-Ausstoß; VE, Minutenbelüftung; f, Atemfrequenz; VT, Gezeitenvolumen; Te, expiratory Zeit; Ti, inspiratorische Zeit; HR, Herzfrequenz; *, p<0.05 (Rest vs. Tiefe Atmung während nB); p<0.05 (Rest vs. Tiefe Atmung während der DB); p<0.05 (NB vs. DB während der Tiefenatmung). Diese Tabelle wurde von einer im Journal of Physical Therapy Science, 2018 veröffentlichten tabelle geändert.
| gebrauchsanweisung | Obere Kosten | Thorakoabdominal | Membranmatische |
| Natürliches Atemmuster | 7 | 6 | 2 |
| Diaphragmatisches Atemmuster | 1 | 8 | 6 |
Tabelle 2. Ergebnis der visuellen Beurteilung der thorakoabdominalen Bewegung während der tiefen Atmung mit zwei Atemmustern. Diese Tabelle wurde von einer im Journal of Physical Therapy Science, 2018 veröffentlichten tabelle geändert.
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Discussion
Durch die Verwendung dieses Protokolls kann eine effektive Instruktion für die tiefe Atmung durch Sauerstoffverbrauch, Beatmungsparameter und Brustwandexkursion untersucht werden. Die Teilnehmer hatten ein Durchschnittsalter von 21,6 Jahren, eine mittlere Körpermasse von 51,9 kg, eine mittlere Körpergröße von 159,3 cm und einen Body-Mass-Index von 20,5 kg/m2. Es wurden keine Anreize für die Teilnahme an diesem Protokoll geboten. Es gibt drei wichtige Schritte innerhalb des Protokolls. Erstens, was die Kontrolle der Nahrungsaufnahme betrifft, liefert das Verhältnis von Kohlendioxidausstoß zu Sauerstoffaufnahme Informationen über das für Energie10katabolisierte Nährstoffgemisch. Die Nahrungsaufnahme bei geringerer körperlicher Aktivität hat eine größere Wirkung als eine höhere körperliche Aktivität auf VO2, gemessen in abgelaufenem Gas11. Das Ergebnis für VO2 (Tabelle 1) zeigt eine geringere körperliche Aktivität während der tiefen Atmung. Daher ist es zwingend erforderlich, vor der Messung Bedingungen für die Nahrungsaufnahme festzulegen. Zweitens sind die Teilnehmer verpflichtet, während der Messung auf Gespräche zu verzichten, um abgelaufene Gasdaten nicht zu beeinflussen. Drittens ist es wichtig, mögliche Lerneffekte des DB-Musters auf das NB-Muster zu vermeiden, die Ausführung der Atemmustersequenz für die Messung ist wichtig (Abbildung 1).
Im Allgemeinen dauert die Atemübung 3-5 min. Daher ordneten die Ermittler eine 5 min tiefe Atemphase zwischen den beiden Ruhephasen zu. Die Teilnehmer führten nur eine Studie für NB und DB Tiefe Atmung Phase, für dieses Protokoll wurde entwickelt, um die erstmalige Einweisung in einem klinischen Rahmen einer 5-min Atemübung zu simulieren. Allerdings hatten die Teilnehmer kein ideales membranattisches Atmungsmuster, wenn sie es zum ersten Mal in diesem Protokoll ausführen (Tabelle 2). Die Änderung dieses Protokolls kann weitere Unterrichtszeit und Praxis für das Erlernen der zwerchmetmatischen Atmung erfordern, um die beiden Atemmethoden zu vergleichen.
Für die Messung des abgelaufenen Gases auf Atemwegsbasis entspricht die Anzahl der Proben pro Min. für die Beatmungsparameter der Atemfrequenz pro min. Es ist bekannt, dass die Anzahl der Proben pro Min während der kräftigen körperlichen Aktivität zunimmt, aber dass bei den Beatmungsparametern während der tiefen Atmung abnimmt, wie in diesem Protokoll gezeigt wurde. Unter Berücksichtigung der oben genannten Tatsache sollte die durchschnittliche Zeit für die Datenerhebung bestimmt werden.
Durch den Einsatz einer Videokamera ist es möglich, dass ein Ermittler dieses Protokoll durchführt. Darüber hinaus kann ein Atemmuster leicht durch schnelles Weiterleiten der Bewegungsbilder beurteilt werden. Während der Vortests für dieses Protokoll wurden Markierungen auf das Brustbein und den Bauch gelegt, gefolgt von Videoaufnahmen. Diese Markierungen waren jedoch keine Hilfe für das visuelle Urteil. Daher wurde beschlossen, dass der Teilnehmer ein eng anliegendes schwarzes Hemd trägt. Darüber hinaus kann es einfacher sein, die thorakoabdominale Exkursion zu beobachten, wenn die Farbe des Hemdes im Gegensatz zu der des Hintergrunds steht. In diesem Protokoll ist die Hintergrundfarbe der Wand weiß beige im Gegensatz zum schwarzen Hemd. Die Forscher empfehlen die Verwendung verschiedener Protokolle12,13, wenn man beabsichtigt, Atemmuster insbesondere mit Aufmerksamkeit auf die Kinematik des Thorax zu untersuchen.
Was den stichprobenartigen Umfang betrifft, der in diesem Protokoll verwendet wurde, ergab die Berechnung durch die Nach-hoc-Leistungsanalyse14 0,75. Um die von Cohen14definierte statistische Leistung von 0,8 zu erfüllen, wäre für dieses Protokoll eine Mindeststichprobengröße von 17 Teilnehmern erforderlich gewesen, was bedeutete, dass es einen Mangel an zwei Teilnehmern hatte. Außerdem konnte die Verteilung der Lungenbelüftung nicht beurteilt werden, wie dies bei der elektrischen Impedanztomographie15möglich gewesen wäre.
Ventilatorenparameter, die in diesem Protokoll erhalten werden, umfassen den Mechanismus der Intervention und die Energiekosten in einer systematischen Überprüfung der Atemkontrolle2. Alternative Methode für dieses Verfahren wäre es, die Beatmungsparameter in der Ruhephase nach tiefer Atmung zu analysieren, wodurch die Wirkung auf die Beatmungsparameter unmittelbar nach der tiefen Atmung bestimmt wird. Darüber hinaus konnten wir die Beatmungsparameter vor und nach der Tiefenatmung vergleichen. Dies kann zu einer Änderung der Beatmungsparameter führen, wenn die Teilnehmer die beiden Muster der tiefen Atmung beherrschen. Von nun an möchten die Forscher untersuchen, wie sich die Beatmungsparameter bei älteren Menschen und Personen in der Supine und/oder Seite liegen von denen in dieser Studie unterscheiden würden.
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Disclosures
Die Autoren erklären, dass sie keine konkurrierenden finanziellen Interessen haben.
Acknowledgments
Die Autoren danken Dr. Shimpachiro Ogiwara, ehemaliger Professor an der Universität Kanazawa, und Frau Sandra M. Ogiwara, CSP (UK), BScPT (C), für die englische Bearbeitung des Manuskripts.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Expired gas analyzer | Minato Medical Science, Osaka, Japan | AE-300S | |
| Expired gas analyzing software | Minato Medical Science, Osaka, Japan | AT for Windows | |
| Medical telemetry sensor for electrocardiograph | Nihon Kohden, Tokyo, Japan | BSM-2401 | |
| Spreadsheet program | Microsoft, https://www.microsoft.com/ja-jp | Excel | |
| SPSS Statistical Software | IBM, https://www.ibm.com/jp-ja/analytics/spss-statistics-software | Version 23.0 | |
| Video camera | Sony, Tokyo, Japan | DCR-SR 100 | |
| Video editing software 1 | Sony, Tokyo, Japan | PlayMemories Home | |
| Video editing software 2 | Adobe, https://www.adobe.com/jp/ | Premiere Elements 11 |
References
- 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.
- 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).
