التحقيق في التنفس العميق من خلال قياس المعلمات التهوية ومراقبة أنماط التنفس

Masami Yokogawa; Tomoyo Kurebayashi; Kazuki Soma; Hiroichi Miaki; Takao Nakagawa

doi:10.3791/60062

A subscription to JoVE is required to view this content. Sign in or start your free trial.

Summary

هنا، نقدم بروتوكول لتقييم اثنين من أنماط التنفس العميق من التنفس الطبيعي والحجاب الحاجز لفعاليتها وسهولة التنفيذ. وتم اختيار خمسة عشر مشاركاً، باستخدام تخطيط كهربية القلب ومحلل غاز منتهي الصلاحية لقياس بارامترات التهوية، إلى جانب التقييم البصري عن طريق التقاط الفيديو لحركة الصدر البطني.

Abstract

في هذا البروتوكول، تم عرض اثنين من أنماط التنفس العميق إلى 15 مشاركا لتحديد طريقة سهلة ولكنها فعالة لممارسة التنفس لتطبيقها في المستقبل في بيئة سريرية. وكانت النساء في العشرينات من العمر يجلسن بشكل مريح على كرسي مع دعم الظهر. وقد تم تجهيزها بقناع محكم متصل بمحلل غاز. وضعت ثلاثة أقطاب كهربائية على الصدر متصلة جهاز إرسال لاسلكي لترحيل إلى تخطيط القلب. نفذوا مرحلة راحة 5 دقائق، تليها 5 دقائق من التنفس العميق مع نمط التنفس الطبيعي، وتنتهي مع مرحلة الراحة 5 دقائق. وأعقب ذلك فاصل 10 دقائق قبل البدء في مرحلة التعليم الثانية من استبدال نمط التنفس الطبيعي مع نمط التنفس الحجابالحاجز. وفي الوقت نفسه، تم ما يلي: (أ) الجمع والقياس والتحليل المستمرين للغاز الذي انتهت مدته لتقييم بارامترات التهوية على أساس التنفس بالتنفس؛ (ب) جمع الغاز الذي انتهت مدته بصورة مستمرة وتحليله وتحليله من أجل تقييم بارامترات التهوية على أساس التنفس بالتنفس؛ (ب) جمع الغاز الذي انتهت مدته بصورة منتظمة وتحليله وتحليله؛ (ج) جمع الغاز الذي انتهت صلاحيته؛ (ج) إجراء تقييم وتحليل مستمرين للغاز الذي انتهت مدة صلاحيته؛ (ج) جمع الغاز الذي انتهت مدة صلاحيته؛ (ج ب) قياس معدل ضربات القلب عن طريق تخطيط القلب؛ ج) تسجيل الفيديو لحركة التشارك في البطن من جانب جانبي. ومن خلال التقاط الفيديو، أجرى المحققون مراقبة مرئية للصور المتحركة السريعة إلى الأمام، أعقبها تصنيف لأنماط التنفس، مؤكدين أن المشاركين قد نفذوا طريقة التنفس العميق وفقا للتعليمات. كشفت كمية امتصاص الأكسجين أنه خلال التنفس العميق، انخفض عمل التنفس. وأكدت النتائج من التهوية الدقيقة منتهية الصلاحية، ومعدل التنفس وحجم المد والجزر زيادة كفاءة التهوية للتنفس العميق مع نمط التنفس الطبيعي مقارنة مع ذلك مع نمط التنفس الحجابالحاجز. يقترح هذا البروتوكول طريقة مناسبة للتعليم لتقييم تمارين التنفس العميق على أساس استهلاك الأكسجين، ومعلمات التهوية، ورحلة جدار الصدر.

Introduction

عادة ما يعالج المعالج الطبيعي القلبي الرئوي المريض وفقا لاحتياجات الفرد ومتطلباته. ومع ذلك ، بشكل عام ، يتم ترك المريض لإجراء تمارين التنفس العميق قبل الجراحة من قبله . لذلك ، لا بد من العثور على طريقة تعليم بسيطة وفعالة للمريض لإجراء تمارين التنفس العميق^1.

التنفس الحجابي هو مثل هذه ممارسة التنفس وطريقة واحدة للتحكم في التنفس²^،³. وتشمل النتيجة العلاجية لهذه الطريقة انخفاض في عمل التنفس وتحسين كفاءة التنفس²^،³، وهذا يؤدي إلى زيادة في حجم المد والجزر ، مما يؤدي إلى انخفاض في معدل الجهاز التنفسي. ومع ذلك، أشار بعض الباحثين إلى أن ممارسة التنفس الحجابالحاجز قد يسبب حركة غير متزامنة ومتناقضة من القفص الصدري بسبب الرحلات البطن في بعض المرضى⁴^،⁵. في مثل هذه الحالات ، قد يكون استخدام نمط التنفس الطبيعي للمريض فعالًا. وفيما يتعلق بمسألة فعالية التنفس العميق كوسيلة للحد من العمل الميكانيكي للتنفس وتحسين كفاءة التهوية، قد يكون من المفيد قياس بارامترات التهوية كمياً باستخدام محلل غاز.

ومن المعروف جيدا أن يتم إجراء اختبار ممارسة القلب والرئة باستخدام محلل الغاز⁶_،⁷. وقد أبلغ بعض المحققين⁸^،⁹ قياس التنفس الحجابالحاجز مع محلل الغاز في المرضى الذين يعانون من مرض انسداد رئوي مزمن. جونز وآخرون⁸ مقارنة التنفس الحجابالحاجز، والتنفس الشفة محفظ، ومزيج من كليهما، مع أن من التنفس التلقائي. خلال هذه الطرق الثلاث للتنفس ، تم قياس استهلاك الأكسجين (VO₂) ومعدل التنفس (و) ، مما أظهر أن ارتفاع يستريح VO₂ يمكن تفسيره بزيادة العمل الميكانيكي للتنفس⁸. Ito وآخرون⁹ فحص التأثير الفوري للتنفس الحجابالحاجز أو تمدد العضلات التنفسية على VO_2،و حجم المد والجزر (V_T). قد نتوقع من نتائج الدراسات المذكورة أعلاه أنه يمكن الحصول على أدلة مماثلة عن طريق تطبيق تمارين التنفس مماثلة لتأكيد طريقة فعالة للتنفس العميق من التعليم.

يصف هذا البروتوكول طريقة قياس معلمات التهوية ورحلة جدار الصدر في التنفس العميق مع اثنين من أنماط التنفس، جنبا إلى جنب مع نتائجها وتحليلها. يمكن أخذ العينات المستمرة والكمية من معلمات التهوية قياس التنفس بدقة بالمقارنة مع التقنيات البديلة. يمكن اعتبار VO₂ التي تم الحصول عليها في هذا البروتوكول كمؤشر على عمل التنفس⁸. وعلاوة على ذلك، و، V_T،والتهوية دقيقة ترتبط كفاءة التهوية. ويمكن أيضا الحصول على معلومات عن نمط التنفس من هذه المعلمات التنفس الصناعي بالإضافة إلى الانسبيرات ووقت انتهاء الصلاحية. ويشمل هذا البروتوكول أيضا تقييم رحلة جدار الصدر من خلال التقاط الفيديو، والذي يتوافق مع المراقبة من قبل المعالج الطبيعي للرحلة جدار الصدر للمريض أثناء ممارسة التنفس. وكان الهدف العام من هذه الدراسة لإيجاد طريقة قابلة للتطبيق وفعالة لممارسة التنفس العميق على أساس تحليل استهلاك الأكسجين، والمعلمات التهوية، ورحلة جدار الصدر.

Protocol

وكان هذا البروتوكول متفقا مع المبادئ الأخلاقية لإعلان هلسنكي. وقد تم شرح الإجراء لجميع المشاركين قبل بدء الدراسة.

1- فرز المشاركين

تجنيد 15 امرأة صحية في العشرينات من العمر من خلال أخذ العينات الراحة. تحقق من التاريخ الطبي شفهيا. استبعاد المشاركين المصابين بأمراض القلب والرئة.
شرح الإجراء للمشارك.
اطلب من المشارك الامتناع عن تناول الطعام والشراب 2 ساعة قبل بدء القياس وجلب قميص أسود ضيق.

2- الإجراء

التحضير للإجراء
1. معايرة محلل الغاز الذي يحتوي على مكونات متكاملة من المكورات الرئوية والأكسجين / ثاني أكسيد الكربون متر التركيز 15 - 30 دقيقة قبل القياس. اتبع بروتوكولات الشركة المصنعة.
2. إرفاق كاميرا فيديو إلى ترايبود على مسافة 1.5 متر من الكرسي المشارك سوف الجلوس على. الاستعداد لتسجيل وجهة نظر جانبية للمشارك يجلس في مجموعة من الجزء العلوي من الجمجمة إلى مقعد الكرسي.
3. إرشاد المشارك المنتظر إلى وضع القميص الأسود الضيق في حجرة، وعندما تكون جاهزة، قف بجانب الكرسي في المختبر.
4. ضع ثلاثة أقطاب كهربائية (إيجابية وسلبية وأرضية) على جلد الصدر في الوقوف، ولكل منها سلك للاتصال بجهاز إرسال ينقل إلى تخطيط القلب.
5. مقعد المشارك بشكل مريح لمدة 5 دقائق في كرسي مع دعم الظهر في زاوية من 70 درجة، وإذا لزم الأمر، إدراج وسادة صغيرة في الرقبة و / أو منطقة قطنية.
6. شرح للمشارك التنفس العميق مع التنفس الطبيعي (NB) نمط من التنفس البطيء والعميق، والتنفس في من خلال الأنف وتهب من خلال الفم دون أي اعتبار أو معرفة تعطى على حركة محددة من الصدر.
7. اطلب من المشارك أن يأخذ نفسا عميقا طبيعيا دون أي توجيه. الاستعداد لبدء القياس إذا كان المحقق راضيا عن أداء التنفس. مراقبة حركة التشارك في البطن خلال الإلهام وانتهاء الصلاحية.
قياس التنفس العميق مع نمط NB
1. تناسب المشارك مع قناع أخذ العينات على الفم والأنف لقياس الغاز منتهية الصلاحية. إجراء اختبار الختم: أغلق الحفرة لأنبوب أخذ العينات من القناع بإصبع واطلب من المشارك التنفس بلطف والتأكد مما إذا كان تسرب الهواء من القناع. قم بتوصيل أنبوب أخذ العينات بالقناع لقياس معلمات التهوية.
2. اطلب من المشارك الامتناع عن التحدث أثناء الإجراء.
3. إرشاد المشارك للراحة لمدة 5 دقائق، والبدء في نفس الوقت في تسجيل الغاز وضربات القلب منتهية الصلاحية، جنبا إلى جنب مع التقاط الفيديو. بعد مرحلة الراحة 5 دقائق، أوعز للمشارك لبدء التنفس العميق لمدة 5 دقائق مع نمط NB. عند الإنهاء، أوعز للمشترك بالراحة لمدة 5 دقائق.
4. مواصلة التسجيل والقياس طوال المراحل الثلاث.
5. إجراء تجربة واحدة فقط من ثلاث مراحل لكل مشارك.
مرحلة الراحة
1. أبلغ المشارك أن المجربة سوف تقلع القناع وتسمح لها 10 دقيقة مرحلة الفاصلة.
2. إرشاد المشارك بأنها قد الجلوس والتحدث في المختبر، ولكن لا تشرب. ابدأ توقيت مرحلة الاستراحة مع ساعة توقيت في لحظة خلع القناع.
قياس التنفس العميق مع نمط التنفس الحجابالحاجز (DB)
1. مقعد المشارك كما هو الحال في الخطوة 2.1.5.
2. شرح للمشارك التنفس العميق مع نمط التنفس الحجابالحاجز (DB). اطلب من المشارك ربط أصابعها، ووضعها على بطنها وأخذ نفسعميق في من خلال الأنف، وتوسيع البطن تحت اليدين ومن ثم تهب من خلال الفم وسحب بلطف البطن.
3. إرشاد المشارك لممارسة هذا التنفس العميق مع نمط DB حتى يتم إرضاء المحقق. لاحظ أن توسع البطن الصدري يحدث أثناء الإلهام متبوعاً بتقلصه عند انتهاء الصلاحية.
4. تناسب المشارك مع قناع أخذ العينات على الفم والأنف لقياس الغاز منتهية الصلاحية. إجراء اختبار الختم: أغلق الحفرة لأنبوب أخذ العينات من القناع بإصبع واطلب من المشارك التنفس بلطف والتأكد مما إذا كان تسرب الهواء من القناع. قم بتوصيل أنبوب أخذ العينات بالقناع لقياس معلمات التهوية.
5. اطلب من المشارك الامتناع عن التحدث أثناء القياس.
6. إرشاد المشارك للراحة لمدة 5 دقائق، والبدء في نفس الوقت في تسجيل الغاز وضربات القلب منتهية الصلاحية، جنبا إلى جنب مع التقاط الفيديو. بعد مرحلة الراحة 5 دقائق، أوعز للمشارك لبدء التنفس العميق لمدة 5 دقائق مع نمط DB. عند الإنهاء، أوعز للمشترك بالراحة لمدة 5 دقائق.
7. خلع القناع من المشارك بعد مرحلة الراحة 5 دقائق.
8. اسأل المشارك على الفور أي من تقنيات التنفس العميق اثنين كان أكثر راحة. تسجيل استجابة المشارك في جدول بيانات.
9. إزالة الأقطاب الكهربائية، يؤدي والارسال من المشارك والسماح لها بالمغادرة.
10. إجراء تجربة واحدة فقط من ثلاث مراحل لكل مشارك.

3. قياس المعلمات التهوية

عينة من الغاز المنتهية الصلاحية التنفس باستخدام محلل الغاز (انظر جدول المواد والشكل 2).
1. قياس المعلمات التهوية التالية: امتصاص الأكسجين (VO_2)،انتاج ثاني أكسيد الكربون (VCO_2)،التهوية الدقيقة منتهية الصلاحية (VE)، معدل التنفس (و)، حجم المد والجزر (V_T)،وقت انتهاء الصلاحية (T_ه)،والوقت الانطسي (T) _(ط)
2. قياس معدل ضربات القلب باستخدام جهاز استشعار القياس عن بعد الطبية لالكهربائي (انظر جدول المواد والشكل 2)،الذي يرتبط محلل الغاز.
  ملاحظة: يتم تشغيل محلل الغاز باستخدام برامج الكمبيوتر التي تقدمها الشركة المصنعة(جدول المواد).
جمع البيانات لكل مرحلة 5 دقائق من الراحة والتنفس العميق لأنماط NB وDB. حفظ البيانات على معلمات التهوية في شكل CSV باستخدام برامج الكمبيوتر (انظر جدول المواد والشكل3،4).
1. جمع متوسط البيانات لكل مرحلة 5 دقائق من هذا البروتوكول. يتم الحصول على متوسط البيانات للمرحلة المحددة اختياريا على أساس التنفس عن طريق التنفس.
أدخل البيانات لكل مشارك في برنامج جدول البيانات (راجع جدول المواد والشكل 5)وحدد المتوسط والانحراف المعياري (SD) لمراحل الراحة والتنفس العميق الأولية لـ NB وDB.

4. تقييم نمط التنفس

تسجيل حركة الصدر البطني من وجهة نظر جانبية للمشارك باستخدام كاميرا فيديو(جدول المواد).
تأكد من أن لون الخلفية في تناقض حاد مع صورة ظلية للمشارك.
تسجيل صورة الفيديو في 1/30 s لكل إطار، وهي السرعة القياسية لكاميرا الفيديو المستخدمة.
تحميل الصور المتحركة في جهاز كمبيوتر شخصي باستخدام برنامج تحرير الفيديو 1(جدول المواد).
مراقبة 5 دقائق صور الفيديو من مراحل التنفس العميق بسرعة مزدوجة تحت التقييم البصري وتصنيف أنماط التنفس كما التكلفة العليا، الحجاب الحاجز أو الصدر البطن. استخدام برنامج تحرير الفيديو 2(جدول المواد).
ملاحظة: يتم تحليل صور الفيديو من قبل معالج طبيعي القلب والرئة (MY).

5. النمط المفضل للمشاركين للتنفس العميق

إعداد جدول بيانات لاستجابة المشارك.
اسأل المشارك أي من اثنين من تقنيات التنفس العميق هو أكثر راحة بعد قياس نمط DB.
املأ جدول البيانات باستجابة المشارك.
كن على استعداد للاستماع إلى المشارك إذا كانت تريد التحدث عن الإجراء. لا تقم بتضمين تعليقات المشارك في التحليل.

6- التحليل الإحصائي

ملاحظة: إجراء تحليل إحصائي باستخدام برامج الكمبيوتر التجارية(جدول المواد)، ثم قم بتوفير كافة النقرات الزر.

معلمات التهوية
1. لا تحلل مرحلة الراحة 5 دقائق بعد مرحلتي التنفس العميق في هذا البروتوكول.
2. تحديد المتوسط وSD لمراحل الراحة الأولية ومراحل التنفس العميق لكل معلمة.
3. استخدم تحليل التدابير المتكررة في اتجاهين للفرق (ANOVA ثنائي الاتجاه) لتقييم معلمات التهوية ومعدل ضربات القلب لمراحل الراحة الأولية ومرحلتين للتنفس العميق.
  ملاحظة: عامل "تعليمات" يشمل مستويين NB و DB، وعامل "المرحلة" لديه مستويين مرحلة الراحة ومرحلة التنفس العميق.
4. باستخدام طريقة بونفيرونى، قم بتقييم بين كل عامل لقياس المعلمة، مما أسفر عن تفاعل كبير بعد ANOVA في اتجاهين.
تصنيف أنماط التنفس التي أظهرها المشاركون بما في ذلك النمط المفضل لديهم للتنفس العميق.
1. تصنيف عدد المشاركين وفقا لنمط التنفس في التنفس العلوي التكلفةي أو الحجاب الحاجز أو الصدر البطن.
2. تجميع من جدول البيانات عدد المشاركين وفقا لنمط المفضل من التنفس العميق.

النتائج

معلمات التهوية ومعدل ضربات القلب
واستناداً إلى البيانات(الشكل 5)،تم تحليل أنماط الاستراتيجيات الوطنية وDB إحصائياً(الشكل 6 والجدول 1). وقد تبين أن f وV_T وTe لديهم تفاعل كبير (p<0.05 على التوالي). تم العثور على انخفاض كبير في و لكل من أنماط NB...

Discussion

باستخدام هذا البروتوكول، يمكن فحص تعليمات فعالة للتنفس العميق من خلال استهلاك الأكسجين، والمعلمات التهوية، ورحلة جدار الصدر. وكان متوسط عمر المشاركين 21.6 سنة، ومتوسط كتلة الجسم 51.9 كغم، ومتوسط الارتفاع 159.3 سم، ومؤشر كتلة الجسم 20.5 كجم/م^2. ولم تقدم أي حوافز للمشاركة في هذا البروتوكول. ه?...

Disclosures

ويعلن صاحبا البلاغ أنهما ليس لديهما مصالح مالية متنافسة.

Acknowledgements

يشكر المؤلفون الدكتور شيمباكهيرو أوجيوارا، الأستاذ السابق في جامعة كانازاوا، والسيدة ساندرا م. أوجيوارا، CSP (المملكة المتحدة)، BScPT (C)، على تحرير المخطوطة باللغة الإنجليزية.

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. 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).

Reprints and Permissions

Request permission to reuse the text or figures of this JoVE article

Request Permission

Explore More Articles

151

This article has been published

Video Coming Soon

Keep me updated: