Избыточное давление в тренажере
ТДИ-01
Одним из факторов воздействия
тренажера ТДИ-01 на организм человека при дыхательных тренировках является
избыточное давление, положительное и отрицательное, которое создается в
тренажере. Положительное давление создается при выдохе, а отрицательное
давление (разряжение) при вдохе. Для этого в тренажер заливается
определенное количество воды, и при вдохе и выдохе создается
дополнительное сопротивление, которое оказывает массажное и целебное
действие.
При обычном дыхании создается избыточное давление
воздуха в легких при выдохе и избыточное разрежение при вдохе. Избыточное
разрежение при вдохе необходимо для создания условий для того, чтобы
атмосферный воздух поступал в легкие. Чем большее разрежение, тем с
большей скоростью воздух заходит в легкие при вдохе, и они быстрее
заполняются При выдохе внутри легких давление повышается над атмосферным
давлением, и вследствие этого воздух выходит из легких в атмосферу. Это
механика газового обмена между человеком и атмосферой
При
дыхании с сопротивлением на вдохе и на выдохе происходит вовлечение в
газообмен дополнительных альвеол, увеличение растяжения и податливости
легочной ткани, улучшение бронхиальной проходимости.
Величина
дополнительного сопротивления определяется количеством воды, заливаемой в
тренажер. При увеличении объема заливки воды дополнительное сопротивление
увеличивается. Это относится как к сопротивлению на выдохе, так и на
вдохе.
Каждому человеку необходимо определить величину
дополнительного сопротивления на вдохе и на выдохе, сопоставимого с
естественным избыточным давлением при выдохе и избыточным разряжением при
вдохе.
Если избыточное давление будет превосходить
естественный индивидуальный предел, то в газообмен будет дополнительно
вовлечено большое количество альвеол. При этом в организме должно быть
произведено дополнительное количество сурфактантной пленки, выстилающей
поверхность альвеол. Если же этого не произойдет, то не только не усвоится
дополнительное количество воздуха при дыхании, но дезорганизуются процессы
газообмена прежних, работающих альвеол. Поэтому повышать сопротивление
дыханию надо постепенно, постепенно увеличивать вовлечение в газообмен
дополнительных альвеол по мере адаптации организма и дыхательной системы к
дополнительному сопротивлению дыхания.
Относительно какого
уровня?
Здесь надо использовать величину естественного
избыточного давления при вдохе и выдохе. И пропорцию надо устанавливать
относительно этой величины.
Избыточное давление в тренажере
зависит от количества заливаемой воды.
Какое же количество
воды надо заливать в тренажер при проведении дыхательных
тренировок?
В инструкциях к прибору обычно дается величина
заливки (10-20 миллилитров) и считается, что эта величина одинакова для
самых различных людей. Как показали наши исследования, это не совсем
так.
Из каких же принципов необходимо выбирать каждому
человеку объем заливки воды?
Величина избыточного давления
при выдохе меняется от человека к человеку и обычно находится в пределах
15-40 миллиметров водяного столба. Аналогичное разрежение при вдохе
находится в пределах 10-20 мм вод. ст. Величина избыточного разрежения
меньше величины избыточного давления, поскольку его труднее
создавать.
При дыхательных тренировках на тренажере
избыточное давление тренажера суммируется к естественному избыточному
давлению при выдохе. При выдохе через тренажер необходимо преодолеть
сопротивление воды, и поэтому физическая нагрузка на дыхательную систему
увеличивается. При вдохе также необходимо преодолеть сопротивление воды, и
это увеличивает разрежение, которое надо создать при вдохе. С увеличением
количества воды в тренажере эти гидравлические добавки увеличиваются, и
физические нагрузки при дыхательных тренировках возрастают. При сильном
увеличении количества воды тренажер невозможно «продышать», т.е.
физических возможностей дыхательной системы может не хватить, чтобы
преодолеть избыточные гидравлические давления в
тренажере.
Характеристики избыточного давления дыхания
человека зависят от многих факторов его физического развития,
состояния здоровья, возраста, пола и т. д. Поэтому при дыхательных
тренировках на дыхательном тренажере ТДИ-01 величина избыточного
гидравлического давления должна подбираться индивидуально в соответствии с
индивидуальными давлениями дыхания. Для этого необходимо решить две
задачи:
Определить зависимости гидравлических давлений
тренажера от объема заливки воды в тренажер.
Определить
избыточное давление выдоха и избыточное разрежение вдоха индивидуально для
каждого человека.
Методика измерения гидравлического
давления дыхания при вдохе и выдохе
Для измерения гидравлического
давления тренажера был разработан и сконструирован экспериментальный
стендизмеритель давления при дыхании, который показывает избыточное
давление при выдохе и разрежение при вдохе, а также суммарное
сопротивление дыханию при дыхании на тренажере ТДИ-01.
Была
изготовлена установка для испытаний тренажера ТДИ-01 в широком диапазоне
объемов заливки, давлений и потоков воздуха через тренажер. Для создания
разряжения использовался специально изготовленный насос, создающий
разряжение 0-100 мм вод. ст. с объемом откачки от 0 до 1 литра /сек. Для
создания потока воздуха с избыточным давлением использовалась помпа с
избыточным давлением 0-500 мм вод. ст. и расходом газа от 0 до 2
литров/сек.
Величины расходов газа измерялись спирометром или
поплавковым измерителем расхода газа, а при малых расходах измерения
проводились дискретно по объему воздуха за определенные промежутки
времени.
Эти потоки воздуха направлялись в тренажер и
моделировали процесс вдоха и выдоха.
Тренажер соединен с
манометром МИД (манометрический измеритель давления дыхания) для измерения
давления или разряжения воздуха в тренажере в пределах от 0 до 100 мм вод.
ст. с точностью 0,5 мм вод. ст.
Разработанные приборы
позволили провести измерения всех режимов работы тренажера ТДИ-01.
Точность измерения была следующая: давление измерялось с точностью 0,5 мм
вод. ст. с помощью манометра, объемы заливки воды измерялись с точностью
0,5 мл с помощью шприца.
Методика измерений была
следующая:
В тренажер заливался определенный объем воды от 0
до 50 мл через каждые 5 мл, и проводились измерения давления воздуха в
тренажере.
Для измерения характеристик тренажера на выдох
использовалась помпа. С ее помощью устанавливался поток воздуха, который
подавался в дыхательную трубку тренажера. Измеритель давления показывал
величину гидравлического сопротивления выдоху.
Для измерения
гидравлического разряжения при вдохе использовался насос, который
соединялся шлангом с дыхательной трубкой тренажера и создавал поток
воздуха из тренажера в насос. Измеритель давления в этом случае показывая
величину разряжения или отрицательного давления в тренажере. В результате
получалась характеристика тренажера: избыточное давление объем
заливки в тренажере.
В таблице 8 приводятся результаты
измерения тренажера в режиме выдоха и вдоха. На рисунке приведены
полученные зависимости. Как видно из полученных зависимостей, до заливки в
10-12 мл давление вдоха больше, чем давление выдоха. При больших заливках
давление на выдохе всегда больше давления на вдохе, что соответствует
естественному состоянию дыхания человека. При объеме заливки в 20 мл
давление выдоха равно 19,2 и вдоха 15,4 мм вод. ст.
Таблица 8
|
Объем заливки (мл) |
Давление (мм вод. ст.)
|
|
выдох
|
вдох |
|
0 |
0.0 |
0.0 |
|
5 |
1.6 |
6.7 |
|
10 |
4.8 |
9.6 |
|
15 |
15.4 |
11.5 |
|
20 |
19.2 |
15.4 |
|
25 |
26,0 |
18.3 |
|
30 |
30,8 |
21,2 |
|
35 |
36.5 |
24.0 |
|
40 |
40,4 |
26.9 |
|
45 |
46.2 |
28,8 |
|
50 |
51,0 |
31,7
|
График 3
Зависимость давления в тренажёре от
объёма заливки (фирма "Динамика")
Интересно сравнить избыточные давления
в тренажере при моделировании выдоха помпой с естественным дыханием
человека. Ниже на следующем рисунке показаны эти зависимости для режима
выдоха. Как видно, при нулевой заливке избыточное давление в режиме помпы
равно нулю. В то время как при естественном дыхании через тренажер при
нулевой заливке получается давление выдоха самого
человека.
Измерения показали, что наличие дополнительной
емкости не оказывает существенного влияния на сопротивление дыхания через
тренажер ТДИ-01.
В настоящее время разрабатывается
манометрический измеритель давления, который позволит определять
естественное давление выдоха и разряжения при вдохе у пациента, измерять
суммарное (естественное плюс гидравлическое) давление дыхания через
тренажер и контролировать давление в тренажере во время
тренировки.
Наш партнер Интернет банк „RUPAY”.
Система электронных платежей „RUPAY” - самый надежный и удобный способ осуществления расчетов в интернете.
Зарегистрируйся в „RUPAY” и чувствуй себя уверенно!
|
Подробно о наших партнерах и их деятельности смотри на соответствующих страничках сайта.
Данный проект является абсолютно открытым - любой желающий может разместить свои материалы, касающиеся тематики сайта, абсолютно бесплатно. Вы можете использовать, во вне комерческих целях, любую информацию размещенную на сайте с условием ссылки на наш сайт. Вы можете бесплатно разместить у нас свою рекламу если она связана с тематикой сайта, тематикой здорового образа жизни или оздоровительных методик.
