[go: up one dir, main page]

RU2638291C1 - Method for estimation of respiratory muscles efficiency - Google Patents

Method for estimation of respiratory muscles efficiency Download PDF

Info

Publication number
RU2638291C1
RU2638291C1 RU2016129437A RU2016129437A RU2638291C1 RU 2638291 C1 RU2638291 C1 RU 2638291C1 RU 2016129437 A RU2016129437 A RU 2016129437A RU 2016129437 A RU2016129437 A RU 2016129437A RU 2638291 C1 RU2638291 C1 RU 2638291C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
respiratory muscles
respiratory
amplitude
value
load
Prior art date
Application number
RU2016129437A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Мария Евгеньевна Шамсутдинова
Игорь Васильевич Мирошниченко
Константин Михайлович Иванов
Адель Камидулловна Кунарбаева
Марина Айткалиевна Сидорова
Ольга Константиновна Сивожелезова
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации /ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России/
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации /ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России/ filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации /ФГБОУ ВО ОрГМУ Минздрава России/
Priority to RU2016129437A priority Critical patent/RU2638291C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2638291C1 publication Critical patent/RU2638291C1/en

Links

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Measuring devices for evaluating the respiratory organs
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/24—Detecting, measuring or recording bioelectric or biomagnetic signals of the body or parts thereof
    • A61B5/316—Modalities, i.e. specific diagnostic methods
    • A61B5/389—Electromyography [EMG]

Landscapes

  • Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)

Abstract

FIELD: medicine.
SUBSTANCE: surface electromyogram (SEMG) is registered from the respiratory muscles with expiratory force. The value of the initial load is determined as the average value of average expiratory pressure (MEPav) at a maximum deep inspiration and maximum deep expiration. The individual load is calculated, which is 30% of MEPav; at the time of SEMG recording from the respiratory muscles, the average value of the MEPav (a) amplitude is determined upon initial load presentation. The average value of the SEMG amplitude (b) is then determined for an individual load. The respiratory muscle efficiency index (EI) is calculated as the ratio of the difference in the values of the SEMG amplitude at initial and average loads to the ratio of the mean amplitude to 30. At EI value greater than 70, a conclusion is made about low efficiency of the respiratory muscles. At EI value less than 70, the efficiency of the respiratory muscles is assessed as high.
EFFECT: method allows to increase the reliability of respiratory muscles performance assessment, which is achieved through definition of the above parameters of the surface electromyogram and efficiency calculation.
2 tbl, 2 ex

Description

Изобретение относится к медицине, в частности к функциональной диагностике. Может быть использовано в центрах спортивной медицины, кабинетах восстановительной медицины для индивидуальной оценки функционального статуса дыхательных мышц, в кабинетах функциональной диагностики.The invention relates to medicine, in particular to functional diagnostics. It can be used in sports medicine centers, rehabilitation medicine rooms for an individual assessment of the functional status of the respiratory muscles, in functional diagnosis rooms.

Актуальность темы Изучение системы дыхания человека актуально на сегодняшний день, так как эффективность работы кардиореспираторной системы определяет уровень работоспособности и выносливости. Одним из основных компонентов функционирования системы внешнего дыхания является эффективность дыхательных мышц, которые в процессе вдоха осуществляют работу по преодолению эластического и неэластического сопротивления (1).The relevance of the topic The study of the human respiratory system is relevant today, since the effectiveness of the cardiorespiratory system determines the level of performance and endurance. One of the main components of the functioning of the external respiration system is the effectiveness of the respiratory muscles, which during inspiration carry out work to overcome elastic and inelastic resistance (1).

Уровень техники. Известен способ оценки работы дыхательных мышц с помощью форсированных методов спирографии, во время которых испытуемому предлагают совершить максимально возможные маневры вдоха и выдоха, при этом проводят регистрацию с помощью спирографа, по результатам данного теста делают заключение о наличии или отсутствии патологии легких в целом. Недостатками известного способа является то, что судить о работе дыхательных мышц можно только косвенно и характеризует он лишь механическую составляющую работы дыхательных мышц, оценивая только результат (2).The level of technology. There is a method of evaluating the work of the respiratory muscles using forced spirography methods, during which the subject is asked to perform the maximum possible maneuvers of inhalation and exhalation, while registration is carried out using a spirograph, the results of this test make a conclusion about the presence or absence of lung pathology in general. The disadvantages of this method is that to judge the work of the respiratory muscles can only indirectly and it characterizes only the mechanical component of the respiratory muscles, evaluating only the result (2).

Известен способ оценки силы дыхательных мышц с использованием метода максимального экспираторного давления и максимального инспираторного давления (MIP, МЕР). Оценивается пиковое давление, созданное на вдохе или выдохе, проводится с применением спирографа с электронной или визуальной оценкой. Недостатком данного способа является ограничение его использования в детском возрасте и у истощенных больных, а также он позволяет охарактеризовать лишь механическую составляющую усилия, без учета эффективности работы мышц (3).A known method of assessing the strength of the respiratory muscles using the method of maximum expiratory pressure and maximum inspiratory pressure (MIP, MEP). Peak pressure created on inhalation or exhalation is estimated, it is carried out using a spirograph with electronic or visual assessment. The disadvantage of this method is the limitation of its use in childhood and in malnourished patients, and it allows us to characterize only the mechanical component of the effort, without taking into account the effectiveness of muscle work (3).

Известен способ оценки дыхательных мышц, основанный на регистрации их электрической активности, с применением стимуляционной и игольчатой электромиографии. Игольчатая электромиография позволяет дать достаточно точную характеристику электрофизиологических процессов, протекающих в мышце, но характеризует функциональное состояние лишь одной двигательной единицы, а также не учитывается результативность работы мышц. Ограничивает применение игольчатой электромиографии, инвазивность способа. Способ поверхностной электромиографии дыхательных мышц, основан на регистрации накожными биполярными электродами электрической активности дыхательной мышцы. Отличается простотой выполнения для пациента, неинвазивностью. Уменьшение средней частоты, увеличение доли низкочастотного компонента спектра электромиограммы характеризует развитие утомления дыхательных мышц по нейромышечному механизму. Недостатком данного способа является отсутствие оценки механической составляющей работы мышцы. При данном способе не проводится оценка стратегии адаптации мышц к нагрузке: за счет увеличения частоты генерации импульса либо вовлечения большего числа двигательных единиц (4).A known method for assessing respiratory muscles, based on the registration of their electrical activity, using stimulation and needle electromyography. Needle electromyography allows you to give a fairly accurate description of the electrophysiological processes that occur in the muscle, but characterizes the functional state of only one motor unit, and also does not take into account the performance of the muscles. Limits the use of needle electromyography, the invasiveness of the method. The method of surface electromyography of the respiratory muscles, based on the registration of cutaneous bipolar electrodes of the electrical activity of the respiratory muscle. Differs in simplicity of execution for the patient, non-invasiveness. A decrease in the average frequency, an increase in the fraction of the low-frequency component of the spectrum of the electromyogram characterizes the development of fatigue of the respiratory muscles by the neuromuscular mechanism. The disadvantage of this method is the lack of assessment of the mechanical component of the muscle. With this method, an assessment of the strategy of adaptation of muscles to a load is not carried out: by increasing the frequency of pulse generation or involving a larger number of motor units (4).

Известен способ диагностики синдрома утомления дыхательной мускулатуры у больных бронхиальной астмой (патент RU 2199948). В способе анализ степени утомления проводится с помощью стимуляционной электронейромиографии в покое и при проведении нагрузочной пробы. В качестве нагрузки используется провокационная проба с применением аппарата Фролова. Данная методика не может считаться универсальной, так как анализ проводится по абсолютному значению параметра амплитуды, без проведения анализа динамики изменения амплитуды, который позволяет определить утомляемость мышц (5).A known method for the diagnosis of fatigue syndrome of respiratory muscles in patients with bronchial asthma (patent RU 2199948). In the method, the analysis of the degree of fatigue is carried out using stimulating electroneuromyography at rest and during a stress test. A provocative test using the Frolov apparatus is used as a load. This technique cannot be considered universal, since the analysis is carried out by the absolute value of the amplitude parameter, without analyzing the dynamics of the amplitude change, which allows you to determine muscle fatigue (5).

В качестве прототипа был выбран способ исследования механики дыхания, который предусматривает регистрацию сигналов электромиографии дыхательных мышц одновременно с пневмотахометрией (патент RU 2414170) (6).As a prototype, a method for studying respiratory mechanics was chosen, which provides for the registration of signals of the electromyography of the respiratory muscles simultaneously with pneumotachometry (patent RU 2414170) (6).

Способ, разработанный авторами, основан на исследовании электромиографического сигнала с дыхательной мускулатуры и пневмотахографического сигнала, регистрируемых одновременно при выполнении различных дыхательных маневров, а именно спокойного дыхания, форсированной жизненной емкости легких, максимальной вентиляции легких.The method developed by the authors is based on the study of the electromyographic signal from the respiratory muscles and the pneumotachographic signal recorded simultaneously when performing various breathing maneuvers, namely calm breathing, forced vital capacity of the lungs, and maximum ventilation of the lungs.

Известный способ имеет следующие недостатки:The known method has the following disadvantages:

1. Устанавливается только факт участия мышцы в акте дыхания, без оценки взаимосвязи механической и электрической составляющей мышечного сокращения.1. Only the fact of muscle participation in the act of breathing is established, without assessing the relationship of the mechanical and electrical components of muscle contraction.

2. Исследователи оценивают потоковые характеристики, как параметр работы дыхательных мышц, но поток определяется несколькими факторами: разницей давления и сопротивлением воздухоносных путей. Следовательно, остается неясным, что определило достигнутый уровень объемной скорости воздушного потока: высокая эффективность работы дыхательных мышц или проводимость воздухоносных путей.2. Researchers evaluate the flow characteristics as a parameter of the respiratory muscles, but the flow is determined by several factors: the pressure difference and the resistance of the airways. Therefore, it remains unclear what determined the achieved level of volumetric velocity of the air flow: high efficiency of the respiratory muscles or conduction of the airways.

3. В известном способе используются амплитудные характеристики электромиограммы, но ввиду того, что амплитуда зависит от сопротивления, эффективности работы мышц, а также от конституциональных особенностей, что не позволяет ее использовать для сопоставления данных у разных испытуемых.3. In the known method, the amplitude characteristics of the electromyogram are used, but due to the fact that the amplitude depends on resistance, muscle performance, as well as constitutional features, which does not allow it to be used to compare data from different subjects.

Новизной предлагаемого способа является создание объективного способа оценки эффективности работы дыхательных мышц для прогнозирования уровня физической выносливости и работоспособности человека, который может быть использован для профессионального отбора и выбора тактики тренировки спортсмена. Основанный на анализе изменения амплитуды электромиографического сигнала относительно динамики изменения нагрузки.The novelty of the proposed method is the creation of an objective way of assessing the effectiveness of the respiratory muscles to predict the level of physical endurance and human performance, which can be used for professional selection and selection of tactics for training an athlete. Based on the analysis of changes in the amplitude of the electromyographic signal relative to the dynamics of load changes.

Раскрытие изобретения:Disclosure of the invention:

Способ оценки эффективности работы дыхательных мышц, включающий в себя регистрацию поверхностной электромиографии при экспираторном усилии, отличающийся тем, что при проведении индивидуального нагрузочного экспираторного теста, определяют прирост амплитуды относительно прироста интенсивности нагрузки. Который рассчитывают по формуле, где индекс эффективности равен

Figure 00000001
а - средняя амплитуда во время проведения теста максимального экспираторного давления; b - средняя амплитуда, зарегистрированная во время проведения теста с нагрузкой, равной 30% от максимального экспираторного давления, 30 - интенсивность нагрузки, рассчитанной от максимальной. При величине индекса эффективности больше 70 условных единиц делают заключение о низкой эффективности работы дыхательных мышц, при величине индекса эффективности меньше 70 условных единиц считают эффективность работы дыхательных мышц высокой.A method for evaluating the respiratory muscle performance, including the registration of surface electromyography at an expiratory effort, characterized in that when conducting an individual expiratory load test, an increase in amplitude relative to an increase in load intensity is determined. Which is calculated by the formula, where the efficiency index is equal to
Figure 00000001
a is the average amplitude during the test of maximum expiratory pressure; b is the average amplitude recorded during the test with a load equal to 30% of the maximum expiratory pressure, 30 is the load intensity calculated from the maximum. When the value of the efficiency index is more than 70 conventional units, a conclusion is made about the low efficiency of the respiratory muscles, with the value of the index of efficiency less than 70 conventional units, the efficiency of the respiratory muscles is considered high.

Способ осуществляется следующим образом:The method is as follows:

С использованием многофункционального компьютерного комплекса Нейро-МВП (Нейрософт) при оптимальных температурных условиях обследуемый занимает удобное сидячее положение. На кожу накладываются два биполярных электрода диаметром 6 мм: первый электрод - во второе межреберье справа от грудины по среднеключичной линии, второй - в 6 межреберье справа на уровне наружного края прямой мышцы живота. Третий, заземляющий электрод, накладывается на правую руку. В месте наложения электродов кожа обрабатывается спиртом, далее наносится электропроводный гель. Носовое дыхание исключается с помощью носового зажима.Using the multifunctional computer complex Neuro-MVP (Neurosoft) under optimal temperature conditions, the subject occupies a comfortable sitting position. Two bipolar electrodes with a diameter of 6 mm are applied to the skin: the first electrode - in the second intercostal space to the right of the sternum along the midclavicular line, the second - in the 6 intercostal space on the right at the level of the outer edge of the rectus abdominis muscle. The third, grounding electrode is superimposed on the right hand. At the place of application of the electrodes, the skin is treated with alcohol, then an electrically conductive gel is applied. Nasal breathing is eliminated with a nasal clamp.

Далее испытуемому предлагается сделать максимально глубокий вдох, плотно обхватив одноразовый мундштук губами, подсоединенный к манометру, и по команде совершить максимальный выдох, при этом стараясь удерживать до 5 секунд максимальное значение, регистрируемое на манометре, т.е. совершить тест на максимальное экспираторное давление (МЕР). Проводится в три попытки, с периодами отдыха 3 минуты. После этого из результата среднего значения МЕР (МЕРср) рассчитывается индивидуальная нагрузка на уровне 30% от МЕРср. Далее, после отдыха 5 минут, обследуемый должен совершить выдох через мундштук, соединенный с манометром, при этом, достигнув уровня 30%МЕР, удерживать интенсивность выдоха до 5 секунд. Как исходная проба, так и последующая проводятся в три попытки, через три минуты отдыха каждая. Для расчетов и оценки результатов используется среднее значение. Регистрация поверхностной электромиографии (ПЭМГ) проводится на пятой секунде.Further, the test subject is invited to take the deepest possible breath, tightly clasping the disposable mouthpiece with his lips, connected to the manometer, and, upon command, to exhale as much as possible, while trying to hold the maximum value recorded on the manometer for up to 5 seconds, i.e. Perform a test for maximum expiratory pressure (MEP). It is carried out in three attempts, with rest periods of 3 minutes. After that, from the result of the average value of MEP (MEPc), the individual load is calculated at the level of 30% of MEPc. Further, after resting for 5 minutes, the subject should exhale through the mouthpiece connected to the pressure gauge, while reaching the level of 30% MEP, to maintain the exhalation intensity for up to 5 seconds. Both the initial and subsequent tests are carried out in three attempts, each after three minutes of rest. To calculate and evaluate the results, the average value is used. Registration of surface electromyography (PEMG) is carried out at the fifth second.

Дают два вида нагрузки: первая равна максимальному экспираторному давлению (МЕР), которую считают 100% нагрузкой, проводится в 3 попытки, чтобы исключить психологический фактор, из которых рассчитывают среднее значение (МЕРср). Во время каждой попытки регистрируют поверхностную электромиографию во 2-м и 6-м межреберье с помощью биполярных электродов, рассчитывают среднее значение средней амплитуды из трех попыток (А100%ср). Вторую нагрузку рассчитывают из первой: МЕРср*0,03 (30% от максимального экспираторного усилия). Второй вид нагрузки проводят в три попытки, во время которых проводится регистрация поверхностной электромиографии, рассчитывают среднее значение амплитуды (А30% ср).Two types of load are given: the first is equal to the maximum expiratory pressure (MEP), which is considered a 100% load, is carried out in 3 attempts to exclude the psychological factor, from which the average value is calculated (MEPsr). During each attempt, surface electromyography is recorded in the 2nd and 6th intercostal space using bipolar electrodes, and the average value of the average amplitude is calculated from three attempts (A100% sr). The second load is calculated from the first: MERSp * 0.03 (30% of the maximum expiratory effort). The second type of load is carried out in three attempts, during which surface electromyography is recorded, the average value of the amplitude is calculated (A30% sr).

Далее проводят расчет индекса эффективности (ИЭ) по следующей формуле:

Figure 00000002
где а - средняя амплитуда во время проведения теста максимального экспираторного давления; b - средняя амплитуда, зарегистрированная во время проведения теста с нагрузкой, равной 30% от максимума, 30 - интенсивность нагрузки, рассчитанной от максимальной Приводят значение амплитуды к 70%, что является разницей двух видов нагрузки. При величине ИЭ больше 70 условных единиц делают заключение о низкой эффективности работы дыхательных мышц, для выполнения работы, заданной интенсивности мышца выполняет большее усилие. А при величине ИЭ меньше 70 условных единиц делают заключение о высокой эффективности работы дыхательных мышц, т.к. для ее выполнения им требуется меньшее усилие.Next, calculate the efficiency index (IE) according to the following formula:
Figure 00000002
where a is the average amplitude during the test of maximum expiratory pressure; b is the average amplitude recorded during the test with a load equal to 30% of the maximum, 30 is the intensity of the load calculated from the maximum. The amplitude is brought to 70%, which is the difference between the two types of load. When the IE value is more than 70 conventional units, a conclusion is made about the low efficiency of the respiratory muscles, to perform work of a given intensity, the muscle performs a greater effort. And with an IE value of less than 70 conventional units, they conclude that the respiratory muscles are highly effective, to do it they need less effort.

Пример конкретного выполнения способа:An example of a specific implementation of the method:

Испытуемый X., 20 лет. Острой и хронической патологии не имеет.Subject X., 20 years old. It has no acute and chronic pathology.

С целью вычисления индивидуальной нагрузки проведено измерение МЕР, в три попытки с перерывами на отдых 3 минуты, получено значение: МЕР1 - 66 мм рт.ст, МЕР2 - 72,3 мм рт.ст., МЕР3 - 70 мм рт.ст. С применением стандартного метода расчета средней арифметической, было вычислено среднее значение (МЕРср=69,43 мм рт.ст.), далее была рассчитана индивидуальная нагрузка, равная 30% от МЕР ср, МЕР30%=20,83 мм рт.ст.In order to calculate the individual load, the MEP was measured, in three attempts with rest breaks of 3 minutes, the value was obtained: MEP 1 - 66 mm Hg, MEP 2 - 72.3 mm Hg, MEP 3 - 70 mm Hg. Art. Using the standard method of calculating the arithmetic mean, the average value was calculated (MEPc = 69.43 mm Hg), then the individual load was calculated, equal to 30% of MEP cf, MEP30% = 20.83 mm Hg.

Во время исследования исходного уровня нагрузки велась регистрация поверхностной электромиографии с помощью программы ЭВМ, был рассчитан параметр средней амплитуды дыхательных мышц для исходной нагрузки, равной 100%. Из трех попыток, было рассчитано среднее значение с применением стандартной методики расчета средней арифметической. А100%=2,46 мкв.During the study of the initial load level, surface electromyography was recorded using a computer program, and the average respiratory muscle amplitude parameter was calculated for the initial load equal to 100%. From three attempts, the average value was calculated using the standard methodology for calculating the arithmetic mean. A100% = 2.46 mkv.

Далее обследуемый совершает маневр выдоха, но теперь ему необходимо посредством выдоха достигнуть и удержать до 5 секунд, давление на выдохе равное МЕР30% - 21 мм рт.ст. При одновременной регистрации поверхностной электромиографии. После трех попыток, программным обеспечением ЭВМ получены следующие результаты средней амплитуды: А30%1=0,65, А30%2=0,76, А30%3=0,63 мкв. Рассчитано среднее арифметическое значение, для данных параметров. А30%ср=0,68 мкв.Further, the subject performs an exhalation maneuver, but now he needs to reach and hold it for 5 seconds by means of exhalation, the exhalation pressure is equal to MEP30% - 21 mm Hg. With simultaneous registration of surface electromyography. After three attempts, the following average amplitude results were obtained by computer software: A30% 1 = 0.65, A30% 2 = 0.76, A30% 3 = 0.63 μV. The arithmetic mean value is calculated for these parameters. A30% avg = 0.68 mkv.

Далее подставляем полученные значения в формулу:Next, we substitute the obtained values into the formula:

Figure 00000003
что больше 70 у.е., можем сделать заключение о низкой эффективности работы дыхательных мышц. На дыхательную нагрузку, которая увеличилась на 70%, испытуемый прилагает усилие дыхательных мышц больше 70% (см. таблицу №1).
Figure 00000003
that is more than 70 cu, we can draw a conclusion about the low efficiency of the respiratory muscles. On the respiratory load, which increased by 70%, the subject makes a respiratory muscle effort of more than 70% (see table No. 1).

Figure 00000004
Figure 00000004

Испытуемый А., 20 лет. Острой и хронической патологии не имеет.Subject A., 20 years old. It has no acute and chronic pathology.

С целью вычисления индивидуальной нагрузки проведено измерение МЕР, в три попытки с перерывами на отдых 3 минуты, получено значение: МЕР1 - 82 мм рт.ст, МЕР2 - 78,6 мм рт.ст., МЕР3 - 65 мм рт.ст. С применением стандартного метода расчета средней арифметической было вычислено среднее значение (МЕРср=75,2 мм рт.ст.), далее была рассчитана индивидуальная нагрузка, равная 30% от МЕР ср, МЕР30%=22,56 мм рт.ст.In order to calculate the individual load, the MEP was measured, in three attempts with rest breaks of 3 minutes, the value was obtained: MEP 1 - 82 mm Hg, MEP 2 - 78.6 mm Hg, MEP 3 - 65 mm Hg. Art. Using the standard method of calculating the arithmetic mean, the average value was calculated (MEPc = 75.2 mm Hg), then an individual load was calculated equal to 30% of MEP cf, MEP30% = 22.56 mm Hg.

Во время исследования исходного уровня нагрузки велась регистрация поверхностной электромиографии с помощью программы ЭВМ, был рассчитан параметр средней амплитуды дыхательных мышц для исходной нагрузки, равной 100%. Из трех попыток, было рассчитано среднее значение с применением стандартной методики расчета средней арифметической. А100%=6,49 мкв.During the study of the initial load level, surface electromyography was recorded using a computer program, and the average respiratory muscle amplitude parameter was calculated for the initial load equal to 100%. From three attempts, the average value was calculated using the standard methodology for calculating the arithmetic mean. A100% = 6.49 mkv.

Далее обследуемый совершает маневр выдоха, но теперь ему необходимо посредством выдоха достигнуть и удержать до 5 секунд, давление на выдохе равное МЕР30% - 22,56 мм рт.ст. При одновременной регистрации поверхностной электромиографии. После трех попыток, программным обеспечением ЭВМ получены следующие результаты средней амплитуды: A30%1=2,84, А30%2=4,36, А30%3=3,36 мкв. Рассчитано среднее арифметическое значение для данных параметров. А30%ср=3,52 мкв.Further, the subject performs an exhalation maneuver, but now he needs to reach and hold it for up to 5 seconds by means of exhalation, the exhalation pressure equal to MEP30% - 22.56 mm Hg. With simultaneous registration of surface electromyography. After three attempts, the following average amplitude results were obtained by computer software: A30% 1 = 2.84, A30% 2 = 4.36, A30% 3 = 3.36 μV. The arithmetic mean value for these parameters is calculated. A30% avg = 3.52 mkv.

Далее подставляем полученные значения в формулу:Next, we substitute the obtained values into the formula:

Figure 00000005
что меньше 70 у.е., можем сделать заключение о высокой эффективности работы дыхательных мышц. На дыхательную нагрузку, которая отличается на 70%, испытуемый прилагает усилие дыхательных мышц меньше 70% (см. таблицу №2).
Figure 00000005
which is less than 70 cu, we can draw a conclusion about the high efficiency of the respiratory muscles. On the respiratory load, which differs by 70%, the test subject applies a respiratory muscle force of less than 70% (see table No. 2).

Figure 00000006
Figure 00000006

Технический результат: Предлагаемый способ позволяет объективно оценить эффективность работы дыхательных мышц во время выполнения индивидуальной нагрузки, а также оценить степень прироста интенсивности работы дыхательных мышц относительно прироста мощности нагрузки. Способ может быть использован для прогнозирования пригодности в профессиях, связанных с нагрузками на систему дыхания (стеклодувы, музыканты, газовая промышленность). А также может служить основой для рекомендаций в центрах спортивной и профилактической медицины, кабинетах восстановительной медицины в соответствии профессиональным направлением. Выбранный способ расчета позволяет детально охарактеризовать работу дыхательных мышц в современной медицине. Неинвазивность способа позволяет его применять у ослабленных групп населения, в том числе детей.Technical result: The proposed method allows you to objectively assess the effectiveness of the respiratory muscles during the individual load, as well as to assess the degree of increase in the intensity of the respiratory muscles relative to the increase in load power. The method can be used to predict suitability in professions associated with loads on the respiratory system (glassblowers, musicians, gas industry). It can also serve as a basis for recommendations in sports and preventive medicine centers, rehabilitation medicine rooms in accordance with a professional direction. The selected calculation method allows you to characterize in detail the work of the respiratory muscles in modern medicine. The non-invasiveness of the method allows it to be used in weakened groups of the population, including children.

Литература, принятая во вниманиеLiterature taken into account

1 Аулик, И.В. Определение физической работоспособности в клинике и спорте / И.В. Аулик. - М.: Медицина, 1979. - 192 с.1 Aulik, I.V. Determination of physical performance in the clinic and sports / I.V. Aulik. - M .: Medicine, 1979. - 192 p.

2 Чучалин, А.Г. Пульмонология: национальное руководство / А.Г. Чучалин. - ГЭОТАР-Медиа - 92 с.2 Chuchalin, A.G. Pulmonology: national leadership / A.G. Chuchalin. - GEOTAR-Media - 92 p.

3 Black L., Hyatt R. // Amer. Rev. Respir. Dis. - 1969. - V. 99. - P. 518.3 Black L., Hyatt R. // Amer. Rev. Respir. Dis. - 1969. - V. 99. - P. 518.

4 Ершов С.П. Тренировка дыхательных мышц с помощью субмаксимальных нагрузок на велоэргометре / С.П. Ершов, Ю.М. Перельман // Бюллетень физиологии и патологии дыхания. - 1999. - №5. - С. 41-45.4 Ershov S.P. Training of respiratory muscles using submaximal loads on a bicycle ergometer / S.P. Ershov, Yu.M. Perelman // Bulletin of physiology and pathology of respiration. - 1999. - No. 5. - S. 41-45.

5. Патент RU 2199948.5. Patent RU 2199948.

6. Патент RU 2414170.6. Patent RU 2414170.

Claims (3)

Способ оценки эффективности работы дыхательных мышц, включающий в себя регистрацию поверхностной электромиографии (ПЭМГ) с дыхательных мышц при экспираторном усилии, отличающийся тем, что определяют величину исходной нагрузки как среднее значение среднего экспираторного давления (МЕРср) при максимально глубоком вдохе и максимально глубоком выдохе, затем рассчитывают индивидуальную нагрузку, которая составляет 30% от МЕРср; во время регистрации ПЭМГ с дыхательных мышц при предъявлении исходной нагрузки определяют и рассчитывают среднее значение амплитуды ПЭМГ (а), затем определяют среднее значение амплитуды ПЭМГ (b) на предъявление индивидуальной нагрузки и рассчитывают индекс эффективности дыхательных мышц (ИЭ условных единиц) по формуле:A method of evaluating the effectiveness of the respiratory muscles, including the registration of surface electromyography (PEMG) from the respiratory muscles during expiratory effort, characterized in that the initial load is determined as the average value of the average expiratory pressure (MERSp) with the deepest inhalation and the deepest exhalation, then calculate an individual load, which is 30% of MEPc; during the registration of PEMG from the respiratory muscles upon presentation of the initial load, the average value of the amplitude of PEMG (a) is determined and calculated, then the average value of the amplitude of PEMG (b) for presentation of the individual load is determined and the respiratory muscle efficiency index (IE of conventional units) is calculated by the formula:
Figure 00000007
Figure 00000007
 при величине ИЭ больше 70 ус. ед. делают заключение о низкой эффективности работы дыхательных мышц, при величине ИЭ меньше 70 ус. ед. эффективность работы дыхательных мышц оценивают как высокую.when the IE value is more than 70 us. units make a conclusion about the low efficiency of the respiratory muscles, with an IE value of less than 70 mustache. units respiratory muscle performance is rated as high.
RU2016129437A 2016-07-18 2016-07-18 Method for estimation of respiratory muscles efficiency RU2638291C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129437A RU2638291C1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 Method for estimation of respiratory muscles efficiency

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016129437A RU2638291C1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 Method for estimation of respiratory muscles efficiency

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2638291C1 true RU2638291C1 (en) 2017-12-12

Family

ID=60718831

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016129437A RU2638291C1 (en) 2016-07-18 2016-07-18 Method for estimation of respiratory muscles efficiency

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2638291C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784303C1 (en) * 2022-03-11 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Method for evaluating the effectiveness of an athlete's respiratory movements in kettlebell lifting exercises

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2375953C1 (en) * 2008-03-24 2009-12-20 Тимофей Сергеевич Окулов Method of estimation adaptation potential of cardiovascular system to physical loads
US20100121212A1 (en) * 2007-04-05 2010-05-13 Mats Carlsson Adapter, apparatus and method for exhaled breath measurements
RU2414170C1 (en) * 2009-11-02 2011-03-20 Учреждение Российской академии медицинских наук Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАМН Method of studying breathing mechanics
RU2441580C1 (en) * 2010-08-19 2012-02-10 Владимир Александрович Орлов Method for estimation of reserves of physical health and working capacity of population

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100121212A1 (en) * 2007-04-05 2010-05-13 Mats Carlsson Adapter, apparatus and method for exhaled breath measurements
RU2375953C1 (en) * 2008-03-24 2009-12-20 Тимофей Сергеевич Окулов Method of estimation adaptation potential of cardiovascular system to physical loads
RU2414170C1 (en) * 2009-11-02 2011-03-20 Учреждение Российской академии медицинских наук Дальневосточный научный центр физиологии и патологии дыхания Сибирского отделения РАМН Method of studying breathing mechanics
RU2441580C1 (en) * 2010-08-19 2012-02-10 Владимир Александрович Орлов Method for estimation of reserves of physical health and working capacity of population

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
АЛЕКСАНДРОВА Н.П. Механизмы компенсаторных реакций дыхательной системы на инспираторные резистентные нагрузки. Автореф. дисс., 2003, с. 18-25. *
АЛЕКСАНДРОВА Н.П. Механизмы компенсаторных реакций дыхательной системы на инспираторные резистентные нагрузки. Автореф. дисс., 2003, с. 18-25. МАТИНЕЗИ С.Е. и др. Вентиляционная эффективность и структура дыхания велосипедистов мирового класса. Respir. Physiol. Neurobiol. 2016, 7, 15, с. 38-42. *
МАТИНЕЗИ С.Е. и др. Вентиляционная эффективность и структура дыхания велосипедистов мирового класса. Respir. Physiol. Neurobiol. 2016, 7, 15, с. 38-42. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2784303C1 (en) * 2022-03-11 2022-11-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" Method for evaluating the effectiveness of an athlete's respiratory movements in kettlebell lifting exercises
RU2819501C1 (en) * 2023-01-16 2024-05-21 федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный медицинский исследовательский центр детской гематологии, онкологии и иммунологии имени Дмитрия Рогачева" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method of assessing effectiveness of respiratory muscles in children
RU2804245C1 (en) * 2023-02-14 2023-09-26 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Чувашский государственный университет имени И.Н. Ульянова" Method for determining effectiveness of respiratory movements of athlete in weight lifting using frequency spectra of breathing indicators and body movement
RU2836709C1 (en) * 2024-03-20 2025-03-19 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Оренбургский государственный медицинский университет" Министерства здравоохранения Российской Федерации Method for determining respiratory muscle weakness in middle-aged and elderly people by functional state of skeletal muscles

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DK2603138T3 (en) DEVICES AND METHODS FOR MONITORING RESPIRATION VARIATION IN MEASURING RESPIRATION VOLUMES, MOVEMENT AND VARIABILITY
Walterspacher et al. Activation of respiratory muscles during respiratory muscle training
Garrodl et al. An evaluation of the acute impact of pursed lips breathing on walking distance in nonspontaneous pursed lips breathing chronic obstructive pulmonary disease patients
Lozano-García et al. Surface mechanomyography and electromyography provide non-invasive indices of inspiratory muscle force and activation in healthy subjects
Rodrigues et al. Semi-automated detection of the timing of respiratory muscle activity: validation and first application
Da Fonsêca et al. Acute effects of inspiratory loads and interfaces on breathing pattern and activity of respiratory muscles in healthy subjects
Ladriñán-Maestro et al. Influence of an inspiratory muscle fatigue protocol on healthy youths on respiratory muscle strength and heart rate variability. A randomized controlled trial
Lands Dyspnea in Children: What is driving it and how to approach it
Gorini et al. Neural respiratory drive and neuromuscular coupling during CO2 rebreathing in patients with chronic interstitial lung disease
RU2638291C1 (en) Method for estimation of respiratory muscles efficiency
del Mar Sánchez Sánchez et al. Comprehensive assessment of respiratory function, a step towards early weaning from the ventilator
CN118557171B (en) Dyspnea etiology evaluation device and system based on real-time monitoring of chest and abdomen respiratory motion
Sekiguchi et al. Surface electromyographic evaluation of the neuromuscular activation of the inspiratory muscles during progressively increased inspiratory flow under inspiratory-resistive loading
Yoshida et al. Investigation of inspiratory intercostal muscle activity in patients with spinal cord injury: a pilot study using electromyography, ultrasonography, and respiratory inductance plethysmography
Viana et al. Respiratory Evaluation in Spinocerebellar ataxia Type 2
Hubbard et al. Reduction in respiratory muscle strength following a series of preparatory and maximal static, dry breath-holds
Iguchi et al. Thoracic excursion is a biomarker for evaluating respiratory function in amyotrophic lateral sclerosis
Norali et al. Human breathing assessment using Electromyography signal of respiratory muscles
KR20230109045A (en) Apparatus and method for outputting electrocardiogram signal and respiration signal
Sajjadi et al. Effect of test interface on respiratory muscle activity and pulmonary function during respiratory testing in Healthy adults: A pilot study
Ichikawa et al. Expiratory muscle activity and nasal expiratory pressure during reverse sniff
Jansang et al. Effect of Pursed-Lip Breathing using a Windmill Toy Model on Breathing Efficiency in Chronic Obstructive Pulmonary Disease Patients
Cámara et al. Study of heart rate variability following exposure to normobaric hypoxia
RU2836709C1 (en) Method for determining respiratory muscle weakness in middle-aged and elderly people by functional state of skeletal muscles
RU2842898C1 (en) Method for functional diagnostics of human cardiorespiratory system

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20180719