上次和大(dà)家(jiā)谈到了(le)目前呼吸训练器的技术原理有目(mù)标流阻负荷(hé)、机(jī)械(xiè)阈(yù)值(zhí)负荷、锥(zhuī)形流阻负(fù)荷(渐(jiàn)减式流阻负荷),同时也介绍了这几种呼(hū)吸训练器之间的区别,但(dàn)不少伙伴还有些不理解的地方,为此小编来解答(dá)大家的疑惑(huò)啦~
1.同样都(dōu)是阻力训(xùn)练,为什么说渐减(jiǎn)式流阻负荷更适(shì)应(yīng)呼(hū)吸系统(tǒng)的压力-容量关系(xì)?
我(wǒ)们的呼吸运动过程是需要(yào)克服压力的(de)变化(huà)。呼吸过程中(zhōng),肌肉的收缩和放松会改(gǎi)变胸腔的容积。吸气时,肋(lèi)外间肌帮助肋骨向上(shàng)和向外拉,横膈(gé)膜往下拉,胸廓空间增大,肺部舒张,肺容积增(zēng)大,肺内压(yā)暂时下降并低于大气压,空气就顺此压(yā)差而进入肺。呼气时,内部肋间肌肉倾向将肋骨下拉动,横膈(gé)膜往上拉,胸廓缩小,肺(fèi)也随之缩小,肺(fèi)容积减(jiǎn)小,肺(fèi)内压暂(zàn)时升高(gāo)并(bìng)高于大气压,肺内气(qì)便顺此压差(chà)流出肺。
呼吸系统的压力-容量关系指的是随着吸气时肺容量的(de)逐(zhú)渐(jiàn)增加,吸(xī)气流速(sù)和压力逐渐减小。使用呼吸训练器进行吸气训练时,需要先将气(qì)呼(hū)尽(至功能残气量),随后在30%-70%的最大吸气压力下进行用力(lì)、快速吸气的负荷(hé)训练,过程中肺容积逐渐增大(至肺(fèi)总量),吸气(qì)流速(sù)和压力逐渐减小。
使用阈值负荷呼吸训(xùn)练器进(jìn)行(háng)吸(xī)气训练,整个吸气过程(chéng)都是恒定负荷,在(zài)吸气开(kāi)始(shǐ)时阀门关闭,需(xū)用力(lì)吸气直(zhí)至产生足够的压力打开阀门使气流进入,且吸气压力需要始(shǐ)终保持大(dà)于阈值负荷,才能继续训练。这种恒定的负荷不适应呼(hū)吸系(xì)统的压力(lì)-容量关系,会限制进行全肺活量吸气的(de)能(néng)力。而渐减式流阻负荷,在克服阈值负荷(hé)从(cóng)而打开阀门后(hòu),阻抗就变为(wéi)动态的,并随着吸气(qì)/呼气压力的(de)逐渐降(jiàng)低(dī)而渐减(jiǎn)。与压力阈值负荷相比,这允许在更大的肺(fèi)容(róng)量范围内以几乎恒定的中间流速进行吸(xī)气。
一项国外(wài)研究对(duì)比了两种吸气(qì)肌训练方法对慢阻(zǔ)肺治疗的影响(xiǎng)。结果显示,与机械阈(yù)值负荷相(xiàng)比,在(zài)阻力相当的情况下,使用渐减式流阻负荷的患者在训练期间获得更高的(de)吸气容量,且可以耐受的训练强度(dù)更高(gāo)。[1]
2.为(wéi)什(shí)么说渐(jiàn)减式流阻(zǔ)负荷较阈值负荷更(gèng)能(néng)影响呼吸(xī)肌在收缩(suō)过程中能刺激(jī)的长度?
很多(duō)人都知道肌肉是通过收缩来产生力量的。而肌肉(ròu)的力量受肌肉长度的影响,在(zài)最佳的长度范围内(nèi),肌肉能够产生最大的力量。与骨骼(gé)肌一样(yàng),呼吸肌也遵循长度(dù)-张力关(guān)系,若在(zài)肌肉收缩前施加于(yú)肌肉一定(dìng)负荷,使肌(jī)肉(ròu)收缩前就处于某种被拉(lā)长状态,即改变肌(jī)肉初长度。适当增大肌肉收缩(suō)的初长(zhǎng)度时,肌肉(ròu)收缩时产生的(de)张力也在增加,但当初长度(dù)增大超过某一(yī)长(zhǎng)度时,张力反而减小(xiǎo)。
负荷是肌肉产生张力的基本力学条件,随着(zhe)负荷的增大,肌肉收缩产生(shēng)的张力也增大。力量(liàng)训(xùn)练按肌肉收缩的(de)形式,可分为等(děng)长训练(liàn),等张(zhāng)训(xùn)练和等动训练。
等长收缩:指肌肉收缩(suō)时长度不变而张力增加。
等张(zhāng)收(shōu)缩:等张收缩一般分为向心(xīn)收缩(suō)和离心收缩(suō)。肌(jī)肉在发(fā)力时缩短的动(dòng)作是向心收缩;肌肉在发力时被拉长的动作(zuò)是离(lí)心(xīn)收(shōu)缩。等张收缩(suō)在肌(jī)肉产生的张力等于或大于所(suǒ)承受的负荷时才会发生(shēng),特点是张(zhāng)力增加(jiā)在前,长度缩短在后;缩短开始后,张(zhāng)力不再(zài)增加,直到收缩(suō)结束。
等动收缩:在整(zhěng)个肌肉活动(dòng)的范围内,肌肉以(yǐ)恒定的速度(dù)、始终与阻力相等的力量收缩。肌肉在整个运动范围内均可(kě)产生(shēng)最大(dà)张(zhāng)力,因而(ér)以等动收(shōu)缩形式发展力量可(kě)使呼(hū)吸(xī)肌肉在整个运动(dòng)范围(wéi)都得(dé)到最大锻练。
我们在吸气时,横膈向下做(zuò)向(xiàng)心收缩(长度变短),而腹横肌向外进行离心(xīn)收缩(suō);吐气时,横(héng)膈向上进(jìn)行离心(xīn)收缩(长度变长),而腹(fù)横肌向内(nèi)进行向心收缩。
使(shǐ)用阈值负(fù)荷训练时,在产(chǎn)生吸气气流之前,需要(yào)克(kè)服所设置的阻力,负荷增大,肌肉(ròu)收(shōu)缩产(chǎn)生的张力也(yě)增大,克(kè)服阈值负荷后,以恒定负荷进(jìn)行(háng)吸气(qì),这时肌肉(ròu)产生的张力大于所承受的(de)负荷,肌肉收缩时张力(lì)不变(biàn)而(ér)长度缩短,进而限制肌肉进一步缩短的能力,导(dǎo)致(zhì)吸气肌只会在其(qí)完(wán)整收缩范围的一小段时间内获得最佳阻(zǔ)力。
赛(sài)客小鲲呼吸训练器就采用了渐减(jiǎn)式流(liú)阻(zǔ)负荷(hé)式(shì)训(xùn)练,前两(liǎng)口气呼吸肌(jī)力量动态加载负(fù)载阻抗,即(jí)没有阻力,便于计算使用(yòng)者的训练(liàn)阻抗。从第 3 口气(qì)开始阻(zǔ)力增加,到第 5 口气达到所设的预(yù)设值。训(xùn)练过程(chéng),阻抗随着呼吸肌力量变化而渐(jiàn)减,阻抗伴随着整口气,吸气容积才(cái)会更大,膈(gé)肌(jī)才能做更多的功,达到(dào)最佳训练(liàn)效果(guǒ)。
参考文献(xiàn):[1]Langer, Daniel., Charususin, Noppawan., Jácome, Cristina., Hoffman, Mariana., McConnell, Alison.. Efficacy of a Novel Method for Inspiratory Muscle Training in People With Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Physical therapy, 2015, 95(9):1264-73.