Одной из важных задач авиационной, космической и морской медицины является исследование функционального состояния дыхательной системы человека. В частности, при воздействии невесомости наблюдаются изменения в биомеханике внешнего дыхания человека: происходит смещение диафрагмы в краниальном направлении и изменение формы грудной клетки, также уменьшаются функциональная остаточная емкость (ФОЕ) легких, дыхательный объем, резервный объем выдоха. Кроме того, наблюдаются изменения показателей форсированного дыхания и увеличение резервного объема вдоха. В результате уменьшения объема легких уменьшается диаметр дыхательных путей и изменяется характер движения воздуха в трахеобронхиальном дереве. Таким образом, наблюдаемые явления в биомеханике дыхания могут проявляться в виде изменения дыхательных шумов (ДШ).
Для оценки состояния дыхательной системы человека предлагается использовать методы регистрации и анализа трахеальных ДШ, которые возникают в процессе дыхания [1].
Цель работы заключалась в оценке возможности применения методов респираторной акустики для исследования вентиляционной функции легких человека в условиях моделированной невесомости.
Исследования проводились в ходе воздействия иммерсионной гипокинезии на стендовой базе «Сухая иммерсия» ГНЦ РФ – ИМБП РАН [2] с добровольным участием 10 мужчин и 15 женщин, не имевших бронхолегочных заболеваний.
В ходе эксперимента СИ проводилась регистрация ДШ с помощью легкого акселерометра и синхронная флоуметрия. Акселерометр PCB 333B52 с помощью ленты Velcro фиксировали на шее испытателя над внегрудным участком трахеи. Сигналы акселерометра записывались в память диктофона [3] в виде звукового файла формата *.wav. В ходе анализа файлы обрабатывались в специализированном ПО с помощью полосового фильтра [1, 4]. Затем высчитывался параметр RMS (Root Mean Square) — среднеквадратический уровень мощности ДШ, характеризующий амплитуду дыхательных шумов.
На данном этапе исследований основное внимание уделено ДШ, зарегистрированным в ходе маневра максимальной вентиляции легких (МВЛ). Были составлены индивидуальные графики динамики RMS в ходе СИ по каждому испытателю, а также осредненный график по группе.
Экспериментальные результаты показали, что в среднем по группе в ходе СИ мощность ДШ увеличилась. Однако у некоторых испытуемых картина заметно отличалась от средней по группе. Тем не менее отмечено наличие общей закономерности: рост RMS в ходе СИ позволяет надеяться, что в дальнейшем ДШ можно будет использовать как характеристику процессов, происходящих в легких в ходе как имитируемой, так и реальной микрогравитации.
В настоящем исследовании была применена новая методика регистрации трахеальных дыхательных шумов, как способа неинвазивной оценки влияния СИ на вентиляционную функцию легких. Была выявлена общая закономерность изменения ДШ в ходе воздействия моделируемой невесомости. Полученные результаты позволят усовершенствовать методику регистрации ДШ и эффективно применять ее для оценки функционального состояния дыхательной системы человека при воздействии экстремальных условий (космического полета, гипербарии и т.д.).