Нормативы респираторной мощности. Приемлемое сопротивление дыханию
В 1962 г. Senneck предложил нелинейные нормативы для респираторной мощности (в килограммах*метр в 1 с или ваттах), описываемые функцией полинома 3-го порядка f(V), которые при низкой вентиляции легких намного более строги, чем идеальный норматив, предложенный Cooper. Но при вентиляции свыше 50 л/мин эти нормативы постепенно становятся менее жесткими. Кривая, выведенная Senneck позволяет провести различие между «заметным» и «незаметным» сопротивлением дыханию.
Потребности в вентиляторной мощности легких для двух подводных дыхательных аппаратов ВМС США с полузакрытым циклом дыхания были изучены в 1970 г. Bradley и соавт. Исследователи измеряли как внутреннюю, так и внешнюю работу, затрачиваемую на дыхание воздухом и газовой смесью кислорода с гексафторидом серы при различной физической нагрузке испытуемых на велоэргометре.
В своих расчетах Bradley и соавт. и Silverman и соавт., для того чтобы приближенно определить развиваемую мощность при дыхании, использовали результат деления среднего давления на среднюю скорость потока газа. Если считать процесс дыхания синусоидальным по характеру, а поток газа турбулентным, то теоретически работа, затрачиваемая на дыхание, будет приблизительно на 33% выше расчетной. Более того, поскольку эти эксперименты проведены в «сухих» барокамерах, гидростатический эффект, способствующий увеличению дыхательного усилия, отсутствовал.
Несмотря на это при вентиляции кислородно-сульфидгексафторидными смесями (плотность 5 г/л, STPD) энергетические потребности дыхания в обоих аппаратах превысили «идеальный» предел, установленный Cooper, при вентиляции свыше 30 л/мин и при 50 л/мин не смогли соответствовать верхнему пределу переносимости нагрузки.
Авторы пришли к выводу, что работа, затрачиваемая на дыхание, была неприемлемо высокой, и рекомендовали, чтобы данное снаряжение отвечало требованиям по сопротивлению, разработанным Silverman и сотрудниками, и максимальной энергетической потребности, установленной Cooper.
Работа, затрачиваемая на дыхание при использовании аппаратов с полузакрытым циклом, была измерена Ste'rk в 1973 г. в подводных условиях при горизонтальном и вертикальном положении водолаза. К сожалению, исследование ограничивалось относительно низкими уровнями легочной вентиляции (менее 24 л/мин). Однако даже при спокойном дыхании энергетические запросы на вентиляцию были выше нормативов, установленных Cooper.
Примечательно, что, поскольку главный компонент затрачиваемой на дыхание работы обусловлен гидростатическим давлением, Sterk сделал заключение и не бездоказательно о необходимости проведения испытаний аппаратов под водой с целью получения реальных данных. Ste'rk измерил внешнюю работу, затрачиваемую на дыхание, по отношению ко внешнему давлению на уровне рта, однако это, вероятно, вело к преувеличению работы на преодоление гидростатических сил, как указывалось ранее.
В 1973 г. Bentley и сотрудники обследовали 158 испытуемых во время ходьбы на третбане при одном из 10 уровней сопротивления на вдохе. Сопротивление на выдохе во всех случаях поддерживалось низким. Авторы использовали свой критерий приемлемого сопротивления дыханию — момент, когда у 10% испытуемых отмечалось: ощущение дыхательного дискомфорта. Как было обнаружено, время возникновения дискомфорта было тесно связано с величиной работы, затрачиваемой на 1 л вентиляции легких, и максимальными колебаниями давлений.
На основе установленного ими критерия Bentley и сотрудники рекомендовали в качестве предельной величины работы, затрачиваемой на вдох, 0,14 кгм/л, а внешней респираторной работы— 0,17 кгм/л. Однако эти величины не были особенно строги, так как при их превышении осложнений не возникало. При увеличении внешней нагрузки на дыхание число испытуемых, ощущающих дискомфорт, возросло. Однако частота случаев дыхательного дискомфорта не достигала 50% до тех пор, пока внешняя затрачиваемая на вдох работа не стала равной 0,26 кгм/л или максимальное давление на вдохе не достигало 33 см вод. ст.
Как и в экспериментах, проведенных Silverman, степень тренированности испытуемых в исследовании Bentley в отношении переносимости затрудненного дыхания не достигала таковой у водолазов, к тому же каждый из них участвовал только в одном эксперименте. Существует твердое мнение, что опыт подобной работы повышает переносимость индивидуумом повышенного сопротивления дыханию. Возможно, поэтому пределы, установленные Bentley, являются несколько консервативными для водолазов.
