Введение

Вентиляционную функцию легких характеризуют легочные объемы и емкости, а также биомеханические свойства дыхательного аппарата: бронхиальная проходимость и резервы дыхания. Для их определения существуют стандартные методы, требующие аппаратного обеспечения и квалифицированного анализа полученных данных: спирометрия, спирография [1], пикфлоуметрия (объемная скорость выдоха) [2], а также методы самодиагностики с использованием таких функциональных проб, как проба Штанге (задержка дыхания на вдохе) [3] и проба Генчи (задержка дыхания на выдохе) [4].

Вместе с тем для текущих массовых диагностических обследований в дошкольных образовательных учреждениях может быть достаточно простого метода исследования дыхательной функции легких — звукодыхательной пробы, при которой фиксируется длительность максимально глубокого и продолжительного выдоха со звуком «м». Величина показателя пробы зависит от легочных объемов, силы дыхательных мышц, развития механизмов регуляции дыхания.

В этой связи была впервые разработана авторская технология оценки функции внешнего дыхания, доступная для детей и взрослых, в том числе для пациентов с хронической бронхолегочной патологией, —звукодыхательная проба Лазарева (ЗПЛ). При этом увеличение показателей технологии ЗПЛ связано с естественными видами развития человека — речью, пением, игрой на духовых инструментах. ЗПЛ может быть использована в скрининговых программах по оценке здоровья в рамках диспансеризации населения.

ЗПЛ¹ — способ оценки функции внешнего дыхания у детей и взрослых, а также способности контролировать процесс дыхания во время пения и речи. Проба имеет интегративный характер и позволяет оценивать как соматический статус (жизненная емкость легких (ЖЕЛ), гипоксическая выносливость, состояние мышц, обеспечивающих процесс звукоизвлечения и дыхания), так и умение регулировать свое дыхание во время пения и речи.

Основными преимуществами ЗПЛ, отличающими ее от пробы Штанге и пробы Генчи, рассматриваемых в качестве прототипов, являются:

1) возможность применения в самом раннем возрасте. Даже длительность гуления грудного ребенка может быть зафиксирована в качестве пробы;

2) возможность осуществления регулярного тренинга данного дыхательного процесса в обычной жизнедеятельности ребенка (речь, пение, чтение стихотворений). При этом музыкальный способ тренинга способствует повышению уровня музыкальности, а вокально-речевой — повышению уровня речевой зрелости;

3) возможность выполнять ЗПЛ в спортивно-игровом виде, в том числе в виде дыхательных соревнований как у здоровых детей, так и у детей с дыхательными и другими заболеваниями, включая детей с особенностями развития и детей с инвалидностью, даже находящихся в инвалидных колясках;

4) возможность театрализации процесса проведения пробы. Ребенок может имитировать звук животного (мычание коровы), с использованием соответствующих элементов костюма или маски данного животного. Особым мотивационным приемом ЗПЛ является ее визуализация. На видном месте вывешивается график результатов пробы, позволяющий ребенку не только их видеть, но и участвовать в создании графика: самостоятельно соединять точки результата в единую линию.

Направленная на звуковую регуляцию дыхания ЗПЛ позволяет контролировать и улучшать три основных параметра дыхательного процесса: а) объем выдоха; б) силу выдоха; в) длительность выдоха. Одной из физиологических основ ЗПЛ является механизм биологической обратной связи, когда результат вегетативной функции позволяет корректировать не только ее активность, но и жизнедеятельность всего организма в целом.

Проба была создана в 1983 г. для оценки статуса детей с бронхиальной астмой в рамках работы Школы здоровья при Врачебно-физкультурной диспансере (ВФД) №4 Куйбышевского района Москвы [5]. В дальнейшем проба применялась в дородовых «Сонатал»-школах², в детских оздоровительных лагерях (Артек, Россия, 1989—1992; Днепр, Албена, Болгария, 1998—2002; Киллоква и Суперстар, США, 1990, 1996, 2003), в дошкольных учреждениях Москвы и других городов России при реализации программы «Здравствуй!» в рамках экспресс-теста «Здравик»³, при осуществлении программ реабилитации детей с бронхиальной астмой и муковисцидозом в РНЦВМиК Минзрава России (1998—2008) и НЦЗД РАМН (2009—2014), а также в ходе осуществления учебного процесса со студентами МПГУ (2015—2022).

Цель исследования — апробация удобной и доступной для применения технологии тестирования функции внешнего дыхания у детей и взрослых, в том числе у пациентов с хронической бронхолегочной патологией.

Задачи исследования:

1. Установить зависимость уровня показателей ЗПЛ от возраста детей и подростков.

2. Выявить влияние на показатели ЗПЛ у детей специально разработанных упражнений (дыхательная гимнастика с элементами дыхательной музыкотерапии и др.), в том числе в условиях летнего оздоровительного лагеря.

3. Выявить возможности оценки функции внешнего дыхания с помощью ЗПЛ у особого контингента — беременных женщин.

4. Установить корреляцию показателей ЗПЛ с аппаратными методами диагностики функции внешнего дыхания (спирография, пикфлоуметрия) как у здоровых детей, так и детей с бронхолегочной патологией.

Материал и методы

Техника выполнения ЗПЛ. Исходное положение (и.п.) — стоя. Совершаются два спокойных вдоха и выдоха, а после третьего глубокого вдоха, медленно на выдохе произносится звук «м», как можно дольше до следующего вдоха. По секундомеру ведется отсчет секунд. Громкость произнесения звука должна быть средней, т.к. очень громкий звук сопровождается более быстрым выдохом. Единица измерения — секунды. Проба имеет два модуля применения: а) модуль первый — голосовая ЗПЛ; б) модуль второй — инструментальная ЗПЛ (с использованием детского духового музыкального инструмента — гармоники). Дополнительным вариантом выполнения пробы может быть проведение ее в движении (при ходьбе).

Для улучшения вентиляционной функции легких, показателем чего станет увеличение длительности ЗПЛ, кроме основных обычных видов деятельности (пение, речь, игра на духовых инструментах), разработан специальный вид тренинга: озвученное дыхание («метод поющего дыхания» — произнесение звука «м» с закрытым ртом как на выдохе, так и на вдохе), осуществляемое при ходьбе («метод поющей ходьбы»⁴). Использование дыхательного корсета⁵, создающего сопротивление на вдохе, позволяет активизировать работу дыхательных мышц, усиливая воздействие на диафрагму. Механизм воздействия обусловлен тем, что ходьба увеличивает экскурсию легких, а наличие дыхательного корсета блокирует эту экскурсию, направляя воздушную струю в нижние отделы легких, что, в свою очередь, увеличивает нагрузку на диафрагму.

С целью подтверждения диагностической значимости звуковой пробы ЗПЛ, установления ее нормативных значений проведена серия исследований у детей и взрослых.

Фрагмент 1. Изучена эффективность оздоровительного тренинга (методики «поющего дыхания и поющей ходьбы») на вентиляционную функцию легких, которая оценивалась аппаратными методами и по показателям ЗПЛ, у 35 детей 12—16 лет с бронхиальной астмой и другими бронхолегочными заболеваниями в условиях морского курорта в рамках российско-американского астма-лагеря, проходившего в 1990 в США (Киллоква, штат Вашингтон).

Фрагмент 2. Изучены результаты звукового тестирования 850 практически здоровых детей в возрасте от 4 до 7 лет, воспитанников дошкольных образовательных учреждений Москвы (2000). В том числе вентиляционная функция легких у 37 детей обследована аппаратными методами в лонгитудинальном исследовании на протяжении 3 лет.

Фрагмент 3. Изучено влияние цикла занятий с использованием указанных методик на состояние функции внешнего дыхания и динамику показателя ЗПЛ у 34 больных бронхиальной астмой детей 4—8 лет. Занятия проводились в Лаборатории формирования здоровья детей РНЦВМиК МЗ РФ (2000) [6, 7].

Фрагмент 4. Изучено состояние вентиляционной функции легких и динамика ЗПЛ у беременных женщин до и после занятий по методу «Сонатал» (2000, РНЦВМиК, 73 женщины).

Фрагмент 5. Изучены показатели пробы ЗПЛ у детей с кишечной, легочной и смешанной формами муковисцидоза (2013, отделение пульмонологии и аллергологии НИИ педиатрии НЦЗД РАМН, 26 мальчиков и девочек в возрасте от 3 до 17 лет) [8] до и после занятий по методу музыкальной психорегуляции дыхания (МПД).

Фрагмент 6. Изучены показатели ЗПЛ у студентов (возраст от 17 до 25 лет, 99 человек) педагогических вузов Москвы и Хабаровска [9].

Результаты

Фрагмент 1. Специально организованный в течение 12 дней тренинг способствовал улучшению показателей вентиляционной функции легких и значительному приросту продолжительности пробы ЗПЛ у детей, пребывающих в летнем лагере (более чем на 16%). При этом наибольший прирост был получен у детей, занимавшихся ранее в Школе здоровья в России (рис. 1).

Рис. 1. Динамика показателей звукодыхательной пробы Лазарева в астма-лагере у российских детей (Camp Killoqua, США, 1990).

Исследование показало наличие положительной зависимости средней силы между ЗПЛ и ЖЕЛ (r=0,5), ЗПЛ и показателями пик-флоуметрии (r=0,6), ЗПЛ и силой кисти (r=0,5).

Фрагмент 2. При изучении вентиляционной функции легких у дошкольников наблюдался закономерный прирост показателя ЗПЛ в соответствии с увеличением длины и массы тела детей: от 5,7±0,8 с в возрасте 4 лет до 9,9±0,9 с в 7 лет. При этом достоверных различий в величине показателя у мальчиков и девочек этого возраста не было.

Фрагмент 3. При обследовании детей с бронхиальной астмой наряду с проведением ЗПЛ проходило стандартное спирографическое исследование на приборе CSA-800 («Фукуда», Япония; компьютерная программа «Спиротетст РС»). Определяли абсолютные значения и их отношение к должным для каждого пациента величинам (по Knudson и соавт., 1976). Изучали минутный объем дыхания (МОД), частоту дыхания (ЧД), жизненную емкость легких (ЖЕЛ) и форсированную ЖЕЛ (ФЖЕЛ), объем форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ₁), емкость вдоха (Емк.вд), резервный объем выдоха (РОвыд), скорости потока форсированного выдоха по кривой «поток—объем»: пиковую объемную скорость (ПОС), мгновенную объемную скорость на уровне 50% выдоха (МОС₅₀) и на уровне 75% (МОС₇₅). У детей, больных бронхиальной астмой, показатель ЗПЛ в начале цикла занятий, как правило, соответствовал лишь нижней границе значений ЗПЛ у здоровых детей этого возраста. Так, у мальчиков-астматиков 4 лет показатель ЗПЛ составил 3,8±0,3 с (от 3 до 5 с), в то время как у здоровых детей этого возраста — 5,6±0,4 с (от 4 до 8 с; p≤0,05), у 6-летних детей, больных астмой, — 5,9±0,8 с (от 3 до 8 с), у здоровых — 8,8±0,7 с (от 5 до 12 с). Статистический анализ выявил наличие прямой корреляционной взаимосвязи показателя ЗПЛ с основными спирографическими параметрами, используемыми для клинической оценки функции внешнего дыхания у детей-астматиков. Наиболее тесные связи установились между показателем ЗПЛ и ЖЕЛ, ПОС, МОС₅₀. Так, у детей с астмой отмечались тесные прямые однонаправленные связи ЗПЛ с ПОС (r=0,90), с МОС₅₀ (r=0,86), с МОС₇₅ (r=0,76). Менее значимыми были взаимосвязи между ЗПЛ и ЖЕЛ, а также ЗПЛ и ФЖЕЛ (r=0,52 и r=0,45, соответственно).

В процессе занятий по совершенствованию функции внешнего дыхания величина показателя ЗПЛ у больных бронхиальной астмой детей постепенно увеличивалась, но могла резко снижаться в период приступа. Подобная «динамичность» ЗПЛ весьма наглядна, тем более что в целом она отражает направленность изменений спирографических показателей у страдающих астмой детей.

Фрагмент 4. При проведении занятий с беременными женщинами по методу «Сонатал» было установлено, что величина показателей ЗПЛ после процедур достоверно выше (p≤0,01) (рис. 2).

Рис. 2. Динамика звуковой пробы Лазарева у беременных женщин в процессе занятий по методу «Сонатал».

Обратил на себя внимание тот факт, что у некоторых беременных женщин в ходе занятий, при регулярном выполнении элементов программы был отмечен значительный прирост показателей ЗПЛ. Так, у К., 28 лет, длительность ЗПЛ увеличилась с 34 с на 24-й неделе беременности до 74 с на 26-й неделе. Полученный результат демонстрирует как наличие значительных резервов дыхательного аппарата, так и диагностические возможности ЗПЛ.

Также в этом фрагменте исследования было установлено, что показатель длительности озвученного выдоха положительно коррелирует с количеством занятий (чем больше занятий, тем выше ЗПЛ), что подтвердило эффективность выбранных тренингов при занятиях с беременными женщинами.

Фрагмент 5. У детей с муковисцидозом в ходе занятий по методу МПД отмечена возрастная динамика результатов звукодыхательной пробы (рис. 3).

Рис. 3. Показатели звукодыхательной пробы Лазарева у детей с муковисцидозом.

Вместе с тем при сравнении показателей ЗПЛ у детей, больных муковисцидозом, с показателями у здоровых детей было установлено, что наибольшее отставание от показателей здоровых детей отмечается у больных в подростковом возрасте (рис. 4).

Рис. 4. Различия показателей звукодыхательной пробы Лазарева у здоровых и больных муковисцидозом детей в возрасте от 6 до 15 лет.

В процессе исследования у больных муковисцидозом так же, как и у детей с бронхиальной астмой, удалось получить подтверждение прямой корреляции звукодыхательного теста с показателями состояния функции внешнего дыхания (ЖЕЛ, ПОС, МОС₅₀), измеряемыми стандартным аппаратным способом (спирография).

Фрагмент 6. При проведении исследования среди студентов педагогических вузов, относящихся к I и II группам здоровья, без патологии органов дыхательной системы, были получены средние величины ЗПЛ: 28±1,0 для юношей и 26±1,0 для девушек 17—25 лет. При этом было установлено, что по ЗПЛ математически достоверной разницы у представителей мужского и женского пола этого возраста нет (p≤0,05).

По результатам нескольких фрагментов исследования, в том числе фрагментов, представленных выше, была составлена таблица показателей физического развития и продолжительности ЗПЛ у здоровых детей 4—7 лет (см. таблицу).

Показатели физического развития и продолжительности звукодыхательной пробы у детей 4—7 лет

Заключение

В ходе исследования удалось решить поставленные задачи. Во-первых, выявлена прямая зависимость уровня показателей ЗПЛ от возраста детей и подростков. С увеличением возраста показатели пробы возрастают. При этом связь показателей пробы с половой принадлежностью у детей и подростков не установлена. Во-вторых, доказана возможность регистрации с помощью ЗПЛ улучшения вентиляционной функции легких у детей в результате специально организованных оздоровительных занятий (дыхательная гимнастика с элементами дыхательной музыкотерапии и др.). В частности, с помощью ЗПЛ установлено, что в условиях детского оздоровительного лагеря такое увеличение за 12 дней может достигать 16%. В-третьих, при исследовании ЗПЛ в период беременности установлено, что с увеличением количества специальных дыхательных тренировок показатели возрастают. Показано, что при регулярных занятиях продолжительность ЗПЛ может увеличиваться в 2 раза. В-четвертых, установлена прямая корреляция ЗПЛ с рядом стандартных показателей, полученных аппаратными методами диагностики (спирография, пикфлоуметрия), у детей, подростков и юношей. В-пятых, у детей, страдающих муковисцидозом, выявлено уменьшение показателей по отношению к показателям здоровых детей такого же возраста. Наихудшие показатели отмечены в подростковом возрасте. В-шестых, исследование ЗПЛ у практически здоровых студентов от 17 до 25 лет показало, что с периодом окончания роста организма показатели пробы стабилизируются, некоторое увеличение их может быть достигнуто специальными тренировками. В-седьмых, разработана ориентировочная таблица возрастных изменений показателей ЗПЛ у детей от 3 до 7 лет.

Таким образом, полученные в исследовании данные дают основание рассматривать ЗПЛ в качестве объективного показателя состояния функции внешнего дыхания, подтверждающего правильность выбранных оздоровительных мероприятий.

Проба не имеет противопоказаний, она доступна в применении и тренировка ЗПЛ связана с естественными видами развития детского организма, такими как речь, пение, игра на детском духовом инструменте, пение в движении. С учетом возможности осуществления ЗПЛ на протяжении всей жизни, она может быть применена в рамках диспансеризации населения, особенно детского возраста. При проведении масштабных популяционных исследований могут быть получены более объективные данные, которые позволят не только разработать возрастные нормативы пробы, но и выработать рекомендации по оценке с ее помощью эффективности программ оздоровления, реабилитации и спортивных тренировок для различных групп населения. В частности, звукодыхательная проба, с учетом ее информативности и доступности в проведении, может быть включена в программу экспресс-тестирования в рамках санаторно-курортного лечения.

Участие авторов: концепция и дизайн исследования, написание текста и редактирование — Лазарев М.Л.; сбор и обработка материалов — Алексеева О.В.; анализ полученных данных —Гурова О.А.

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

¹ В силу профессиональных традиций и персональной ответственности авторов за безопасность и эффективность созданных ими медико-психолого-педагогических процедур и тестов (примеры: «Проба Штанге», «Проба Генчи», «Тест Люшера», «Индекс Кетле», аппарат «Илизарова» и т.д.) звукодыхательная проба названа по фамилии автора — «Пробой Лазарева».

² Метод «Сонатал» (от лат. «sonus» — звучащий, и «natal» — рождение) — музыкальный метод дородового воспитания.

³ Экспресс-тестирование развития ребенка дошкольного и младшего школьного возраста (тест «Здравик»). Россздравнадзор. ФС №2011/395 от 13.12.2011.

⁴ Лазарев М.Л. Способ проведения дыхательных упражнений. Патент №2812404 от 27.12.2023.

⁵ Лазарев М.Л. Эластичный дыхательный корсет. Патент на полезную модель №2178322 от 20.01.2002.