Технология биоуправления по показателям работы кардиореспираторной системы – это высокоэффективный, хорошо изученный и абсолютно безвредный инструмент в работе специалистов в области современной реабилитации, медицины, специальной педагогики, психологии спорта и стресс-менеджмента.
Частота сердечных сокращений (ЧСС) и частота дыхательных движений (ЧДД), а также вариабельность сердечного ритма (ВСР) являются интегральными показателями, которые отражают текущее психофизиологическое состояние человека.
Адаптивное биоуправление по кардиореспираторным показателям, активизирует механизмы адаптации, способствуют развитию навыков саморегуляции, обеспечивают восстановление оптимальной работы всех функциональных систем организма.
С развитием технологий кардиореспираторного мониторинга и технологий функциональной диагностики с регистрацией электрофизиологических сигналов организма человека (электрокардиограммы и частоты дыхания) у специалистов появляется все больше и больше инструментов для решения разнообразных прикладных клинических и педагогических задач (См. таблицу 1 ниже).
Сегодня рынок представлен большим разнообразием как зарубежных, так и отечественных разработок, которые могут применятся для биоуправления по самым различным показателям кардиореспираторной системы, а многообразие за неимением категорий критичности инструментария (приборов и оборудования) довольно часто ставит специалиста в тупик.
Стоит выделить два основных направления применения технологии биоуправления по кардиореспираторным показателям – клиническое и неклиническое.
Естественно, говоря о нозологических формах, к которым применим метод биологической обратной связи (БОС), стоит отметить, что это заболевания с общими патогенетическими моментами – вегетативным дисбалансом и нарушением регуляции тонуса гладкой мускулатуры.
Если рассматривать хроническую бронхолегочную патологию, то здесь имеют место чаще всего приступообразный кашель, дистанционные хрипы, отдышка, а в случае с бронхиальной астмой – возникновение приступов удушья, астматического статуса вследствие спазма гладкой мускулатуры бронхов, гиперсекреции, дискринии и отека слизистой оболочки бронхов.
Ведущим звеном патогенеза являются острые и хронические стрессы, умственное перенапряжение, которые приводят к дезинтеграции нейрогуморальной регуляции на уровне коры головного мозга, лимбической системы и гипоталамуса, и, в конечном итоге, к дисфункции вегетативной нервной системы, функциональным нарушениям в системе микроциркуляции.
Современное лечение подобных заболеваний должно быть индивидуализированным, учитывая этиологию, клинико-патогенетический вариант и включать как немедикаментозные методы, так и лекарственную терапию.
Для регистрации частоты и фаз дыхательных движений, а также регистрации частоты сердечных сокращений специалисты как правило применяют следующие вариации установки датчиков и электродов.
Особое внимание необходимо уделить применению метода биоуправления по показателям кардиореспираторной системы в коррекционной деятельности логопедов и других специалистов, занимающихся обучением детей с задержкой психоречевого развития, ведь его важное оздоровительное действие на все системы организма было выявлено еще в древности.
Чтобы оценить всю пользу диафрагмального дыхания для функционального состояния человека перечислим основные аспекты:
- Организм оздоравливается, обогащается необходимым количеством воздуха, который разносится с кровью ко всем органам и тканям. При этом улучшается кровообращение, более правильно происходит обмен веществ. Организм приходит в тонус, становится более крепким и активным. Диафрагмальное дыхание помогает поддерживать гомеостаз, в результате чего и происходит нормализация состояния здоровья.
- Происходит очищение легких, увеличение их полезного объема, интенсивно происходит газообмен в них, что очень важно в условиях плохой экологии; может исчезнуть одышка.
- Улучшается работа всех органов брюшной полости, осуществляется профилактика запоров. Диафрагма, опускаясь и поднимаясь, действует как внутренний массажер на пищеварительный тракт.
- Происходит благотворное влияние на мужскую и женскую половую сферы
- Улучшается состояние нервной системы, человек становится более спокойным, улучшается качество сна.
- Нормализуется вес, поскольку налаживается обмен веществ, кислород активнее сжигает жир. Соответственно, снижение веса идет естественным путем. Дополнительно, в связи с общим успокоением организма, прекращается заедание стрессов.
- Увеличивается количество энергии.
- Уменьшается или снимается болевой спазм, уменьшается изжога. Понижаются сильные негативные эмоции.
- Уменьшаются объемы живота. Молодым мамам часто советуют диафрагмальное дыхание, чтобы как можно скорее вернуться в форму.
- Улучшается работа сердца и происходит укрепление капилляров.
- Курс диафрагмального дыхания входит в современную подготовку ораторов, певцов, актеров, телеведущих. Это обогащает звучание голоса, делая его более выразительным, сильным и управляемым.
В процессе филогенеза дыхательная система, помимо своей основной функции (обеспечение газообмена в организме), приобрела еще одну дополнительную функцию, имеющую большое социальное значение голосо- и речеобразование.
Дыхание является физиологической и энергетической основой речи, оно участвует в работе всего речевого тракта, способствует развитию и координации речевого аппарата, формированию здоровых речевых навыков, стереотипов, состояний и поведения в целом.
Паттерны речевого дыхания отличаются от дыхания без речевых нагрузок: работая с дыханием, можно корректировать и различные речевые параметры, именно поэтому метод биологической обратной связи по показателям кардиореспираторной системы активно используется в работе логопедов и других специалистов, занимающихся коррекцией речевых нарушений.
Длительность речевого выдоха подчинена и зависит от семантического и лексико-грамматического наполнения высказывания. Речевой выдох меняется не только от объема информации, которую сообщает говорящий, но и зависит от силы голоса, ритмоинтонационной стороны речи. В связи с этим, выдох осуществляется медленнее по сравнению с физиологическим, не имеет перерывов на дополнительные вдохи.
В целом речевое дыхание, т. е. моменты речевых вдохов и процессы речевых выдохов, согласуются с лингвистической конструкцией текста и совпадают с синтагматическими паузами. Эти паузы являются универсальным средством членения речи на интонационно-смысловые единицы. Они возникают на границе между предложениями и между синтагмами в ходе устного высказывания. Таким образом, речевое дыхание является физиологической основой реализации устной речи и внешним проявлением внутренней программы.
Структурно-функциональные основы дыхательной системы закладываются еще до рождения ребенка. Начиная с первого вдоха, завершается расправление легочной ткани, усиление легочного капиллярного кровотока, что обеспечивает эффективную вентиляцию легких и стабилизацию насыщения артериальной крови кислородом. У детей первых дней жизни в период бодрствования дыхание отличается неравномерным характером при сравнительно однообразной форме дыхательного движения и небольшими колебаниями тонуса мускулатуры, участвующей в дыхании.
Паттерны речевого дыхания отличаются от дыхания без речевых нагрузок: работая с дыханием, можно корректировать и различные речевые параметры, именно поэтому метод биологической обратной связи по показателям кардиореспираторной системы активно используется в работе логопедов и других специалистов, занимающихся коррекцией речевых нарушений.
С тех пор, как в лечении заикания стали использоваться методики связанные с модификацией поведения, логотерапевты разделились на два лагеря. Один, который можно назвать «заикаться бегло», или те, кто стремится модифицировать заикание. Другой, «говори бегло», т.е. те, кто стремится уменьшить или свести на нет заикание с помощью изменения паттернов речевого потока [29]. Несмотря на противоречия между этими двумя подходами, второй поддерживается все большим количеством научных данных о своей эффективности.
В основном, при лечении заикания с помощью аппаратно-программных средств используются следующие подходы:
- управляемое дыхание с измерением и контролем дыхательного цикла с помощью различных датчиков (См. таблицу 1 выше), включая датчики температуры вдыхаемого и выдыхаемого воздуха и спирометры (прибор применяется для оценки состояния дыхательной системы человека с помощью измерения всех основных параметров дыхания и визуализации процесса дыхания.);
- задержанная звуковая обратная связь (Auto DAF) — это функция задержанной акустической обратной связи для лечения заикания и логоневрозов, которая автоматически подстраивается под речь каждого пациента и автоматически ставит правильное речевое дыхание);
- формирование беглости (разнообразные упражнения и игры для развития беглости чтения как с биоуправлением, так и без).
Для реализации биоуправления обращают внимание на следующие характеристики: глубина и непрерывность потока воздуха, легкое и мягкое начало речи, момент начала речи, непрерывность фонации и скорость перехода между фонемами (слоговая скорость).
В 1983 году была разработана одна из первых компьютерных программ для лечения заикания методом БОС, данная разработка Annandale Fluency Clinic Inc. получила название CAFET (Computer-Aided Fluency Establishment Trainer).
Суть разработки была в подключении к персональному компьютеру специальных датчиков (респираторного и фонационного, то есть микрофона). Датчик дыхания, который размещается на груди или в районе диафрагмы тренируемого, позволяет контролировать изменение давления воздуха внутри трубки при поднятии и опускании груди, как в полиграфах того времени. Эти датчики обеспечивают непрямое, или неинвазивное измерение объема вдыхаемого и выдыхаемого пациентом воздуха. Преобразователь давления превращает относительные изменения давления воздуха внутри трубки в электрический сигнал. Петличный микрофон-прищепка обеспечивал регистрацию фонации, а кроме того, гарантировал пациенту максимум свободы движений.
Программный продукт для компьютера «IBM» «CAFET» представлял собой лечебно-коррекционную программу для заикающихся подростков или взрослых.
Хотя «CAFET» предназначалась для учреждений, где возможно длительное наблюдение пациентов (в основном частные школы и клиники), ее можно было применять и дома с расчетом на 4 часа практических занятий в неделю. Как оказалось, большинство заикающихся взрослых задерживает дыхание при попытке начать говорить. Если же пациент останавливает движение груди перед началом речи на период более 1/3 секунды, появлялся сигнал ошибки, что можно сравнить с безуспешной игровой ситуацией в современных программах биоуправления.
Целью тренинга являлось нарисовать гладкую кривую без горизонтальных площадок на выдохе (См. рис. 2) с коротким периодом вдоха и более длительным выдохом.
Быстрый поток воздуха – контролируемый выдох, против того, что делает большинство заикающихся перед началом речи, быстрый выдох, за счет чего происходит значительное неконтролируемое уменьшение объема грудной клетки.
Большая скорость выдоха, как правило отражается на экране специалиста крутым падением кривой выдоха, а резкое уменьшение объема воздуха часто приводит к тому, что для фазы нормальной длинны не хватает давления воздуха под голосовой щелью (см. рис. 1).
На сегодняшний день в области регистрации электрофизиологических сигналов в основном применяются беспроводные и мобильные решения для регистрации кардиореспираторных сигналов.
В качестве примера можно рассмотреть алгоритм проведения тренинга (Рис. 3), направленного на постановку диафрагмального дыхания под контролем частоты сердечных сокращений или вариабельности сердечного ритма в логопедии и психологии.
Важно отметить, что длительность вдоха и выдоха всегда индивидуальны, а автоматической паузы между ними может и не быть, т.е. специалист всегда должен ориентироваться на индивидуальные особенности паттернов дыхания, тренируемого!
В случае, если специалисту требуется проведение специфических тренингов с сочетанием рассмотренных выше возможностей регистрации различных сигналов, он может создавать любые паттерны, просто воспользовавшись инструментом по их созданию.
Курс дыхательного аутотренинга или постановки речевого дыхания начинают с обучения человека использовать диафрагмальный способ дыхания, который составляет от 3 до 7 сеансов по 15 — 25 мин (зависит от индивидуальных возможностей тренируемого, решаемых задач и целей тренинга, определяется специалистом индивидуально, после сбора анамнеза).
Работа продолжается в режиме, в котором человек обучается выдоху более чем в три раза более протяженному, чем вдох (5 – 7 сеансов) желательно под контролем ЧСС или ВСР, дополнительно можно контролировать показатель ДАС.
На завершающей стадии курса человек тренируется с регистрацией частоты сердечных сокращений или вариабельности сердечного ритма, т.е. суть завершающего этапа сводится к тому, что, используя ранее наработанные навыки, взрослый или ребенок тренируется синхронизировать свое дыхание с частотой сердечных сокращений (увеличение респираторно — синусной аритмии (РСА/ДАС), нормализация ВСР под нагрузкой).
В качестве нагрузки, специалист может выбирать игровые ситуации под конкретные задачи.
Например: давать определенный текст для чтения или использовать негативные стимулы (видеоматериалы, которые будут ассоциироваться с фобиями, стрессом или проблемой.)
Для решения специфических логопедических или иных задач, специалист может самостоятельно создавать любые паттерны дыхания, используя соответствующий инструментарий в программном обеспечении.
Прежде чем перейти к работе с программой, специалисту необходимо определиться с задачами и целями тренинга, что можно выполнить по схеме, представленной ниже.
Обратите внимание, что на заключительных этапах курса тренинга, специалист может работать и с датчиком для регистрации электрокардиограммы, особенно с подростками и взрослыми, чтобы отследить устойчивость сформированного навыка речевого дыхания при речевой нагрузке или навыка снижения частоты сердечных сокращений.
Относительные противопоказания к курсу с применением методов биологической обратной связи по кардиореспираторным показателям:
- Возраст младше 5 – 5,5 лет;
- Эпилепсия;
- Бронхиальная астма в сочетании с судорожной активностью головного мозга;
- Астматический статус, требующий неотложной терапии;
- Нарушение ритма и проводимости сердца;
- Тяжелые заболевания нервной системы, нарушения волевой сферы и интеллекта;
- Различные патологические состояния, требующие неотложной специфической терапии;
- Ожирение 3 степени (невозможно зарегистрировать сигнал или закрепить датчик с электродами).
Перед прохождением курса биологической обратной связи по показателям ЧСС/ЧДД/ВСР желательно проконсультироваться с врачом, чтобы гарантированно исключить у клиента или пациента противопоказаний к данной разновидности БОС-тренировки!