Atemschutz- und Atemfächer (Breathing)

An der Studie nahmen 21 Studierende der Hauptfächer Leibeserziehung und Sport teil. Alle Probanden waren körperlich aktiv, übten etwa 260 Minuten körperliche Aktivität pro Woche aus und verfügten über ein hohes Maß an Fitness. Die Einschlusskriterien erforderten, dass die Teilnehmer frei von Verletzungen waren, eine schriftliche Einwilligung erteilen konnten und im Alter zwischen 19 und 26 Jahren waren. Zu den Ausschlusskriterien gehörten Personen, die rauchten oder an chronischen Lungen- oder Herzerkrankungen litten. Diese Forschung wurde von der Ethikkommission der Fakultät für Bildungswissenschaften der Südböhmischen Universität genehmigt, Referenznummer: 002/2018. Alle im Rahmen der Studie durchgeführten Verfahren entsprachen den ethischen Standards des Institutional Research Committee und den Grundsätzen der Helsinki-Erklärung.

Protokoll:

Die Teilnehmer wurden angewiesen, das Labor zweimal aufzusuchen, um während jeder Sitzung zwei separate Tests durchzuführen, insbesondere den Oxygen Enhancement Pattern (OEP)-Test beim Ruhen im Stehen und den OEP-Test während eines Graded Exercise Test (GXT). Der Zeitabstand zwischen den Testtagen betrug drei Tage. Die Teilnehmer wurden mithilfe von randomizer.org zufällig zwei Gruppen zugeteilt. Die erste Gruppe führte drei Tests mit einem Face-Fit-Atemschutzgerät (FFR) durch, während die zweite Gruppe die Tests ohne Maske durchführte. Beim zweiten Besuch wechselten die Teilnehmer in den umgekehrten Zustand. Das N95-Atemschutzgerät wurde in dieser Studie als Goldstandard zum Schutz vor Aerosolübertragung, insbesondere während der COVID-19-Pandemie, eingesetzt. Für jeden Test wurde eine neue Maske verwendet. Beim Stehtest (STD) wurden die Teilnehmer angewiesen, eine stationäre Stehposition beizubehalten und spontan und ruhig zu atmen, ohne zu sprechen oder ihre Körperhaltung zu ändern, während OEP-Daten erfasst wurden. Die ersten zwei Minuten wurden als Anpassungsphase vorgesehen, gefolgt von der Datenerfassung für weitere drei Minuten. Im Rahmen des Graded Exercise Test (GXT) wurden OEP-Daten in der letzten Minute jeder dreiminütigen Phase erfasst.

Optoelektronische Plethysmographie:

Die Analyse der Atemmuster und Volumina der Brustwandkompartimente wurde mittels optoelektronischer Plethysmographie (BTS Bioengineering, Mailand, Italien) durchgeführt. Dieses Gerät besteht aus acht Kameras, von denen fünf relativ zum Teilnehmer anterior und drei posterior positioniert sind. Zusätzlich wurden 89 reflektierende Markierungen an Brust, Bauch und Rücken des Teilnehmers angebracht, um Bewegungen des Rumpfes zu verfolgen. Diese Technik hat sich zuvor sowohl im Ruhezustand als auch unter maximalen Belastungsbedingungen als gültig erwiesen.

Die Beiträge jedes Atemkompartiments (VRCp – Lungenbrustkorb, VRCa – Bauchbrustkorb, VAb – Bauch) wurden durch Berechnung der Differenz zwischen endinspiratorischen und endexspiratorischen Volumina bestimmt. Die spezifische Methodik zur Berechnung der Brustwandkinematik mithilfe von OEP wurde in früheren Untersuchungen detailliert beschrieben.

Benotete Übungstests:

Um diese Studie abzuschließen, mussten sich die Teilnehmer an verschiedenen Tagen zwei maximal abgestuften Belastungstests (GXT) unterziehen, einen mit Verwendung eines Face-Fit-Atemschutzgeräts (FFR) und einen ohne. Nach drei Minuten Warm-up-Gehen (2,7 km/h, 10 % Steigung) führten die Teilnehmer das Bruce-Protokoll bis zur Erschöpfung durch. Das Bruce-Protokoll wurde auf einem Laufband (Lode Valiant 2 Sport, Lode B.V., Groningen, Niederlande) durchgeführt. Alle Tests wurden zur gleichen Tageszeit durchgeführt, um den Einfluss zirkadianer Rhythmen abzuschwächen. Unmittelbar nach Abschluss des Tests gaben die Teilnehmer zur Beurteilung der Atemnot Bewertungen auf der modifizierten Borg-Dyspnoe-Skala ab, die von 0 bis 10 reicht.