Wissenschaft
Technologie
Im Rahmen der angewandten Atemwissenschaft kommen verschiedene Technologien zum Einsatz mit deren Hifle die Wirkungen von (Atem-)Gewohnheiten auf den Körper sichtbar gemacht werden. Im Zentrum steht dabei die Kapnographie (1). Daneben kommen je nach Bedarf Messungen der Herzratenvariabilität (2) (autonomes Nervensystem), Pulsoxymetrie (3) (Sauerstoffsättigung der Erythrozyten) und Elektromyographie (4) (Muskelspannung) zum Einsatz. Für IHHT (5) (maschinelle Höhentraining) kommen Geräte zum Einsatz die Atemluft mit reduziertem und erhöhtem Sauerstoffgehalt verabreichen können.
1. Kapnographie
Die Atmung einer Person ist so individuell wie ihre Persönlichkeit. Allgemeine Empfehlungen für die „richtige Atmung“ sind daher immer mit Vorsicht zu genießen. Umso wichtiger ist es, eine Technologie zur Verfügung zu haben, welche die relevanten Informationen über die Atmung einer Person liefert. Kapnographie ist die einzige Technologie die dazu in der Lage ist. Sie liefert Informationen über die Atemchemie und die Atemmechanik.
Atemchemie: Über die Abatmung von Kohlendioxid wird mit jedem Atemzug der pH-Wert des arteriellen Blutes und damit die Sauerstoff- und Nährstoffversorgung des Gewebes wesentlich mitbestimmt. Kapnographie bietet daher die Möglichkeit zu beurteilen ob Mangelzustände in Zusammenhang mit der Atmung stehen und welches Atemverhalten dazu geeignet ist diese Mangelzustände zu vermeiden. Verbesserungen in der Sauerstoff- und Nährstoffversorgung können sichtbar gemachen und trainiert werden.
Atemmechanik: Kapnographie bildet den Luftstrom ab. Dabei werden vielfältige mechanische Aspekte der Atmung sichtbar wie die Atemfrequenz, abgebrochen Ausatmung, forcierte Ausatmung, Luftschnappen, Luftanhalten und vieles mehr. Die Atemmechanik ist deshalb wichtig, weil von ihr vielfältige Wirkungen auf unseren Körper ausgehen. Sie wirkt auf das autonome Nervensystem (insbesondere den Vagus Nerv), die Herztätigkeit und den Blutkreislauf als auch den Hormonhaushalt. Diese Wirkungen spielen besonders für Entspannung, Regeneration und Resilienz eine große Rolle.
Mehr über die verwendete Technik erfahren Sie beim CapnoTrainer.
2. Herzratenvariabilität (HRV)
In der Art und Weise wie das Herz schlägt drücken sich sowohl akute Belastungen aus, als auch die Fähigkeit auftretende Belastungen und Stress zur regulieren. Das Herz einer gut erholten Person, die viel Stress regulieren kann ohne davon überfordert zu sein schlägt sehr unregelmäßig. Im Puls als durchschnittlicher Herzfrequenz ist dieses Phänomen nicht zu erkennen. Es muss dazu die Länge jedes Herzschlages in Millisekunden gemessen und mit statistischen Verfahren ausgewertet werden. Aus den Daten lassen sich interessante Rückschlüsse auf den Zustand des autonomen Nervensystems ziehen. Diese sind für das Training deshalb interessant, weil es wichtig ist zu lernen zwischen Zuständen zu wechseln und beispielsweise aus dem Energiezehrenden Zustand "Kampf und Flucht" in andere Zustände wechseln zu können.
Die zum Einsatz kommende Technik für HRV Messungen erlaubt es den Satus des autonomen Nervensystems zu analysieren sowie autonome Regulationsprozesse zu beobachten und zu verbessern. Die anhand von PPT Sensoren für Finger und Ohrläppchen gewonnenen Daten werden über ein Kabel direkt an den CapnoTrainer übertragen und von diesem über Bluetooth oder USB-Kabel in der CapnoTrainer Software verarbeitet und dargestellt.
3. Pulsoxymetrie
Ist ein einfaches Verfahren zur Messung der Sauerstoffaufnahme. Dabei wird die Sauerstoffsättigung der roten Blutkörperchen gemessen.
Pulsoxymeter kommen beispielsweise bei Schlafapnoe zum Einsatz um zu beurteilen ob es zu einem signifikanten Absinken der Sauerstoffaufnahme kommt. In Zusammenhang mit einer Infektion mit COVID-19 erlauben sie es die Sauerstoffaufnahme zu Hause zu überwachen. Bei Atemtrainings die mit Sauerstoffmangelzuständen (maschinelles und nicht maschinelles Höhentraining) arbeiten, lässt sich die Wirkung des Trainings damit kontrollieren.
Die Messung erfolgt mit einem Fingersensor, der die Messergebnisse direkt auf einem kleinen Display anzeigt. Darüber hinaus wird der Verlauf über Bluetooth an ein mobiles Gerät gesendet, sodass er im Nachhinein betrachtet und analysiert werden kann.
4. Elektromyographie (sEMG)
Ist ein Verfahren zu Messung von Muskelspannung. Durch die Kombination von Kapnographie und Elektromyographie können Zusammenhänge zwischen Atmung und Muskelaktivität, z.B.: des Kiefers, identifiziert und verbessert werden. Die Daten der kabellosen Sensoren zur Messung der Muskelspannung werden über Bluetooth übertragen und von der Software des CapnoTrainer dargestellt.
5. IHHT
IHHT ist auf Erkenntnissen der Höhenmedizin basierendes Verfahren zur Verbesserung des aeroben und anaeroben Energiestoffwechsels (mitochondriale Rehabilitation, HIF-1Alpha und EPO Gen Aktivierung, Ausschüttung von Wachstumshormonen). Dabei atmet eine Person für mehrere Minuten Luft mit einem niedrigem Sauerstoffgehalt. Anschließend wird Luft mit hohem (oder normalem) Sauerstoffgehalt geatmet. Dies wird mehrmals wiederholt.
Biofeedback Messgrößen
Messgrößen:
- PetCO2 (Kapnometrie)
- PCO2 (Kapnometrie)
- RR-Intervalle (HRV)
- Muskelspannung in mv (sEMG)
- SpO2 (Pulsoxymetrie)
Bedeutungen der Messgrößen:
- PetCO2: Atembezogene Mangelzustände (Sauerstoff und Nährstoffe)
- SpO2: Sauerstoffaufnahme der roten Blutkörperchen über die Lunge
- PCO2: Atemfluss (aktiver Ausatem, Spannungen im Ausatem, abgebrochener Ausatem, Luftschnappen)
- RR-Intervalle: Zustände des ANS (Kampf oder Flucht, Interaktionsfähigkeit, Erstarrung)
- RR Intervalle: Zustandswechsel des ANS (Stressbedingte Wechsel von Interaktionsfähigkeit in Kampf oder Flucht, oder Erstarrung)
- EMG: Muskuläre Spannungen (z.B.: Kiefer, Zwerchfell)