Важным направлением развития методов и средств физиотерапии является разработка систем лечения, основанных на использовании адаптации организма пациента к нормобарическим гипоксическим воздействиям.

В процессе развития адаптации к гипоксии происходит мобилизация и тренировка транспортных систем, обеспечивающих достаточное поступление кислорода в организм: легочная вентиляция, сократительная способность миокарда, увеличение количества эритроцитов и гемоглобина в крови. Повышается эффективность механизмов, обеспечивающих достаточное поступление кислорода к мозгу, сердцу и другим жизненно важным органам:расширение артерий и капилляров этих органов, образование новых капилляров, увеличивается способность клеток утилизировать кислород, а также восстанавливать свои энергетические ресурсы в условиях кислородного голодания.

В процессе адаптации к гипоксии происходит и, так называемая, перекрестная адаптация к другим неблагоприятным факторам внешней среды (холод, интенсивные физические нагрузки) так как в процессе адаптации реализуется один и тот же механизм - активация генетического аппарата клетки. Это обеспечивает формирование структурной базы адаптации и устранение дефицита энергии.

Однако воздействие на организм "чистой" гипоксии имеет и ряд отрицательных сторон. Это прежде всего развитие гипервентилляции при снижении содержания кислорода во вдыхаемом воздухе, что приводит к вымыванию из крови углекислого газа, развитию гипокапнии. Углекислота - это не только метаболит, подлежащий удалению из организма, но прежде всего, это важнейший регулятор многих физиологических процессов, протекающих в организме (поддержание кислотноосновного баланса, регуляция дыхания и кровообращения, мозгового и коронарного кровотока, тонуса гладкой мускулатуры бронхов и др.).

Сочетанное воздействие гипоксии и гиперкапнии является более эффективным, чем только гипоксическая тренировка: в большей степени стимулируется дыхание, улучшается функциональное состояние центральной нервной системы, нормализуется мозговое и коронарное кровообращение, предупреждает повышение давления в малом круге кровообращения, улучшает отдачу кислорода тканям и таким образом предупреждает развитие всевозможных осложнений, связанных с развитием гипоксии

Углекислота оказывает выраженное спазмолитическое действие на гладкую мускулатуру бронхов и коронарных сосудов.

Аппаратура, реализующая гипоксически-гиперкапническое воздействие содержит гипоксикатор, формирующий дыхательную газовую смесь и прибор мониторного контроля состояния пациента.

В настоящей работе предложено построение гипоксикатора по принципу дыхания в "замкнутый объем" с регулированием состава газовой смеси путем введения в гипоксикаторе обратной связи по значению уровня насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом, получаемому по результатам мониторинга пациента.

Гипоксикатор представляет собой замкнутую дыхательную камеру с буферным объемом, соединенную с дыхательной маской пациента и с окружающим воздухом через управляемый электромагнитный клапан.

Мониторинг пациента использует принципы пульсовой оксиметрии, основанные на спектрофотометрическом методе оценки уровня насыщения гемоглобина артериальной крови кислородом. Прибор мониторного контроля соединен с управляющей обмоткой электромагнитного клапана, связывающего дыхательную камеру с окружающим воздухом. Камера соединена с дыхательной маской пациента. Магистрали вдоха и выдоха содержат дроссели с регулируемым сопротивлением с помощью которых можно устанавливать различное сопротивление на вдохе и выдохе в зависимости от показаний для данного пациента.

Апробация комплекса аппаратуры была проведена в клиниках Самарского медицинского университета. Основным показанием к применению тренировок с использованием комплекса служит необходимость:

- повышения устойчивости организма к гипоксии, гиперкапнии, а также к другим различным воздействиям внешней (кровопотеря, холод, физические нагрузки, ионизирующая радиация, эмоциональный стресс и др.);

- повышения общей физической и спортивной работоспособности;

- подготовки больных к оперативному вмешательству на легких и сердце;

- профилактики послеоперационных легочных осложнений;

- тренировки дыхательной функции у больных с хроническим и неспецифическими заболеваниями легких;

- снижения тонуса гладкой мускулатуры бронхов при бронхиальной астме, хроническом обструктивном бронхите и других заболеваниях легких;

- профилактики и лечения ишемической болезни сердца в начальных стадиях заболевания;

- снижения возбудимости дыхательного центра к СО2 ликвидации гипервентилляционного синдрома у больных бронхиальной астмой и другими заболеваниями;

- стимуляции гемопоэза при анемиях.