Результат интеллектуальной деятельности: Способ реабилитации поствирусных повреждений паренхимы легких и устройство для его осуществления

Изобретение относится к медицине и может быть использовано в терапии, пульмонологии при лечении и реабилитации поствирусных поражений паренхимы легких.

Одним из подходов в лечении и реабилитации заболеваний легких является ингаляционный путь доставки терапевтических средств.

В этом ключе большой интерес представляет применение инертных газов, которое широко распространено в клинической практике. Хорошо известно использование кислородно-гелиевой смеси для лечения заболеваний легких и согревания организма при переохлаждении [1], кислородно-ксеноновой смеси в неврологической практике и психиатрии [2]. Также ксенон в настоящее время широко используется для диагностики заболеваний легких, в частности их терминальных отделов [3]. Основным препятствием к широкому внедрению благородных газов в практическую медицину является их высокая стоимость и необходимость применения сложного и дорогостоящего оборудования.

В настоящее время показана определенная эффективность подогреваемой кислородно-гелиевой смеси гелиокс (70% гелий/30% кислород) в комплексной интенсивной терапии больных на начальных стадиях гипоксемии при COVID-19 для улучшения аэрации участков легких с нарушенной бронхиальной проходимостью [4].

Недостатком данного способа является то, что он существенно не влияет на альвеолярные отделы легких, обеспечивающие газообмен. Поэтому способ используется на этапах интенсивной терапии и мало применим при восстановлении легочной ткани в период реабилитации, так как направлен только на преодоление нарушений бронхиальной проводимости и мало эффективен в терапии расстройств диффузионной функции легких.

Известен «способ ингаляции и устройство для его осуществления» [5]. В этом способе целью является достижение субнаркотических концентраций ксенона в крови и тканях. Для этого проводят ингаляцию подогретой до 90°С газовой смеси ксенона и кислорода в соотношении: ксенона не более 70 об%, кислорода не менее 30 об%. Для осуществления способа обязательна подготовка пациента с соблюдением следующих условий: «натощак», предварительная интенсивная вентиляция легких воздухом, частота дыхания во время ингаляции 5-10 вдохов в минуту. Время ингаляции газовой смеси 2 минуты и более. Для осуществления способа используется устройство для ингаляции газовой смеси ксенона и кислорода, которое имеет блок подачи газов с различными источниками газов, дыхательный контур, включающий дыхательную маску, обеззараживающие элементы, поглотитель СО₂, газовую камеру, датчики газоанализатора, клапанное устройство с каналами вдоха и выдоха, заслонку на выходе из дыхательной газовой камеры, после клапанного устройства, нагревательные элементы, дополнительные дыхательные емкости, оно также снабжено компрессором, блоком улавливания ксенона, газоанализатором.

Данный способ и устройство являются наиболее близкими к заявляемому изобретению по технической сущности и достигаемому результату и выбраны в качестве прототипов.

Недостатком способа-прототипа является невозможность его применения у больных с выраженными нарушениями функций легких: - дыхательная недостаточность исключает возможность самостоятельной интенсивной вентиляции легких воздухом атмосферы; - при дыхательной недостаточности невозможна 2-х-4-х минутная самостоятельная ингаляция газовой смеси по закрытому дыхательному контуру; - предлагаемая в способе частота дыхания (от 5 до 10 в минуту) при проведении процедуры заведомо не осуществима при дыхательной недостаточности; - при дыхательной недостаточности высока вероятность ненаступления признаков действия ксенона (эйфория, нистагм, парастезии и др.) даже при 2-4 минутной ингаляции газовой смеси, что исключает оперативный объективный контроль за состоянием пациента.

В устройстве для осуществления способа, выбранного в качестве прототипа, имеются существенные недостатки, касающиеся технической сложности и затрудняющие его применение у больных с выраженными нарушениями функций легких: - наличие элементов рециклинга ксенона, повышающих сопротивление дыханию; - наличие нагревательного блока (нагревание газовой смеси может вести к повышению температуры легких, что ведет к усилению процесса воспаления и подъему температуры тела); - наличие дублирования обеззараживающих элементов дыхательной смеси (УФ - излучатель и антибактериальный фильтр, обладающий достаточной степенью защиты от инфекции); - наличие в общем контуре блока сорбции СО₂; - значительный объем дыхательного контура; - отсутствие разделения контуров «вдоха» и «выдоха»; - клапан сброса избыточного давления расположен в общем дыхательном контуре; - отсутствие инструмента подачи дополнительных газовых смесей; - высокая стоимость устройства.

Задачей изобретения является повышение эффективности способа реабилитации поствирусных повреждений паренхимы легких, сокращение сроков проведения процедуры ингаляции, снижение расхода ксенона, упрощение устройства ингаляции.

Для решения поставленной задачи в способе реабилитации, заключающимся в дыхании пациентом газовой смеси ксенона с кислородом до наступления признаков терапевтического эффекта: - облегчения дыхания, снижения частоты дыхания, повышения сатурации крови кислородом во время ингаляции. Согласно изобретению, дыхание газовой смесью ксенона с кислородом осуществляют из устройства, работающего по полузакрытому контуру. Состав ксенон-кислородной газовой смеси составляет: ксенон - 70-79 об. %, кислород 30-21 об. %. Соотношение об. % ксенона и кислорода в газовой смеси определяется объемом повреждения паренхимы легких: при повреждении легких (оцененном по КТ) в объеме 60% и более, содержание кислорода в газовой смеси не может быть меньше 30 об. % и, следовательно, ксенон будет представлен 70 об. %; при повреждении легких (оцененном по КТ) в объеме до 60% и менее, содержание кислорода в газовой смеси не может быть меньше 21 об. % и, следовательно, ксенон будет представлен 79 об. %. Максимальное время одного этапа ингаляции 60 секунд. Контроль эффективности осуществляется по объективным признакам (ЧСС, ЧД, SpO₂). Однократные процедуры ингаляции проводят в течение 5 дней.

Для предлагаемого в качестве изобретения способа предварительной подготовки не требуется, так как основной целью является восстановление функции внешнего дыхания за счет накопления ксенон-кислородной газовой смеси в альвеолярном пространстве.

Изобретение будет понятно из следующего описания и приложенной к нему фигуры.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема устройства для осуществления способа реабилитации поствирусных повреждений паренхимы легких 1 - источник газовой смеси, 2 - дыхательный мешок, 3 - кран-задвижка, 4 - порт для дополнительной подачи газовой смеси, либо кислорода, 5 - направляющий клапан вдоха, 6 - магистраль вдоха, 7 - дыхательная трубка, 8 - антибактериальный фильтр, 9 - ротоносовая маска, 10 - магистраль выдоха, 11 - клапан сброса избыточного давления, 12 - направляющий клапан выдоха, 13 - колонка с сорбентом.

Предлагаемое по п. 2 устройство (фиг. 1) содержит источник газовой смеси ксенона и кислорода 1, соединенный с дыхательным мешком 2, который, через кран-задвижку 3, соединен с магистралью вдоха 6, затем, через направляющий клапан вдоха 5, дыхательную трубкой 7 и, через антибактериальный фильтр 8, с ротоносовой маской 9, которая, в свою очередь, соединена через направляющий клапан выдоха 12 с магистралью выдоха 10, снабженной колонкой с сорбентом 13, при этом на магистрали выдоха установлен клапан сброса избыточного давления 11, а на магистрали вдоха 6 порт для дополнительной подачи газовой смеси, либо кислорода 4.

Разделение магистралей вдоха и выдоха и установка колонки с сорбентом и клапана сброса избыточного давления на магистрали выдоха позволяет лучше сорбировать углекислоту, которая содержится в выдыхаемом воздухе и снижает сопротивление дыханию. Порт дополнительной подачи газовой смеси, либо кислорода, расположенный в магистрали вдоха, в экстренных ситуациях, либо при значительном увеличении дыхательного объема, позволяет подавать газовую смесь, либо кислород непосредственно пациенту минуя магистраль выдоха, что также снижает сопротивление дыханию.

Устройство для ингаляция газовой смеси предусматривает работу по полузакрытому контуру, но, в случае повышения сопротивления выдоху, открывается, расположенный на магистрали выдоха, клапан сброса избыточного давления, переводя работу устройства в работу по полузакрытому контуру.

Совокупность существенных признаков, характеризующих изобретение не вытекает из уровня техники в данной области и неочевидна для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в патентной и научно-медицинской литературе.

Предлагаемое изобретение может быть использовано в практическом здравоохранении для повышения эффективности процесса реабилитации больных с поражением паренхимы легких.

Исходя из вышеизложенного следует считать предлагаемое изобретение соответствующим условиям патентоспособности «Новизна», «Изобретательский уровень», «Промышленная применимость».

Способ осуществляют следующим образом:

Из источника газов 1 заполняется дыхательный мешок 2 газовой смесью ксенона и кислорода, кран задвижка 3 при этом закрыта. После заполнения дыхательного мешка 2 ротоносовая маска 9 накладывается на лицо «пациента». Открывается кран-задвижка 3. «Пациент» начинает вдыхать газовую смесь ксенона и кислорода из дыхательного мешка 2, которая поступает по магистрали вдоха 6, через направляющий клапан вдоха 5, дыхательную трубку 7 и антибактериальный фильтр 8 в ротоносовую маску 9. После вдоха «пациент» начинает выдыхать, при этом выдыхаемый воздух содержащий ксенон, кислород, углекислый газ поступает в ротоносовую маску 9 и далее через антибактериальный фильтр 8, дыхательную трубку 7 поступает в магистраль выдоха 10. Далее через направляющий клапан 12 и колонку с сорбентом 13 выдыхаемый воздух поступает через открытую кран-задвижку 3 в дыхательный мешок 2. При возникновении избыточного давления в магистрали выдоха 10, клапан сброса избыточного давления 11 сбрасывает часть выдыхаемого воздуха, создающего избыточное давление, в атмосферу.

При очередном вдохе на магистрали вдоха 6 открывается направляющий клапан вдоха 5, а магистраль выдоха 10 закрывается направляющим клапаном выдоха 12. Пациент дышит в течение 60 секунд, при этом осуществляется контроль за частотой дыхания, частотой сердечных сокращений и сатурацией кислорода крови с помощью пульсоксиметра. После окончания процедуры ингаляции кран-задвижка 3 закрывается, с лица пациента снимается ротоносовая маска 9. В случае падения уровня насыщения кислорода крови ниже исходного, через порт подачи дополнительного газа 4 на магистрали вдоха 6 осуществляется подача кислорода.

Пример 1. Пациент А. 48 лет. Жалобы в момент обращения: выраженная одышка на вдохе в покое, слабость, кашель, сердцебиение. Подавленное настроение. При ходьбе одышка резко усиливается.

Из анамнеза: семь дней назад выписался из больницы. Диагноз при выписке: основной: Другая вирусная пневмония, внебольничная двухсторонняя полисегментарная пневмония, тяжелое течение, дыхательная недостаточность 2-й степени. Диагноз дополнительный: Короновирусная инфекция, вызванная вирусом COVID-19, вирус идентифицирован. Осложнения: Дыхательная недостаточность 2-й степени. При поступлении в больницу на МСКТ: поражение паренхимы обоих легких около 90%. При выписке на МСКТ: поражение паренхимы обоих легких 60%.

При осмотре: дыхание поверхностное, одышка при вдохе, при аускультации дыхание ослаблено над всеми отделами легких. Частота дыханий 32 в 1 минуту, ЧСС - 92 уд. в минуту, Sp02 91%. Улучшений, во время нахождения дома не было.

Диагноз при обращении: основной: Другая вирусная пневмония, двухсторонняя полисегментарная пневмония. Осложнения: Дыхательная недостаточность 1-й степени. Астенический синдром. Депрессия по шкале Бека 25 баллов (средней тяжести).

Назначена реабилитация поствирусных повреждений паренхимы легких: ингаляции ксенон- кислородной смесью в соотношении 71% ксенона - 29% кислорода, длительностью 1 минута в течении 5 дней.

1-я ингаляция. Объективные показатели до ингаляции: ЧСС 102 уд. в 1 минуту, SpO₂ - 91%, частота дыханий - 32 в 1 минуту. Во время ингаляции (на 50 секунде) почувствовал облегчение дыхания. Через 5 минут после ингаляции: ЧСС - 77 уд в 1 минуту, SpO₂ - 96%, кашля нет, частота дыхания 12 в 1 минуту. Вечером после ингаляции гулял в течение 2 часов. Настроение стало лучше.

Выполнено 5 ингаляций. При осмотре: жалоб не предъявляет, ЧСС 78 уд в 1 минуту, SpO₂ - 97%, частота дыханий 10 в 1 минуту. Самочувствие хорошее, кашля нет, работоспособность восстановилась. Депрессия по шкале Бека - 15 баллов - легкая депрессия. Диагноз: состояние после двухсторонней полисегментарной пневмонии. Короновирусной инфекции. Дыхательной недостаточности нет.

Пример 2. Пациент В. 58 лет. Жалобы в момент обращения: выраженная одышка на вдохе в покое, слабость, кашель, учащенное сердцебиение. Снижение работоспособности. При ходьбе одышка резко усиливается. Не может пройти более 100 метров.

Из анамнеза: три недели назад выписался из больницы. Диагноз при выписке: основной: Другая вирусная пневмония, внебольничная двухсторонняя полисегментарная пневмония, дыхательная недостаточность 1-й степени. Диагноз дополнительный: Короновирусная инфекция, вызванная вирусом COVID-19, вирус идентифицирован. Осложнения: Дыхательная недостаточность 1-й степени. При поступлении в больницу на МСКТ легких: поражение паренхимы обоих легких около 60%. При выписке на МСКТ: поражение паренхимы обоих легких 40%.

При осмотре: дыхание поверхностное, одышка при вдохе, при аускультации дыхание ослаблено над нижними отделами легких. Частота дыханий 25 в 1 минуту, ЧСС - 116 уд. в минуту, SpO₂ 93%. Улучшений, во время нахождения дома не было.

Диагноз при обращении: основной: Другая вирусная пневмония, двухсторонняя полисегментарная пневмония. Осложнения: Дыхательная недостаточность 1-й степени. Астенический синдром. Депрессия по шкале Бека 21 балл (средней тяжести).

Назначена реабилитация поствирусных повреждений паренхимы легких: ингаляции ксенон-кислородной смесью в соотношении 79% ксенона - 21% кислорода, длительность ингаляции 1 минута в течении 5 дней.

1-я ингаляция. Объективные показатели до ингаляции: ЧСС 116 уд. в 1 минуту, SpO₂ - 93%, частота дыханий - 25 в 1 минуту. Во время ингаляции (на 40 секунде) почувствовал резкое облегчение дыхания. Через 5 минут после ингаляции ЧСС - 88 уд в 1 минуту, SpO₂ - 97%, кашля нет, частота дыхания 14 вдохов 1 минуту. На следующий день после ингаляции прошел около 10 км. Настроение хорошее.

Выполнено 5 ингаляций. При осмотре жалоб не предъявляет, ЧСС 66 уд в 1 минуту, SpO₂ - 96%, частота дыханий 12 в 1 минуту. Самочувствие хорошее, кашля нет, работоспособность восстановилась, одышки при ходьбе нет. Депрессия по шкале Бека - 12 баллов - легкая депрессия. Диагноз: состояние после двухсторонней полисегментарной пневмонии. Короновирусной инфекции. Дыхательной недостаточности нет. Астенических явлений нет.

Предлагаемое изобретение апробировано на 21 больном и позволяет повысить эффективность и сократить сроки реабилитации больных с поствирусными повреждениями паренхимы легких.

Список литературы

1. Павлов Б.Н., Дьяченко А.И., Шульгин Ю.А. с соавт. Исследование физиологических эффектов дыхания подогретыми кислородно-гелиевыми смесями // Физиология человека. - 2003. - Т.29. - №5. - С. 69-73.

2. Наумов С.А. с соавт. Роль ксенона при лечении опийной наркомании // Вопросы наркологии. - 2002. - №6. - С. 13-18.

3. Ouriadov A., Guo F., McCormack D.G., Parraga G. Accelerated ¹²⁹ Xe MRI morphometry of terminal airspace enlargement: Feasibility in volunteers and those with alpha-1 antitrypsin deficiency//Magn Reson Med. 2019;00:1-11.doi: 10.1002/mrm.28091

4. Временные методические рекомендации. Профилактика, диагностика и лечение новой короновирусной инфекции (СОУШ-19).Министерства здравоохранения РФ. Версия 8 (03.09.2020). С. 69.

5. Патент РФ №2317112. Способ ингаляции и устройство для его осуществления. Наумов С.А., опубликовано 20.02. 2008. Бюл. №5.