ISSN 2412-4036 (print)
ISSN 2713-1823 (online)

Enhanced external counterpulsation as a measure of non-drug treatment of patients with severe and moderate ventilation disorders

Nikolaeva N.A., Belenkov Yu.N., Lishuta A.S., Voronkova O.O., Rogova E.F., Buyanova O.E., Abdullaeva G.B.

I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university)
Abstract. Chronic pulmonary diseases with ventilation disorders development are one of the main reasons for the decrease of life quality of patients and their disability. The aim: to study the effect of enhanced external counterpulsation (EECP) in addition to optimal basic therapy on exercise tolerance and respiratory status in patients with severe and moderate ventilation disorders having a stable status of respiratory disease without exacerbation. Material and methods. A pilot opened uncontrolled study of the effect of EECP as an additional non-pharmacological method of treatment of patients with severe and moderate ventilation disorders (n=30) was carried out. To assess the effectiveness of the course, we used data from body plethysmography, study of the lungs diffusion capacity, ergospirometry, 6-minute walking test with an assessment of dyspnea on the Borg scale obtained before and after the course of EECP. Results. Mean age of patients in the study was 62 years. According to body plethysmography, the study patients showed an increase in total pulmonary capacity by 18% (p <0,001), largely due to vital pulmonary capacity, which increased by 24% (p <0,001). There was no significant change in the diffusion capacity of lungs. According to ergospirometry data, the time of exercise performance increased by 40% (p <0,001), while the recovery time after exercise decreased by 23% (p <0,001). Distance in the 6-minute walk test increased by 15% (p <0,001). Conclusion. Obtained results demonstrated the efficacy of EECP method as part of the complex therapy of patients with chronic pulmonary pathology.

Keywords

ventilation disorders
increased external counterpulsation
chronic pulmonary diseases

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время хронические болезни легких занимают одно из лидирующих мест в структуре заболеваемости населения, являясь причиной снижения качества жизни пациентов и их инвалидизации, а также возрастающих материальных расходов на лечение, что представляет собой важную медико-социальную проблему во всем мире [1]. По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), болезни органов дыхания в мире составляют около 40% от общей заболеваемости, т.е. более 1 млрд человек в мире имеют хронические респираторные заболевания [2]. В России, по данным Росстата за 2020 г., на долю болезней органов дыхания приходится 26% от общей заболеваемости [3]. При этом количество дней временной нетрудоспособности по причине болезней органов дыхания в 2020 г. в нашей стране превышало 30% от общего числа таких дней [3].

Несмотря на значительные достижения в фармакотерапии пульмонологических больных, у определенной доли пациентов медикаментозное лечение оказывается недостаточно эффективным. Переход же таких пациентов к реабилитационным мероприятиям, например к лечебной физической культуре, к сожалению, не всегда осуществим. Это связано в первую очередь с невозможностью выполнения ими физических упражнений даже при минимальном уровне нагрузки без десатурации или нарастания одышки.

Вследствие этого очевидным представляется необходимость поиска дополнительного эффективного способа немедикаментозного лечения пациентов с вентиляционными нарушениями, который позволил бы им улучшить толерантность к физическим нагрузкам и в дальнейшем полноценно участвовать в программах физической реабилитации, а также оказывал бы положительное влияние на качество жизни.

09-1.jpg (31 KB)

Среди неинвазивных методов лечения особый интерес вызывает метод усиленной наружной контр­пульсации (УНКП), выполняемый с помощью специального аппарата (рис. 1). Во время процедуры пациент лежит на кушетке, на ноги ему накладываются подобранные по размеру манжеты. На кожу грудной клетки наносятся электроды для снятия электрокардиограммы (ЭКГ), на палец руки – датчик пульсоксиметра. Работа устройства УНКП синхронизирована с ЭКГ пациента (рис. 2). В фазу диастолы сердца происходит быстрое последовательное нагнетание воздуха в манжеты по направлению от икр к ягодицам с последующей компрессией артериальных сосудов. Компрессия раздутыми манжетами конечностей и ягодиц приводит к обратному артериальному кровотоку и возрастанию диастолического давления в аорте, что, в свою очередь, ведет к повышению перфузионного давления в артериальных сосудах и увеличению кровоснабжения органов. Перед последующей систолой происходит сдувание манжет, и изгнание крови из сердца в частично опустошенные сосуды происходит с меньшей постнагрузкой.

10-1.jpg (50 KB)

Впервые этот метод стал использоваться у пациентов с ишемической болезнью сердца (ИБС) и хронической сердечной недостаточностью с целью улучшения перфузии органов, в частности сердца [4]. К настоящему моменту уже доказана его эффективность в лечении пациентов с вышеназванными заболеваниями сердечно-сосудистой системы. У пациентов с легочной патологией УПКН может быть полезен в составе комплексного лечения вследствие повышения кровоснабжения дыхательной мускулатуры и паренхимы легких, увеличения анаэробного порога и толерантности к физическим нагрузкам.

Уникальность метода связана с возможностью его использования в амбулаторных условиях, а относительно невысокая стоимость технологии делает ее доступной для большого количества пациентов даже в развивающихся странах [5].

Количество исследований по использованию УПКН у пациентов с заболеваниями легких к настоящему моменту невелико. Среди них самым крупным можно считать рандомизированное клиническое исследование, проводившееся в 2018 г. в Китае, посвященное изучению УНКП у пациентов с хронической обструктивной болезнью легких (ХОБЛ) и включившее 82 пациента [6]. Результаты этого исследования, опубликованные в 2020 г. в International Journal of Chronic Obstructive Pulmonary Disease, показали значимое увеличение физической выносливости по данным эргоспирометрии у пациентов после проведения курса УНКП, состоящего из 15 процедур.

Недавно в American Heart Journal Plus были опубликованы результаты ретроспективного исследования, выполненного в США, с участием 16 пациентов с long-ковидом [7]. Согласно условиям, все включенные пациенты должны были иметь лабораторно подтвержденный положительный диагноз COVID-19 и быть направлены на лечение длительных симптомов, связанных с новой коронавирусной инфекцией. В исследование вошли пациенты, которым был проведен курс УНКП, длительностью от 15 до 35 процедур. У 9 из них была сопутствующая ИБС, у 7 – артериальная гипертензия. По сравнению с исходным уровнем у участников исследования увеличилась дистанция в тесте 6-минутной ходьбы на 200,00±180,14 м (p=0,002). У 44% исследуемых пациентов после курса УНКП снизилась выраженность одышки по шкале Rose, у 63% уменьшился функциональный класс стенокардии по классификации Канадского сердечно-сосудистого общества.

Цель нашего исследования – изучение влияния УНКП в дополнение к оптимальной базисной терапии на толерантность к нагрузкам и респираторный статус у пациентов с тяжелыми и среднетяжелыми вентиляционными нарушениями, находящихся в стабильном состоянии респираторного заболевания без обострения.

МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ

Для участия в пилотном открытом неконтролируемом исследовании (рис. 3) были отобраны 30 пациентов в возрасте от 35 до 74 лет с верифицированными тяжелыми и среднетяжелыми малообратимыми изменениями вентиляционных показателей функции внешнего дыхания вследствие хронических заболеваний легких (ХОБЛ стадия С, Д по GOLD; бронхиальная астма крайне тяжелого течения с формированием фиксированной обструкции; сочетание этих заболеваний; интерстициальные заболевания легких с последующим развитием фибротических изменений по типу «сотовое легкое»; резекция легких):

  • рестриктивный тип – снижение жизненной емкости легких (ЖЕЛ) <60%;
  • обструктивный тип – необратимое снижение объема форсированного выдоха за 1-ю секунду (ОФВ1) <60%;
  • смешанный вариант нарушений.

11-1.jpg (57 KB)

Всем пациентам проводились электрокардиография (ЭКГ), эхокардиография (ЭхоКГ), суточное мониторирование ЭКГ по Холтеру, ультразвуковая допплерография вен нижних конечностей. Участниками было подписано добровольное информированное согласие о включении в исследование.

Критериями невключения в исследование являлись противопоказания к выполнению УНКП (тромбозы и/или тромбофлебиты вен нижних конечностей в анамнезе; аневризма грудной или брюшной аорты; тяжелая патология клапанного аппарата сердца, аортальная недостаточность выше I степени; беременность; высокая легочная гипертензия – 2–3-я степень, среднее давление в легочной артерии >45 мм рт.ст.; катетеризация сердца, проведенная в течение 2–4 нед до исследования; аритмии, способные повлиять на синхронизацию УНКП с ЭКГ; неконтролируемая артериальная гипертензия – артериальное давление >180/110 мм рт.ст.; геморрагические состояния, в том числе лечение антикоагулянтами с протромбиновым временем >15 с/международным нормализованным отношением >3; критическая ишемия артерий нижних конечностей); дилатация полостей сердца, фракция выброса <50% (по данным ЭхоКГ); наличие в анамнезе перенесенного инфаркта миокарда; информированный добровольный отказ от участия в исследовании.

Критериями исключения служили травма, несчастный случай; летальный исход; низкая приверженность пациента лечению, отказ от участия в исследовании; развитие состояний, относящихся к критериям невключения.

Отобранным пациентам было выполнено 20 часовых процедур УНКП (давление компрессии составляло 220–280 мм рт.ст.). Для оценки эффективности проводимого курса использовались данные бодиплетизмографии и исследования диффузионной способности легких, полученные до и после курса УНКП. Таким образом, определялись изменения параметров расширенной функции дыхания. В исследовании также оценивалась толерантность пациентов к физической нагрузке. Для этого использовались эргоспирометрия и тест 6-минутной ходьбы с оценкой одышки по шкале Борга.

Статистическая обработка данных: при распределении данных, отличном от нормального (по результатам теста Шапиро–Уилка), использовался критерий Уилкоксона, при нормальном распределении – парный t-критерий Стъюдента. Данные представлены в виде среднего и стандартного отклонения (M±SD) или медианы (Me) и межквартильного диапазона (25%; 75%). Различия считались статистически значимыми при p <0,05.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Клинико-демографическая характеристика пациентов, включенных в исследование, представлена в таблице 1.

12-1.jpg (47 KB)

Бóльшую часть больных составляли мужчины (73,3%), женщин было 26,7%. Все женщины были некурящими, среди мужчин в настоящее время все пациенты не курят, однако в анамнезе 33% из них страдали этой вредной привычкой. Из сопутствующих заболеваний встречались гипертоническая болезнь (18%), ожирение (20%) и сахарный диабет (6,7%). Все пациенты находились на оптимальной терапии, включающую ингаляционные и системные глюкокортикостероиды, пролонгированные бета-агонисты и пролонгированные м-холинолитики.

За время наблюдения у пациентов был отмечен значимый прирост общей емкости легких (ОЕЛ) – на 18%, в большей степени за счет жизненной емкости легких (ЖЕЛ), которая возросла на 24%. ОЕЛ до курса УНКП составила 3,67 л, после курса – 4,34 л, ЖЕЛ – 2,05 и 2,54 л соответственно (табл. 2).

12-2.jpg (98 KB)

Значимого изменения диффузионной способности легких выявлено не было. По данным эргоспирометрии, на 40% увеличилось время выполнения нагрузки (исходно – 2,55 мин, после курса – 3,57 мин; p <0,001), при этом на 23% уменьшилось время восстановления после физической нагрузки (исходно – 3,57 мин, после курса – 2,75 мин; p <0,001). После курса УНКП также наблюдалось повышение пикового потребления кислорода на 5% (с 44,2 до 49,1%; p <0,001). Помимо этого, значимо возросли анаэробный порог, вентиляционный резерв и толерантность к нагрузке (дистанция в тесте 6-минутной ходьбы увеличилась на 15%; см. табл. 2).

Переносимость лечения УНКП у всех пациентов была хорошей, нежелательных явлений и осложнений лечения отмечено не было.

ОБСУЖДЕНИЕ

В нашем исследовании, в отличие от всех остальных, проведенных к настоящему времени, выполнялась комплексная оценка показателей, что позволяет более полноценно изучить эффективность методики УНКП. Для сравнения: в исследовании, проходившем в Китае в 2018 г. среди пациентов с ХОБЛ [6], оценивались только показатели эргоспирометрии, а в работе американских ученых [7] среди пациентов с long-ковидом выполнялся лишь тест 6-минутной ходьбы.

В результате проведенного нами исследования были получены данные о следующих положительных эффектах УНПК:

1) увеличение объемов и емкости легких без значимого изменения скоростных показателей и диффузионной способности;

2) увеличение толерантности к физической нагрузке;

3) увеличение анаэробного порога и вентиляционного резерва;

4) уменьшение времени восстановления после нагрузки.

Механизм действия УНКП включает гемодинамические, нейрогуморальные и тканевые эффекты. Возникновение ретроградного аортального диастолического кровотока оказывает положительное влияние на перфузию легочной паренхимы и дыхательной мускулатуры. У пациентов с хроническими заболеваниями легких снижается функциональный резерв легочной и мышечной ткани, соответственно этот метод может быть эффективен за счет улучшения перфузии слабо вентилируемых пространств (альвеолярных и бронхиолярных) и дыхательной мускулатуры.

Продемонстрированные положительные эффекты УНКП как дополнительного немедикаментозного метода лечения тяжелых и среднетяжелых вентиляционных нарушений могут способствовать ее включению в комплексную программу ведения соответствующих больных наряду с другими немедикаментозными методами (дыхательной гимнастикой, дозированными физическими нагрузками и др.), что может существенно повысить качество жизни пациентов. Однако данный вопрос требует дальнейшего изучения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, опыт применения УНКП у пациентов с заболеваниями легких крайне мал; как следствие, вопрос об эффективности этого метода лечения остается открытым и требует дальнейшего изучения. На основании результатов нашей работы можно сделать вывод об эффективности применения УНПК в составе комплексной терапии пациентов с хронической легочной патологией.

References

1. Концевая А.В., Муканеева Д.К., Баланова Ю.А. с соавт. Экономический ущерб от болезней органов дыхания и хронической обструктивной болезни легких в Российской Федерации в 2016 году. Пульмонология. 2019; 29(2): 159–166. [Kontsevaya A.V., Mukaneeva D.K., BalanovaYu.A. et al. Economic damage from respiratory diseases and chronic obstructive pulmonary disease in the Russian Federation in 2016. Pulmonologiya = Pulmonology. 2019; 29(2): 159–166 (In Russ.)].http://dx.doi.org/10.18093/0869-0189-2019-29-2-159-166. EDN: KHBDDU.

2. Кытикова О.Ю., Гвозденко Т.А., Антонюк М.В. Современные аспекты распространенности хронических бронхолегочных заболеваний. Бюллетень физиологии и патологии дыхания. 2017; (64): 94–100. [Kytikova O.Yu., Gvozdenko T.A., Antonyuk M.V. Modern aspects of prevalence of chronic bronchopulmonary diseases. Byulleten’ fiziologii i patologii dykhaniya = Bulletin of Physiology and Pathology of Respiration. 2017; (64): 94–100 (In Russ.)]. http://dx.doi.org/10.12737/article_5936346fdfc1f3.32482903. EDN: YTVMFD.

3. Здравоохранение в России. Статистический сборник Росстата. М. 2021; 171 с. Доступ: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Zdravoohran-2021.pdf (дата обращения – 01.08.2023). [Healthcare in Russia. Statistical collection of Federal State Statistics Service (Russia). Moscow. 2021; 171 pp.URL: https://rosstat.gov.ru/storage/mediabank/Zdravoohran-2021.pdf (date of access – 01.08.2023) (In Russ.)].

4. Мамиева З.А., Лишута А.С., Беленков Ю.Н. с соавт. Возможности применения усиленной наружной контрпульсации в клинической практике. Рациональная фармакотерапия в кардиологии. 2017; 13(2): 238–247. [Mamieva Z.A., Lishuta A.S., Belenkov Yu.N. et al. The possibilities of using enhanced external counterpulsation in clinical practice. Ratsional’naya farmakoterapiya v kardiologii = Rational Pharmacotherapy in Cardiology. 2017; 13(2): 238–247 (In Russ.)].http://dx.doi.org/10.20996/1819-6446-2017-13-2-238-247. EDN: YOCTIH.

5. Беленков Ю.Н. Применение метода усиленной наружной контрпульсации в медицинской практике. Современное состояние проблемы. В сб. «Усиленная наружная контрпульсация». 2005; т. 2: стр. 3–4. [Belenkov Yu.N. Application of the method of enhanced external counterpulsation in medical practice. The current state of the problem. In the collection «Enhanced external counterpulsation». 2005; vol. 2: pp. 3–4 (In Russ.)].

6. Zhao M., Huang Y., Li L. et al. Enhanced external counterpulsation efficacy on exercise endurance in COPD patients and healthy subjects: A pilot randomized clinical trial. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2020; 15: 25–31.https://dx.doi.org/10.2147/COPD.S225566.

7. Sathyamoorthy M., Verduzco-Gutierrez M., Varanasi S. et al. Enhanced external counterpulsation for management of symptoms associated with long COVID. Am Heart J Plus. 2022; 13(9): 100105. https://dx.doi.org/10.1016/j.ahjo.2022.100105.

About the Authors

Nadezhda A. Nikolaeva, resident physician of the Department of hospital therapy No. 1 of the Institute of clinical medicine named after N.V. Sklifosovsky, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str. E-mail: nadnikolya@yandex.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0001-8907-8370
Yuri N. Belenkov, MD, professor, academician of RAS, head of the Department of hospital therapy No. 1 of the Institute of clinical medicine named after N.V. Sklifosovsky, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str.
E-mail: belenkov_yu_n@staff.sechenov.ru. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-3014-6129
Aleksey S. Lishuta, PhD in Medical Sciences, professor of the Department of hospital therapy No. 1 of the Institute of clinical medicine named after N.V. Sklifosovsky, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str.
E-mail: alexeylish@gmail.com. ORCID: https://orcid.org/0000-0003-3391-0193
Olga O. Voronkova, PhD in Medical Sciences, assistant at the Department of hospital therapy No.1 of the Institute of clinical medicine named after N.V. Sklifosovsky, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str.
E-mail: voronkova.oo@gmail.com. ORCID: https://orcid.org/0000-0002-4705-8037
Elena F. Rogova, pulmonologist, head of the Department of pulmonology of the Clinic of hospital therapy of the University clinical hospital No. 1, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str. E-mail: rogovaef@yandex.ru
Olga E. Buyanova, pulmonologist at the Department of pulmonology of the Clinic of hospital therapy of the University clinical hospital No. 1, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str. E-mail: shveda65@mail.ru
Gulnara B. Abdullaeva, pulmonologist at the Department of pulmonology of the Clinic of hospital therapy of the University clinical hospital No. 1, I.M. Sechenov First Moscow State Medical University of the Ministry of Healthcare of Russia (Sechenov university). Address: 119435, Moscow, 6/1 Bolshaya Pirogovskaya Str. E-mail: goulik@yandex.ru

Similar Articles

By continuing to use our site, you consent to the processing of cookies that ensure the proper functioning of the site.