Email this article Inhalation of heated oxigen-helium mixture in treating obstetrtic and gynecological pathology: prospective experimental study
- Authors: Petrukhin V.A.1, Shuginin I.O.1, Lazarev V.N.2, Shidlovskaya N.V.1, Babunashvili E.L.1, Shchukina N.A.1, Buyanova S.N.1, Chechneva M.A.1, Budykina T.S.1, Kovalenko T.S.1, Magilevskaya E.V.1, Osipov R.S.1
-
Affiliations:
- Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
- Special Design Bureau of Experiment Hardware of Institute of Medical and Biological Problems, RAS
- Issue: Vol 9, No 4 (2023)
- Pages: 63-71
- Section: ORIGINAL ARTICLE
- URL: https://seamed.bmoc-spb.ru/jour/article/view/693
- DOI: https://doi.org/10.22328/2413-5747-2023-9-4-63-71
- EDN: https://elibrary.ru/LDSULX
- ID: 693
Cite item
Full Text
Abstract
INTRODUCTION. The heated oxygen-helium mixture has found application in treating acute respiratory failure in patients with the exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease, postextubation stridor, croup and viral bronchiolitis in children, acute respiratory distress syndrome in newborns. The article presents the results of own study according to the results of applying inhalations of the heated oxygen-helium mixture (oxygen 30%, helium 70%) in order to improve reparative processes in postoperative gynecological cases (after myomectomy) and to treat placental insufficiency in pregnant women with diseases of the bronchopulmonary system.
OBJECTIVE. То estimate efficacy of the heated oxygen-helium mixture on the reproductive health of pregnant women with bronchopulmonary pathology and gynecological cases with patients of reproductive age after myomectomy.
RESULTS. Against the background of the treatment, there was an increase in blood oxygen saturation, normalization of indicators of fetoplacental hemodynamics and hormonal function of fetoplacental complex in pregnant women. Inhalations of the heated oxygen-helium mixture in gynecological cases after myomectomy led to an increase in blood flow velocity in the area of ligatures.
CONCLUSION. The study has shown that the method of inhalation through the heated oxygen-helium mixture (70% helium, 30% oxygen) is effective, safe and prospective for applying in obstetric and gynecological practice.
Full Text
Введение. Гелий представляет собой инертный газ без цвета, вкуса и запаха. Его плотность в 6,7 раза меньше плотности воздуха, а удельная теплоемкость в 5,26 раза больше, чем воздуха. Отечественные ученые-новаторы Лев Давидович Ландау и Петр Леонидович Капица были удостоены Нобелевской премии за открытие уникальных свойств гелия. Впервые теоретически обосновал терапевтический эффект гелия и практически доказал его эффективность американский врач А. Барач [1, 2]. Смесь гелия и кислорода применяется в медицине с 1920–1930 гг.: сначала в морской медицине для лечения декомпрессионной болезни, которая возникает при быстром подъеме с глубины на поверхность (то же самое в космосе и при полете на большой высоте).
Кислородно-гелиевые смеси (КГС) обладают чрезвычайно высокой проникающей способностью, теплопроводностью и низкой растворимостью в жирах и воде. За счет низкой плотности гелия снижается сопротивление дыхательных путей КГС, увеличивается объемная скорость движения газовой смеси, улучшается диффузия кислорода через альвеоло-капиллярную мембрану, нормализуется газовый состав крови и кислотно-щелочное равновесие, уменьшается работа дыхательной мускулатуры и оптимизируется деятельность дыхательного центра. Так, КГС способствует непосредственной стимуляции обмена веществ, усилению окислительных процессов в различных тканях, активации тканевого дыхания, улучшению синтеза гормонов, медиаторов, повышению активности некоторых ферментативных систем [2].
Длительное вдыхание КГС не вызывает отрицательных сдвигов в организме и не грозит изменениями в генетическом аппарате: гелиевая атмосфера не влияет на развитие клеток и частоту мутаций [3]. Практика применения ингаляций КГС в медицине показала преимущества подогретой КГС (ПКГС), что связано с ее высокой теплоемкостью и риском переохлаждения органов дыхания и организма человека в целом с возникновением ряда нежелательный последствий при ингаляции КГС комнатной температуры [3–5]. За счет высокой теплопроводности ПКГС обеспечивает равномерную и высокую скорость отдачи тепла в воздухоносных путях и легочной ткани, что приводит к улучшению реологических свойств мокроты и облегчению дренирования бронхов, расслаблению их мускулатуры и усилению кровотока в легких, улучшению вентиляции и диффузии газов, возбуждению терморецепторов с усилением афферентной импульсации в центральной нервной системе (дыхательный, сосудодвигательный центр), оптимизации показателей центральной и периферической гемодинамики, улучшению коронарного кровотока и сократительной функции миокарда. Важно, что при поступлении в человеческий организм, гелий, благодаря своей инертности, не вступает ни в какие химические реакции. За всю историю клинических испытаний и глубоководных погружений отрицательного воздействия гелия на организм человека не замечено.
Подогретая КГС нашла применение при лечении острой дыхательной недостаточности у больных с обострением хронической обструктивной болезни легких, постэкстубационном стридоре, крупе и вирусном бронхиолите у детей, остром респираторном дистресс-синдроме новорожденных. Ингаляции ПКГС приводят к улучшению оксигенации, снижению среднего давления в дыхательных путях, уменьшают работу дыхания и дыхательное усилие, улучшают дыхательный комфорт. Использование ПКГС в качестве рабочего газа позволяет улучшить доставку вводимых ингаляционно лекарственных средств в дыхательные пути [4].
Имеются единичные публикации об успешном применении ингаляции ПКГС в период беременности для лечения гипоксии, вызванной бронхообструктивным процессом [6–9].
Среди всех гинекологических заболеваний миома матки (ММ) является одним из самых распространенных и встречается у 80 % женского населения [10]. Исследования Московского областного научно-исследовательского института акушерства и гинекологии» (МОНИИАГ) показали, что за последние годы в два раза увеличилось количество миомэктомий (МЭ): в 2009 г. их было 4,1 %, а в 2015 г. – 8,4 % среди всех гинекологических операций. Как в мировой литературе практически отсутствует информация о послеоперационной реабилитации и персонифицированном ведении пациенток с МЭ, так и в клинических рекомендациях не освещены вопросы индивидуальных программ восстановления репродуктивного здоровья после органосберегающих операций.
Разработка немедикаментозных методов, направленных на улучшение репаративных процессов и снижение количества послеоперационных осложнений, приведет не только к улучшению репродуктивного здоровья пациенток, но и к уменьшению экономических затрат на их лечение.
Работа по совершенствованию методов лечения бронхолегочной патологии и связанной с ней гипоксии, позволяющих в то же время снизить медикаментозную нагрузку на организм беременной и плода, а также проведение противорецидивной реабилитации, в том числе немедикаментозной улучшающие репарацию оперированной матки, привела нас к идее проведения исследований по определению возможности и эффективности применения ингаляций ПКГС в акушерстве и гинекологии.
Цель. Оценить эффективность воздействия ПКГС на репродуктивное здоровье у беременных с бронхолегочной патологией и гинекологических пациенток репродуктивного возраста после миомэктомии.
Материалы и методы. В исследовании приняли участие 30 гинекологических пациенток в возрасте от 25 до 45 лет и 81 беременная с заболеваниями легких и плацентарной недостаточностью в сроки 26–35 нед, которые наблюдались по беременности и были родоразрешены в условиях МОНИИАГ. Всем гинекологическим пациенткам была проведена лапаротомная МЭ больших и гигантских миоматозных узлов на этапе планирования беременности.
С целью лечения гипоксии у обследуемых беременных и улучшения репаративных процессов у гинекологических больных мы применили ингаляции ПКГС (30 % кислорода / 70 % гелия при температуре 70 ºС).
Для ингаляций использовали ингалятор «Ингалит В2-01» производства ЗАО «Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования ИМБП РАН». Ингаляции выполняли в положении сидя 2 раза в сутки по 10 мин в течение 5 дней.
Перед началом ингаляции оценивали состояние пациентки, измеряли артериальное давление, пульс, частоту дыхания, сатурацию. Во время процедуры проводилось наблюдение за самочувствием пациентки, характером дыхания для предупреждения гипервентиляции.
При ингаляции у беременных оценивали реакцию плода путем проведения кардиотокографии (КТГ), допплерометрии (в зависимости от срока гестации). Изучали показатели кислотно-щелочного состояния крови (КЩС). Оценивали ультразвуковые (УЗ) допплерографические и эхографические показатели, состояние шва на матке и ее тонус до и после ингаляций у гинекологических больных.
Противопоказаниями для использования ингаляций ПКГС были нежелание участвовать в исследовании; юный возраст первородящих; первый триместр беременности; онкологические заболевания; нестабильная гемодинамика; тахипное: более 24 дыхательных движений в минуту; тяжелые сердечно-сосудистые заболевания с явлениями сердечной недостаточности. Для ингаляций использовали ингалятор серии «Ингалит» производства ЗАО «Специальное конструкторское бюро экспериментального оборудования ИМБП РАН» (рис. 1).
Рис. 1. Ингалятор «Ингалит – В2-01»
Fig. 1. Inhaler «Inhalit – B2-01»
Результаты. На фоне лечения отмечено улучшение показателей функции внешнего дыхания у пациенток с заболеваниями легких. Объем форсированного выдоха вырос с 61,4 до 86 л. Пиковая скорость выдоха возросла с 56,7 до 87,3 л/с. Наблюдалось увеличение насыщения крови кислородом (рО2 с 76 до 99,1 мм рт. ст.) (рис. 2).
Рис. 2. Показатели крови на фоне проводимого лечения
Fig. 2. Blood counts during treatment
Наблюдалась нормализация показателей плодово-плацентарной гемодинамики и гормональной функции фетоплацентарного комплекса (ФПК). По данным допплерометрии, отмечено снижение резистентности (систоло-диастолического соотношения – s/d) в артерии пуповины с 3,3 до 2,7 и в средней мозговой артерии с 4,7 до 3,6, в аорте с 6,4 до 4,77 (рис. 3).
Рис. 3. Гемодинамика в сосудах фетоплацентарного комплекса
Fig. 3. Hemodynamics in the vessels of the feto-placental complex
Нормализацию гормональной функции фетоплацентарного комплекса мы расценивали при достижении уровней гормонов беременности (плацентарного лактогена, прогестерона, эстриола, альфа-фетопротеина, кортизола) в пределах 75–100 % по отношению к нормативным значениям для данного срока беременности. Мониторное наблюдение за состоянием плода с помощью КТГ во время процедур свидетельствовало об удовлетворительном состоянии плода.
Самопроизвольные роды произошли у 50 беременных. Кесарево сечение выполнено 31 пациентке. У 6 из них показанием к операции послужила тяжесть экстрагенитальных заболеваний. Акушерские показания были у 25 беременных. У 4 из них показанием явилась прогрессирующая плацентарная недостаточность. У 3 рожениц роды были закончены вакуум-экстракцией плода по поводу острого нарушения мозгового кровообращения в анамнезе и хориоретинальной дистрофии. В одном наблюдении роды закончены наложением выходных акушерских щипцов у пациентки с буллезной эмфиземой и спонтанными пневмотораксами.
Все наблюдаемые беременные родили живых детей. Средняя масса новорожденных 2930 г (2550–3200 г), длина 48 см (47–49 см). Недоношенными родились 6 (7,4 %) детей, в состоянии средней тяжести – 7 (8,6 %). В состоянии асфиксии (6 и 7 баллов по шкале Апгар) родился 1 ребенок. Асфиксия связана с начавшимся разрывом матки. Пациентке произведено экстренное кесарево сечение.
При исследовании КЩС крови в послеоперационном периоде после ингаляции ПКГС обнаружено статистически значимое увеличение pO2 (рис. 4).
Рис. 4. Динамика показателя pO2 крови
Fig. 4. Dynamics of blood pO2 indicator
Отдельно стоит выделить динамику пиковой систолической скорости (ПСК) в области лигатур (рис. 5). В среднем исходные значения составляли 11,93, в то же время после ингаляции значение данного показателя возрастало до 18,62 (p < 0,0001). Аналогично изменялся показатель диастолической скорости кровообращения (КДС) (рис. 6) в области лигатур: до проведения ингаляции его среднее значение составляло 4,92, после ингаляции – 7,56 (p < 0,0022).
Рис. 5. Динамика пиковой систолической скорости в области лигатур
Fig. 5. Dynamics of peak systolic velocity in the area of ligatures
Рис. 6. Динамика скорости кровообращения в области лигатур
Fig. 6. Dynamics of blood circulation speed in the area of ligatures
Ингаляция ПКГС положительно сказалась на кровотоке в области лигатур: в тех случаях, когда кровоток до процедуры был скудный, после ингаляции отмечалось его усиление (p < 0,0006). Таким образом, повышение показателей кровотока, увеличение оксигенации крови способствовали устранению ишемии в области оперативного вмешательства за счет улучшения микроциркуляции и насыщения крови кислородом, что оказало положительное влияние на репаративные процессы и улучшило исходы органосберегающего лечения и, как следствие, репродуктивный прогноз. Все пациентки выписаны из стационара без осложнений, в дальнейшем планируют беременность.
Заключение. Проведенное нами исследование продемонстрировало, что методика ингаляции ПКГС (30 % кислород / 70 % гелий) является эффективной, безопасной и перспективной для использования в акушерско-гинекологической практике.
About the authors
Vasily A. Petrukhin
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Author for correspondence.
Email: petruhin271058@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0460-3047
Dr. of Sci. (Med.), Professor, Director
Russian Federation, Moscow regionIgor O. Shuginin
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: igor.shuginin@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9456-8275
Dr. of Sci. (Med.), head of the Obstetric Physiology Department of the Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynecology
Russian Federation, Moscow regionValentin N. Lazarev
Special Design Bureau of Experiment Hardware of Institute of Medical and Biological Problems, RAS
Email: lazer-doc1@mail.ru
ORCID iD: 0009-0000-1764-8354
physiotherapist
Russian Federation, Moscow region, KhimkiNatalia V. Shidlovskaya
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: shidlovskaya63@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5892-6787
Senior Researcher
Russian Federation, Moscow regionEvgeniya L. Babunashvili
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: babounashvili@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-3580-7221
Cand. of Sci. (Med.), Senior Researcher of the Department of Operative Gynecology with Oncogynecology and day hospital of the Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynecology
Russian Federation, Moscow regionNatalya A. Shchukina
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: fluimucil@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0003-2274-4070
Dr. of Sci. (Med.), Professor, chief researcher of the Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynecology
Russian Federation, Moscow regionSvetlana N. Buyanova
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: buyanova-sn@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1358-6640
Dr. of Sci. (Med.), Professor
Russian Federation, Moscow regionMarina A. Chechneva
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: marina-chechneva@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-7066-3166
Dr. of Sci. (Med.), Professor, Head of the Ultrasound Diagnostics
Russian Federation, Moscow regionTatyana S. Budykina
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: mz_moniiag@mosreg.ru
ORCID iD: 0000-0001-9873-2354
Dr. of Sci. (Med.), Head of the Clinical Diagnostic Laboratory
Russian Federation, Moscow regionTatyana S. Kovalenko
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: zurik2668@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-8995-6727
Cand. of Sci. (Med.), Senior Researcher
Russian Federation, Moscow regionEkaterina V. Magilevskaya
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: katerinamag72@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2782-7070
Cand. of Sci. (Med.), Senior Researcher
Russian Federation, Moscow regionRoman S. Osipov
Moscow Regional Research Institute of Obstetrics and Gynaecology
Email: dr_osipovrs@mail.ru
ORCID iD: 0009-0004-9337-0533
postgraduate student of Moscow Regional Institute of Obstetrics and Gynecology
Russian Federation, Moscow regionReferences
- Barach A.L. Use of helium as a new therapeutic gas. Proc Soc Exper Biol and Med, 1934, Vol. 32, pp. 462–464. doi: 10.3181/00379727-32-7724P.
- Barach A.L. The use of helium in the treatment of Asthma and obstructive lesions of the larynx and trachea. Ann.Intern. Med, 1935, Vol. 9, N 1, р. 735–765.
- Павлов Б. Н., Плаксин С. Е. и др. Лечение подогреваемыми кислородно-гелиевыми смесями острых воспалительных и бронхообструктивных заболеваний легких с помощью аппарата «Ингалит». M., 2001 [Pavlov B. N., Plaksin S. E., et al. Treatment of acute inflammatory and broncho-obstructive pulmonary diseases with heated oxygen-helium mixtures using the Inhalit apparatus. Moscow, 2001 (In Russ.)].
- Чучалин А. Г, Гусев В. И., Краснопольский В. И., Петрухин В. А и др. Протокол применения термического гелиокса в лечении больных с дыхательной недостаточностью (синдромом дыхательных расстройств). M., 2018, 47 с. [Chuchalin A. G., Gusev V. I., Krasnopolsky V.I., Petrukhin V.A., et al. Protocol for the use of thermal heliox in the treatment of patients with respiratory failure (respiratory distress syndrome). Moscow, 2018, 47 p. (In Russ.)]
- Barnett T. B. Effects of helium and oxygen mixtures on pulmonary mechanics during airway constriction. J Appl Physiol. 1967, Vol. 22, pp. 707–713.
- Alyamani O., et al. Inhalation of helium-oxygen mixture in two cases of maternal respiratory distress during labor and delivery. Anaesth Critic Care Med J. 2017, Vol. 2, № 1, 000120.
- Mallet V. T., Bhatia R. K., Kissner D. G., Sokol R. J. Use of and HeO2 mixture in the management of apper airway obstruction during labor and delivery. J. Reprod Med, 1989, Vol. 34, № 6, 429–430.
- George R., Berkenbosch J. W., Robert F. F. II, Tobias J. D. Mechanical ventilation during pregnancy using a helium-oxygen mixture in a patient with respiratory failure due to status asthmaticus reggie. Journal of Perinatology, 2001, Vol. 21, pp. 395–398.
- Mallet V. T., Alyamani O., Bharadwaj Sh., Ihenatu Ch., Afrangui B., et al. The use of helium-oxygen mixture during labor and university of maryland school of medicine and delivery department of obstetrics, gynecology and reproductive sciences university of maryland school of medicineuse of an heo2 mixture in the management of upper airway obstruction during labor and delivery. A case report. J Reprod Med. 1989
- Краснопольский В. И., Буянова С. Н., Щукина Н. А., Попов А. А. Оперативная гинекология. М.: МЕДпресс-информ. 2018. С. 320 [Krasnopol’skii V. I., Buyanova S. N., Shchukina N. A., Popov A. A. Operative gynecology. edition revised. Moscow: MEDpress-inform, 2018, pp. 320 (In Russ.)].
Supplementary files
