RU220899U1 - Устройство дыхательного контура для низкопоточной доставки и высокодозной терапии оксидом азота - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к оборудованию для проведения респираторной поддержки и интенсивной терапии.

Задачей предлагаемой полезной модели является создание дыхательного контура для доставки и терапии оксидом азота с расширенными эксплуатационными возможностями, позволяющего проводить терапию высокими дозами с использованием низкого потока оксида азота.

Поставленная задача решается путем подсоединения к магистрали выдоха дыхательного контура влагосборника, соединенного с емкостью с поглотителем углекислого газа и клапаном выдоха, который через тройник соединен с резервуарной емкостью и магистралью вдоха дыхательного контура.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является создание возможности проведения доставки и терапии высокими дозами с использованием низкого потока оксида азота.

Description

Полезная модель относится к области медицинской техники, а именно к оборудованию для проведения респираторной поддержки и интенсивной терапии.

В настоящее время имеются убедительные данные, позволяющие рассматривать экзогенный оксид азота (NO) как средство этиотропной терапии при инфекционных процессах. Описаны многочисленные положительные свойства NO при терапии раневых процессов [1,2] и вирусных пневмоний [3-5]. Высокие концентрации NO вызывают антибактериальное, противовирусное, противогрибковое действие, а также воздействуют на образуемые бактериями биопленки [6-10]. Механизмы противомикробной активности NO в сравнении со стандартными антимикробными препаратами отличаются, что определяет высокий потенциал этого агента для борьбы с полирезистентными штаммами микроорганизмов [11-13]. Указанные эффекты NO реализуются при применении в высокодозном режиме доз (более 160 ppm). Главными требованиями, предъявляемыми к устройству дыхательного контура для высокодозной терапии оксидом азота, являются строгое поддержание целевой инспираторной фракции NO и безопасного коридора инспираторной концентрации диоксида азота - NO₂.

Известно устройство дыхательного контура для доставки и терапии оксидом азота, в котором в магистраль вдоха дыхательного контура пациента подсоединены магистраль подачи NO, резервуарная емкость, направляющий клапан вдоха, емкость с поглотителем NO₂, магистраль подачи кислорода, магистраль мониторинга NO и NO₂, соединенные с бактериально-вирусным фильтром и ороназальной лицевой маской через инспираторную часть Y-образного коннектора, при этом экспираторная часть Y-образного коннектора подключена к направляющему клапану выдоха [14].

Данное устройство дыхательного контура для доставки и терапии оксидом азота является наиболее близким к заявленному по технической сущности и достигаемому результату и выбрано в качестве прототипа.

Недостатком устройства-прототипа является невозможность достижения целевой инспираторной концентрации NO для проведения высокодозной терапии оксидом азота у пациентов с высоким минутным объемом дыхания, а также крайне большой расход NO, обусловленный необходимостью использования высокого потока NO для поддержания целевой инспираторной концентрации, что резко удорожает проведение высокодозной NO-терапии, а в ряде случаев является невозможным (дефицит NO, использование оборудования, не обеспечивающего высокие потоки NO и др.).

Задачей предлагаемой полезной модели является создание дыхательного контура для доставки и терапии оксидом азота с расширенными эксплуатационными возможностями, позволяющего проводить терапию высокими дозами с использованием низкого потока оксида азота.

Поставленная задача решается путем подсоединения к экспираторной линии дыхательного контура влагосборника, соединенного с емкостью с адсорбером углекислого газа и клапаном выдоха, который через тройник соединен с резервуарной емкостью и инспираторной линией дыхательного контура.

Техническим результатом, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, является создание возможности проведения терапии высокими дозами с использованием низкого потока оксида азота.

Отличительные признаки проявили в заявляемой совокупности новые свойства, явным образом не вытекающие из уровня техники в данной области и не очевидные для специалиста. Идентичной совокупности признаков не обнаружено в проанализированной патентной и научно-медицинской литературе.

Предлагаемая полезная модель может быть использована в практическом здравоохранении для повышения качества и эффективности лечения.

Полезная модель будет понятна из следующего описания и приложенной к нему фигуры 1 (фиг.1). На фиг.1 изображено предлагаемое устройство, где 1 - магистраль подачи NO, 2 - магистраль вдоха дыхательного контура, 3 - клапан вдоха, 4 - емкость с поглотителем NO₂, 5 - магистраль подачи кислорода, 6 - магистраль мониторинга NO и NO₂, 7 - Y-образный коннектор, 8 - бактериально-вирусный фильтр, 9 - ороназальная маска, 10 - магистраль выдоха дыхательного контура, 11 - влагосборник, 12 - емкость с поглотителем углекислого газа, 13 - клапан выдоха, 14 - тройник, 15 - резервуарная емкость.

Предлагаемое устройство (фиг.1) состоит из магистрали подачи NO 1, встроенной в магистраль вдоха дыхательного контура 2, соединенную с клапаном вдоха 3 и емкостью с поглотителем NO₂ 4, к которой через магистраль вдоха дыхательного контура 2 подключена магистралью подачи кислорода 5 и магистраль мониторинга NO и NO₂ 6,

соединённая с Y-образным коннектором 7, бактериально-вирусным фильтром 8 и ороназальной маской 9, при этом ороназальная маска 9 через бактериально-вирусный фильтр 8 и Y- образный коннектор 7 соединена с магистралью выдоха дыхательного контура 10, в которую встроены влагосборник 11, емкость с поглотителем углекислого газа 12 и клапан выдоха 13, который через тройник 14 соединен с резервуарной емкостью 15 и магистралью вдоха дыхательного контура 2.

Предлагаемое устройство (фиг.1) работает следующим образом: из источника NO-смеси через магистраль подачи NO 1 в магистраль вдоха дыхательного контура 2 подают газо-воздушную смесь и поток NO, необходимый для генерации заданной врачом концентрации NO. Смесь поступает в магистраль вдоха дыхательного контура 2. Во время спонтанного вдоха пациента клапан вдоха 3 формирует однонаправленный поток, благодаря чему смесь воздуха и оксида азота поступает в емкость с поглотителем NO₂ 4, где проходит очистку от токсического метаболита - диоксида азота, после чего через встроенную магистраль подачи кислорода 5 дыхательная смесь с NO обогащается кислородом, при этом мониторинг концентраций NO и NO₂ осуществляется через магистраль мониторинга NO и NO₂ 6. После прохождения через магистраль вдоха дыхательного контура 2, воздушная смесь с оксидом азота поступает в Y-образный коннектор 7, бактериально-вирусный фильтр 8 и ороназальную маску 9, откуда поступает в верхние дыхательные пути за счет герметичного соединения. Выдох происходит через бактериально-вирусный фильтр 8 и экспираторную часть Y-образного коннектора 7 в магистраль выдоха дыхательного контура 10. При этом выдыхаемая смесь проходит через влагосборник 11, необходимый для сбора образующегося конденсата, емкость с поглотителем углекислого газа 12, в которой происходит очистка газо-воздушной смеси с NO от высоких концентраций выдыхаемого углекислого газа и клапан выдоха 13. Клапан выдоха 13 генерирует однонаправленный поток во время спонтанного выдоха пациента и через тройник 14 соединён с резервуарной емкостью 15, необходимой для сброса избыточного объема в случаях, если поток смеси превышает минутный объем дыхания и магистралью вдоха дыхательного контура 2, в которую возвращается очищенная газо-воздушной смеси с NO, пригодная для повторного дыхания. Таким образом, представленное устройство дыхательного контура за счет реверсивного поступления очищенной газо-воздушной смеси с NO позволяет достигать высоких доз оксида азота, доставляемых пациенту и требуемых для проведения терапии, при использовании низких потоков оксида азота.

Клинический пример №1. Пациент М.,66 года; вес 100 кг; рост 184

Основной диагноз: Ишемическая болезнь сердца, стенокардия напряжения 3 ФК, стеноз передней нисходящей артерии средней трети 75%, стеноз правой коронарной артерии проксимальной трети 75%, ПИКС (2020).

Сопутствующие заболевания: Сахарный диабет 2 типа с потребностью в инсулине. Пациенту выполнено маммарно-коронарное шунтирование ПНА, аортокоронарное шунтирование ПКА в условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность ИК составила 100 мин, время тотальной ишемии миокарда 68 мин. Подключение АИК по схеме «аорта - правое предсердие». Искусственное кровообращения осуществлялось в непульсирующем режиме. Перфузионный индекс 2,6л/мин/м². Отлучение от ИК произошло на фоне стартовых доз инотропной поддержки (допмин 3 мкг/кг/мин), без признаков перегрузки левых или правых отделов сердца (ЦВД-7 мм рт.ст.) и без потребности в высокой ингалируемой фракции кислорода (FiO2-0,36). В раннем послеоперационном периоде пациент был экстубирован, однако, требовалось проведение кислородотерапии 12 л/мин, P/F индекс в первые сутки составил 180, отмечена лихорадка до 38,4°С. На рентгенограмме органов грудной клетки отмечены инфильтративные изменения нижней доли левого. По клиническим и инструментальным данным заподозрено развитие внутрибольничной пневмонии, начата антибиотикотерапия, терапия iNO в дозе 200 ppm 4 раза в сутки продолжительностью 30 мин. Минутный объем дыхания пациента составлял 14 л/мин, при этом используемый в клинике аппарат синтеза и мониторинга оксида азота «Тианокс» способен генерировать до 60 ppm NO при указанном минутном объеме дыхания. Доставка NO осуществлялась через дыхательный контур, устройство которого соответствует описанному выше, при этом за счет реверсивного поступления очищенной газо-воздушной смеси с NO достижение высоких доз оксида азота, доставляемых пациенту и требуемых для проведения терапии, осуществлялось при использовании низких потоков оксида азота, генерируемых аппаратом «Тианокс». Во время проведения сеансов терапии NO концентрация NO₂ в доставляемой газовой смеси не превышала 1,5 ppm. Уровень метгемоглобина в периферической крови контролировался методом отражающей фотометрии с помощью газоанализатора Stat Profile CCX (Nova Biomedical, USA). Отмечена положительная клиническая, инструментальная и лабораторная динамика, реверсия клинической симптоматики отмечена на 5 сутки, пациент переведен в общую палату профильного отделения. Время пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии составило 5 суток.

Клинический пример № 2. Пациентка К.,85 лет; вес 90 кг; рост 170

Основной диагноз: Ревматическая болезнь сердца, стеноз митрального клапана.

Пациентке выполнено протезирование митрального клапанав условиях ИК и фармако-холодовой кардиоплегии «Кустодиолом» на фоне комбинированной анестезии и ИВЛ. Продолжительность ИК составила 80 мин, время тотальной ишемии миокарда 60 мин. Подключение АИК по схеме «аорта - правое предсердие». Искусственное кровообращения осуществлялось в непульсирующем режиме. Перфузионный индекс 2,6л/мин/м². Отлучение от ИК произошло на фоне стартовых доз вазопрессорной поддержки (норэпинефрин 0,1 мкг/кг/мин), без признаков перегрузки левых или правых отделов сердца (ЦВД-5 мм рт.ст.) и без потребности в высокой ингалируемой фракции кислорода (FiO₂-0,3). В раннем послеоперационном периоде пациентка экстубирована, однако, требовалось проведение кислородотерапии 10 л/мин, P/F индекс в первые сутки составил 160, отмечена лихорадка до 38°С. На рентгенограмме органов грудной клетки отмечены инфильтративные изменения нижней и средней доли левого легкого. По клиническим и инструментальным данным заподозрено развитие внутрибольничной пневмонии, начата антибиотикотерапия, терапия iNO в дозе 200 ppm 4 раза в сутки продолжительностью 30 мин. Минутный объем дыхания пациентки составлял 15 л/мин, при этом используемый в клинике аппарат синтеза и мониторинга оксида азота «Тианокс» способен генерировать до 50 ppm NO при указанном минутном объеме дыхания. Доставка NO осуществлялась через дыхательный контур, устройство которого соответствует описанному выше, при этом за счет реверсивного поступления очищенной газо-воздушной смеси с NO достижение высоких доз оксида азота, доставляемых пациентке и требуемых для проведения терапии, осуществлялось при использовании низких потоков оксида азота, генерируемых аппаратом «Тианокс». Во время проведения сеансов терапии NO концентрация NO₂ в доставляемой газовой смеси не превышала 1,6 ppm. Уровень метгемоглобина в периферической крови контролировался методом отражающей фотометрии с помощью газоанализатора Stat Profile CCX (Nova Biomedical, USA). Отмечена положительная клиническая, инструментальная и лабораторная динамика, реверсия клинической симптоматики отмечена на 3 сутки, пациентка переведена в общую палату профильного отделения. Время пребывания в отделении реанимации и интенсивной терапии составило 3 суток.

Предлагаемое устройство дыхательного контура апробировано 20 пациентов и позволяет проводить доставку и терапию высокими дозами с использованием низкого потока оксида азота.

Список литературы.

1. Кузнецов М.С., Насрашвили Г.Г., Панфилов Д.С., Афанасьева Н.Л.,Козлов Б.Н. Применение комбинированного способа воздействия воздушно-плазменного потока и экзогенного оксида азота для санации внутрисердечных очагов инфекции Сибирский журнал клинической и экспериментальной медицины 2021; 36(2); 128-134.

2. Кузнецов М.С., Шипулин В.М., Козлов Б.Н., Насрашвили Г.Г., Панфилов Д.С., Сондуев Э.Л., Кожанов Р.С., Пекшев А.В., Вагапов А.Б., Шарапов Н.А. Опыт использования комбинированного метода воздушно-плазменной терапии в кардиохирургии // Клин. и эксперимент. хир. Журн. им. акад. Б.В. Петровского. 2020. Т. 8, No 2. С. 73-82. DOI: 10.33029/2308-1198-2020-8-2-73-82.

3. Kamenshchikov N. Therapeutic Effects of Inhaled Nitric Oxide Therapy in COVID-19 Patients / Kamenshchikov N. , Lorenzo B., Ryan W C // Biomedicines.- 2022 Feb 3;10(2):369.

4. Kamenshchikov N O A SAFETY STUDY OF INTERMITTENT VERSUS CONTINUOUS INHALED NO THERAPY IN SPONTANEOUSLY BREATHING COVID-19 PATIENTS: A RANDOMIZED CONTROLLED TRIAL / N. O. Kamenshchikov, B. N. Kozlov, A. Y. Dish, Y. K. Podoksenov, Y. D. Anfinogenova, A. A. Boshchenko, B. Safaee, Lorenzo Berra 2021. - Circulation. 2021;144:A11986.

5. Bijan Safaee Fakhr Inhaled high dose nitric oxide is a safe and effective respiratory treatment in spontaneous breathing hospitalized patients with COVID-19 pneumonia, Raffaele Di Fenza, Stefano Gianni (Nitric Oxide. 2021 Nov 1;116:7-13 doi: 10.1016/j.niox.2021.08.003.

6. Кузнецова В.П. Оксид азота: свойства, биологическая роль, механизмы действия / В.П. Кузнецова, А.Г. Соловьева // Современные проблемы науки и образования. - 2015. - №4 - С. 462.

7. Neufeld, B.H. Critical nitric oxide concentration for Pseudomonas aeruginosa biofilm reduction on polyurethane substrates / B.H. Neufeld, M.M. Reynolds // Biointerphases. - 2016. - Vol. 11(3). - P. 031012.

8. Н.О. Каменщиков, Ю.К. Подоксенов, С.В. Попов Высокодозная терапия оксидом азота для лечения пневмоний. Методические рекомендации по новой медицинской технологии - Томск: НИИ кардиологии, Томский НИМЦ, 2021. - 26с.

9. Cutruzzolà F. Origin and Impact of Nitric Oxide in Pseudomonas aeruginosa Biofilms / F. Cutruzzolà , Nicole Frankenberg-Dinkel // Journal of Bacteriology. - 2016. - Vol.198. - №1. - P. 55-65.

10. Nicolas Barraud, Michael J. Kelso, Scott A. Rice and Staffan Kjelleberg Nitric Oxide: A Key Mediator of Biofilm Dispersal with Applications in Infectious Diseases / Current Pharmaceutical Design. Volume 21, Issue 1, 2015. Page: [31 - 42] DOI: 10.2174/1381612820666140905112822.

11. Sorbo LD, Michaelsen VS, Ali A, Wang A, Ribeiro RVP, Cypel M. High Doses of Inhaled Ni-tric Oxide as an Innovative Antimicrobial Strategy for Lung Infections. Biomedicines. 2022 Jun 28;10(7):1525. doi: 10.3390/biomedicines10071525. PMID: 35884830; PMCID: PMC9312466.

12. Schairer DO, Chouake JS, Nosanchuk JD, Friedman AJ. The potential of nitric oxide releasing therapies as antimicrobial agents. Virulence. 2012 May 1;3(3):271-9. doi: 10.4161/viru.20328. Epub 2012 May 1. PMID: 22546899; PMCID: PMC3442839.

13. Deppisch C, Herrmann G, Graepler-Mainka U, Wirtz H, Heyder S, Engel C, Marschal M, Mil-ler CC, Riethm?ller J. Gaseous nitric oxide to treat antibiotic resistant bacterial and fungal lung infections in patients with cystic fibrosis: a phase I clinical study. Infection. 2016 Aug;44(4):513-20. doi: 10.1007/s15010-016-0879-x. Epub 2016 Feb 9. PMID: 26861246.

14. Патент RU 211905 U1.

Claims (1)

1. Устройство дыхательного контура для доставки и терапии оксидом азота, состоящее из магистрали доставки NO, встроенную в магистраль вдоха дыхательного контура, соединенную с клапаном вдоха, подключенным через магистраль вдоха дыхательного контура к емкости с поглотителем NO₂, которая через магистраль вдоха дыхательного контура, к которой подключены магистраль подачи кислорода и магистраль мониторинга NO и NO₂, соединена с Y-образным коннектором, бактериально-вирусным фильтром и ороназальной маской, при этом ороназальная маска через бактериальный фильтр и Y-образный коннектор соединена с магистралью выдоха дыхательного контура, отличающееся тем, что к магистрали выдоха дыхательного контура подсоединен влагосборник, соединенный с емкостью с поглотителем углекислого газа и клапаном выдоха, который через тройник соединен с резервуарной емкостью и магистралью вдоха дыхательного контура.

Images