Способ реабилитации пациентов пожилого и старческого возраста с когнитивными нарушениями после инфаркта головного мозга Российский патент 2024 года по МПК A61M16/00 

Изобретение относится к медицине, а именно к невропатологии, психиатрии, восстановительной медицине, реабилитологии, и может найти применение при коррекции когнитивных расстройств различной этиологии у лиц разного возраста.

Постинсультные когнитивные нарушения отмечаются более чем у половины больных в первый год после инфаркта головного мозга (ИГМ). В патогенезе когнитивных расстройств у пациентов с инфарктом/ишемией головного мозга ключевую роль играет разобщение подкорковых и корковых центров, возникающее в результате инсульта. Вероятность развития постинсультных когнитивных нарушений также зависит от имеющегося у пациента «церебрального резерва», в основе которого заложена способность компенсировать неврологический дефицит посредством формирования новых нейронных связей. Декомпенсация микроваскулярной патологии, возникающая в момент инфаркта, усугубляет имеющуюся у пациента хроническую мозговую гипоксию, приводит к снижению метаболизма и нарушению работы митохондрий, что может запустить вторичный нейродегенеративный процесс и активизировать гибель нейронов головного мозга (Когнитивные расстройства у больных в раннем восстановительном периоде ишемического инсульта: автореф. дис. канд. мед. наук / Калинский Д. П.; Тихоокеанский ГМУ - Владивосток, 2018).

Гипоксически-гиперкапническая тренировка - это метод, основанный на стимулирующем и адаптирующем действии дыхания воздухом с уменьшенным содержанием кислорода и повышенным содержанием углекислого газа. Известно применение гипоксически-гиперкапнических тренировок в медицине в лечебных и профилактических целях (Агаджанян Н.А., Ефимов А.И. Функции организма в условиях гипоксии и гиперкапнии. - М.: Медицина, 1986. - 269 с.; Куликов В.П., Беспалов А.Г., Якушев Н.Н. Эффективность тренировок с гиперкапнической гипоксией в реабилитации ишемического повреждения головного мозга в эксперименте // Вестник восстановительной медицины, 2008. – №2. – С.59-61 и др.). Гипоксически-гиперкапнические тренировки используются при: различных патологиях нервной системы (профилактика инсульта, астенические и депрессивные состояния, неврозы); сердечно-сосудистых заболеваниях; болезнях органов дыхания (хронический бронхит, бронхиальная астма, профессиональные заболевания легких); заболеваниях желудочно-кишечного тракта в стадии ремиссии; вторичных иммунодефицитных состояниях; подготовке к беременности женщин с отягощенным акушерским анамнезом за 1-3 месяца до предполагаемой беременности.

В профилактических целях проводят тренировки практически здоровых людей и спортсменов для улучшения адаптационных возможностей организма, повышения устойчивости к неблагоприятным факторам и психоэмоциональным стрессам, для повышения физической и умственной работоспособности (Агаджанян Н.А. Адаптация и резервы организма. М.: ФиС. - 1983. - 176 с.; Мясникова Е.Ф., Головихин Е.В. Применение методов интервальной гиперкоапнически- гипоксической тренировки в ациклических видах спорта. // научно-теоретический журнал «Ученые записки», 2009. – №2(48) С. 59-63; Куликов В.П., Беспалов А.Г., Якушев Н.Н. Состояние мозговой гемодинамики при долговременной адаптации к гиперкапнической гипоксии. // Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова, 2008. – №2. – С. 191-197).

Установлено несколько механизмов нейропротекторного эффекта гипекапнической гипоксии. Подобное воздействие приводит к увеличению продукции эндотелиального фактора роста сосудов, белка теплового шока и кальцийсвязывающего белка астроцитарной глии 100 В. Показано, что митохондриальные АТФ-зависимые калиевые каналы и А1-рецепторы к аденозину играют важную роль в осуществлении нейропротекторного эффекта гипекапнической гипоксии. Еще одним вероятным нейропротекторным механизмом действия гипекапнической гипоксии является ингибирование апоптоза периинфарктной области ишемии мозга (Гиперкапнически-гипоксические дыхательные тренировки как потенциальный способ реабилитационного лечения пациентов, перенесших инсульт / Т. М. Алексеева и др. // Артериальная гипертензия. - 2019. – 25(2). – С. 134-142).

По своим физиологическим эффектам гиперкапническая гипоксия может оказывать позитивные влияния на ключевые звенья патогенеза когнитивных дисфункций.

Известен способ коррекции общего недоразвития речи у детей старшего дошкольного возраста включающий проведение ежедневных логокоррекционных занятий с детьми, а также ежедневных дыхательных нормобарических гипоксически-гиперкапнических тренировок с помощью дыхательного тренажера. Тренировки проводили ежедневно в течение 28 дней в одно и то же время один раз в день в два подхода по 7 минут с двух-трехминутным перерывом. Концентрация газов в альвеолярном воздухе составляла: CO₂ – около 5%, O₂ – около 17% (Патент РФ N 2482884). Дыхательные тренировки с гипоксически-гиперкапническими нагрузками были реализованы с помощью дыхательного аппарата «Карбоник» (В. П. Куликов и соавт., 2008). Однако указанные дыхательные тренировки проводились детям старшего дошкольного возраста с другим временным режимом (два подхода по 7 мин с 2-3 минутным перерывом) и другой концентрацией газов в альвеолярном воздухе: CO₂ – около 5%, О₂ – около 17%.

Указанные способы и методы применения нормобаричекой дозированной гиперкапнической гипоксии не использовались у лиц в возрасте 60+, перенесших инфаркт головного мозга с целью их реабилитации, профилактики когнитивных нарушений и деменции. Кроме того, при применении гиперкапнической гипоксии не определялся эффект в отношении нейроэнергометаболического «церебрального резерва», имеющегося у пациента.

Известен «Способ лечения неврозов и психоэмоциональных расстройств» (патент РФ на изобретение N 2365365, МПК A61H 31/02, опубл. 27.08.2009). Способ осуществляют с помощью устройства, увеличивающего объем «мертвого» пространства человека, что позволяет изменять концентрацию углекислого газа в альвеолярном воздухе в диапазоне 3-7% и дефицит кислорода в диапазоне 0-11%. Проводят 14 сеансов дыхания интервальной дозированной гиперкапнической гипоксией по 20 минут ежедневно, причем на протяжении первых пяти сеансов концентрация CO₂ во вдыхаемом воздухе постепенно нарастает от 3 до 7%, дефицит O₂ от 0 до 11%.

К недостаткам известного технического решения можно отнести следующее:

- способ направлен на лечение неврозов и психоэмоциональных расстройств;

- не предлагается в качестве способа реабилитации лиц с когнитивными нарушениями после инфаркта головного мозга;

- используется для получения гипоксической гиперкапнии самостоятельно изготовленное устройство, отсутствующее в практике здравоохранения.

Наиболее близким к предлагаемому способу является «Способ лечения нарушений мозгового кровообращения» (патент РФ на изобретение N 2401096, МПК A61H31/00, опубл. 10.10.2010), заключающийся в ежедневных тренировках с дыханием гиперкапнически-гипоксической газовой смесью, отличающийся тем, что концентрацию углекислого газа в газовой смеси постепенно доводят до 6-7%, а дефицит кислорода до 8-9%, причем продолжительность тренировки определяют индивидуально по субъективной переносимости, а продолжительность следующей тренировки определяют как время предыдущей плюс одна минута, но не более 20 мин.

В качестве различий с известным техническим решением и его недостатками можно отнести следующее:

Во-первых, в прототипе используется индивидуально изготовленный тренажер для получения газовой смеси, что может не обеспечивать стабильные концентрации газов во вдыхательной смеси и ограничивает возможность внедрения способа в практическую медицину. А заявляемый способ использует устройство (тренажер), зарегистрированное как медицинское изделие «Карбоник» и доступное к приобретению гражданами и лечебными учреждениями.

Во-вторых, в прототипе существенно отличается концентрация кислорода во вдыхаемой смеси, 8-9%, против 14% в предлагаемом.

В-третьих, прототип имеет другой временной режим дыхательной нагрузки «… по субъективной переносимости, а продолжительность следующей тренировки определяют как время предыдущей плюс одна минута, но не более 20 мин», следовательно, режим тренировки и ее длительность трудно воспроизводимы, длительность процедуры может быть различной, а их оптимальное количество не указано. В заявляемом описании предусматривается 1 подход в день по 20 мин в течение 30 дней.

В отличие от заявляемого патента, в патенте RU 2783493 C2 (14.11.2022, ООО «СОНАР» - D2) дыхание с гиперкапнически-гипоксической газовой смесью с помощью дыхательного тренажера проводится при реабилитации больных с совершенного другой патологией – паническими атаками и с другим режимом тренировок (1-2 раза в день по 2-20 мин в течение 14-30 дней).

Задачей изобретения является создание эффективного способа реабилитации больных любого возраста, перенесших инфаркт головного мозга в отношении возможных когнитивных нарушений.

Техническим результатом заявляемого способа является повышение эффективности реабилитации пациентов с когнитивными нарушениями после инфаркта головного мозга, а также простота, удобство и безопасность применения способа, не требующего дорогостоящего оборудования.

Это достигается за счет того, что способ реабилитации пациентов с когнитивными нарушениями пациентов с инфарктом головного мозга включает проведение ежедневных дыхательных нормобарических гипоксически-гиперкапнических тренировок с помощью дыхательного тренажера. Тренировки проводят курсом 30 дней. Ежедневно 1 раз в день в одно и то же время, в один подход по 20 минут. Рабочий объем 500 мл (концентрация газов в альвеолярном воздухе составляет: CO₂ – 7%, O₂ – 14%). Режим проведения тренировок определен опытным путем с учетом возраста пациентов и рекомендаций других исследователей.

Общие принципы построения тренировок: принцип минимальной достаточности (без неприятных ощущений); принцип дозирования гиперкапнической гипоксии во время каждой тренировки. Продолжительность курса тренировок составляет 30 дней, так как увеличение количества тренировок не приводит к значимому нарастанию положительного эффекта.

Применение гипоксически-гиперкапнических дыхательных нагрузок создает адекватную нейрофизиологическую основу для сохранения когнитивных функций (речи, памяти, внимания и др.) вследствие улучшения кровообращения мозга и его метаболизма за счет падения тонуса артерий, раскрытия резервных капилляров, усиления синаптогенеза и роста митохондриальной массы. Проведение тренировок способствует развитию нейропротекторных эффектов.

Способ осуществляется следующим образом.

Первый этап – тщательное обследование пациента, находящегося в отделении неврологии ГБУЗ РХ «Абаканской межрайонной клинической больницы»: психологическое, логопедическое, оценка активности центров головного мозга по уровню устойчивых сверхмедленных потенциалов (регистрация омега-потенциала) и нейроэнергометаболизма (нейроэнергокартирование). Оформляют информированное добровольное согласие на проведение исследования. Анализ медицинской документации пациента: результатов клинических анализов и функциональных методов обследования (МРТ и/или СКТ головного мозга, ЭКГ, УЗДС БЦА), осмотр невролога, врача реабилитолога с целью исключения противопоказаний к дыхательным тренировкам. Обследование когнитивных функций (памяти, внимания, речи) проводят с помощью шкалы оценки психического статуса MMSE (Folstein M.F., Folstein S.E., McHugh P.R., 1975), Монреальской шкалы оценки когнитивных функций MoCA (Aggarwal A., Tsoi, 2015, 2010, Бойко А. Н. 2013), методики оценки речи при афазии (Цветкова, Ахутина, Пылаева, 1981), шкалы Вассермана Л. И. для оценки степени выраженности речевых нарушений у больных с локальными поражениями мозга (Вассерман Л. Н., Дорофеева С. А., Меерсон Я. А., 1997).

Второй этап – обучение дыханию с помощью дыхательного аппарата. У пациентов регистрируют частоту сердечных сокращений (ЧСС), артериальное давление (АД), сатурацию (SPO₂). Пациенту предлагают дышать ртом через дыхательный аппарат, поместив загубник в рот, и закрыв носовой проход специальной прищепкой. Пациента инструктируют о том, что дыхание должно быть плавным, ритмичным, вдох и выдох должны осуществляться ртом без задержки дыхания. Во время тренировок больные сидят в отдельном кабинете, дыхательный аппарат находится на столе. Врач реабилитолог следит за правильностью дыхания и самочувствием пациента.

После пяти минут тренировки у пациента повторно измеряют АД и ЧСС, сравнивают показатели с теми, которые были до тренировки. В норме артериальное давление в процессе тренировки должно увеличиваться не более чем на 20% и не превышать 150/100 мм рт. ст., а ЧСС - не более чем на 30% и не превышать 110 уд./мин.

Затем, если параметры указанных показателей у пациентов не превышают указанных пределов, продолжительность тренировки устанавливают в 20 минут. Тренировки проводят ежедневно в одно и то же время. Курс 30 дней. Параллельно пациенты проходят курс медицинской реабилитации, включающий эрготерапию, массаж, лечебную физкультуру, физиотерапию, сосудистую и нейропротекторную терапию.

Концентрация газов в альвеолярном воздухе составляет: CO₂ –7%, O₂ –14%.

Третий этап - повторное обследование пациента после проведенного курса тренировок (омегаметрия и нейроэнергокартирование), логопедическое и психологическое обследование.

Пример 1. Пациент П., 1950 г.р. Ишемический атеротромботический инсульт в бассейне правой средней мозговой артерии, ранний восстановительный период. Левосторонний гемипарез, дизартрия. Анамнез: месяц назад поступил в отделение неврологии с жалобами на нарушение речи, слабость в левых конечностях. По результатам СКТ головного мозга выявлен очаг ишемии в базальных ядрах правого полушария головного мозга размерами 19/13/24 мм.

При поступлении пациента на плановый курс реабилитации по результатам диагностики когнитивных функций выявлены умеренные нарушения памяти, внимания и речи.

По результатам исследования нейроэнергокартирования (НЭК) и омегаметрии выявлено, что пациент имеет выраженные изменения церебрального энергетического метаболизма.

01.08.22 г. – начались дыхательные гипоксически-гиперкапнические тренировки согласно предлагаемому способу. Также проводились реабилитационные мероприятия в стационаре в течение 14 дней. Далее пациент тренировался самостоятельно с помощью дыхательного тренажера.

После 30 тренировок контрольные измерения омега-потенциала значительно отличались от начальных. Показатели свидетельствовали о значимом улучшении мозговой активности, росте уровня работоспособности, улучшении межполушарного взаимодействия.

Результаты НЭК по итогам дыхательных тренировок свидетельствовали о дилатационной реакции сосудов мозга, приводящей к вымыванию кислых продуктов, смещению pH в щелочную сторону, оптимизации нейроэнергообмена, в том числе и в зонах головного мозга, участвующих в обеспечении исследуемых когнитивных функций (память, внимание, речь).

Длительное сохранение позитивного эффекта дыхательных тренировок в отношении когнитивных функций пациентов после инфаркта головного мозга доказано результатами логопедического и психологического обследования пациентов через 3 месяца после гипоксически-гиперкапнических дыхательных тренировок. Оно показало улучшение прямого и обратного счета на 20% больше, чем у пациентов, не проходивших гипоксически-гиперкапнических тренировок, улучшение серийного вычитания по 7 (на 10%), запоминание слов (на 18% больше), повторение фразы (на 17% меньше ошибок), улучшение отсроченного воспроизведения (на 13% меньше ошибок), улучшение бдительности и ориентации на 15%, улучшение звукопроизношения (на 20%), улучшение темпа и ритма речи (на 30%). Пациенты, получавшие традиционный комплекс реабилитационных мероприятий после инфаркта головного мозга без дыхательных упражнений с гиперкапнической гипоксией значимой положительной динамики в отношении исследуемых когнитивных функций (память, внимание, речь) не демонстрировали.

Пример 2. Пациент А., 1952 г.р. Ишемический атеротромботический инсульт в бассейне левой средней мозговой артерии, ранний восстановительный период. Правосторонний гемипарез, дизартрия. Анамнез: месяц назад поступил в отделение неврологии с жалобами на нарушение речи, слабость в правых конечностях. По результатам СКТ головного мозга выявлен очаг ишемии в базальных ядрах левого полушария головного мозга в области заднего рога внутренней капсулы размерами 25/15 мм.

При поступлении пациента на плановый курс реабилитации по результатам диагностики когнитивных функций выявлены умеренные нарушения памяти, внимания, речи.

По результатам исследования нейроэнергокартирования (НЭК) и омегаметрии выявлено, что границы вариативности уровней локальной активации мозговых систем сужены, что свидетельствует о снижении пластичности нервных процессов и ограничении спектра их возможного участия в реализации корковых мозговых функций.

07.09.22 г. – начались дыхательные гипоксически-гиперкапнические тренировки, согласно предлагаемому способу. Также проводились реабилитационные мероприятия в стационаре в течение 14 дней. Далее пациент тренировался самостоятельно с помощью т дыхательного тренажера.

После 30 тренировок результаты омегаметрии свидетельствовали об улучшении межполушарного взаимодействия и достижения оптимальных уровней активации (20-40мВ) коры головного мозга, а, следовательно, адекватных уровней бодрствования корковых центров. Результаты НЭК по итогам дыхательных упражнений свидетельствовали о дилатационной реакции сосудов мозга, оптимизации нейроэнергообмена, в том числе и в зонах головного мозга, участвующих в обеспечении исследуемых когнитивных функций (память, внимание, речь).

Логопедическое и психологическое обследование через 3 месяца также показало улучшение серийного вычитания по 7 на 14% больше, чем у пациентов, не проходивших гипоксически-гиперкапнических тренировок, запоминание слов (на 16% больше), повторение слов (на 14% меньше ошибок), улучшение звукопроизношения (на 30%), улучшение бдительности и ориентации на 20%, отсроченного воспроизведения (на 14% меньше ошибок).

Способ разработан в ФГБОУ ВО "ХГУ им. Н.Ф. Катанова" и прошел апробацию в ГБУЗ РХ Абаканской межрайонной клинической больнице.

Известно, что врачи и медицинские специалисты в своей лечебной практике должны руководствоваться актуальными Клиническими рекомендациями (протоколами). В них, в разделе «медицинская реабилитация, медицинские показания и противопоказания к применению методов реабилитации» не содержится никаких указаний на то, что в реабилитационном процессе при инсульте головного мозга с целью профилактики (реабилитации) когнитивных нарушений могут быть использованы дыхательные гиперкапнически-гипоксические тренировки. Поэтому заявленное техническое решение не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники и не основано на изменении количественных признаков.

Предложенный способ позволяет повысить эффективность комплекса реабилитационных мероприятий пациентов с когнитивными нарушениями после инфаркта головного мозга.

Таким образом, преимуществами заявляемого способа являются:

1. Повышение эффективности реабилитации когнитивных нарушений после перенесенного инфаркта головного мозга за счет использования сочетанного воздействия гипоксии и гиперкапнии, обладающего значительным нейропротекторным эффектом.

2. Простота, удобство и безопасность применения способа, не требующего дорогостоящего оборудования.

Изобретение относится к медицине, а именно к невропатологии, психиатрии, восстановительной медицине, реабилитологии, и может быть использовано для коррекции когнитивных нарушений после инфаркта головного мозга у лиц пожилого и старческого возраста. Включает проведение ежедневных дыхательных нормобарических гипоксически-гиперкапнических тренировок с помощью дыхательного тренажера, рабочий объем которого составляет 500 мл. Тренировки проводят курсом 30 дней, ежедневно 1 раз в день в одно и то же время, в один подход по 20 минут, при этом концентрация газов в альвеолярном воздухе составляет: CO₂ – 7%, O₂ – 14%. Способ позволяет повысить эффективность комплекса реабилитационных мероприятий пациентов, перенесших инфаркт головного мозга, за счет сохранения когнитивных функций вследствие улучшения кровообращения мозга и его метаболизма за счет падения тонуса артерий, раскрытия резервных капилляров, усиления синаптогенеза и роста митохондриальной массы. 3 пр.

Способ реабилитации пациентов пожилого и старческого возраста с когнитивными нарушениями после инфаркта головного мозга, включающий проведение ежедневного комплекса лечебно-реабилитационных мероприятий, отличающийся тем, что дополнительно проводят ежедневные дыхательные нормобарические гипоксически-гиперкапнические тренировки с помощью дыхательного тренажера, тренировки проводят в течение 30 дней в одно и то же время один раз в день, в один подход по 20 минут, при этом концентрация газов в альвеолярном воздухе составляет: СО₂ – 7%, О₂ – 14%.