Applying vibroacoustic lung therapy in the complex treatment of patients with COVID-19 associated pneumonia

Cover Page


Cite item

Full Text

Abstract

Background. Vibroacoustic lung therapy (VALT) is a hardware method of exposure used in conditions accompanied by hyperproduction of bronchial mucus and impaired evacuation from the respiratory tract. Damage to the alveolar epithelium, as well as a high risk of extensive atelectasis in pneumonia caused by COVID-19, can lead to impaired gas exchange. The proven effectiveness of VALT in a wide range of bronchopulmonary diseases allows us to consider this method as potentially promising in the treatment of COVID-19 associated pneumonia.

Aim. Evaluation of the effectiveness of VALT using the BARK VibroLUNG device (manufactured by BARK Technology, Kazakhstan) in patients with COVID-19 associated pneumonia.

Materials and methods. The study included 70 patients treated for COVID-19 associated pneumonia, who were divided into 2 equal groups: the main group, which used VALT along with standard therapy, and the control group, which received only conventional treatment. The analysis included clinical parameters, arterial blood PaO2, data from a general blood test, a biochemical blood test, the degree of damage to lung tissue according to computer tomography of the chest organs at the beginning of the study and after its completion, as well as the duration of hospital stay.

Results. The analysis of respiratory rate (RR) dynamics showed a statistically significant decrease in the VALT group. PaO2, SpO2 in the air, and SpO2 on the background of oxygen support did not show significant dynamics. After stratification of patients by disease outcome, positive dynamics of ∆RR, ∆PaO2, ∆SpO2 in the air, ∆SpO2 on the background of oxygen support in the subgroup of surviving patients and a significant deterioration in parameters among the deceased were revealed. When assessing the prognostic significance of the dynamics of clinical and functional indicators against the background of the use of VALT in relation to patient survival, ∆PaO2, ∆VAS, ∆SpO2 had good prognostic value, as well as SpO2 on O2 had a slightly lower but statistically significant prognostic value.

Conclusion. The inclusion of VALT in the complex treatment of patients with COVID-19-associated pneumonia was accompanied by a decrease in the severity of respiratory failure. A favorable outcome of the disease was associated with a marked decrease in RR and an improvement in oxygenation parameters, while a deterioration in these indicators characterized patients with an unfavorable prognosis. An improvement in gas exchange parameters and a decrease in the severity of dyspnea on the background of VALT can be considered as an early marker of the effectiveness of therapy.

Full Text

Введение

Виброакустическая легочная терапия (ВАЛТ) представляет собой аппаратный метод воздействия, применяемый при состояниях, сопровождающихся гиперпродукцией бронхиального секрета и нарушением его эвакуации из дыхательных путей [1]. Основа механизма действия ВАЛТ заключается в формировании резонансных колебаний между индуцируемой волной и собственными механическими колебаниями элементов грудной клетки. Возникающая виброакустическая волна вызывает движение не только легочной ткани, но и патологического содержимого дыхательных путей – слизистого секрета, отечной жидкости и инфильтрата, что способствует улучшению дренажной функции легких [2].

Одним из технических средств, используемых для проведения ВАЛТ, является аппарат BARK VibroLUNG (производитель – ТОО «БАРК Технолоджи», Казахстан). Методика основана на сочетанном воздействии акустических и вибрационных волн на легочную ткань. Терапевтический эффект достигается за счет генерации высокоинтенсивных волн с переменной («плавающей») частотой. В результате улучшается бронхиальный дренаж, происходит расправление коллабированных альвеол и восстанавливается оптимальное соотношение вентиляции и перфузии в легких [3].

Повреждение альвеолярного эпителия при новой коронавирусной инфекции (COVID-19) сопровождается усиленной секрецией слизи, что приводит к нарушению газообмена даже в относительно интактных участках легких. Дополнительным фактором утяжеления состояния является высокий риск формирования обширных ателектазов вследствие обтурации бронхов плотными слизистыми пробками. Доказанная эффективность ВАЛТ при широком спектре бронхолегочных заболеваний позволяет рассматривать данный метод как потенциально перспективный в лечении пневмонии, ассоциированной с COVID-19 [4].

Первые данные о применении аппарата BARK VibroLUNG получены при лечении пациентов с внебольничной пневмонией. Данная терапия способствовала купированию клинических симптомов, разрешению инфильтративных изменений в легких, нормализации лабораторных показателей и сокращению сроков госпитализации [5].

В рамках применения ВАЛТ при лечении пневмонии, вызванной SARS-CoV-2, описан клинический случай пациента 59 лет с тяжелым течением COVID-19-ассоциированной пневмонии и сепсисом на фоне перипротезной суставной инфекции. Включение ВАЛТ в состав комплексного медикаментозного лечения и неинвазивная вентиляция легких способствовали улучшению дренажной функции бронхов и разрешению дыхательной недостаточности [6].

Согласно литературе потенциал ВАЛТ не ограничивается острым периодом COVID-19. В ряде работ продемонстрирована эффективность метода у пациентов с постковидным синдромом, в том числе на фоне сопутствующих хронических заболеваний органов дыхания, при которых использование ВАЛТ приводило к снижению выраженности одышки и кашля [7].

Цель исследования – оценка эффективности ВАЛТ с помощью аппарата BARK VibroLUNG у пациентов с COVID-19-ассоциированной пневмонией.

Материалы и методы

В исследование включены пациенты старше 18 лет, которые проходили стационарное лечение в пульмонологическом отделении Университетской клинической больницы №4 ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет) по поводу внебольничной пневмонии, вызванной COVID-19, различной степени тяжести. Диагноз подтверждался положительным результатом исследования, проведенного методом полимеразной цепной реакции, наличием клинических проявлений заболевания, лабораторных признаков воспалительного процесса, а также характерными изменениями по данным компьютерной томографии (КТ) органов грудной клетки. В исследование не включали пациентов с противопоказаниями к проведению ВАЛТ, к которым относятся тяжелое общее состояние, наличие булл с риском разрыва, травматические повреждения грудной клетки, имплантированные или наружные электронно-механические устройства в зоне воздействия, а также нарушения системы гемостаза.

Пациентов в случайном порядке разделили на 2 группы: основную и контрольную. У пациентов основной группы наряду со стандартной терапией применяли ВАЛТ с использованием аппарата VibroLUNG, пациенты контрольной группы получали только общепринятое лечение согласно клиническим рекомендациям. В основной группе ежедневно проводили сеансы ВАЛТ по 2 процедуры в сутки с интервалом не менее 5 ч. Продолжительность каждого сеанса составляла 20 мин, курс терапии включал 7 дней.

Клинические и лабораторные показатели оценивали у пациентов обеих групп в начале исследования и по его завершении: после стандартной терапии и 14 сеансов ВАЛТ в основной группе либо только после стандартного лечения в контрольной. Анализ включал частоту дыхательных движений (ЧДД) в минуту, выраженность одышки по Визуальной аналоговой шкале – ВАШ (0–10 баллов) и шкале mMRC [modified Medical Research Council Dyspnea Scale – Модифицированный опросник Британского медицинского исследовательского совета для оценки тяжести одышки] (0–4 балла), уровень сатурации кислорода (SpO2) на атмосферном воздухе, парциальное давление кислорода в артериальной крови (PaO2), показатели SpO2 на фоне кислородной поддержки, данные общего анализа крови (лейкоциты, лимфоциты, нейтрофилы, гемоглобин, тромбоциты), биохимического анализа крови (С-реактивный белок, натрий, калий, мочевина, креатинин, аспартатаминотрансфераза, аланинаминотрансфераза, лактатдегидрогеназа, ферритин), уровень D-димера, степень поражения легочной ткани по данным мультиспиральной КТ, а также длительность пребывания в стационаре.

Статистическая обработка

Статистическую обработку данных проводили с предварительной оценкой распределения показателей с использованием критерия Шапиро–Уилка. Количественные данные были представлены в виде медианы и интерквартильного размаха, качественные показатели – в виде абсолютных значений и процентов. Для межгруппового сравнения непрерывных переменных применяли U-критерий Манна–Уитни, для анализа категориальных данных – точный критерий Фишера (при малых ожидаемых частотах) либо χ²-критерий Пирсона.

Влияние ВАЛТ на вероятность наступления изучаемого события оценивали методом одномерной логистической регрессии с представлением результатов в виде отношения шансов с 95% доверительным интервалом (ДИ). Статистически значимыми считали различия при уровне значимости p<0,05. Для оценки прогностической значимости клинико-лабораторных показателей и их влияния на выживаемость пациентов применяли ROC-анализ. В качестве бинарного исхода использовали показатель выживаемости (выписка/летальный исход). Для каждого анализируемого параметра строили ROC-кривые с последующим расчетом площади под кривой (AUC) и 95% ДИ. Диагностическую и прогностическую ценность показателей оценивали на основании AUC: при >0,9 прогностическую способность расценивали как отличную, при 0,8–0,9 – как высокую, при 0,7–0,8 – как удовлетворительную, при <0,7 – как низкую. Оптимальные пороговые значения (cut-off) определяли по индексу Юдена с расчетом чувствительности (Se) и специфичности (Sp) соответствующих показателей.

Анализ данных и визуализацию результатов выполняли с использованием программных пакетов GraphPad Prism 9 и IBM SPSS Statistics версии 26 (IBM Corporation, США).

Результаты

В исследование включены 70 пациентов, которые случайным образом распределены на 2 равные группы: основную (n=35), в которой наряду со стандартной терапией применяли ВАЛТ с использованием аппарата VibroLUNG, и контрольную (n=35), получавшую только общепринятое лечение.

В структуре основной группы преобладали мужчины – 20 человек (57,1%), женщины составили 15 (42,9%). В рамках комплексной терапии пациентам проводили респираторную поддержку: 8 (22,9%) потребовалась искусственная вентиляция легких, 27 (77,1%) – неинвазивная вентиляция легких. Большинство пациентов – 28 (80%) – имели сопутствующую хроническую патологию. Летальность в исследуемой группе составила 8 (22,9%) человек. По совокупности анализируемых клинико-демографических характеристик контрольная группа не отличалась от основной (табл. 1).

 

Таблица 1. Сравнение показателей исследуемой группы и группы контроля

Table 1. Comparison of the metrics in the study group and the control group

Параметр

Основная группа, n=35

Контрольная группа, n=35

p

Возраст, лет

63,0 (52,0–68,0)

71,0 (62,0–79,0)

0,015

Пол (муж./жен.), абс. (%)

20 (57,1)/15 (42,9)

17 (48,6)/18 (51,4)

0,632

Индекс массы тела, кг/м2

30,0 (25,4–35,8)

29,9 (27,4–32,4)

0,750

ЧДД в мин

24 (23–26)

24 (23–26)

0,288

ЧСС, уд/мин

84 (78–88)

83 (76–92)

0,808

САД, мм рт. ст.

130 (120–130)

127 (119–138)

0,763

ДАД, мм рт. ст.

80 (75–80)

79 (73–82)

0,595

СРБ

55,0 (16,8–129,2)

47,0 (14,3–108,0)

0,750

Na+

139,0 (135,9–142,0)

138,0 (135,9–142,0)

0,960

K+

4,5 (4,1–4,9)

4,3 (3,9–5,0)

0,321

Мочевина

8,5 (5,2–11,2)

6,7 (4,9–10,0)

0,227

Креатинин

97,9 (83,0–106,9)

99,4 (84,9–109,0)

0,573

АСТ

38,5 (33,0–50,0)

35,0 (22,0–45,0)

0,068

АЛТ

30,6 (20,7–43,0)

34,0 (26,0–47,0)

0,418

ЛДГ

470 (365–828)

637 (446–844)

0,211

D-димер

0,60 (0,40–0,89)

0,70 (0,45–1,00)

0,272

SpO2, %

87 (80–90)

88 (84–91)

0,625

PaO2, мм рт. ст.

57 (47–62)

58 (55–61)

0,344

ВАШ, баллов

6 (5–7)

6 (4–7)

0,956

Модифицированный опросник Британского медицинского исследовательского совета для оценки тяжести одышки (шкала mMRC), баллов

3 (2–3)

3 (3–3)

0,203

Неинвазивная вентиляция легких, абс. (%)

27 (77,1)

27 (77,1)

1,000

Искусственная вентиляция легких, абс. (%)

8 (22,9)

8 (22,9)

1,000

Хронические заболевания, абс. (%)

28 (80)

33 (94,3)

0,151

КТ-1

8 (22,9)

10 (28,6)

0,853

КТ-2

17 (48,6)

14 (40,0)

КТ-3

8 (22,9)

8 (22,9)

КТ-4

2 (5,7)

3 (8,6)

Примечание. АЛТ – аланинаминотрансфераза, АСТ – аспартатаминотрансфераза, ДАД – диастолическое артериальное давление, ЛДГ – лактатдегидрогеназа, САД – систолическое артериальное давление, СРБ – С-реактивный белок, ЧСС – частота сердечных сокращений, КТ-1 – распространенность поражения менее 25% объема легких (минимальный объем), КТ-2 – распространенность поражения 25–50% объема легких (средний объем), КТ-3 – распространенность поражения 50–75% объема легких (значительный объем), КТ-4 – распространенность поражения более 75% объема легких (субтотальный объем), K+ – ионы калия, Na+ – ионы натрия.

Note. АЛТ – alanine aminotransferase, АСТ – aspartate aminotransferase, ДАД − diastolic blood pressure, ЛДГ − lactate dehydrogenase, САД − systolic blood pressure, СРБ − C-reactive protein, ЧСС − heart rate, CT-1 − lesion extension of less than 25% of lung volume (minimum volume), CT-2 − lesion extension of 25–50% of lung volume (moderate volume), CT-3 − lesion extension of 50–75% of lung volume (significant volume), CT-4 − lesion extension of more than 75% of lung volume (subtotal volume), K+ − potassium ions, Na+ − sodium ions.

 

Анализ динамики ЧДД показал статистически значимое снижение показателя с 24 (23–26) до 20 (19–26) в минуту (p=0,003) в исследуемой группе, что свидетельствовало об уменьшении выраженности дыхательной недостаточности на фоне проводимой ВАЛТ (рис. 1).

 

Рис. 1. Изменение ЧДД исследуемой группы на фоне проведения ВАЛТ.

Fig. 1. Changes in respiratory rate in the study group during VALT.

 

В то же время отмечена тенденция к повышению уровня PaO2 c 57 (48–62) до 60 (53–76) мм рт. ст. (рис. 2), SpO2 в покое – с 87 (80–90) до 90% (86–94), однако выявленные изменения не достигли уровня статистической значимости (p=0,064 и 0,086 соответственно); рис. 3. Показатели SpO2 на фоне кислородной поддержки также демонстрировали незначительное увеличение – с 93 (89–96) до 94% (90–96), при этом статистически значимых различий между этапами наблюдения не получено (p=0,797); рис. 4. Сводные данные по этим показателям представлены в табл. 2.

 

Рис. 2. Изменение уровня PaO2 исследуемой группы на фоне проведения ВАЛТ.

Fig. 2. Changes in PaO2 in the study group during VALT.

 

Рис. 3. Изменение уровня SpO2 исследуемой группы на фоне проведения ВАЛТ.

Fig. 3. Changes in SpO2 in the study group during VALT.

 

Рис. 4. Изменение уровня SpO2 на кислородной терапии исследуемой группы на фоне проведения ВАЛТ.

Fig. 4. Changes in SpO2 with supplemental oxygen in the study group during VALT.

 

Таблица 2. Сравнение динамики показателей ЧДД и SpO2 на фоне проведения ВАЛТ

Table 2. Comparison of the changes in respiratory rate and SpO2 during vibroacoustic pulmonary therapy (VALT)

Параметр

Исходно

После процедуры

p

ЧДД, мин-1

24 (23–26)

20 (19–26)

0,003

PaO2, мм рт. ст.

57 (48–62)

60 (53–76)

0,064

SpO2, %

87 (80–90)

90 (86–94)

0,086

SpO2 на O2, %

93 (89–96)

94 (90–96)

0,797

 

Далее проведена стратификация пациентов по исходу заболевания, что позволило нивелировать влияние ранней госпитальной летальности на показатели эффективности терапии и обеспечить более корректную интерпретацию полученных результатов. Такой подход повысил достоверность выводов об эффективности ВАЛТ и позволил рассматривать динамику ЧДД, PaO2 и SpO2 как потенциальные критерии оценки клинического ответа и прогноза у пациентов с COVID-19-ассоциированной пневмонией.

В подгруппе выживших отмечено достоверное снижение ЧДД: медиана ∆ЧДД составила -5 (-6; -4) в минуту, что свидетельствовало об уменьшении дыхательной нагрузки и стабилизации вентиляционной функции легких. В то же время у пациентов с летальным исходом наблюдали увеличение ЧДД: ∆ЧДД составила 4,5 (3; 6) в минуту, что отражало прогрессирование дыхательной недостаточности. Различия между подгруппами были статистически значимыми (p<0,001); рис. 5.

 

Рис. 5. Изменение ЧДД у пациентов на фоне применения ВАЛТ в зависимости от исхода заболевания.

Fig. 5. Changes in respiratory rate in patients during VALT by the outcomes.

 

Анализ изменения PaO2 показал его значительное повышение в группе выживших: медиана ∆PaO2 оказалась на уровне 14,0 мм рт. ст. (4,0; 20,0), тогда как у умерших пациентов регистрировалось выраженное снижение данного показателя: ∆PaO2 -6,0 мм рт. ст. (-13,8; -4,5); p=0,000. Это указывало на улучшение параметров газообмена под влиянием терапии у выживших пациентов и прогрессирующее ухудшение газообмена у пациентов с неблагоприятным исходом (рис. 6).

 

Рис. 6. Изменение PaO2 у пациентов на фоне применения ВАЛТ в зависимости от исхода заболевания.

Fig. 6. Changes in PaO2 in patients during VALT by the outcomes.

 

Аналогично у выживших пациентов наблюдали значимое повышение SpO2 на атмосферном воздухе: ∆SpO2 составила 6,0 (2,0; 7,0) %, тогда как у умерших пациентов отмечено выраженное снижение показателя – -7,0 (-16,8; -3,0) % (p<0,001); рис. 7.

 

Рис. 7. Изменение SpO2 у пациентов на фоне применения ВАЛТ в зависимости от исхода заболевания.

Fig. 7. Changes in SpO2 in patients during VALT by the outcomes.

 

При оценке SpO2 на фоне кислородной терапии (∆SpO2 на O2) у выживших пациентов изменения носили умеренно положительный характер – ∆SpO2 на O2 составила 1,0 (-1,0; 4,0) %, тогда как у умерших больных регистрировалось достоверное ухудшение показателя – -6,0 (-8,8; -1,3) % (p=0,001); рис. 8.

 

Рис. 8. Изменение SpO2 на О2 у пациентов на фоне применения ВАЛТ в зависимости от исхода заболевания.

Fig. 8. Changes in SpO2 with supplemental oxygen in patients during VALT by outcomes.

 

Таким образом, благоприятный исход заболевания ассоциировался с выраженным снижением ЧДД, а также с улучшением показателей оксигенации, в то время как отсутствие положительной динамики или ухудшение данных параметров характеризовало пациентов с неблагоприятным прогнозом (табл. 3).

 

Таблица 3. Сравнение показателей выживших больных и больных с летальным исходом основной группы

Table 3. Comparison of the metrics of survivors and patients with a fatal outcome in the main group

Параметр

Выжившие

Умершие

p

∆ЧДД

-5 (-6; -4)

4,5 (3; 6)

0,000

∆PaO2

14,0 (4,0; 20,0)

-6,0 (-13,8; -4,5)

0,000

∆SpO2

6,0 (2,0; 7,0)

-7,0 (-16,8; -3,0)

0,000

∆SpO2 на O2

1,0 (-1,0; 4,0)

-6,0 (-8,8; -1,3)

0,001

 

Для оценки прогностической значимости динамики клинико-функциональных показателей на фоне применения ВАЛТ в отношении выживаемости пациентов с COVID-19 выполнен ROC-анализ. В качестве классифицирующего исхода рассматривали летальный исход либо выписку из стационара.

Хорошей прогностической ценностью обладала динамика ∆PaO2. Так, AUC составила 0,933 (p=0,000; 95% ДИ 0,844–1,000), что соответствовало отличному качеству модели. Значение ∆PaO2≥-3,0 мм рт. ст. обеспечивало высокую чувствительность (Se=0,926) и специфичность (Sp=0,875) в прогнозировании выживаемости пациентов (рис. 9).

 

Рис. 9. ROC-анализ изменения PaO2 в отношении выживаемости пациентов на фоне применения ВАЛТ.

Fig. 9. ROC analysis of PaO2 changes for patient survival during VALT.

 

Сопоставимо высокие показатели получены при анализе динамики выраженности одышки по ВАШ (∆ВАШ). Значение AUC составило 0,919 (p=0,000; 95% ДИ 0,805–1,000), что свидетельствовало о высокой прогностической значимости данного параметра. Значение ∆ВАШ≤-0,5 балла характеризовалось высокой чувствительностью (Se=0,963) и специфичностью (Sp=0,875) при прогнозировании выживаемости пациентов (рис. 10).

 

Рис. 10. ROC-анализ изменения выраженности одышки по ВАШ в отношении выживаемости пациентов на фоне применения ВАЛТ.

Fig. 10. ROC analysis of changes in the severity of dyspnea assessed by VAS for patient survival during VALT.

 

Динамика ∆SpO2 также продемонстрировала отличную способность к разграничению исходов: AUC 0,940 (p=0,000; 95% ДИ 0,853–1,000). Значение ∆SpO2≥-2,0% с чувствительностью 0,963 и специфичностью 0,875 прогнозировало выживаемость пациентов, что подчеркивало клиническую значимость данного показателя в оценке эффективности ВАЛТ (рис. 11).

 

Рис. 11. ROC-анализ изменения SpO2 в отношении выживаемости пациентов на фоне применения ВАЛТ.

Fig. 11. ROC analysis of SpO2 changes for patient survival during VALT.

 

Несколько меньшую, но статистически значимую прогностическую ценность имела динамика ∆SpO2 на О2: AUC 0,873 (p=0,002; 95% ДИ 0,725–1,000). Пороговое значение ∆SpO2≥-1,5% обеспечивало чувствительность 0,852 и специфичность 0,750 в прогнозировании выживаемости больных, что соответствовало хорошему качеству модели (рис. 12).

 

Рис. 12. ROC-анализ изменения SpO2 на О2 в отношении выживаемости пациентов на фоне применения ВАЛТ.

Fig. 12. ROC analysis of SpO2 changes with supplemental oxygen for patient survival during VALT.

 

Таким образом, результаты ROC-анализа свидетельствовали о высокой прогностической значимости улучшения показателей газообмена и клинических симптомов на фоне применения ВАЛТ. Достижение указанных пороговых значений динамики PaO2, SpO2 и выраженности одышки ассоциировано с благоприятным исходом заболевания и может рассматриваться как ранний маркер эффективности проводимой терапии у пациентов с пневмонией, вызванной COVID-19.

Обсуждение

Результаты проведенного исследования продемонстрировали, что включение ВАЛТ в состав комплексного лечения пациентов с пневмонией, ассоциированной с COVID-19, сопровождалось статистически значимым снижением ЧДД. Одновременно отмечалась тенденция к увеличению уровня PaO2, SpO2 в периферической крови как при дыхании атмосферным воздухом, так и на фоне кислородной терапии, однако полученные изменения не достигли статистической значимости.

С учетом существенного влияния ранней госпитальной летальности на оценку эффективности лечения дальнейший анализ показателей газообмена проводили раздельно у выживших и умерших пациентов. В группе выживших выявлено достоверное повышение уровня SpO2 при дыхании атмосферным воздухом, тогда как у пациентов с летальным исходом данный показатель демонстрировал отрицательную динамику. Аналогичную динамику изменений наблюдали и в отношении SpO2 на фоне кислородной поддержки, и при оценке изменения PaO2. Соответственно, благоприятный исход заболевания был связан с выраженным снижением ЧДД и улучшением параметров оксигенации, тогда как отсутствие положительной динамики либо ухудшение указанных показателей характеризовало пациентов с неблагоприятным прогнозом.

Полученные результаты согласуются с современными представлениями о механизмах действия методов механического очищения дыхательных путей. Предполагается, что виброакустическое воздействие и высокочастотная осцилляция грудной клетки способствуют уменьшению вязкости бронхиального секрета, усилению мукоцилиарного транспорта, повышению эффективности кашлевого клиренса и улучшению вентиляции ранее гиповентилируемых участков легочной ткани. Дополнительное значение могут иметь рекрутирование частично коллабированных альвеол и восстановление вентиляционно-перфузионного соотношения, что особенно актуально при вирусных пневмониях, сопровождающихся формированием микроателектазов и выраженным нарушением оксигенации. Именно совокупность этих механизмов, вероятно, объясняет отмеченное в нашем исследовании улучшение показателей газообмена у пациентов с благоприятным исходом заболевания [8, 9]. Схожие выводы представлены в систематическом обзоре M. McIlwaine и соавт. (2019 г.), посвященном различным методам очищения дыхательных путей. Авторы показали, что методы механической осцилляции обеспечивают эффективную эвакуацию бронхиального секрета, уменьшают риск формирования ателектазов и могут способствовать улучшению вентиляции легких, особенно у пациентов с выраженным нарушением бронхиального дренажа. Несмотря на неоднородность включенных исследований, общий эффект физиотерапии дыхательных путей признан клинически значимым [10].

В то же время результаты клинических исследований о влиянии ВАЛТ на параметры газообмена неоднозначны. Это соответствует данным современных систематических обзоров, свидетельствующих о том, что наибольший эффект методов очищения дыхательных путей достигается в отношении улучшения дренажной функции бронхов и клинического состояния пациентов, тогда как влияние на показатели оксигенации во многом определяется особенностями исследуемой популяции и дизайном исследований [11].

Аналогичные нашим результаты показаны в клиническом случае 59-летнего пациента с тяжелым течением пневмонии, вызванной COVID-19. Положительную динамику регистрировали по результатам пульсоксиметрии, анализа газового состава крови и индекса оксигенации [6]. В другом более масштабном исследовании, включавшем 100 пациентов, получавших комплексную терапию инфекции COVID-19, добавление высокочастотной стимуляции грудной клетки также сопровождалось достоверным повышением уровня SpO2 [12].

Результаты нашего исследования согласуются не только с отдельными клиническими работами, но и с современными международными рекомендациями по ведению пациентов с COVID-19. Согласно обновленным рекомендациям P. Thomas и соавт. (2022 г.) респираторную физиотерапию нужно проводить строго по показаниям и включать методы очищения дыхательных путей у пациентов с затрудненным отхождением секрета, а также раннюю мобилизацию и позиционную терапию. Авторы подчеркивают, что оценка эффективности лечения должна основываться прежде всего на объективных показателях оксигенации и клинического состояния пациента [13].

В то же время в пилотном исследовании ВАЛТ аппаратом BARK VibroLUNG у пациентов с инфекцией COVID-19, осложненной дыхательной недостаточностью, различные режимы имели как положительное, так и отрицательное влияние на газообмен [14]. Метаанализ исследований пациентов с обострением хронической обструктивной болезни легких продемонстрировал, что применение высокочастотной осцилляции грудной клетки сопровождалось достоверным увеличением объема эвакуируемой мокроты и сокращением длительности госпитализации более чем на 4 дня. Вместе с тем влияние метода на показатели PaO2 и PaCO2 оказалось менее выраженным и характеризовалось значительной межисследовательской вариабельностью, что авторы объясняют различиями в тяжести состояния пациентов, режимах терапии и используемых устройствах. Эти результаты хорошо согласуются с полученными нами данными, согласно которым наиболее выраженный эффект ВАЛТ наблюдали не при анализе всей группы пациентов, а после стратификации по клиническому исходу [15].

В некоторых работах сообщается о снижении уровня SpO2 при использовании ВАЛТ. Описано транзиторное снижение уровня SpO2 по сравнению с другими методами респираторной физиотерапии у пациентов с муковисцидозом [16]. Аналогичные кратковременные эпизоды снижения SpO2 продолжительностью до 30 с зафиксированы у пациентов с травмой грудной клетки, осложненной острой дыхательной недостаточностью [17]. Полученные данные свидетельствуют о необходимости мониторинга SpO2 при проведении ВАЛТ. Согласно консенсусному документу Европейского респираторного общества серьезные нежелательные явления при использовании методов очищения дыхательных путей наблюдаются крайне редко, однако возможны кратковременные эпизоды снижения SpO2, связанные с мобилизацией бронхиального секрета и временным перераспределением вентиляции. Именно поэтому динамический контроль SpO2 рассматривается как обязательный компонент безопасного проведения респираторной физиотерапии [18].

В отличие от ряда ранее опубликованных работ, в настоящем исследовании продемонстрирована комплексная оценка клинического ответа на ВАЛТ с учетом стратификации пациентов по исходу заболевания, что позволило более точно интерпретировать влияние терапии и минимизировать эффект ранней госпитальной летальности. Кроме того, использование как объективных (PaO2, SpO2, ЧДД), так и субъективных (одышки по ВАШ) показателей позволило более полно оценить клинический эффект вмешательства.

В нашем исследовании проведена детальная оценка динамики показателей газообмена с использованием ROC-анализа, что позволило не только подтвердить эффективность метода, но и предложить конкретные прогностические критерии его успешности.

Тем не менее следует учитывать ряд ограничений исследования. Относительно небольшой объем выборки, а также одноцентровой дизайн могут ограничивать возможность экстраполяции полученных результатов на более широкую популяцию пациентов. Кроме того, отсутствие длительного наблюдения не позволяет оценить влияние ВАЛТ на отдаленные исходы.

Заключение

В перспективе представляется целесообразным проведение многоцентровых рандомизированных исследований с большим числом пациентов, а также сравнительных работ, направленных на сопоставление различных методов респираторной физиотерапии. Это позволит более точно определить место ВАЛТ в алгоритмах лечения пациентов с тяжелой пневмонией.

В целом полученные данные подтверждают, что применение ВАЛТ способствует улучшению клинического состояния и параметров газообмена у пациентов с COVID-19-ассоциированной пневмонией и может рассматриваться как перспективное направление терапии при дыхательной недостаточности.

Раскрытие конфликта интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Disclosure of interest. The authors declare that they have no competing interests.

Вклад авторов. Авторы декларируют соответствие своего авторства международным критериям ICMJE. А.Е. Шмидт – концептуализация, курация данных, формальный анализ, исследование, методология, визуализация, написание – первоначальный вариант, написание – рецензирование и редактирование; Г.С. Нуралиева – концептуализация, курация данных, формальный анализ, исследование, методология, управление проектом, ресурсы, надзор, написание – рецензирование и редактирование; Г.В. Неклюдова – курация данных, формальный анализ, методология, управление проектом, ресурсы, визуализация, написание – первоначальный вариант; С.Н. Авдеев – концептуализация, исследование, методология, управление проектом, написание – рецензирование и редактирование.

Authors’ contribution. The authors declare the compliance of their authorship according to the international ICMJE criteria. A.E. Shmidt – conceptualization, data curation, formal analysis, investigation, methodology, project administration, resources, supervision, writing – review & editing; G.V. Nekludova – data curation, formal analysis, methodology, project administration, resources, visualization, writing – original draft preparation; S.N. Avdeev – conceptualization, investigation, methodology, project administration, writing – review & editing.

Источник финансирования. Авторы декларируют отсутствие внешнего финансирования для проведения исследования и публикации статьи.

Funding source. The authors declare that there is no external funding for the exploration and analysis work.

Раскрытие информации об использовании ИИ. При написании статьи ИИ не использовался.

Disclosing the use of AI. No AI was used when writing the article.

Соответствие принципам этики. Протокол исследования одобрен локальным этическим комитетом ФГАОУ ВО «Первый МГМУ им. И.М. Сеченова» (Сеченовский Университет); протокол №07-23 от 27.04.2023. Одобрение и процедуру проведения протокола получали по принципам Хельсинкской декларации.

Compliance with the principles of ethics. The study protocol was approved by the local ethics committee of Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Minutes No. 07-23 dated 27.04.2023. Approval and protocol procedure was obtained according to the principles of the Declaration of Helsinki.

Информированное согласие на публикацию. Пациенты подписали форму добровольного информированного согласия на публикацию медицинской информации.

Consent for publication. Written consent was obtained from the patients for publication of relevant medical information and all of accompanying images within the manuscript.

×

About the authors

Anna E. Shmidt

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University)

Author for correspondence.
Email: a_e_schmidt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1314-0091

Teaching Assist.

Russian Federation, Moscow

Galiya S. Nuralieva

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Research Institute for Pulmonology

Email: a_e_schmidt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4726-4906

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Galina V. Nekludova

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Research Institute for Pulmonology

Email: a_e_schmidt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9509-0867

D. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow; Moscow

Sergey N. Avdeev

Sechenov First Moscow State Medical University (Sechenov University); Research Institute for Pulmonology

Email: a_e_schmidt@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5999-2150

D. Sci. (Med.), Prof., Acad. RAS

Russian Federation, Moscow; Moscow

References

  1. Uzundurukan A, Poncet S, Boffito DC, Micheau P. Acoustic airway clearance devices: A systematic review of experimental and numerical studies. Biomedical Engineering Advances. 2024;8:100134. doi: 10.1016/j.bea.2024.100134
  2. Kempainen RR, Milla C, Dunitz J, et al. Comparison of settings used for high-frequency chest-wall compression in cystic fibrosis. Respir Care. 2010;55(6):695-701.
  3. Boyd-Brewer C. Vibroacoustic Therapy: Sound Vibrations in Medicine. Alternative and Complementary Therapies. 2003;9(5):257-63. doi: 10.1089/107628003322490706
  4. Sancho PT, Gandarias PA, González RS, Gurumeta AA. Respiratory physiotherapy with Vibration belts in the critical patient Covid-19 in the prone position. Rev Esp Anestesiol Reanim (Engl Ed). 2020;67(8):481-2. doi: 10.1016/j.redar.2020.06.014
  5. Салухов В.В., Харитонов М.А., Макаревич А.М., и др. Опыт применения аппарата Bark Vibrolung в комплексном лечении внебольничной пневмонии. Вестник Российской военно-медицинской академии. 2021;23(1):51-8 [Salukhov VV, Kharitonov MA, Makarevich AM, et al. Experience of using the «Bark Vibrolung» device in the complex treatment of community-acquired pneumonia. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2021;23(1):51-8 (in Russian)]. doi: 10.17816/brmma63576
  6. Bekniyazova AZ, Kadralinova A, Konkayeva ME, et al. Case Report: Complex Treatment Using Vibroacoustic Therapy in a Patient With Co-Infection and COVID-19. Front Med (Lausanne). 2022;9:893306. doi: 10.3389/fmed.2022.893306
  7. Щикота А.М., Морозова С.А., Турова Е.А., и др. Возможности виброакустической терапии в коррекции респираторных проявлений постковидного синдрома. Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2022;99(6):5-12 [Shchikota AM, Morozova SA, Turova EA, et al. Capacity of vibroacoustic therapy for correction of respiratory manifestations of post COVID-19 syndrome. Problems of Balneology, Physiotherapy and Exercise Therapy. 2022;99(6):5-12 (in Russian)]. doi: 10.17116/kurort2022990615
  8. Marin A, Chiaradia VC, Dobre M, et al. High-frequency chest wall oscillation devices: An umbrella review and bibliometric analysis. Comput Biol Med. 2024;182:109135. doi: 10.1016/j.compbiomed.2024.109135
  9. Sharma A, Vats S, Gupta R, Chahal A. Recent Advances in Chest Rehabilitation during COVID-19 Outbreak: A Systematic Review. J Lifestyle Med. 2022;12(2):72-82. doi: 10.15280/jlm.2022.12.2.72
  10. McIlwaine M, Button B, Nevitt SJ. Positive expiratory pressure physiotherapy for airway clearance in people with cystic fibrosis. Cochrane Database Syst Rev. 2019;(11):CD003147. doi: 10.1002/14651858.CD003147.pub5
  11. Lee AL, Burge A, Holland AE. Airway clearance techniques for bronchiectasis. Cochrane Database Syst Rev. 2013;(5):CD008351. doi: 10.1002/14651858.CD008351.pub2. Update in: Cochrane Database Syst Rev. 2015;(11):CD008351. doi: 10.1002/14651858.CD008351.pub3
  12. Çelik M, Yayık AM, Kerget B, et al. High-Frequency Chest Wall Oscillation in Patients with COVID-19: A Pilot Feasibility Study. Eurasian J Med. 2022;54(2):150-6. doi: 10.5152/eurasianjmed.2022.21048
  13. Thomas P, Baldwin C, Beach L, et al. Physiotherapy management for COVID-19 in the acute hospital setting and beyond: an update to clinical practice recommendations. J Physiother. 2022;68(1):8-25. doi: 10.1016/j.jphys.2021.12.012
  14. Konkayev A, Bekniyazova A. Vibroacoustic therapy in the treatment of patients with COVID-19 complicated by respiratory failure: a pilot randomized controlled trial. Front Med (Lausanne). 2023;10:1225384. doi: 10.3389/fmed.2023.1225384
  15. Huang HP, Chen KH, Tsai CL, et al. Effects of High-Frequency Chest Wall Oscillation on Acute Exacerbation of Chronic Obstructive Pulmonary Disease: A Systematic Review and Meta-Analysis of Randomized Controlled Trials. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2022;17:2857-69. doi: 10.2147/COPD.S378642
  16. Darbee JC, Kanga JF, Ohtake PJ. Physiologic evidence for high-frequency chest wall oscillation and positive expiratory pressure breathing in hospitalized subjects with cystic fibrosis. Phys Ther. 2005;85(12):1278-89.
  17. Konkayev A, Bekniyazova A, Khamidullina Z, Konkayeva M. Case series report: use of vibroacoustic pulmonary therapy in patients with thoracic trauma complicated by acute respiratory failure. Front Med (Lausanne). 2024;11:1399397. doi: 10.3389/fmed.2024.1399397
  18. Herrero-Cortina B, Lee AL, Oliveira A, et al. European Respiratory Society statement on airway clearance techniques in adults with bronchiectasis. Eur Respir J. 2023;62(1):2202053. doi: 10.1183/13993003.02053-2022

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2. Fig. 1. Changes in respiratory rate in the study group during VALT.

Download (47KB)
3. Fig. 2. Changes in PaO2 in the study group during VALT.

Download (48KB)
4. Fig. 3. Changes in SpO2 in the study group during VALT.

Download (47KB)
5. Fig. 4. Changes in SpO2 with supplemental oxygen in the study group during VALT.

Download (45KB)
6. Fig. 5. Changes in respiratory rate in patients during VALT by the outcomes.

Download (122KB)
7. Fig. 6. Changes in PaO2 in patients during VALT by the outcomes.

Download (121KB)
8. Fig. 7. Changes in SpO2 in patients during VALT by the outcomes.

Download (124KB)
9. Fig. 8. Changes in SpO2 with supplemental oxygen in patients during VALT by outcomes.

Download (120KB)
10. Fig. 9. ROC analysis of PaO2 changes for patient survival during VALT.

Download (110KB)
11. Fig. 10. ROC analysis of changes in the severity of dyspnea assessed by VAS for patient survival during VALT.

Download (109KB)
12. Fig. 11. ROC analysis of SpO2 changes for patient survival during VALT.

Download (114KB)
13. Fig. 12. ROC analysis of SpO2 changes with supplemental oxygen for patient survival during VALT.

Download (112KB)

Copyright (c) 2026 Consilium Medicum

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия ПИ № ФС77-63969 от 18.12.2015. 
СМИ зарегистрировано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор).
Регистрационный номер и дата принятия решения о регистрации СМИ: серия
ЭЛ № ФС 77 - 69134 от  24.03.2017.