Efficacy and safety of combined therapy with thermal heliox and nitric oxide during noninvasive ventilation in patients with acute chronic obstructive pulmonary disease complicated by hypoxemic, hypercapnic respiratory failure and secondary pulmonary hypertension

Cover Page

Cite item

Full Text

Abstract

Aim. To study the efficacy and safety of combination therapy of thermal heliox (t-He/O2) and nitric oxide (NO) in patients with acute chronic obstructive pulmonary disease complicated by hypoxemic, hypercapnic respiratory failure and secondary pulmonary arterial hypertension (PAH) [group III PAH according to the classification of the World Health Organization].

Materials and methods. The study included 180 patients (GOLD C/D) divided into four groups: Group 1 (t-He/O₂ + non-invasive ventilation – NIV), Group 2 (NO + NIV), Group 3 (t-He/O₂ + NO + NIV), and Group 4 (control, receiving NIV alone). Clinical, gas exchange, and hemodynamic parameters were evaluated.

Results. Combined therapy (Group 3) demonstrated the highest efficacy: respiratory rate decreased to 16.2±0.9 breaths/min, partial pressure of arterial carbon dioxide (PaCO₂) reduced to 41.7±2.9 mm Hg, partial pressure of arterial oxygen (PaO₂) increased to 80.8±8.9 mm Hg, and exercise tolerance improved (six-minute walk test [6MWT]: +805±156%). Minimal improvements were observed in the control group.

Conclusion. The combination of t-He/O₂ and NO with NIV is safe and more effective than monotherapy or NIV alone.

About the authors

Ludmila V. Shogenova

Pirogov Russian National Research Medical University (Pirogov University)

Author for correspondence.
Email: Luda_Shog@list.ru
ORCID iD: 0000-0001-9285-9303

Cand. Sci. (Med.)

Russian Federation, Moscow

References

  1. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD). Global strategy for the diagnosis, management, and prevention of chronic obstructive pulmonary disease. Report 2023. Available at: https://goldcopd.org/wp-content/uploads/2023/03/GOLD-2023-ver-1.3-17Feb2023_WMV.pdf. Accessed: 03.02.2025.
  2. García-Sanz MT, Pol-Balado C, Abellás C, et al. Factors associated with hospital admission in patients reaching the emergency department with COPD exacerbation. Multidiscip Respir Med. 2012;7(1):6 doi: 10.1186/2049-6958-7-6
  3. Хроническая обструктивная болезнь легких. Клинические рекомендации Минздрава России 2024 г. Режим доступа: https://spulmo.ru/upload/KR-HOBL.pdf. Ссылка активна на 03.02.2025 [Khronicheskaia obstruktivnaia bolezn' legkikh. Klinicheskie rekomendatsii Minzdrava Rossii 2024 g. Available at: https://spulmo.ru/upload/KR-HOBL.pdf. Accessed: 03.02.2025 (in Russian)].
  4. Vogelmeier CF, Román-Rodríguez M, Singh D, et al. Goals of COPD treatment: Focus on symptoms and exacerbations. Respir Med. 2020;166:105938. doi: 10.1016/j.rmed.2020.105938
  5. Adeloye D, Chua S, Lee C, et al. Global and regional estimates of COPD prevalence: Systematic review and meta-analysis. J Glob Health. 2015;5(2):020415. doi: 10.7189/jogh.05.020415
  6. Lamprecht B, McBurnie MA, Vollmer WM, et al. COPD in never smokers: results from the population-based burden of obstructive lung disease study. Chest. 2011;139(4):752-63. doi: 10.1378/chest.10-1253
  7. Добровольное информированное согласие. Науч. ред. А.Г. Чучалин, Е.Г. Гребенщикова. М.: Вече, 2022 [Dobrovol'noe informirovannoe soglasie. Nauch. red. AG Chuchalin, EG Grebenshchikova. Moscow: Veche, 2022 (in Russian)].
  8. Позднякова Д.Д., Бахарева Т.А., Баранова И.А., и др. Реабилитационная программа постковидного синдрома с применением оксида азота и молекулярного водорода. Терапевтический архив. 2024;96(3):260-5 [Pozdnyakova DD, Bakhareva TA, Baranova IA, et al. Rehabilitation program of post-COVID-19 syndrome with the use of nitric oxide and molecular hydrogen. Terapevticheskii Arkhiv (Ter. Arkh.). 2024;96(3):260-5 (in Russian)]. doi: 10.26442/00403660.2024.03.202639
  9. Марков Х.М. Оксид азота и сердечно-сосудистая система. Успехи физиологических наук. 2001;32(3): 49-65 [Markov HM. Nitrogen oxide and the cardio-vascular system. Advances in Physiological Sciences. 2001;32(3):49-65 (in Russian)].
  10. Ignarro LJ, Cirino G, Casini A, Napoli C. Nitric Oxide as a Signaling Molecule in the Vascular System: An Overview. Journal of Cardiovascular Pharmacology. 2003;34(6):879-86. doi: 10.1097/00005344-199912000-00016
  11. Нгуен Х.К., Позднякова Д.Д., Баранова И.А., Чучалин А.Г. Применение ингаляций оксида азота при COVID-19. Пульмонология. 2024;34(3):454-63 [Nguyen HC, Pozdnyakova DD, Baranova IA, Chuchalin AG. Use of inhaled nitric oxide in COVID-19. Pulmonology. 2024;34(3):454-63 (in Russian)].
  12. Ignarro LJ. Nitric oxide. Reference module in biomedical sciences. Amsterdam: Elsevier, 2014.
  13. American Academy of Pediatrics. Committee on Fetus and Newborn. Use of inhaled nitric oxide. Pediatrics. 2000;106(2 Pt. 1):344-5.
  14. Wright RO, Lewander WJ, Woolf AD. Methemoglobinemia: etiology, pharmacology, and clinical management. Ann Emerg Med. 1999;34(5):646-56. doi: 10.1016/s0196-0644(99)70167-8
  15. Цыганова Т.Н., Егоров Е., Воронина Т.Н. Оксид азота и интервальная гипоксическая тренировка в реабилитации COVID-19 – новое направление исследований. Физиотерапевт. 2021;4:30-41 [Tsyganova TN, Egorov E, Voronina TN. Nitric oxide and interval hypoxic training in COVID-19 rehabilitation – new research direction. Physiotherapist. 2021;4:30-41 (in Russian)]. doi: 10.33920/med-14-2108-04
  16. Oswald-Mammosser M, Weitzenblum E, Quoix E, et al. Prognostic factors in COPD patients receiving long-term oxygen therapy. Importance of pulmonary artery pressure. Chest. 1995;107(5):1193-8. doi: 10.1378/chest.107.5.1193
  17. Barrington KJ, Finer N, Pennaforte T. Inhaled nitric oxide for respiratory failure in preterm infants. Cochrane Database Syst Rev. 2017;1(1):CD000509. doi: 10.1002/14651858.CD000509.pub5
  18. Bates CA, Silkoff PE. Exhaled nitric oxide in asthma: from bench to bedside. J Allergy Clin Immunol. 2003;111(2):256-62. doi: 10.1067/mai.2003.103

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Research design.

Download (356KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. SDL dynamics on days 1 and 15: a is an intergroup comparison on day 15, where # is NO compared to t-He/O2, t-He/O2+NO, & is control compared to t-He/O2, t-He/O2+NO (p<0.05); b is an intragroup comparison, where * is each subsequent day in comparison with the day of the previous measurement (p<0.05).

Download (88KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. The dynamics of the distance traveled during the 6th MT, in 1, 3, 5, 7, 9, 11, 13 and the 15th days: a is an intragroup comparison, where * is each subsequent day in comparison with the day of the previous measurement (p<0.05); b is an intergroup comparison. comparison, where * – t-He/O2 versus NO, t-He/O2+NO, control, $ – t-He/O2+NO versus NO, control, & – control versus NO (p<0.05).

Download (65KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Consilium Medicum

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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».