Искусственная гипотермия — это метод, используемый в современной медицине для защиты организма или отдельных органов и тканей от гипоксии.
Противогипоксический эффект гипотермии обусловлен снижением метаболических процессов и уменьшением потребностей клеточных структур в кислороде.
Влияние холодной воды на организм человека впервые было изучено Дж Карри в 1798 г. Для выяснения причин смерти моряков, потерпевших кораблекрушение в зимний период, он погружал добровольцев в воду температуры 9—10°С и изучал эффекты искусственной гипотермии. В результате экспериментов Д. Карри установил, что наряду со снижением температуры урежаются и сердечные сокращения. Он выявил также важный феномен дальнейшего снижения температуры тела обследуемых после прекращения охлаждения [Cooper К, Sellik В., 1960]. Заслугой Дж. Карри является и предложенный им метод лечения гипертермии погружением больного в воду температуры 7 °С.
Исследования по гипотермии были продолжены только через 50 лет в середине XIX столетия, когда Клод Бернар в экспериментах на морских свинках доказал обратимость глубокого охлаждения (18—20 °С) с последующим согреванием. В 1863 Г.А.П. Вальтер предсказал возможность применения гипотермии в хирургии. Большой вклад в этом направлении сделал J.Voit (1878), который установил, что при дрожи во время охлаждения потребление кислорода увеличивается. Это было подтверждено исследованиями A. Krogh (1916), устранившего дрожь с помощью кураре и отметившего снижение потребления кислорода в процессе охлаждения [Martin С., 1930]. В 1905 г. S. Simpson и P. Herring предложили термин «искусственная гибернация» и показали, что снижение температуры до 28 °С и ниже дает наркотизирующий эффект («холодовой наркоз»).
Попытка излечить рак с помощью длительного (5—8 дней) охлаждения (29—32 °С) больных под наркозом была сделана Т. Fay и G. Henry в 1938 г. Несмотря на неудачу, авторы получили ценные данные о длительном поддержании жизнедеятельности организма в условиях гипотермии (28—30 °С) и наркоза (последний предупреждал возникновение дрожи и спазма сосудов во время охлаждения). Положительное влияние гипотермии на течение геморрагического шока у собак отмечен в 1947 г. Е. Delorme.
В 1950 г. W. Bigelow и соавт. доказали возможность прекращения кровообращения на 10—15 мин при температуре 26—28 °С. Спустя 2 года F. Lewis и М Taufic выполнили первую в мире операцию на сердце под умеренной гипотермией, произведя ушивание дефекта межпредсердной перегородки под контролем зрения.
В последующие годы под гипотермией были выполнены операции по поводу клапанного стеноза легочной артерии [Swan H. et al., 1954], аорты [Clowes G., Neville W., 1955] и ряда других врожденных и приобретенных пороков сердца.
Существенный вклад в развитие и распространение метода гипотермии внесли отечественные хирурги А.Н. Бакулев, В.И. Бураковский, А.А. Вишневский, Б.А. Королев, П.А. Куприянов, Е.Н. Мешалкин, Б.В. Петровский, Ф Г. Углов и др. Серии оригинальных исследований, отраженных в докторских диссертациях и монографиях, были проведены анестезиологами Т.М Дарбиняном (1964), О.Д. Колюцкой (1964), Г.А. Рябовым (1966) и др.
До 60х годов умеренная искусственная гипотермия была методом выбора при операциях на сердце, но затем она начала быстро утрачивать свои позиции, уступив место методу искусственного кровообращения (ИК). Попытки возрождения метода путем разработки специальной аппаратуры для упрощения процесса охлаждения (аппарат «Холод 2Ф» для краниоцеребральной гипотермии) позволили продлить активную жизнь метода в кардиохирургии еще на несколько лет [Зольников С. М. и др., 1967]. С 70х годов искусственная гипотермия с помощью различных вариантов наружного охлаждения применялась лишь при коррекции простых врожденных пороков сердца в небольшом числе лечебных учреждений. Шире метод использовали нейрохирурги при резекции больших внутричерепных аневризм, в хирургии магистральных сосудов шеи и брюшной аорты, а также с терапевтической целью.
Повидимому, возможности искусственной гипотермии остались бы на указанном уровне на многие годы, если бы не приоритетные работы (19771982) НИИ патологии кровообращения МЗ РСФСР под руководством Е.Н. Мешалкина, радикально изменившие представления о безопасных сроках выключения сердца из кровообращения при умеренной гипотермии. Разработанный метод гипотермической защиты, основанный на сочетанием эффекте действия холода (2830 °С) и фармакологических средств, снижающих потребности организма в кислороде (до 25% и менее от исходного уровня), позволяет удлинить безопасный период выключения сердца до 35—40, а в ряде случаев и до 60 мин три температуре 25—26 С), г с на сроки, в 34 раза превышающие таковые по данным литературы.
Не касаясь вопроса о целесообразности проведения операций на сердце в условиях искусственной гипотермии при наличии метода ИК отметим, что с позиций патофизиологии и анестезиологии разработанный метод имеет первостепенное научное значение и, безусловно относится к разряду существенных достижений при разрешении проблемы умеренной искусственной гипотермии.
Начиная с 70 х годов у детей до 2 лет и массой тела до 10 кг стали применять глубокую гипотермию, используя комбинированный метод—наружное и экстракорпоральное охлаждение с помощью аппарата ИК (АИК) последний отключали при температуре 15—20 °С [Barrat Boyes В et al 1971 f kroth R et al, 1989].
Непременным условием проведения гипотермии любым способом является тщательная предварительная подготовка больного к анестезии и операции. Она включает комплексную премедикацию накануне и в день операции выбор метода вводной анестезии, минимально влияющего на гемодинамику интубацию трахеи термопластическими трубками катетеризацию центральных и периферических вен и лучевой артерии для мониторного контроля введение температурных датчиков в пищевод (носоглотку) и прямую кишку катетеризацию мочевого пузыря.
Все указанные процедуры следует выполнять тщательно обращая особое внимание на надежность фиксации и крепления в расчете на перемещения больного с операционного стола.
Вторым важным положением является адекватная защита больного от действия холода. Анестезиолог должен обеспечить эффективную периферическую вазодилатацию в процессе охлаждения, что будет способствовать снижению температуры, и предупредить дрожь, которая будет усиливать теплопродукцию и увеличивать потребление кислорода. Всем этим требованиям отвечают такие современные методы общей анестезии как различные варианты атаралгезии, нейролептаналгезии и др с использованием в достаточных дозах миорелаксантов (пипекуроний, панкуроний, атракурий, векуроний и др.), а при необходимости — вазодилататоров (натрия нитропруссид, арфонад, гигроний и др.) Ряд авторов рекомендуют для этих целей использовать глубокий уровень общей анестезии [Верещагин И.П., 1981]. Однако большинство анестезиологов предпочитают применять закись азота, фторотан или их комбинацию в концентрациях, обеспечивающих поверхностный уровень общей анестезии.
Охлаждение поверхности тела. Погружение тела в ванну с холодной водой (6—12 °С) Несмотря на громоздкость связанную с перекладыванием больного с операционного стола в ванну методика достаточно эффективна изза большой площади соприкосновения тела с холодной водой. Кроме того, охлаждение в ванной позволяет проводить легкий массаж тела и конечностей для предупреждения застоя крови и улучшения венозного возврата. По мнению В.Sellick (1960) температура воды в ванне первоначально должна быть в пределах 17—20°С. После укладывания больного в ванну особое внимание следует обратить на пальцы рук и ног которые во избежание переохлаждения должны находиться выше уровня воды (рис. 17.1) Затем добавляя лед, снижают температуру воды и поддерживают ее в пределах 10°(у взрослых и 12 °С у детей).
Обычно температура в пищеводе через 5—15 мин начинает снижаться и через 25—55 мин достигает 32°С. В периоде охлаждения могут наблюдаться вазоконстрикция гипертензия брадикардия расширение зрачков. У ряда больных появляется «гусиная кожа», требующая дополнительного введения миорелаксантов, нейролептиков, вазоаилататоров, атарактиков, увеличения концентрации ингаляционных анестетиков или др. После перемещения больного из ванны на операционный стол в течение 30—40 мин происходит дальнейшее снижение температуры в пределах 2°С.
Операцию начинают при температуре 30 С, которая в дальнейшем существенно не меняется. После завершения внутрисердечного этапа операции с помощью специального матраса, через который циркулирует теплая вода начинают согревание больного на операционном столе. К моменту зашивания кожной раны и окончания операции температура повышается на 1 град. С. Затем больного вновь перекладывают в ванну с водой температуры 40—42 С и аккуратно, чтобы не намочить повязку проводят леткий массаж конечностей и туловища. По достижении температуры 34,535 С больного извлекают из ванны. Дальнейшее спонтанное согревание происходит в отделении интенсивной терапии.
Охлаждение тела мешками со льдом. Методика достаточно проста, ее эффективность увеличивается при накладывании льда на область сосудов шеи, подмышечных, паховых и подколенных зон. Тем не менее процесс охлаждения длительный (1,5—2 ч) и чреват осложнениями (обморожение некроз) Согревание также продолжительное (2—4 ч).
Обкладывание тепа специальными одеялами через ко торые циркулирует холодная или горячая вода. Преимущества этой методики в том, что больного можно охладить (согреть) на операционном столе, причем температуру циркулирующей жидкости можно контролировать. Недостатками метода являются необходимость в специальной аппаратуре (насос, термостат, одеяла), медленное охлаждение (согревание), опасность ожогов при неисправности термостата и др.
Охлаждение воздухом. Наиболее простым способом peaлизующим этот принцип является использование фена и влажных простыней, которыми укрывают больного. Более сложно охлаждение воздухом в камере «Гипотерм», куда помещают больногоo (рис 17.2). Отечественными инженерами дляохлаждения головы больного воздухом создан специальный аппарат «Флюидокраниогипотерм», который предназначен для использования главным образом в нейрохирургии и реанимационной практикке. Преимуществами рассматриваемог метода является отсутствие необходимости в холодной воде и возможность легко контролировать степень охлаждения. Вместе с тем более длительное охлаждение, сложная аппаратура и возможность обморожения при температуре воздуха ниже 0°С в определенной степени нивелируют преимущества способов воздушного охлаждения.
Орошение холодной водой.. Эта методика реализована в аппарате «Холод 2Ф», предназначенном для краниоцеребральной гипотермии. С помощью аппарата проводится дождевание волосистой части головы водой температуры 2—4 °С. Способ имеет ряд преимуществ. В частности, быстро (25—30 мин) и эффективно охлаждается кора головного мозга, прилегающая к своду черепа, на фоне медленного охлаждения тела больного. Большим преимуществом является возможность охлаждения (согревания) на операционном столе по ходу операции, не прерывая работу хирургов, что свидетельствует об управляемости метода. Удобно и безопасно для больного наличие автоматического контроля за температурой охлаждающей (согревающей) жидкости, а также возможность ее быстрого охлаждения и согревания. Следует отметить и удобство проведения краниоцеребральной гипотермии в отделении интенсивной терапии, так как конструкция аппарата позволяет установить охлаждающий (согревающий) модуль непосредственно в изголовье кровати. В 70х годах методика краниоцеребральной гипотермии получила широкое распространение в кардиохирургической и реаниматологической практике. В настоящее время она имеет ограниченное применение в хирургии сердца, уступив место ИК. Однако число сторонников использования ее при ликвидации ряда несложных врожденных пороков сердца достаточно велико (Е.Н.Мешалкин, И.П. Верещагин, Б.А. Королев, В.И. Францев, В.С. Сергиевский, И.К. Охотин, Е.Е. Литасова и др. )
Экстракорпоральное охлаждение крови. Идея охлаждения крови вне организма и ее реализация в эксперименте, по свидетельству Р.Gollan (1959), М.Gdlleti и A.Breeher (1959), принадлежит J.Heymaus из Гентскою университета (Бельгия). Еще в период первой мировой воины он сконструировал стеклянную канюлю (теплообменник), один конец которой соединял с сонной артерией, а другой с внутренней яремной веной. Охлаждая или согревая кровь через теплообменник и направляя ток крови вверх или вниз по яремной вене, он в экспериментах на кроликах изучал гемодинамические и респираторные эффекты при охлаждении сердца до 18 °С и согревании мозга до 43°С. Многие годы эта работа оставалась незамеченной, и лишь начиная с 50х годов методика охлаждения крови вне организма была возрождена усилиями J. Boerеntа и соавт. (1951), Е .Delorme (1952), Р. Gollan и соавт (1952) и др.
Не получила известности и работа Н.В. Пучкова (1933), который первым в мире осуществил экстракорпоральное охлаждение крови с помощью АИК и теплообменника. Еще в 1931 г Н.В. Пучков в лаборатории, руководимой С.С. Брюхоненко, поставил серию экспериментов по оживлению собак после глубокого охлаждения. С этой целью он использовал «автожектор» Брюхо ненко — первый в мире АИК и сконструированный им теплообменник (по типу змеевика), который он обкладывал льдом. Одновременно он проводил и наружное охлаждение. К сожалению, работу Н.В. Пучкова постигла участь исследований, проведенных С.С. Брюхоненко. Она не получила должного признания не только в зарубежной, но и в отечественной литературе [Петровский Б.В. и др., 1967]