В 1954 г. О.Ross применил метод экстракорпоральной гипотермии в клинике, а с 1957 г. W.Sealy и соавт. начали выполнять операции на открытом сердце в условиях гипотермической перфузии (сочетание ИК с экстракорпоральным охлаждением). Последующие 30 лет показали, что этот метод занял доминирующее положение в современной кардиохирургии, став методом выбора при операциях на открытом сердце.
В 1954 г. W.Parkins и соавт. разработали метод глубокого изолированного охлаждения головного мозга в эксперименте. Они забирали кровь из сонной артерии, охлаждали ее и с помощью насоса возвращали, быстро охлаждая головной мозг до 12— 15°С. В дальнейшем эта методика была использована при операциях на открытом сердце [Kimoto S. et al., 1956]
Новый метод глубокой гипотермии с помощью экстракорпорального охлаждения крови был предложен С.Drew и соавт. в 1959 г. Они использовали два насоса и легкие больного для оксигенации крови. Достигнув желаемой темпера туры (15°С и ниже), ИК прекращали и начинали коррекцию порока. После ушивания сердца вновь включали АИК и согревали больного с помощью теплообменника. Метод не нашел распространения, однако надо признать, что С.Drew получал хорошие результаты.
Методика экстракорпорального охлаждения крови с глубокой гипотермией головного мозга и умеренным охлаждением (около 30 °С) тела была предложена в 1959 г. D.Ross. Кровь (частично) забирали из левого предсердия и после охлаждения насосом возвращали в безымянную артерию посредством катетера, проведенного через левый желудочек.
В 1963 г. А.А. Вишневским и сотр. разработан метод сочетанной перфузии головного мозга и сердца в условиях умеренной гипотермии. Оттекающую из верхней полой вены кровь оксигенировали, охлаждали и перфузировали в правую плечевую артерию или аорту. При этом пережимали левую подключичную артерию, дугу аорты, нижнюю полую вену, верхнюю полую вену (вокруг катетера), легочную артерию. Восходящая аорта оставалась свободной. Перфузию проводили специально сконструированным малогабаритным аппаратом без использования донорской крови.
Другой вариант каротиднокоронарной перфузии был предложен Ф.X. Ку1ушевым и соавт. (1964). Пациентов в периоде первого параллельною кровообращения охлаждали до 3031 °С, а затем пережимали аорту ниже отхождения подключичной артерии, поддерживая перфузию в головном мозге, сердце и верхних конечностях. По мнению авторов, эту методику целесообразно использовать при коррекции дефекта межпредсердной перегородки и клапанного стеноза легочной артерии.
Охлаждение крови вне организма с помощью теплообменника позволяет существенно уменьшить время, необходимое для достижения гипотермии, по сравнению с методом поверхностного охлаждения. Существует несколько способов экстракорпорального охлаждения крови. Наиболее широко применяется методика общей гипотермической перфузии с помощью АИК и теплообменника. Реже используются методики, связанные с забором артериальной или венозной крови, последующим охлаждением ее и возвратом в различные звенья сосудистого русла.
Артериоартериальное охлаждение. Методика разработана в эксперименте W. Parkins и соавт. (1954), D. Ross (1959). Применялась в клинике японскими хирургами [Kimoto S. et al., 1956] главным образом для селективного охлаждения головного мозга. С этой целью канюлируют дистальный и проксимальный отрезки сонной артерии. Кровь из проксимального отрезка с помощью насоса поступает в теплообменник, охлаждается и нагнетается в дистальный отрезок (рис. 17.3, а). Преимуществом этого способа является быстрое охлаждение головного мозга до 15—12 °С на фоне снижения температуры тела только на 1,5—2 °С. Это позволяет уменьшить опасность возникновения фибрилляции сердца, но при остановке кровообращения не предупреждает развития ишемических повреждений жизненно важных органов, в которых метаболические процессы протекают практически нормально.
Более благоприятные условия для внутренних органов возникают при другой методике артериоартериального охлаждения, когда кровь из левого предсердия после охлаждения нагнетают в сосуды мозга через катетер, введенный из верхушки левого желудочка в дугу аорты. При таком «дифференцированном» охлаждении наряду с преимущественным глубоким охлаждением головного мозга (до 15—20°С) снижается температура и внутренних органов (до 28—30°С). Это предупреждает гипоксическое повреждение жизненно важных органов при операциях на «сухом» сердце, но опасность спонтанного возникновения фибрилляции желудочков в процессе охлаждения возрастает.
Из других недостатков артериоартериального охлаждения следует указать на возможность тромбоза сонной артерии, необходимость ее рассечения и наложения сосудистого шва. Труден также температурный контроль при охлаждении и согревании головного мозга. Температура крови, оттекающей по внутренней яремной вене, не отражает истинную температуру мозга [Galleti M., Brecher A., 1962].
Артериовенозное охлаждение. Методика разработана в эксперименте F. Boerema (1951) и Е. Delorme (1952), применена в клинике D. Ross (1954), R. Brock и D. Ross (1955). Сущность ее заключается в том, что кровь из бедренной артерии самотеком поступает для охлаждения в теплообменник и оттуда в большую подкожную вену бедра. Методика относительно проста и эффективна. Спазм периферических сосудов, гипертензия и дрожь, характерные для поверхностного охлаждения, наблюдаются редко (рис. 17.3,6).
К недостаткам методики следует отнести трудности канюляции и последующего шва бедренной артерии у детей, зависимость скорости охлаждения от сердечного выброса, уменьшающегося в процессе гипотермии, опасность фибрилляции желудочков сердца, лимит времени (10—15 мин) для операции на сердце. В настоящее время метод в кардиохирургической практике не применяется.
Веноартериальное охлаждение. Методика описана D. Ross (1954). Венозная кровь из нижней полой вены с помощью насоса поступает в теплообменник и затем нагнетается в бедренную артерию. По сравнению с описанными выше методиками экстракорпорального охлаждения крови веноартериальный наименее приемлем. Он более громоздкий в техническом отношении и, главное, сопряжен с гипоксемией в связи с поступлением веиошой крови в артериальное русло. Наряду с этим методика не свободна от других недостатков, присущих экстракорпоральному охлаждению крови (фибрилляция желудочков сердца, гемолиз и др.).
Веновенозное охлаждение. Пионером разработки и клинического применения метода является D. Ross (1954). Верхнюю и нижнюю полые пены канюлируют через ушко правого предсердия. С помощью роликовою насоса кровь из верхней полой вены нагнетается черсм теплообменник в нижнюю полую вену (рис 17 3, в) По сравнению с артериовенозным охлаждением методика имеет дополнительные преимущеетва в виде возможности контроля минутного объема сердца с помощью роликового насоса и применения гипотермии только после торакоюмии и уточнения диагноза.
Основными недостатками методики являются возникновение фибрилляции желудочков сердца в связи с быстрым снижением температуры крови, гемолиз, возможность тромбообразования. В рассмотренном варианте в настоящее время метод в клинике не применяется.
Общее глубокое охлаждение по Дрю. Методика разработана и внедрена в клиническую практику С. Drew и J Anderson в 1959 г. Канюли вводят в полые вены, легочную артерию, левое предсердие и бедренную артерию (рис. 17.3, г) Венозная кровь из полых вен поступает в наполнительный сосуд и оттуда насосом перекачивается в легочную артерию. Далее оксигенированная в легких кровь через катетер, введенный в левое предсердие, поступает в другой наполнительный сосуд и оттуда вторым роликовым насосом нагнетается в бедренную артерию. Таким образом, вместо оксигенатора используются легкие больного.
Другими особенностями методики являются глубокое охлаждение — до 10—15 °С в пищеводе и полное прекращение кровообращения (до 50—60 мин). По мнению авторов, методика обеспечивает комфорт для хирурга (истинно «сухое» операционное поле). Меньше травмируются форменные элементы крови, меньше требуется донорской крови. Отметим также, что эта методика позволяет оперировать по поводу порока, коррекция которого требует прекращения кровообращения.
Недостатков у методики немало: множественная канюляция, трудности, связанные с малым диаметром сосудов у маленьких детей и при таком пороке, как тетрада Фалло, когда наблюдается сужение (вплоть до атрезии) легочной артерии.
Серьезным недостатком является отсутствие возможности вскрытия предсердий, так как последние являются коллекторами замкнутой системы. Это существенно осложняет выполнение простых непродолжительных (15—20 мин) операций, когда нет необходимости в глубокой гипотермии и тем более в прекращении кровообращения В 60х годах, кроме авторов, методику использовали в клинике Т. Shield и F. Lewis (1959), A. Gordon и соавт. (1960). В настоящее время эта методика практически не применяется.
Общая гипотермическая перфузия. Методика получила наибольшее распространение. По сути дела практически все операции на открытом сердце проводятся в условиях умеренной (26—28°С) общей гипотермической перфузии.
Канюлируют верхнюю и нижнюю полые вены или правое предсердие, аорту или бедренную артерию (рис 17.4). На пути артериальной магистрали монтируют теплообменник. Главным преимуществом метода является его управляемость. Больного с помощью теплообменника можно в короткие сроки охладить (согреть) до желаемой температуры, а также поддерживать температурный режим во время ИК. Внедрение методики общей гипотермической перфузии в клиническую практику позволило продлить безопасный период ИК до 3 ч и более благодаря снижению обменных процессов в организме и уменьшению потребления кислорода тканями.
Недостатками методики являются необходимость заготовки большого количества (2,5—3 л) донорской крови и гемолиз, прогрессивно нарастающий после 2 ч искусственного кровообращения.
Влияние гипотермии на организм. Для теплокровного организма характерно относительное постоянство температуры В течение суток она изменяется лишь на + 0,5 град. С. Гипотермия, нарушая зго постоянство, вызывает комплекс патофизиологических нарушении в жизненно важных органах и системах. Эти нарушения обусловлены защитноприспособительными реакциями организма, направленными на восстановление нормальной температуры.
Первичной реакцией организма на действие холода является спазм периферических сосудов с целью уменьшения теплоотдачи. По мере охлаждения и возникновения температурного градиента между различными органами и тканями возникает дрожь, которая препятствует дальнейшему падению температуры внутренних органов и способствует повышению температуры поверхностных тканей. Это сопровождается повышением потребления кислорода и усиленным распадом гликогена в мышцах. Первоначальная гипергликемия сменяется гипогликемией и выраженными нарушениями функций жизненно важных органов. Возникает состояние, когда защитные реакции организма переходят грань целесообразности и становятся патологическими [Анохин П.К., 1954).
Из изложенного ясно, что главной задачей анестезиолога при проведении искусственной гипотермии является предупреждение ответных реакций организма на воздействие холода. С этой целью в начале 50х годов использовали глубокий наркоз и нейроплегию, позднее — тотальную глубокую кураризацию [Дарбинян Т.М., 1958) В настоящее время широко используют комбинированные методы общей анестезии (атаралгезия, нейролептаналгезия) с мышечными релаксантами недеполяризующею действия, которые надежно предупреждают развитие указанных выше реакции организма.
Влияние гипотермии на мозг. Основное назначение гипогермии – снижение температуры и уменьшение потребления кислорода мозгом.
Согласно данным W. Bigelow и соавт (1950) при снижении температуры тела до 25 °С потребление кислорода мозгом составляет 1/3 от исходного уровня при 37 С (рис 17 5).
Параллельно уменьшается и мозговой кровогок (на 67% при снижении температуры на 1 °С) [Rosomoff H. et al., 1954] По мере снижения температуры уменьшаются обьем мозга и давление цереброспинальной жидкости. На ЭЭГ влияние холода начинает проявляться с 33—34 С. Уменьшаются частота и амплитуда начинает доминировать дельта и Н ритм. При достижении 14—20 °С биоэлектрическая активность головного мозга начинает исчезать. Сознание утрачивается при температуре 28—30 °С.
Влияние гипотермии на сердце проявляется брадикардией и уменьшением коронарного кровотока. По достижении 30 °С возникают различные нарушения ритма сердца а, при температуре ниже 28 C резко возрастает опасность фибрилляции желудочков сердца. При 25 °С частота сердечных сокращений, коронарный кровоток и потребление кислорода сердцем уменьшаются на 50% [Cooper К, 1959] Соответственно снижается и сердечный выброс. На ЭКГ наблюдаются характерные изменения в виде у ушнения интервала Р — R и уширения комплекса QRS. Смещение сегмента ST вверх свидетельствует об опасности фибрилляции сердца.
В условиях гипотермии по мере снижения температуры телa нарушаются функции почек. Так при температуре 25 С клубочковая фильтрация и почечный кровоток уменьшаются на 30% зкскреция калия на 63% [Coopei К., 1959]. Нарушается также функция реабсорбции в клубочках с угнетением ферментативных процессов.
Действие охлаждения на печень проявляется в ухудшении ее детоксикационных функций. В частости существенно удлинняется период инактивации анестетиков аналгетиков и других лекарственных средств. Гипотермия увеличивает анатомическое и физиологическое мертвые пространства вследсткщвие расширения бронхов. Растворимость углекислого газа в крови повышается, рН артериальной крови падает, развивается дыхательная недостаточность. Однако последнее имеет академический интерес, так как в условиях искусственной гипотермии, как правило, проводится ИВЛ. Вместе с тем следует помнить, что при гипотермии кривая диссоциации оксигемоглобина смещается влево и вверх, связь гемоглобина с кислородом становится более прочной и передача кислорода тканям ухудшается.
Это компенсируется за счет увеличения растворимости кислорода в плазме и снижения потребности тканей в кислороде.
В вопросе о влиянии гипотермии на железы внутренней секреции нет ясности. Однако установлено, что, если охлаждение проводится без достаточной блокады терморегуляции, то наблюдается их активация. В условиях гипотермии возникают существенные нарушения со стороны крови: удлиняется время свертывания, уменьшается количество тромбоцитов, эозинофилов, лейкоцитов, снижается уровень фибриногена, повышается вязкость крови. Указанные нарушения возникают вследствие активизации антикоагулянтных субстанций, депонирования тромбоцитов в паренхиматозных органах и т д.
Таким образом, гипотермия является патофизиологическим состоянием для теплокровного организма. Однако два превосходных свойства метода — снижение потребления кислорода в организме и повышение устойчивости последнего к кислородному голоданию — сделали его одним из эффективных специальных методов современной анестезиологии и реаниматологии.
