Целенаправленное управление температурой ( ТТМ ), ранее известное как терапевтическая гипотермия или защитная гипотермия, представляет собой активное лечение, целью которого является достижение и поддержание определенной температуры тела человека в течение определенного периода времени с целью улучшения показателей здоровья во время выздоровления после периода остановил приток крови к мозгу. [1] Это делается с целью снизить риск повреждения тканей из-за отсутствия кровотока . [2] Периоды плохого кровотока могут быть связаны с остановкой сердца или закупоркой артерии тромбом, как в случае инсульта . [3]
Целенаправленное управление температурой улучшает выживаемость и функцию мозга после реанимации после остановки сердца. [4] Имеющиеся данные подтверждают его использование после определенных типов остановки сердца, при которых человек не приходит в сознание . [1] Целевая температура часто составляет 32–34 °C. [4] Целенаправленное регулирование температуры после черепно-мозговой травмы имеет неясную пользу. [5] Хотя это и связано с некоторыми осложнениями, они, как правило, легкие. [6]
Считается, что целенаправленное управление температурой предотвращает повреждение головного мозга несколькими способами, включая снижение потребности мозга в кислороде, снижение выработки нейротрансмиттеров, таких как глутамат , а также уменьшение количества свободных радикалов , которые могут повредить мозг. Температуру тела можно снизить многими способами, включая охлаждающие одеяла, охлаждающие шлемы, охлаждающие катетеры, пакеты со льдом и промывание ледяной водой .
Целенаправленное управление температурой может использоваться в следующих условиях:
Рекомендации ILCOR 2013 г. и Американской кардиологической ассоциации 2010 г. поддерживают использование охлаждения после реанимации после остановки сердца. [1] [7] Эти рекомендации в значительной степени основаны на двух исследованиях 2002 года, которые показали улучшение выживаемости и функций мозга при охлаждении до 32–34 °C (90–93 °F) после остановки сердца. [2] [8]
Однако более поздние исследования показывают, что охлаждение до 33 ° C (91 ° F) не дает никакой пользы по сравнению с менее агрессивным охлаждением только до температуры, близкой к нормальной, 36 ° C (97 ° F); Похоже, что охлаждение эффективно, потому что оно предотвращает лихорадку, частое осложнение, наблюдаемое после остановки сердца. [9] Нет никакой разницы в долгосрочном качестве жизни после легкого охлаждения по сравнению с более тяжелым. [10]
По состоянию на 2018 год охлаждение у детей после остановки сердца не представляется полезным [11].
Доказано, что гипотермическая терапия неонатальной энцефалопатии улучшает исходы у новорожденных, страдающих перинатальной гипоксией-ишемией, гипоксически-ишемической энцефалопатией или асфиксией при рождении . Кокрейновский обзор 2013 года показал, что он полезен для доношенных детей с энцефалопатией. [12] Охлаждение всего тела или выборочное охлаждение головы до 33–34 °C (91–93 °F), начатое в течение шести часов после рождения и продолжающееся в течение 72 часов, снижает смертность и уменьшает церебральный паралич и неврологический дефицит у выживших. [ нужна цитата ]
Целенаправленное управление температурой используется во время операций на открытом сердце, поскольку оно снижает метаболические потребности мозга, сердца и других органов, снижая риск их повреждения. Пациенту дают лекарство, чтобы предотвратить дрожь. Затем тело охлаждают до 25–32 ° C (79–89 ° F). Сердце останавливается, и внешний насос искусственного кровообращения поддерживает кровообращение в организме пациента. Сердце дополнительно охлаждают и поддерживают температуру ниже 15 °C (60 °F) на время операции. Эта очень низкая температура помогает сердечной мышце переносить недостаток кровоснабжения во время операции. [13] [14]
Возможные осложнения могут включать: инфекцию, кровотечение, аритмию и высокий уровень сахара в крови . [15] Один обзор обнаружил повышенный риск пневмонии и сепсиса , но не общий риск заражения. [16] Другой обзор выявил тенденцию к увеличению кровотечений, но не к увеличению случаев тяжелых кровотечений. [17] Гипотермия вызывает «холодный диурез», который может привести к электролитным нарушениям – в частности, к гипокалиемии, гипомагниемии и гипофосфатемии, а также к гиповолемии. [18]
Самое раннее объяснение эффектов гипотермии как нейропротектора заключалось в замедлении клеточного метаболизма в результате падения температуры тела. На каждый градус Цельсия понижения температуры тела клеточный метаболизм замедляется на 5–7%. [19] Соответственно, большинство ранних гипотез предполагали, что гипотермия снижает вредные последствия ишемии за счет уменьшения потребности организма в кислороде. [20] Первоначальный акцент на клеточном метаболизме объясняет, почему ранние исследования почти исключительно были сосредоточены на применении глубокой гипотермии, поскольку эти исследователи полагали, что терапевтические эффекты гипотермии напрямую коррелируют со степенью снижения температуры. [21]
В особом случае новорожденных с перинатальной асфиксией оказывается, что апоптоз является основной причиной гибели клеток и что гипотермическая терапия при неонатальной энцефалопатии прерывает путь апоптоза. В общем, гибель клеток не вызвана непосредственно кислородным голоданием, а происходит косвенно в результате каскада последующих событий. Клеткам нужен кислород для создания АТФ — молекулы, используемой клетками для хранения энергии, а клеткам нужен АТФ для регулирования внутриклеточных уровней ионов. АТФ используется как для импорта ионов, необходимых для клеточной функции, так и для удаления ионов, вредных для клеточной функции. Без кислорода клетки не могут производить необходимый АТФ для регулирования уровня ионов и, следовательно, не могут предотвратить приближение внутриклеточной среды к концентрации ионов внешней среды. Не недостаток кислорода сам по себе ускоряет гибель клеток, а, скорее, без кислорода клетка не может вырабатывать АТФ, необходимую ей для регулирования концентрации ионов и поддержания гомеостаза. [20]
Примечательно, что даже небольшое понижение температуры способствует стабильности клеточных мембран в периоды кислородного голодания. По этой причине снижение температуры тела помогает предотвратить приток нежелательных ионов во время ишемического инсульта. Делая клеточную мембрану более непроницаемой, гипотермия помогает предотвратить каскад реакций, вызываемых кислородным голоданием. Даже умеренные понижения температуры укрепляют клеточную мембрану, помогая свести к минимуму любые нарушения клеточной среды. Именно смягчение нарушения гомеостаза, вызванного блокировкой кровотока, которое многие сейчас постулируют, приводит к способности гипотермии минимизировать травму, возникающую в результате ишемических повреждений. [20]
Целенаправленное управление температурой может также помочь уменьшить реперфузионное повреждение , повреждение, вызванное окислительным стрессом , когда кровоснабжение ткани восстанавливается после периода ишемии. Во время реперфузии возникают различные воспалительные иммунные реакции. Эти воспалительные реакции вызывают повышение внутричерепного давления, что приводит к повреждению клеток, а в некоторых ситуациях – к их гибели. Было показано, что гипотермия помогает снизить внутричерепное давление и, следовательно, свести к минимуму вредные последствия воспалительных иммунных реакций пациента во время реперфузии. Окисление , происходящее во время реперфузии, также увеличивает выработку свободных радикалов . Поскольку гипотермия снижает как внутричерепное давление, так и выработку свободных радикалов, это может быть еще одним механизмом терапевтического эффекта гипотермии. [20] Явная активация рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA) после травм головного мозга может привести к проникновению кальция, что вызывает гибель нейронов через механизмы эксайтотоксичности. [22]
Существует ряд методов, с помощью которых вызывают гипотермию. [15] К ним относятся, среди прочего, охлаждающие катетеры, охлаждающие одеяла и наложение льда на тело. [15] [23] По состоянию на 2013 год неясно, является ли один метод лучше других. [23] Хотя для начала процесса можно ввести прохладную внутривенную жидкость, необходимы дополнительные методы, чтобы сохранить человека в холоде. [15]
Необходимо измерять внутреннюю температуру тела (либо через пищевод, прямую кишку, мочевой пузырь у тех, кто производит мочу, либо в легочной артерии), чтобы контролировать охлаждение. [15] Следует избегать температуры ниже 30 °C (86 °F), поскольку побочные эффекты значительно увеличиваются. [23] Человека следует содержать при целевой температуре плюс-минус полградуса Цельсия в течение 24 часов. [23] Согревание следует проводить медленно, со скоростью от 0,1 до 0,5 °C (0,18–0,90 °F) в час. [23]
Целенаправленное регулирование температуры следует начинать как можно скорее. [24] Целевая температура должна быть достигнута за 8 часов. [23] Целенаправленное регулирование температуры остается частично эффективным, даже если его начать через 6 часов после коллапса. [25]
Перед началом целенаправленного регулирования температуры необходимо ввести фармакологические средства для контроля дрожи. Когда температура тела падает ниже определенного порога — обычно около 36 °C (97 °F) — человек может начать дрожать. [26] Похоже, что независимо от метода, используемого для вызывания гипотермии, люди начинают дрожать, когда температура падает ниже этого порога. [26] Препараты, обычно используемые для предотвращения и лечения дрожи при целенаправленном регулировании температуры, включают ацетаминофен , буспирон , опиоиды , включая петидин (меперидин), дексмедетомидин , фентанил и/или пропофол . [27] Если дрожь невозможно контролировать с помощью этих препаратов, пациентов часто помещают под общую анестезию и/или назначают паралитические препараты, такие как векуроний . Людей следует согревать медленно и постепенно, чтобы избежать вредных скачков внутричерепного давления. [25]
Охлаждающие катетеры вводятся в бедренную вену. Охлажденный физиологический раствор циркулирует либо через трубку с металлическим покрытием, либо через баллон в катетере. Солевой раствор охлаждает все тело человека, снижая температуру его крови. Катетеры снижают температуру со скоростью от 1,5 до 2 °C (от 2,7 до 3,6 °F) в час. Благодаря использованию блока управления катетеры могут доводить температуру тела до уровня в пределах 0,1 °C (0,18 °F) от целевого уровня. Кроме того, катетеры могут повышать температуру с постоянной скоростью, что помогает избежать вредного повышения внутричерепного давления. Ряд исследований продемонстрировал, что целенаправленное регулирование температуры с помощью катетера безопасно и эффективно. [28] [29] [30] [31] [32]
Побочные эффекты, связанные с этим инвазивным методом, включают кровотечение, инфекцию, сосудистую пункцию и тромбоз глубоких вен (ТГВ). [33] Инфекция, вызванная охлаждающими катетерами, особенно опасна, поскольку реанимированные люди очень уязвимы к осложнениям, связанным с инфекциями. [34] Кровотечение представляет значительную опасность из-за снижения порога свертывания крови, вызванного гипотермией. Риск тромбоза глубоких вен может быть самым серьезным медицинским осложнением. [ нужна цитата ]
Тромбоз глубоких вен можно охарактеризовать как медицинское явление, при котором в глубокой вене, обычно в бедренной вене, образуется тромб. Это состояние может стать потенциально смертельным, если тромб попадет в легкие и вызовет легочную эмболию . Другая потенциальная проблема с охлаждающими катетерами — это возможность блокировать доступ к бедренной вене, которая обычно используется для множества других медицинских процедур, включая ангиографию венозной системы и правой половины сердца. Однако большинство охлаждающих катетеров представляют собой трехпросветные катетеры, и большинству людей после остановки сердца потребуется центральный венозный доступ. В отличие от неинвазивных методов, которые могут проводиться медсестрами, установку охлаждающих катетеров должен выполнять врач, прошедший специальную подготовку и знакомый с процедурой. Задержка во времени между выявлением человека, которому может быть полезна процедура, и прибытием интервенционного радиолога или другого врача для выполнения введения может свести к минимуму некоторые преимущества более быстрого охлаждения инвазивных методов. [ нужна цитата ]
Трансназальное испарительное охлаждение является методом индуцирования процесса гипотермии и обеспечивает средство непрерывного охлаждения человека на ранних этапах целенаправленного регулирования температуры и во время передвижения по территории больницы. В этом методе используются две канюли, вставленные в полость носа человека, для подачи струи охлаждающей жидкости, которая испаряется непосредственно под мозгом и основанием черепа. Проходя через зону охлаждения, кровь снижает температуру во всем теле. [ нужна цитата ]
Метод достаточно компактен, чтобы его можно было использовать в момент остановки сердца, во время транспортировки в машине скорой помощи или в самой больнице. Он предназначен для быстрого снижения температуры человека до уровня ниже 34 °C (93 °F), при этом мозг является первой областью охлаждения. Исследования устройства показали, что скорость охлаждения головного мозга составляет 2,6 °C (4,7 °F) в час (измеренная с помощью инфракрасного измерения барабанной перепонки) и 1,6 °C (2,9 °F) в час при снижении внутренней температуры тела. [35] [36]
Благодаря этим технологиям холодная вода циркулирует через одеяло или жилет, закрывающий туловище, и бинты для ног. Чтобы снизить температуру с оптимальной скоростью, 70% площади поверхности человека должно быть покрыто водяными одеялами. Лечение представляет собой наиболее хорошо изученный способ контроля температуры тела. Водные одеяла снижают температуру человека исключительно за счет охлаждения кожи и, соответственно, не требуют инвазивных процедур. [ нужна цитата ]
Водяные одеяла обладают рядом нежелательных качеств. Они подвержены утечкам, что может представлять опасность поражения электрическим током, поскольку они эксплуатируются в непосредственной близости от медицинского оборудования с электрическим приводом. [37] Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов также сообщило о нескольких случаях использования внешних охлаждающих одеял, вызывающих значительные ожоги кожи человека. Другие проблемы с внешним охлаждением включают превышение температуры (у 20% людей будет превышение), более медленное время индукции по сравнению с внутренним охлаждением, усиление компенсаторной реакции, затрудненный доступ к пациенту и прекращение охлаждения при инвазивных процедурах, таких как катетеризация сердца. [38]
Если проводить терапию с использованием водяных одеял и двух литров холодного физиологического раствора для внутривенного введения, человека можно охладить до 33 °C (91 °F) за 65 минут. [ нужна цитация ] Большинство машин теперь оснащены датчиками внутренней температуры. При введении в прямую кишку внутренняя температура тела контролируется, а обратная связь с машиной позволяет изменять водную подушку для достижения желаемой заданной температуры. В прошлом некоторые модели холодильных машин вызывали превышение заданной температуры и охлаждали людей до уровня ниже 32 °C (90 °F), что приводило к увеличению числа побочных эффектов. Они также согревали пациентов слишком быстро, что приводило к скачкам внутричерепного давления. Некоторые из новых моделей имеют больше программного обеспечения, которое пытается предотвратить это превышение, используя более теплую воду, когда целевая температура близка, и предотвращая любое превышение. Некоторые из новых машин теперь также имеют 3 режима охлаждения и обогрева; скорость согревания с помощью одного из этих аппаратов позволяет согревать пациента с очень медленной скоростью, всего 0,17 °C (0,31 °F) в час в «автоматическом режиме», что позволяет согревать пациента с температуры от 33 °C (91 °F) до 37 °C (99 °F) в течение 24 часов.
Существует ряд неинвазивных шапочек и шлемов для охлаждения головы, предназначенных для охлаждения мозга. [39] Шапочка для гипотермии обычно изготавливается из синтетического материала, такого как неопрен, силикон или полиуретан, и заполняется охлаждающим агентом, например льдом или гелем, который либо охлаждается до очень низкой температуры, от -25 до -30 °C ( от −13 до −22 °F), перед применением или постоянно охлаждается вспомогательным блоком управления. Их наиболее заметное применение связано с предотвращением или уменьшением алопеции при химиотерапии [40] и для предотвращения церебрального паралича у детей, рожденных с гипоксически-ишемической энцефалопатией . [41] В итерации с непрерывным охлаждением охлаждающая жидкость охлаждается с помощью компрессора и прокачивается через охлаждающую крышку. Циркуляция регулируется с помощью клапанов и датчиков температуры в крышке. При отклонении температуры или обнаружении других ошибок срабатывает сигнализация. Замороженная итерация предполагает постоянное нанесение на кожу головы колпачков, наполненных гелем Crylon, охлажденным до -30 ° C (-22 ° F), до, во время и после внутривенной химиотерапии. Поскольку шапочки нагреваются на голове, необходимо держать под рукой несколько охлажденных шапочек и накладывать их каждые 20–30 минут.
Гипотермия применялась в терапевтических целях с древности. Греческий врач Гиппократ , тезка Клятвы Гиппократа , выступал за упаковывание раненых солдат в снег и лед. [20] Наполеоновский хирург барон Доминик Жан Ларрей записал, что офицеры, которых держали ближе к огню, выживали реже, чем минимально избалованные пехотинцы. [20] В наше время первая медицинская статья о гипотермии была опубликована в 1945 году. [20] Это исследование было сосредоточено на влиянии гипотермии на пациентов с тяжелой травмой головы. В 1950-х годах гипотермия получила свое первое медицинское применение: ее использовали при хирургии внутримозговых аневризм для создания бескровного поля. [20] Большая часть ранних исследований была сосредоточена на применении глубокой гипотермии , определяемой как повышение температуры тела до 20–25 °C (68–77 °F). Столь резкое понижение температуры тела влечет за собой целый ряд побочных эффектов, делающих применение глубокой гипотермии нецелесообразным в большинстве клинических ситуаций.
В этот период также наблюдались спорадические исследования более легких форм гипотермии, при этом легкая гипотермия определялась как температура тела 32–34 ° C (90–93 ° F). В 1950-х годах доктор Розомов продемонстрировал на собаках положительный эффект легкой гипотермии после ишемии головного мозга и черепно-мозговой травмы. [20] В 1980-х годах дальнейшие исследования на животных показали способность легкой гипотермии действовать как общий нейропротектор после блокировки притока крови к мозгу. Эти данные на животных были подтверждены двумя знаковыми исследованиями на людях, которые были опубликованы одновременно в 2002 году в Медицинском журнале Новой Англии . [42] Оба исследования, одно из которых проводилось в Европе, а другое в Австралии, продемонстрировали положительные эффекты легкой гипотермии, применяемой после остановки сердца. [8] В ответ на это исследование в 2003 году Американская кардиологическая ассоциация (AHA) и Международный комитет по связям по реанимации (ILCOR) одобрили использование целевого контроля температуры после остановки сердца. [43] В настоящее время все больше больниц по всему миру следуют рекомендациям AHA/ILCOR и включают гипотермическую терапию в свой стандартный пакет помощи пациентам с остановкой сердца. [42] Некоторые исследователи заходят так далеко, что утверждают, что гипотермия представляет собой лучший нейропротектор после закупорки крови в мозге, чем любое известное лекарство. [26] За тот же период особенно успешные исследования показали, что гипотермия является высокоэффективным методом лечения новорожденных, перенесших асфиксию при рождении . Метаанализ ряда крупных рандомизированных контролируемых исследований показал, что гипотермия в течение 72 часов, начатая в течение 6 часов после рождения, значительно увеличивает шансы на выживание без повреждения головного мозга. [44]
ТТМ изучался в нескольких сценариях использования, где его полезность обычно не оказывалась или все еще исследуется, несмотря на теоретические основания его полезности. [45]
В настоящее время нет доказательств, подтверждающих целевое использование контроля температуры у людей, и клинические испытания не завершены. [46] Большая часть данных об эффективности гипотермии при лечении инсульта ограничена исследованиями на животных. Эти исследования были сосредоточены в первую очередь на ишемическом инсульте , а не на геморрагическом инсульте , поскольку гипотермия связана с более низким порогом свертывания крови. В этих исследованиях на животных гипотермия оказалась эффективным нейропротектором . [47] Использование гипотермии для контроля внутричерепного давления (ВЧД) после ишемического инсульта оказалось безопасным и практичным. [48]
Исследования на животных показали пользу целенаправленного регулирования температуры при травматических повреждениях центральной нервной системы (ЦНС). Клинические испытания показали неоднозначные результаты в отношении оптимальной температуры и задержки охлаждения. Считается, что достижение терапевтической температуры 33 ° C (91 ° F) предотвращает вторичные неврологические повреждения после тяжелой травмы ЦНС. [49] Систематический обзор рандомизированных контролируемых исследований черепно-мозговой травмы (ЧМТ) показывает, что нет никаких доказательств того, что гипотермия полезна. [50]
Клинические испытания у пациентов с остановкой сердца показали, что гипотермия улучшает неврологический исход и снижает смертность . [8] Ретроспективное исследование использования гипотермии у пациентов с остановкой сердца показало благоприятный неврологический исход и выживаемость. [51] Волны Осборна на электрокардиограмме ( ЭКГ ) часто наблюдаются во время ТТМ после остановки сердца , особенно у пациентов, получавших лечение при температуре 33 °C. [52] Волны Осборна не связаны с повышенным риском желудочковой аритмии и могут считаться доброкачественным физиологическим явлением, связанным с более низкой смертностью в однофакторных анализах. [52]
По состоянию на 2015 год гипотермия не привела к улучшению неврологических исходов или смертности в нейрохирургии. [53]
ТТМ использовался в некоторых случаях неглериаза.
В эту статью включен текст из бесплатного контента . Лицензия CC BY 4.0. Текст взят из книги «Анатомия и физиология», Дж. Гордон Беттс и др. , Openstax.