Целевое управление температурой ( TTM ), ранее известное как терапевтическая гипотермия или защитная гипотермия, представляет собой активное лечение, которое пытается достичь и поддерживать определенную температуру тела человека в течение определенного периода времени с целью улучшения результатов лечения во время восстановления после периода остановки притока крови к мозгу. [1] Это делается в попытке снизить риск повреждения тканей из-за отсутствия притока крови . [2] Периоды плохого притока крови могут быть вызваны остановкой сердца или закупоркой артерии сгустком, как в случае инсульта . [3]
Целевое управление температурой улучшает выживаемость и работу мозга после реанимации после остановки сердца. [4] Данные подтверждают его применение после определенных типов остановки сердца, при которых человек не приходит в сознание . [1] Целевая температура часто составляет от 32 до 34 °C. [4] Целевое управление температурой после черепно-мозговой травмы не имеет неясной пользы. [5] Хотя оно связано с некоторыми осложнениями, они, как правило, незначительны. [6]
Предполагается, что целенаправленное управление температурой предотвращает повреждение мозга несколькими способами, включая снижение потребности мозга в кислороде, снижение выработки нейротрансмиттеров, таких как глутамат , а также снижение 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 .
Целевое управление температурой может применяться в следующих условиях:
Руководящие принципы ILCOR 2013 года и Американской кардиологической ассоциации 2010 года поддерживают использование охлаждения после реанимации при остановке сердца. [1] [7] Эти рекомендации в значительной степени основаны на двух исследованиях 2002 года, которые показали улучшение выживаемости и функции 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 никаких преимуществ по сравнению с менее агрессивным охлаждением только до почти нормальной температуры 36 °C (97 °F); по-видимому, охлаждение эффективно, поскольку предотвращает лихорадку, распространенное осложнение, наблюдаемое после остановки сердца. [9] Не существует никакой разницы в долгосрочном качестве жизни после легкого по сравнению с более тяжелым охлаждением. [10]
По состоянию на 2018 год, у детей после остановки сердца охлаждение не представляется полезным. [11]
Недавний обзор Кокрейна обобщил имеющиеся данные по этой теме и обнаружил, что поддержание целевой температуры около 33 °C может повысить вероятность предотвращения повреждения мозга после остановки сердца на 40% [12] .
Доказано, что гипотермическая терапия при неонатальной энцефалопатии улучшает исходы для новорожденных, пострадавших от перинатальной гипоксии-ишемии, гипоксически-ишемической энцефалопатии или асфиксии при рождении . Обзор Cochrane 2013 года показал, что она полезна для доношенных детей с энцефалопатией. [13] Охлаждение всего тела или выборочной 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 детский церебральный паралич и неврологические нарушения у выживших. [ необходима ссылка ]
Целевое управление температурой используется во время операции на открытом сердце, поскольку оно снижает метаболические потребности мозга, сердца и других органов, снижая риск их повреждения. Пациенту дают лекарство для предотвращения дрожи. Затем тело охлаждают до 25–32 °C (77–90 °F). Сердце останавливают, и внешний сердечно-легочный насос поддерживает циркуляцию крови в организме пациента. Сердце охлаждают еще больше и поддерживают при температуре ниже 15 °C (59 °F) в течение всей операции. Эта очень низкая температура помогает сердечной мышце переносить недостаток кровоснабжения во время операции. [14] [15]
Возможные осложнения могут включать: инфекцию, кровотечение, аритмии и высокий уровень сахара в крови . [16] В одном обзоре был обнаружен повышенный риск пневмонии и сепсиса , но не общий риск инфекции. [17] В другом обзоре была обнаружена тенденция к увеличению кровотечения, но не увеличение сильного кровотечения. [18] Гипотермия вызывает «холодный диурез», который может привести к нарушениям электролитного баланса — в частности, гипокалиемии, гипомагниемии и гипофосфатемии, а также гиповолемии. [19]
Самое раннее обоснование эффектов гипотермии как нейропротектора было сосредоточено на замедлении клеточного метаболизма в результате снижения температуры тела. На каждый градус Цельсия снижения температуры тела клеточный метаболизм замедляется на 5–7%. [20] Соответственно, большинство ранних гипотез предполагали, что гипотермия снижает вредные эффекты ишемии, уменьшая потребность организма в кислороде. [21] Первоначальный акцент на клеточном метаболизме объясняет, почему ранние исследования были почти исключительно сосредоточены на применении глубокой гипотермии, поскольку эти исследователи считали, что терапевтические эффекты гипотермии напрямую коррелируют со степенью снижения температуры. [22]
В особом случае младенцев с перинатальной асфиксией, по-видимому, апоптоз является важной причиной гибели клеток, и что гипотермическая терапия при неонатальной энцефалопатии прерывает апоптотический путь. В целом, гибель клеток не вызвана напрямую недостатком кислорода, 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 регуляции внутриклеточных уровней ионов. АТФ используется для подпитки как импорта ионов, необходимых для клеточной функции, так и удаления ионов, которые вредны для клеточной функции. Без кислорода клетки не могут производить необходимый АТФ для регуляции уровней ионов и, таким образом, не могут предотвратить приближение внутриклеточной среды к концентрации ионов внешней среды. Не недостаток кислорода сам по себе ускоряет гибель клеток, а без кислорода клетка не может производить АТФ, необходимый ей для регуляции концентрации ионов и поддержания гомеостаза. [21]
Примечательно, что даже небольшое падение температуры способствует стабильности клеточной мембраны в периоды кислородного голодания. По этой причине падение температуры тела помогает предотвратить приток нежелательных ионов во время ишемического инсульта. Делая клеточную мембрану более непроницаемой, гипотермия помогает предотвратить каскад реакций, вызванных кислородным голоданием. Даже умеренные падения температуры укрепляют клеточную мембрану, помогая минимизировать любые нарушения в клеточной среде. Именно путем смягчения нарушения гомеостаза, вызванного блокировкой кровотока, как многие теперь постулируют, гипотермия способна минимизировать травму, вызванную ишемическими повреждениями. [21]
Целевое управление температурой может также помочь уменьшить реперфузионное повреждение , повреждение, вызванное окислительным стрессом , когда кровоснабжение ткани восстанавливается после периода ишемии. Различные воспалительные иммунные реакции возникают во время реперфузии. Эти воспалительные реакции вызывают повышенное внутричерепное давление, что приводит к повреждению клеток и в некоторых ситуациях к гибели клеток. Было показано, что гипотермия помогает смягчить внутричерепное давление и, следовательно, минимизировать вредные эффекты воспалительных иммунных реакций пациента во время реперфузии. Окисление , которое происходит 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 действия терапевтического эффекта гипотермии. [21] Явная активация рецепторов N-метил-D-аспартата (NMDA) после травм мозга может привести к поступлению кальция, что запускает гибель нейронов через механизмы эксайтотоксичности. [23]
Существует ряд методов, с помощью которых вызывается гипотермия. [16] К ним относятся: охлаждающие катетеры, охлаждающие одеяла и прикладывание льда к телу среди прочих. [16] [24] По состоянию на 2013 год неясно, является ли один метод лучше других. [24] Хотя для начала процесса может быть введена прохладная внутривенная жидкость, требуются дополнительные методы, чтобы поддерживать человека в холоде. [16]
Необходимо измерять температуру тела (через пищевод, прямую кишку, мочевой пузырь у тех, кто производит мочу, или в легочной артерии) для управления охлаждением. [16] Следует избегать температуры ниже 30 °C (86 °F), так как неблагоприятные события значительно возрастают. [24] Человека следует поддерживать при целевой температуре плюс-минус полградуса Цельсия в течение 24 часов. [24] Согревание следует проводить медленно с рекомендуемой скоростью от 0,1 до 0,5 °C (от 0,18 до 0,90 °F) в час. [24]
Целевое управление температурой должно быть начато как можно скорее. [25] Целевая температура должна быть достигнута в течение 8 часов. [24] Целевое управление температурой остается частично эффективным, даже если начато в течение 6 часов после обморока. [26]
Перед индукцией целевого управления температурой необходимо ввести фармакологические препараты для контроля дрожи. Когда температура тела падает ниже определенного порога — обычно около 36 °C (97 °F), — люди могут начать дрожать. [27] Похоже, что независимо от техники, используемой для индукции гипотермии, люди начинают дрожать, когда температура падает ниже этого порога. [27] Препараты, обычно используемые для профилактики и лечения дрожи при целевом управлении температурой, включают ацетаминофен , буспирон , опиоиды, включая петидин (меперидин), дексмедетомидин , фентанил и/или пропофол . [28] Если дрожь не удается контролировать с помощью этих препаратов, пациентов часто помещают под общую анестезию и/или дают паралитические препараты, такие как векуроний . Людей следует согревать медленно и постепенно, чтобы избежать вредных скачков внутричерепного давления. [26]
Охлаждающие катетеры вставляются в бедренную вену. Охлажденный физиологический раствор циркулирует либо через металлическую трубку с покрытием, либо через баллон в катетере. Физиологический раствор охлаждает все тело человека, понижая температуру крови человека. 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 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 показали, что целевое управление температурой с помощью катетера безопасно и эффективно. [29] [30] [31] [32] [33]
Неблагоприятные события, связанные с этой инвазивной техникой, включают кровотечение, инфекцию, сосудистую пункцию и тромбоз глубоких вен (ТГВ). [34] Инфекция, вызванная охлаждающими катетерами, особенно опасна, поскольку реанимированные люди очень уязвимы к осложнениям, связанным с инфекциями. [35] Кровотечение представляет значительную опасность из-за снижения порога свертывания, вызванного гипотермией. Риск тромбоза глубоких вен может быть наиболее серьезным медицинским осложнением. [ необходима цитата ]
Тромбоз глубоких вен можно охарактеризовать как медицинское событие, при котором в глубокой вене, обычно бедренной, образуется сгусток крови. Это состояние может стать потенциально фатальным, если сгусток попадет в легкие и вызовет тромбоэмболию легочной артерии . Еще одна 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 стороны 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 выполнять медсестры, введение охлаждающих катетеров должно выполняться врачом, полностью обученным и знакомым с процедурой. Задержка 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. [ необходима цитата ]
Трансназальное испарительное охлаждение — это метод индукции процесса гипотермии, который обеспечивает непрерывное охлаждение человека на ранних стадиях целевого управления температурой и во время перемещения по больничной среде. Этот метод использует две канюли, вставленные в носовую полость человека, для распыления охлаждающего тумана, который испаряется непосредственно под мозгом и основанием черепа. Когда кровь проходит через охлаждающую область, она снижает температуру во всем остальном теле. [ необходима цитата ]
Метод достаточно компактен, чтобы его можно было использовать в момент остановки сердца, во время транспортировки на машине скорой помощи или в самой больнице. Он предназначен для быстрого снижения температуры человека до уровня ниже 34 °C (93 °F), при этом в качестве первой области охлаждения нацеливается мозг. Исследования устройства показали скорость охлаждения 2,6 °C (4,7 °F) в час в мозге (измерено с помощью инфракрасного тимпанального измерения) и 1,6 °C (2,9 °F) в час для снижения температуры тела. [36] [37]
С помощью этих технологий холодная вода циркулирует через одеяло или жилет, обертывающий туловище, и ножные бинты. Чтобы снизить температуру с оптимальной скоростью, 70% поверхности человека должно быть покрыто водяными одеялами. Лечение представляет собой наиболее хорошо изученный способ контроля температуры тела. Водяные одеяла снижают температуру человека исключительно за счет охлаждения кожи человека и, соответственно, не требуют инвазивных процедур. [ необходима цитата ]
Водяные одеяла обладают несколькими нежелательными качествами. Они подвержены утечкам, что может представлять электрическую опасность, поскольку они работают в непосредственной близости от медицинского оборудования с электропитанием. [38] Управление по контролю за продуктами и лекарствами также сообщило о нескольких случаях, когда внешние охлаждающие одеяла вызывали 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, повышенную компенсаторную реакцию, уменьшенный доступ к пациенту и прекращение охлаждения для инвазивных процедур, таких как катетеризация сердца. [39]
Если терапия с использованием водяных одеял проводится вместе с двумя литрами холодного внутривенного физиологического раствора, люди могут быть охлаждены до 33 °C (91 °F) за 65 минут. [ необходима цитата ] Большинство аппаратов теперь поставляются с датчиками внутренней температуры. При введении в прямую кишку контролируется внутренняя температура тела, а обратная связь с аппаратом позволяет изменять водяное одеяло для достижения желаемой заданной температуры. В прошлом некоторые модели охлаждающих аппаратов производили превышение целевой температуры и охлаждали людей до уровней ниже 32 °C (90 °F), что приводило к увеличению 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 аппаратов теперь также имеют 3 скорости охлаждения и нагревания; 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 33 °C (91 °F) до 37 °C (99 °F) в течение 24 часов.
Существует ряд неинвазивных охлаждающих шапок и шлемов для головы, предназначенных для охлаждения мозга. [40] Гипотермическая шапочка обычно изготавливается из синтетического материала, такого как неопрен, силикон или полиуретан, и заполняется охлаждающим агентом, таким как лед или гель, который либо охлаждается до очень низкой температуры, от −25 до −30 °C (от −13 до −22 °F), перед применением, либо непрерывно охлаждается вспомогательным блоком управления. Их наиболее заметные применения — профилактика или уменьшение алопеции при химиотерапии, [41] и профилактика церебрального паралича у детей, рожденных с гипоксически-ишемической энцефалопатией . [42] В итерации с непрерывным охлаждением охлаждающая жидкость охлаждается с помощью компрессора и прокачивается через охлаждающую шапочку. Циркуляция регулируется с помощью клапанов и датчиков температуры в шапочке. Если температура отклоняется или обнаруживаются другие ошибки, активируется система сигнализации. Замороженная итерация подразумевает постоянное наложение шапочек, заполненных гелем Crylon, охлажденным до −30 °C (−22 °F), на кожу головы 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 древних времен. Греческий врач Гиппократ , в честь которого названа клятва Гиппократа , выступал за упаковку раненых солдат в снег и лед. [21] Наполеоновский хирург барон Доминик Жан Ларрей записал, что офицеры, которых держали ближе к огню, выживали реже, чем минимально избалованные пехотинцы. [21] В наше время первая медицинская статья, касающаяся гипотермии, была опубликована в 1945 году. [21] Это исследование было сосредоточено на влиянии гипотермии на пациентов с тяжелой травмой головы. В 1950-х годах гипотермия получила свое первое медицинское применение, будучи использованной в хирургии внутримозговой аневризмы для создания бескровного поля. [21] Большинство ранних исследований были сосредоточены на применении глубокой гипотермии , определяемой как температура тела 20–25 °C (68–77 °F). Такое резкое падение температуры тела влечет за собой целый ряд побочных эффектов, что делает применение глубокой гипотермии нецелесообразным в большинстве клинических ситуаций.
В этот период также проводились спорадические исследования более мягких форм гипотермии, при этом мягкая гипотермия определялась как температура тела 32–34 °C (90–93 °F). В 1950-х годах доктор Росомофф продемонстрировал на собаках положительные эффекты мягкой гипотермии после ишемии мозга и черепно-мозговой травмы. [21] В 1980-х годах дальнейшие исследования на животных показали способность мягкой гипотермии действовать как общий нейропротектор после блокировки притока крови к мозгу. Эти данные о животных были подтверждены двумя знаковыми исследованиями на людях, которые были опубликованы одновременно в 2002 году в New England Journal of Medicine . [43] Оба исследования, одно из которых проводилось в Европе, а другое в Австралии, продемонстрировали положительные эффекты мягкой 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 управления температурой после остановки сердца. [44] В настоящее время все большее количество больниц по всему миру следуют рекомендациям AHA/ILCOR и включают гипотермическую терапию в стандартный пакет лечения пациентов с остановкой сердца. [43] Некоторые исследователи заходят так далеко, что утверждают, что гипотермия является лучшим нейропротектором после блокады крови в мозг, чем любой известный препарат. [27] За этот же период особенно успешные исследовательские усилия показали, что гипотермия является высокоэффективным лечением при применении к новорожденным после асфиксии при рождении . Метаанализ ряда крупных рандомизированных контролируемых испытаний показал, что гипотермия в течение 72 часов, начатая в течение 6 часов после рождения, значительно увеличивает шансы на выживание без повреждения мозга. [45]
TTM изучался в нескольких сценариях использования, где он обычно не оказывался полезным или все еще находится в стадии изучения, несмотря на теоретические основания для его полезности. [46]
В настоящее время нет доказательств, подтверждающих использование целевого управления температурой у людей при инсульте, и клинические испытания не были завершены. [47] 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 была представлена как эффективный нейропротектор . [48] Было обнаружено , что использование гипотермии для контроля внутричерепного давления (ВЧД) после ишемического инсульта является как безопасным, так и практичным. [49]
Исследования на животных показали пользу целевого управления температурой при травматических повреждениях центральной нервной системы (ЦНС). Клинические испытания показали неоднозначные результаты относительно оптимальной температуры и задержки охлаждения. Считается, что достижение терапевтических температур 33 °C (91 °F) предотвращает вторичные неврологические повреждения после тяжелой травмы ЦНС. [50] Систематический обзор рандомизированных контролируемых испытаний при черепно-мозговой травме (ЧМТ) показывает, что нет никаких доказательств того, что гипотермия полезна. [51]
Клиническое исследование пациентов с остановкой сердца показало, что гипотермия улучшает неврологический исход и снижает смертность . [8] Ретроспективное исследование использования гипотермии у пациентов с остановкой сердца показало благоприятный неврологический исход и выживаемость. [52] Волны Осборна на электрокардиограмме ( ЭКГ ) часто встречаются во время ТТМ после остановки сердца , особенно у пациентов, получавших лечение при температуре 33 °C. [53] Волны Осборна не связаны с повышенным риском желудочковой аритмии и могут считаться доброкачественным физиологическим явлением, связанным с более низкой смертностью в однофакторном анализе. [53]
По состоянию на 2015 год гипотермия не показала никаких улучшений в неврологических результатах или смертности в нейрохирургии. [54]
ТТМ применялся в некоторых случаях неглериоза . [55]
В этой статье использован текст из свободного контента . Лицензия CC BY 4.0. Текст взят из Anatomy and Physiology, J. Gordon Betts et al , Openstax.