Umělá hypotermie [1] [2] , nebo terapeutická hypotermie - léčebný účinek na tělesnou teplotu pacienta [3]
Hypotermie se používá ke snížení rizika ischemického a hypoxického poškození tkání po období nedostatečného prokrvení [3] . Období nedostatečného zásobení krví může být důsledkem zástavy srdce nebo ucpání tepny při embolii, jak se obvykle vyskytuje u mrtvice. Léčebnou (léčebnou) hypotermii lze provádět invazivními metodami, kdy se pacientovi zavede do dolní duté žíly přes femorální žílu speciální teplosměnný katétr, nebo neinvazivními metodami, při kterých se obvykle používá vodou chlazená deka nebo vesty. trup a aplikátory na nohou, které jsou v přímém kontaktu s kůží pacienta. Studie prokázaly, že pacienti s rizikem ischemického poškození mozku mají lepší neurologické výsledky při použití terapeutické hypotermie. [čtyři]
Hypotermie se také používá v toxikologii ke stimulaci přirozených detoxikačních procesů [5] .
Hypotermie se jako léčebná metoda používala již od starověku. Řecký lékař Hippokrates (pravděpodobně jediný antický lékař na světě, jehož názory jsou dodnes podporovány) doporučoval zabalit zraněné vojáky do sněhu a ledu. Napoleonův chirurg, baron Dominic Larrey, písemně dosvědčil, že zranění důstojníci, kteří byli drženi blíže k palbě, s menší pravděpodobností přežili těžká zranění než pěšáci, kteří nebyli takovou péčí příliš hýčkáni. V moderní době byl první lékařský článek o hypotermii publikován v roce 1945. Tato studie se zaměřila na účinky hypotermie na pacienty trpící těžkými poraněními hlavy [6] .
V 50. letech 20. století našla hypotermie své první lékařské využití k vytvoření nekrvavého chirurgického pole pro chirurgii intrakraniálního aneuryzmatu. [6] Většina raných výzkumů se zaměřovala na použití hluboké hypotermie s tělesnou teplotou v rozmezí 20–25 °C (68–77 F). Tento extrémní pokles tělesné teploty vyvolal řadu vedlejších účinků, které znemožňovaly použití hluboké hypotermie ve většině klinických situací.
Ve stejném období proběhly i samostatné studie mírnějších forem terapeutické hypotermie s mírným poklesem tělesné teploty do rozmezí 32–34 °C (90–93 °F). V 50. letech 20. století prokázal doktor Rosomoff na psech příznivé účinky mírné hypotermie po mozkové ischemii a traumatickém poranění mozku. [6] Další studie na zvířatech v 80. letech ukázaly, že mírná hypotermie může hrát roli v obecné neuroprotekci po zablokování průtoku krve do mozku. Tato data na zvířatech byla podpořena dvěma zásadními studiemi na lidech, které byly současně publikovány v roce 2002 v New England Journal of Medicine. [3] Obě studie, jedna v Evropě a druhá v Austrálii, prokázaly pozitivní efekt středně těžké hypotermie po zástavě srdce. [4] V reakci na tyto studie v roce 2003 American Heart Association (AHA) a International Committee on Critical Care Relations (ILCOR) nařídily použití terapeutické hypotermie po zástavě srdce. [7] V současné době se stále více klinik po celém světě řídí směrnicemi AHA a ILCOR a zahrnulo léčbu hypotermie jako součást standardního balíčku péče o pacienty trpící srdeční zástavou. [3] Někteří výzkumníci zašli ještě dále a tvrdí, že hypotermie poskytuje lepší neuroprotekci po zablokování průtoku krve mozkem než lékařské metody. [3] [8]
Typy stavů, které lze účinně léčit hypotermií, spadají do pěti kategorií:
Bylo zjištěno, že léčba neonatální encefalopatie pomocí hypotermie zlepšuje výsledky u novorozenců s perinatální hypoxií a ischemií, hypoxickou ischemickou encefalopatií nebo porodní asfyxií. Chlazení celého těla nebo hlavy na 33–34 °C, zahájené do 6 hodin po porodu a trvající 72 hodin, významně snižuje mortalitu a snižuje dětskou mozkovou obrnu a neurologické deficity u přeživších. Podrobnosti o této léčbě a její historie jsou podrobněji popsány na související stránce "Léčba hypotermie encefalopatie novorozenců" .
Údaje o neuroprotektivních vlastnostech hypotermie po zástavě srdce nejlépe shrnují dvě studie publikované v New England Journal of Medicine. První z těchto studií, provedená v Evropě, se zaměřuje na lidi, kteří byli resuscitováni 5-15 minut po kolapsu. U pacientů v této studii došlo ke spontánnímu návratu oběhu (ROSC) v průměru po 22 minutách (skupina s normotermií) a 21 minutách (skupina s hypotermií). Hypotermie byla zahájena během 105 minut od ROSC. Subjekty byly poté chlazeny po dobu 24 hodin na konečnou teplotu 32-34 °C (90-93 °F). U 55 % ze 137 pacientů ve skupině s hypotermií to mělo pozitivní vliv na výsledek, ve srovnání s pouze 39 % ve skupině, které se po resuscitaci dostalo standardní péče. [4] Je třeba poznamenat, že mezi oběma skupinami nebyl pozorován žádný významný rozdíl v komplikacích. Tato data byla potvrzena v další podobné studii, která byla současně provedena v Austrálii. V této studii mělo 49 % pacientů léčených hypotermií po zástavě srdce příznivý výsledek ve srovnání s pouze 26 % pacientů léčených standardní péčí. [9] Jedna zpráva uvádí, že z 300 000 Američanů ročně, u kterých dojde k zástavě srdce, méně než 10 % přežije „dost dlouho na to, aby opustili nemocnici“, a to navzdory rostoucímu používání opatření, jako je „rychlejší pohotovostní péče“. automatických defibrilátorů na letištích a dalších veřejných místech a zlepšení v technikách kardiopulmonální resuscitace." [3] Ale ze 140 pacientů léčených od roku 2006 v Minneapolis Heart Institute 52 % přežilo s terapeutickou hypotermií. [3]
Většina údajů o účinnosti hypotermie při léčbě mrtvice je omezena na studie na zvířatech. Tyto studie se zaměřily na ischemickou cévní mozkovou příhodu, na rozdíl od hemoragické cévní mozkové příhody, protože hypotermie vede ke snížení koagulačního prahu. V těchto studiích na zvířatech se hypotermie ukázala jako účinná neuroprotektivní látka. [10] Zjistili, že použití hypotermie ke kontrole intrakraniálního tlaku (ICP) po ischemické cévní mozkové příhodě je bezpečné a rozumné. [11] V roce 2008 bylo prokázáno, že dlouhodobá hypotermie vyvolaná nízkými dávkami sirovodíku, který je slabým a reverzibilním inhibitorem oxidativní fosforylace, snižuje rozsah poškození mozku způsobeného ischemickou mrtvicí u potkanů. [12]
Studie na zvířatech prokázaly všechny výhody hypotermické léčby traumatických lézí CNS. Klinické výsledky poskytly protichůdné výsledky pro optimální teplotu a zpoždění chlazení. Předpokládá se, že zvýšení teploty ošetření na 33 °C zabraňuje sekundárnímu neurologickému poškození po těžkém poškození CNS. [13] Australská a novozélandská vláda financovala studii z roku 2010, ve které bylo 512 randomizovaných pacientů chlazeno a postupně zahříváno po traumatickém poranění mozku a náhodně vybraná druhá skupina dostávala standardní léčbu bez chlazení a postupného zahřívání. Tuto polární studii provádí Australská a novozélandská Intensive Care Society Clinical Trials Group.
Podle jedné studie zvýšení tělesné teploty úzce koreluje s prodloužením pobytu na jednotce intenzivní péče u pacientů s ischemickým poškozením mozku nebo poraněním mozku. [14] Jiné studie navíc ukázaly, že pacienti na JIP s poraněním mozku nebo ischemickým poraněním mozku spojeným s horečkou mají o 14 % vyšší úmrtnost než normotermní pacienti. [15] Kontrola horečky pomocí technik snižování teploty se ukazuje jako kritická při léčbě pacientů s mrtvicí [16] .
V prvních zdůvodněních role hypotermie jako neuroprotektivního činidla se výzkumníci zaměřili na zpomalení buněčného obratu v důsledku snížení tělesné teploty. S poklesem teploty o každý stupeň Celsia se metabolismus buněk zpomaluje o 5–7 % [15] . V souladu s tím většina raných hypotéz věřila, že hypotermie snižuje škodlivé účinky ischemie tím, že snižuje potřebu kyslíku v těle. [6] Počáteční důraz na buněčný obrat vysvětluje, že předchozí výzkumy se téměř výhradně soustředily na použití hluboké hypotermie, protože výzkumníci věřili, že léčebný účinek hypotermie přímo souvisí se stupněm snížení teploty [17] .
Novější údaje ukázaly, že i malý pokles teploty může sloužit jako neuroprotektivní [18] , což naznačuje, že hypotermie může být ovlivněna jinými cestami než jen snížením buněčného obratu. Jedna pravděpodobná hypotéza je založena na sledu reakcí, ke kterým dochází po nedostatku kyslíku, zejména v souvislosti s iontovou homeostázou. Ve specifickém případě kojenců s perinatální asfyxií je apoptóza pravděpodobně hlavní příčinou buněčné smrti a hypotermická léčba neonatální encefalopatie přerušuje dráhu apoptózy. Obecně platí, že buněčná smrt přímo nesouvisí s nedostatkem kyslíku, ale nastává nepřímo prostřednictvím kaskády následných událostí. Buňky potřebují kyslík k produkci molekuly ATP používané buňkou k ukládání energie a buňky potřebují ATP k regulaci hladin intracelulárních iontů. ATP se používá jak k dodávání esenciálních iontů potřebných pro buněčné funkce, tak k odstraňování iontů, které jsou pro buněčné funkce škodlivé. Bez kyslíku nemohou buňky produkovat potřebný ATP k regulaci hladin iontů, a proto nemohou zabránit tomu, aby se koncentrace iontů v buněčném prostředí přiblížily úrovním okolního prostředí. Není to samotný nedostatek kyslíku, který vede k buněčné smrti, ale spíše, bez kyslíku, buňka nemůže produkovat ATP, který potřebuje k regulaci koncentrace iontů a udržení homeostázy [6] .
Je pozoruhodné, že i malý pokles teploty přispívá ke stabilitě buněčné membrány během období nedostatku kyslíku. Z tohoto důvodu pomáhá snížení tělesné teploty zabránit přílivu nežádoucích iontů při ischemické mrtvici. Tím, že je buněčná membrána méně propustná, pomáhá hypotermie zabránit kaskádě reakcí, které kompenzují nedostatek kyslíku. I mírné snížení teploty posiluje buněčnou membránu a pomáhá minimalizovat jakékoli narušení buněčného prostředí. Právě zpomalení procesu homeostázy způsobené oběhovou blokádou je dnes mnohými považováno za základ schopnosti hypotermie minimalizovat trauma v důsledku ischemického poranění [6] .
Léčba hypotermie může také pomoci snížit reperfuzní poškození způsobené oxidačním stresem, když se po ischemii obnoví průtok krve do tkáně. Během reperfuze dochází k různým imunitním zánětlivým reakcím. Tyto zánětlivé reakce vedou ke zvýšenému intrakraniálnímu tlaku, který vede k poškození buněk a v některých situacích k buněčné smrti. Bylo prokázáno, že hypotermie pomáhá snižovat intrakraniální tlak a minimalizuje tak škodlivý účinek zánětlivých imunitních reakcí pacienta během reperfuze. Oxidace, ke které dochází během reperfuze, také zvyšuje produkci volných radikálů. Vzhledem k tomu, že hypotermie snižuje jak intrakraniální tlak, tak produkci volných radikálů, může to sloužit jako další mechanismus pro manifestaci terapeutického účinku hypotermie [6] .
Léčba hypotermií by měla být zahájena co nejdříve u pacientů s možným ischemickým poškozením, protože účinnost hypotermie jako neuroprotektivního činidla s časem klesá. Mnoho údajů ze zvířecích modelů naznačuje, že čím dříve je podchlazení aplikováno, tím lepší je výsledek pro subjekt. [19] Léčba hypotermie má však částečný efekt, i když je zahájena 6 hodin po kolapsu. [20] Pacienti uvedení do stavu hypotermie by měli být pečlivě sledováni. Lékaři by si měli být neustále vědomi vedlejších účinků spojených s hypotermií. Mezi tyto nežádoucí účinky patří arytmie, snížený koagulační práh, zvýšené riziko infekce a zvýšené riziko nerovnováhy elektrolytů. Lékařské důkazy naznačují, že tyto vedlejší účinky lze zmírnit pouze tehdy, bude-li dodržován nezbytný protokol. Lékaři by se měli vyvarovat snižování teploty pod cílovou hodnotu, protože závažnost vedlejších účinků hypotermie se zvyšuje s poklesem teploty pacienta. Uznávané lékařské standardy uvádějí, že teplota pacienta by neměla klesnout pod prahovou hodnotu 32 °C (90 °F) [20] .
Před zahájením léčby hypotermie by měla být podána farmakologická činidla ke kontrole třesavky. Když tělesná teplota klesne pod určitou hranici, obvykle kolem 36 °C (97 °F), pacient se začne třást. Bez ohledu na techniku použitou k podávání hypotermie se pacienti začnou třást, když teplota klesne pod tuto hranici. Nejčastěji používanými léky k prevenci třesu při léčbě hypotermie jsou desfluran a petidin (meperidin nebo demerol) [8] .
Kliničtí lékaři musí pacienta pomalu a nepřetržitě zahřívat, aby se vyhnuli škodlivým špičkám intrakraniálního tlaku [20] . Aby se předešlo zranění, měl by být pacient zahříván rychlostí ne vyšší než 0,17 °C za hodinu, nebo by fáze zahřívání z 33 na 37 °C měla trvat alespoň 24 hodin. K většině úmrtí způsobených léčbou hypotermií skutečně dochází během fáze přehřívání, ale tato úmrtí lze snadno eliminovat pomalým a jemným přehříváním [21] .
Lékařské metody podávání hypotermie spadají do dvou kategorií: invazivní a neinvazivní.
Do femorální žíly se zavádějí speciální chladicí (výměnné) katétry. Chlazený fyziologický roztok cirkuluje trubicí nebo balónkem potaženým kovem. Solný roztok ochlazuje celé tělo pacienta a snižuje teplotu pacientovy krve. Katetry snižují teplotu rychlostí v rozmezí 1,5-2,0 °C za hodinu. Pomocí sofistikovaného ovládacího zařízení je možné pomocí katetrů nastavit tělesnou teplotu v rozmezí 1 °C od cílové hodnoty. Tato přesnost umožňuje lékařům vyhnout se mnoha obtížím spojeným s příliš hlubokou úrovní hypotermie. Katétry navíc umožňují, aby teplota stoupala konstantní rychlostí, což eliminuje škodlivé účinky zvýšeného intrakraniálního tlaku. Vedlejší účinky spojené s touto technikou zahrnují krvácení, infekce, punkci cévy a hlubokou žilní trombózu . [22] Infekce způsobené chladicími katétry jsou obzvláště nebezpečné, protože resuscitovaní pacienti jsou vysoce náchylní ke komplikacím infekcí. [23] Významné riziko pro pacienta představuje také krvácení z důvodu sníženého koagulačního prahu v důsledku hypotermie. Toto riziko hluboké žilní trombózy je pravděpodobně nejdůležitější komplikací. Jedna studie zjistila, že výskyt hluboké žilní trombózy se zvýšil o 33 %, pokud byl katétr ponechán u pacienta až 4 dny, a o 75 %, pokud byl katétr ponechán v pacientovi 4 dny nebo déle. [24] Hlubokou žilní trombózu si lze představit jako tvorbu krevních sraženin v hluboké žíle, obvykle ve femorální žíle. Tento projev se stává fatálním, pokud sraženina putuje do plic a způsobí plicní embolii. Katétr navíc blokuje přístup lékaře do stehenní žíly, která se obvykle používá k mnoha dalším nezbytným lékařským operacím, včetně angiografie žilního systému a pravého srdce. Na rozdíl od neinvazivních metod, které mohou používat sestry, umístění chladicích katétrů by měl provádět lékař, který je dobře vyškolený a obeznámený s technikou. Prodleva mezi zjištěním, že pacient může mít prospěch z takové léčby, a příchodem intervenčního radiologa nebo jiného lékaře k zavedení katétru může negovat výhody rychlejšího chlazení poskytovaného intervenčními metodami.
Technologie vodou chlazené přikrývky spočívá v tom, že studená voda cirkuluje přes teplosměnnou přikrývku (nejčastěji pár přikrývek - nahoře a dole na pacientovi) nebo přiléhavou vestu na trupu plus aplikátory na nohy. Aby se teplota snížila optimální rychlostí, měl by zdravotnický pracovník pokrýt alespoň 70 % plochy povrchu těla pacienta přikrývkami pro přenos tepla. Tento způsob regulace teploty pacienta byl znám již v 50. letech minulého století, ale dnes zůstává zlatým standardem léčby. Tato léčba je také jedním z nejlépe prozkoumaných prostředků kontroly teploty těla pacienta. Vodou chlazené přikrývky snižují teplotu pacienta pouze ochlazováním pokožky pacienta, a proto nevyžadují chirurgické zákroky na klinice s umístěním teplosměnných katétrů a nezpůsobují komplikace, ke kterým dochází při invazivní technice, včetně infekcí, koagulopatie a prodloužení doby pobytu pacienta v nemocnici. Pokud se léčba vodou chlazenými přikrývkami provádí současně s intravenózním podáním dvou litrů fyziologického roztoku, může být pacient ochlazen na 33 °C poměrně rychle - za pouhých 65 minut.
Většina neinvazivních terapeutických hypotermických zařízení dnes přichází se snímači teploty jádra. Při umístění do konečníku (nebo jícnu, dutin, komor) pacienta lze monitorovat tělesnou teplotu a neustálá zpětná vazba k zařízení umožňuje nastavení vodou chlazené přikrývky tak, aby bylo dosaženo požadované tělesné teploty pacienta. V minulosti některé modely chladičů způsobovaly pokles teploty příliš nízko pod cílovou hodnotu a ochlazovaly pacienty pod 32 °C (90 °F), což způsobilo zvýšené vedlejší účinky. Také zahřívali pacienta příliš vysokou rychlostí, což vedlo ke špičkám intrakraniálního tlaku. Některé novější modely hardwaru mají nainstalovaný sofistikovanější software, který těmto nedostatkům předchází používáním teplejší vody, když se teplota během procesu chlazení blíží nastavené hodnotě. Některé novější přístroje mají dnes také 3 rychlosti chlazení a ohřevu a rychlost ohřevu jednoho z těchto přístrojů umožňuje ohřát pacienta v automatickém režimu velmi nízkou, hlemýždí rychlostí pouze 0,17 °C za hodinu, což umožňuje ohřev z 33 na 37 °C za 24 hodin.