2 года назад
Нету коментариев

Идея замораживания организмов с посто­янной температурой тела (животных и людей) с целью добиться полной нечувствительности перед последующим хирургическим вмешательством не нова. Еще в 1862 г. А. О. Вальтер установил, что кроликов можно лишать чувствительности, понижая температуру тела до 20°С. Позже, в 1902 г., Симпсон доказал возможность охлажде­ния тела высокоразвитых организмов (обезьян) до 25°С при комбинации с эфирным наркозом.

Начались и первые опыты по использованию холода при хирургических операциях на человеке. Искусствен­ное замораживание было названо гипотермией (от греч. слова hypo — под, ниже, и thermos — тепло).

Впервые в мире гипотермию, т. е. искусственное ох­лаждение организма человека с лечебной целью, исполь­зовали американские ученые Темил Фей и Лоуренс Смит в 1940 г. Ученые решили с помощью гипотермии лечить людей, заболевших раком. Они заметили, что опухоли чаще образуются в тех органах и частях человеческого тела, где сравнительно более высокая температура. От­дельные опыты показали, что локальное охлаждение ра­ковой ткани в известной степени задерживает ее рост и ведет к общему улучшению состояния организма. Это стимулировало попытки Фея и Смита осуществить общее охлаждение всего тела больного раком. Для этой цели они разработали довольно сложную и не совсем безопас­ную методику. Больного сначала усыпляли, применив наркоз, а затем охлаждали в ванне при температуре во­ды —4°С (с плавающими в воде кусками льда). Охладив тело пациента до температуры 28—29°С, они заворачи­вали его в одеяло и для поддержания пониженной тем­пературы тела обкладывали его резиновыми мешочками со льдом. Таким образом пациенты впадали в состояние искусственной гибернации: резко падал пульс, замедля­лось дыхание, переставали функционировать почки и сильно понижался обмен веществ. При одном из опытов температура тела больного упала даже до 27,7°С. Од­новременно с этим в вену вводили лекарственные пре­параты (барбитураты), чтобы блокировать центр термо­регуляции, расположенной в гипоталамусе. Этот метод позволил врачам поддерживать состояние умеренной об­щей гипотермии в течение 2 недель, а иногда и больше, но с интервалами. Пациент находился на искусственном пи­тании. Для выведения из этого состояния (т. е. пробуж­дения) применялся продолжительный массаж и больно­му давали теплый кофе. После возвращения в нормаль­ное состояние пациенты не могли ничего вспомнить и не испытывали никаких неприятных ощущений.

Несмотря на то что Фей и Смит не смогли вылечить пациентов, больных раком, с биологической точки зре­ния особенный интерес представляет тот факт, что стало возможным привести человека в состояние гибернации в течение 2 недель, причем температура тела понижалась до 27,7°С и значительно понизились все проявления жиз­ни (пульс, дыхание, обмен веществ).

Методикой Фея и Смита, при помощи которой вызы­валось искусственное охлаждение человека, впоследствии воспользовались хирурги. В 1950 г. американский хирург Мак Куистон использовал гипотермию при лечении боль­ных с врожденными пороками сердца, протекающими с цианозом. Одновременно другой американский хирург доктор Бигелоу и его сотрудники с успехом применили методику Фея и Смита при сложных операциях на серд­це.

Известно, что у детей встречаются различные врож­денные пороки сердца. Все они тяжело отражаются на кровообращении, и дети растут больными и физически неполноценными. Эти дефекты сердца можно устранить только хирургическим путем. Но долгое время это было неосуществимо по двум причинам: во-первых, хирурги боялись оперировать органы, находящиеся в грудной по­лости, опасаясь внести туда инфекцию, и во-вторых, что­бы «открыть» сердце, необходимо выключить кровооб­ращение. Но как продлить жизнь клеток головного моз­га? Известно, что если кровь не снабжает их кислородом, то они сохраняют жизнеспособность всего 3—4 мин, а за такой короткий срок сложная операция на сердце не­возможна. Первую причину, вызывавшую опасения хи­рургов (внести инфекцию), удалось преодолеть после то­го, как были открыты антибиотики и началось их широ­кое применение. Для устранения второй причины врачи решили воспользоваться гипотермией, благодаря которой выносливость нервных клеток значительно повышается. При этом методика охлаждения человека уже была раз­работана Феем и Смитом. Сначала ученые эксперимен­тировали на подопытных собаках и лишь после этого приступили к хирургическому вмешательству на людях. Доктор Бигелоу и его сотрудники охлаждали тело па­циента до температуры 28—29°С, затем вскрывали груд­ную полость, изолировали крупные кровеносные сосуды, идущие к сердцу и выходящие из него, таким образом выключая кровообращение Обнаружилось, что кровооб­ращение не должно прерываться более чем на 7—8 мин. Но этого времени для опытного хирурга достаточно, что­бы вскрыть полость сердца, оперативным путем устра­нить дефект в сердце и зашить рану, после чего снова возобновить кровообращение. Первая такая операция была проведена в начале 50-х годов. С тех пор во всем мире начали широко оперировать на «сухом», т. е. сво­бодном от крови, сердце.

Однако трудоемкость охлаждения и согревания при­водила к тому, что на каждого пациента уходило 8—9 ч, что делало труд хирурга малопроизводительным. Кроме того, для многих операций 7—8 мин было явно недоста­точно. Это обстоятельство привело к необходимости со­здать какие-то новые условия и методы искусственного кровообращения. При продолжительных оперативных вмешательствах на сердце, когда нужно, например, за­менить сердечные клапаны или устранить сложный врож­денный порок, продолжительность операции вынуждала сочетать искусственное кровообращение с гипотермией. Но при искусственном кровообращении, когда операция на сердце продолжается более длительное время (при­мерно 20—30 мин), этот метод оказывался непригодным, так как требовалось большое количество ценной донор­ской крови. Кроме того, полная замена крови больного кровью многих доноров, пусть даже совместимой, отри­цательно сказывалась на организме, и после операции больной долго оставался в тяжелом состоянии. Вот по­чему форсировались и углублялись опыты по использо­ванию гипотермии без искусственного кровообращения и в конце концов они увенчались успехом. Было установ­лено, что под действием холода прежде всего понижает­ся температура крови, циркулирующей под поверхностью кожи человека. Охлажденная кровь циркулирует по все­му телу, в том числе и в голове, охлаждая головной мозг.

Таким образом, температура тела всегда на 2—3°С ниже температуры мозга. Если тело человека можно, не опасаясь последствий, охладить до 29—30°С, то головной мозг в этот момент будет иметь температуру 31—33°С, а этого не хватает для его защиты от кислородной недоста­точности. Но если голову охлаждать более 7—8 мин, то возникнет противоположная картина — сначала понизит­ся температура головного мозга, а уже затем — цирку­лирующей в нем крови; значит, температура мозга ста­нет на несколько градусов ниже, что даст возможность довести перерыв в кровообращении до 30 мин. Идея ка­залась весьма перспективной, но выяснилось, что если довольно легко охлаждать мозг мелких животных (мы­шей, крыс, кроликов, кошек и др.), то почти невозможно это проделать на собаках, обезьянах, а тем более на лю­дях. Даже если поместить голову в сосуд с температурой воздуха —20°С или в холодную воду при температуре —4°С, все равно не произойдет охлаждения головного мозга, а постепенно будет охлаждаться весь организм.

Эту задачу удалось разрешить коллективу советских ученых во главе с профессором В. А. Буковым из лабо­ратории по пересадке органов и тканей. Исследователи проследили за рядом фактов из живой природы. Они задались вопросом: почему в Ленинграде при температу­ре воздуха —5°С, но при сильном ветре лицо человека может замерзнуть быстрее, чем при —40°С в безветрен­ную погоду, например, в Иркутске? Оказалось, что все дело в быстрой смене воздуха. Исходя из этого принци­па, ученые создали первоначально опытные, а затем и клинические гипотермические аппараты, в которых голо­ву поливали струями воды, охлажденной до 1°С (аппа­рат «Холод 2ф» и «Флюидо краниотерм», где охлаждение осуществлялось с помощью сильной воздушной струи). Эти аппараты позволяют понизить температуру голов­ного мозга у подопытных собак до 24—25°С. Такой же результат получен в тех случаях, когда они применялись к людям, причем важно отметить, что температура тела сохраняется в безопасных границах от 30° до 31°С. Со­зданные советскими учеными гипотермические аппараты позволяют проводить все сложные операции на сердце, для которых необходимо не более 30 мин. Эти аппараты пользуются большой популярностью во многих странах.

Практически операции, при которых используется гипотермия, проводятся следующим образом: больного усыпляют на операционном столе. На его голову наде­вают специальный шлем и сразу же начинают ее охлаж­дать. Хирург вскрывает грудную полость, подводят ли­гатуру под крупные кровеносные сосуды сердца, чтобы изолировать их от сердца. В это время температура головного мозга успевает понизиться до нужного уровня. Когда кровообращение временно приостановлено, искус­ственное дыхание тоже становится ненужным. После это­го врачи приступают к вскрытию сердцаи осуществля­ется сама операция. Как только стенки сердца зашьют, с кровеносных сосудов снимают лигатуру, сердце возоб­новляет свою работу, тогда начинают согревать организм тем же аппаратом, но при этом воздействуют на голову температурой +40°С.

Использование гипотермических аппаратов позволяет проводить безопасные операции на сердце, длящиеся 20—30 мин. Благодаря тому что при этом методе нет необходимости заменять кровь больного, процесс выздо­ровления протекает без осложнений. Уже на 8—10-й день пациенты начинают ходить, и вскоре их выписыва­ют из больницы. Разумеется, при более продолжитель­ных операциях хирурги и теперь сочетают гипотермию с искусственным кровообращением.

В 1954 г. советский хирург В. Шамов первым провел весьма успешно сложную операцию на брюшной полос­ти, применив способ гипотермии.

Что же касается искусственного охлаждения людей, то рекорд в этой области принадлежит хирургам Ниази и Люису, которые в 1958 г. за 1 ч охладили под наркозом больную (в возрасте 51 года), доведя температуру ее те­ла до 9°С.

Установлено, что максимальная продолжительность остановки сердечной деятельности для организма чело­века во время искусственного охлаждения составляет 77 мин, а для собаки — 180 мин.

В зависимости от степени понижения температуры те­ла при гипотермии резко снижается и обмен веществ в организме, а в связи с этим уменьшается потребность тканей в кислороде. По утверждению Бигелоу и его со­трудников, при гипотермии, которая проводится на фоне блокирования терморегулирующих механизмов (с по­мощью фармакологических средств), потребность в кислороде при температуре тела 20°С падает в среднем до 15% исходной величины, а при температуре тела 25°С — до 35%. Беринг и его сотрудники установили, что при температуре тела 27°С потребление кислорода в тканях головного мозга понижается от 2,5—4,7 (норма) до 0,3— 1 мл на 100 г в минуту.

Потребление кислорода сердечной мышцей понижа­ется в меньшей степени, чем головным мозгом и другими тканями,— в среднем на 50% по сравнению с нормаль­ными величинами. В связи с резким снижением потреб­ности тканей организма в кислороде повышается его ус­тойчивость к различным формам острой кислородной недостаточности.

В 1955 г. исследования Е. В. Гублера показали, что при экспериментальной гипотермии у собак при пониже­нии температуры тела до 25—28°С их устойчивость к кис­лородному голоданию повышается в среднем в 3 раза по сравнению с контрольными собаками с нормальной температурой тела. Установлено, что допустимый предел выключения сердца из системы кровообращения при ги­потермии при температуре 25—28°С увеличивается с 3— 5 мин (норма) до 15—20 мин, а период наступления кли­нической смерти продлевается до 30—40 мин. Все эти данные доказывают резкое повышение устойчивости тка­ней организма, в частности головного мозга, к кислород­ной недостаточности. В соответствии с понижением тем­пературы тела уменьшается число сердечных сокраще­ний, понижается артериальное давление, уменьшается ударный объем сердца. Артериальное давление при тем­пературе тела 20°С уменьшается в среднем на 15—20% исходной величины. Особенно резкое понижение артери­ального давления и уменьшение частоты сокращений сердца наступают при понижении температуры тела ниже 25—26°С. При температуре тела до 25°С ударный объем сердца в среднем составляет 60% нормы. Время для свер­тывания крови при гипотермии увеличивается, а следо­вательно, возрастает продолжительность кровотечений. Понижение температуры тела до 29—30°С сопровожда­ется сначала увеличением, а затем торможением элект­рической активности головного мозга. Согласно данным Бенуа и его сотрудников, электрическая активность коры головного мозга сохраняется при понижении температу­ры тела до 25°С. Патофизиологические и биохимические данные дают возможность сделать заключение, что при гипотермии повышается устойчивость организма к раз­личного рода травмам, в частности к операционным.

Использование гипотермии в клинической практике зависит от правильного проведения анестезии (введения наркоза). Независимо от применяемых наркотических и нейроплегических веществ при применении гипотер­мии анестезиолог должен проводить охлаждение на фо­не достаточно глубокой блокады терморегулирующих механизмов. В противном случае вместо ожидаемого по­нижения обмена веществ и повышения устойчивости ор­ганизма к травмам наступит повышение обмена веществ, да и само по себе охлаждение окажется тяжелой трав­мой. Но до сих пор нет единого мнения о выборе нарко­зов при гипотермии (например, Суан, Куприянов, Виш­невский использовали эфир, а Мак Куистон — цикло­пропан).

За последние годы сверхнизкие температуры быстро вошли в медицинскую практику. Возник новый раздел, заимствованный из криобиологии, получивший название «криомедицина». Попытки использовать холод при ра­боте с хирургическими инструментами делались еще в 1899 г., однако только в последнее время инженеры раз­работали надежные и универсальные криохирургические инструменты.

В Советском Союзе исследовательская работа по криомедицине в обширном объеме давно ведется в Ин­ституте проблем криобиологии и криомедицины Акаде­мии наук Украины. Под руководством профессора Ни­колая Пушкаря разработан метод лечения ожогов и гнойных ран при помощи криовоздействия. Известно, что ныне чаще всего больных лечат антибиотиками, но неко­торые микроорганизмы привыкают к ним. Когда же на пораженную ткань воздействуют низкими температура­ми, то все патогенные микроорганизмы погибают. При обработке раны (например, путем орошения ее жидким газом с низкой температурой) происходит криоразрушение ткани. Однако это приносит пользу, так как разру­шается только больная ткань. Образуется мертвая зона, защищающую здоровую ткань — ту ткань, которая не по­ражена ни ожогом, ни микроорганизмами. В таком слу­чае уже можно говорить о криозащите. В результате криовоздействия изменяется и характер заживления раны — ее регенерация. Приблизительно в 2 раза уменьша­ется глубина омертвевшей ткани. При ожогах обычно возникает токсикоз, так как обмен веществ в ткани нару­шен. При воздействии низких температур токсикоз быва­ет выражен в значительно меньшей степени. Не образу­ются и грубые шрамы. При обработке холодом рана ста­новится чистой, достаточно только закрыть пораженный участок и сделать пересадку кожи. Однако работы со­ветских ученых все еще находятся на стадии опытов, ко­торые нуждаются в последующих проверках в клиниче­ских условиях.

Советские ученые добились больших успехов и в об­ласти криохирургии. Прежде всего криохирургическая операция, при которой вместо скальпеля используют ин­струмент, например, иглу, постоянно охлаждаемую до температуры жидкого азота (—196°С), фактически про­ходит безболезненно, и можно обойтись без наркоза. С другой стороны, нет необходимости в тщательно подго­товленной операционной, можно оперировать в амбула­торных условиях, а если возникает необходимость — даже и в полевых условиях.

Огромный опыт работы с новыми криохирургически­ми инструментами накоплен в Московском научно-иссле­довательском институте глазных болезней им. Гельмгольца. Научно-технический прогресс с полной силой за­явил о себе в области офтальмологии. Вот уже несколь­ко лет в этом институте оперируют с помощью криоген­ных аппаратов, постепенно вытесняющих традиционные инструменты хирургов-офтальмологов. Ученые института разработали оригинальный метод удаления инородных тел из глаза с помощью криогенных аппаратов, назван­ных криоэстракторами.

Они оказались незаменимыми в тех случаях, когда в глаз попадало инородное тело, не обладающее магнит­ными свойствами. До сих пор хирурги успешно удаляли «пылинки» из стали с помощью специальных магнитов. Но как удалить, например, крохотный осколочек стек­ла? В таких случаях на помощь приходит холод и кри­огенные аппараты, заменяющие пинцет. Рабочая часть криоэкстрактора представляет собой небольшой медный стержень, обернутый станиолем. В пространство между станиолем и стержнем подают жидкую углекислоту. Ис­паряясь, она понижает температуру инструмента; этим стержнем, охлажденным до температуры от —55 до —60°С, с максимальной осторожностью прикасаются к ткани глаза, где «засел» кусочек опасного инородного тела. Он приклеивается к криоэкстрактору, после чего хирург без особых затруднений удаляет его из глаза.

Результаты клинических исследований показали ис­ключительно высокую эффективность работы с крио­генными аппаратами. В отличие от обычных аппаратов криогенные, благодаря тому что капилляры замороже­ны, не вызывают кровотечений в глазном яблоке. С по­мощью криоэкстрактора можно удалять инородные тела не только с поверхности, но и из глубины глаза, можно лечить заболевания роговицы и оперировать катаракту. Этот метод лечения сокращает время пребывания боль­ных в лечебных заведениях: их можно выписывать на 5—6-й день после операции.

Советским ученым принадлежит честь разработки не только сложных криоинструментов. Например, криоскальпель создан для одноразового использования, по ве­личине он не больше авторучки и назван «Криостилет 2001». Он легок, надежен, удобен для пользования и не требует никаких забот. Криостилет состоит из корпуса, из специальной пластмассы, теплоизолятора, баллончи­ка, наполняемого охлаждающей жидкостью, и металли­ческой иглы-наконечника. Когда в баллончик наливают охлаждающую жидкость, она охлаждает наконечник до определенной температуры, причем не сразу, а через 10 с после того, как нальют жидкость. Этого времени до­статочно, чтобы хирург успел ввести наконечник инстру­мента в оперируемое поле, не опасаясь, что низкая тем­пература повредит окружающую ткань глаза. Добавим, что и сам корпус криостилета надежно изолирует ткань от воздействия холода.

Сотрудники Всесоюзного научно-исследовательского и экспериментального института медицинской техники совместно с врачами из клиники болезней уха, горла, но­са при Центральном институте усовершенствования вра­чей под руководством профессора И. Потапова создали оригинальныйкриоаппликатор и разработали методику бескровного разрушения миндалин под воздействием сверхнизких температур. Этот метод незаменим для па­циентов, страдающих хроническим тонзиллитом, у кото­рых имеется также хроническое воспаление печени или заболевание кроветворных органов. При таких случаях не могут быть применены традиционные методы удале­ния миндалин, так как при малейшей царапинке кровь долгое время не свертывается и трудно остановить кро­вотечение. В криоаппликаторе по тонкой трубочке, ко­торая не толще авторучки, к наконечнику стекает жид­кий азот (—196°С). Достаточно слегка прикоснуться ох­лажденным наконечником к больной миндалине, и она начинает быстро замораживаться. Через две недели некротизированная ткань безболезненно отторгается. Что­бы как можно глубже разрушить миндалины, рекоменду­ется эту процедуру повторить. Разумеется, прежде чем применить этот аппарат в клинике на людях, профессор П. Рудня проделал сотни опытов на животных, замора­живая им миндалины. И только после того, как было до­казано преимущество нового метода, его безопасность, бескровность и незначительная травматичность, врачи решились применить его в клинических условиях. Крио­генный метод воздействия на миндалины уже применя­ется во многих клиниках. Операции с использованием холода называют операциями по выбору, т. е. холоду отдается предпочтение в тех случаях, когда обычная хи­рургическая операция больному противопоказана. Про­фессор И. Потапов и его сотрудники с помощью холода излечили уже сотни больных, страдавших хроническим тонзиллитом. В клинику приезжают на обучение многие советские специалисты, а также хирурги из других стран. Метод криогенного воздействия нашел применение и при лечении других заболеваний, например, хронического на­сморка, фарингитов, опухолей и др.

Криогенный метод, хотя и с некоторым опозданием, теперь уверенно утвердился в оториноларингологии, а после этого его с успехом применили дерматологи, ней­рохирурги, офтальмологи, гинекологи, урологи и специа­листы из других областей медицины.

В ГДР доцент Матхоуз и сотрудники Медицинской академии в Дрездене разработали аппаратуру для опе­раций глаза и опухолей с помощью глубокого заморажи­вания тканей. Это зонды, острые стержни которых охла­ждаются жидким азотом до температуры —196°С. Рабо­та с такими аппаратами проходит почти безболезненно для пациента, так как холод действует обезболивающе. Клетки, которые иногда бывают повреждены зондами, заменяются самим организмом или отторгаются от него.

Криохирургия сегодня находит применение и при сложных операциях мозга. Ей подвластны и операции по удалению опухолей в носовой полости.

В современной медицине сейчас успешно применяется в технике низких температур томограф с ядерным маг­нитным резонансом. Он напоминает огромный термос. В него помещают пациента, тело которого обследуется с особенной тщательностью.

Совершенно очевидно, что благодаря возникновению новой отрасли биологической науки криобиологии, объ­ектом которой является жизнь при низких температурах, раскрываются блестящие перспективы и перед ее ответ­влением — криомедициной, использующей методы гипо­термии и криохирургии. И все это делается во имя само­го ценного для человек — здоровья и продления жизни.