Первая группа аппаратов обеспечивает понижение температуры тела за счет охлаждения крови с помощью специальных теплообменных катетеров, по которым в замкнутом контуре циркулирует охлажденная до ~ +20°С вода. Теплообменный катетер вводят в крупные вены, например, подключичную или бедренную, где он фиксируется на срок до 72 часов (рис. 7). Помимо теплообменного порта, подключаемого к аппарату-гипотерму, катетер снабжен инфузионными портами, повышающими его функциональность.
Рис. 7. Схема аппаратов для внутривенного охлаждения крови (CoolGard, Zoll) и теплообменный внутривенный катетер.
Учитывая высокую эффективность конвекционной регуляции теплового баланса организма с помощью тока крови, данная методика позволяет обеспечить быстрое развитие ОТГ и понизить температуру тела до +32-35°С за 45-60 минут. Наличие управляющей обратной связи по внутренней температуре теплового центра (по данным мониторинга температуры, в пищеводе, прямой кишке или мочевом пузыре) позволяет с высокой точностью поддерживать задаваемый уровень температуры тела.
На сегодняшний день это, пожалуй, самая точная методика температурного менеджмента, позволяющая не только с необходимым темпом понижать базальную температуру, с высокой точностью удерживать её на заданном уровне, но и обеспечить необходимую скорость согревания пациентов при развитии нежелательной гипотермии или выведении пациента из сеанса ОТГ.
Основными недостатками методики являются её инвазивность, опасность инфицирования и дислокации катетера, тромбоз, а также ограниченность применения, в связи с тем, что она направлена на индукцию только ОТГ, а не снижение температуры головного мозга, что принципиально важно для улучшения состояния нейронов в области «полутени».
Вторая группа методик основана на поверхностном отведении тепла с помощью матрацев, одеял, манжет, воротников, головных повязок, аппликаторов больших размеров, обеспечивающих охлаждение конечностей и проекций магистральных сосудов. Аппликаторы представляют собой замкнутые полости с трубками, по которым принудительно циркулирует вода, охлажденная до ~ +5°С (рис. 8).
Учитывая высокую эффективность конвекционной регуляции теплового баланса организма с помощью тока крови, данная методика позволяет обеспечить быстрое развитие ОТГ и понизить температуру тела до +32-35°С за 45-60 минут. Наличие управляющей обратной связи по внутренней температуре теплового центра (по данным мониторинга температуры, в пищеводе, прямой кишке или мочевом пузыре) позволяет с высокой точностью поддерживать задаваемый уровень температуры тела.
На сегодняшний день это, пожалуй, самая точная методика температурного менеджмента, позволяющая не только с необходимым темпом понижать базальную температуру, с высокой точностью удерживать её на заданном уровне, но и обеспечить необходимую скорость согревания пациентов при развитии нежелательной гипотермии или выведении пациента из сеанса ОТГ.
Основными недостатками методики являются её инвазивность, опасность инфицирования и дислокации катетера, тромбоз, а также ограниченность применения, в связи с тем, что она направлена на индукцию только ОТГ, а не снижение температуры головного мозга, что принципиально важно для улучшения состояния нейронов в области «полутени».
Вторая группа методик основана на поверхностном отведении тепла с помощью матрацев, одеял, манжет, воротников, головных повязок, аппликаторов больших размеров, обеспечивающих охлаждение конечностей и проекций магистральных сосудов. Аппликаторы представляют собой замкнутые полости с трубками, по которым принудительно циркулирует вода, охлажденная до ~ +5°С (рис. 8).
Рис. 8. Аппараты для индукции ОТГ при поверхностном отведении тепла (Blanketroll – вверху и ArcticSun – справа).
Контакт аппликаторов большой площади с поверхностью кожи, в том числе в области проекции крупных сосудов, позволяет энергично отводить тепло и быстро достичь искомого уровня снижения температуры теплового центра.
Аппаратное обеспечение методики также включает управляющую обратную связь по данным мониторинга температуры теплового центра организма, что позволяет достаточно точно удерживать температуру тела в задаваемых пределах.
К числу достоинств данной группы методик (поверхностное отведение теплоты) следует отнести простоту их воспроизведения. В тоже время, они ориентированы только на индукцию ОТГ, хотя в некоторых устройствах присутствуют аксессуары для охлаждения поверхности головы (аппликаторы в виде головных повязок) и шеи (аппликаторы-воротники) для охлаждения проекций сонных и вертебробазилярных сосудов.
Обе группы методик ОТГ требуют обязательной седации, применения ИВЛ и препаратов, блокирующих эндогенные механизмы терморегуляции и мышечную дрожь. Понижение температуры тела пациента ограничено уровнем мягкой гипотермии (в пределах +32-35°С) в целях уменьшения риска развития осложнений.
Данные качественные характеристики методик существенно ограничивают объем их применения и сужают большие потенциальные возможности гипотермической нейропротекции, которые могут быть достигнуты при понижении температуры мозга. Следует привести некоторые аргументы, поясняющие это утверждение.
Во-первых, инструментальное и фармакологическое сопровождение ОТГ делает её неприемлемой в случаях развития ишемического инсульта средней тяжести, когда пациент находится в сознании, а глубокая седация делает невозможным контроль неврологического статуса пациента. В тоже время, пациенты с умеренным неврологическим дефицитом – это большая группа больных, требующая проведения нейропротективной терапии, и, что особенно важно, наиболее перспективная в части позитивного неврологического прогноза течения и исхода заболевания.
Во-вторых, допустимый уровень понижения температуры тела ограничен диапазоном +32-35°С, что в первую очередь связано с риском развития осложнений со стороны сердечно-сосудистой системы, тогда как допустимый уровень понижения температуры мозга существенно ниже. При +25-27°С развивается обратимая депрессия церебрального метаболизма, сопровождающаяся выраженным подавлением сигнальных взаимодействий в головном мозге, падает биоэлектрическая активность по данным ЭЭГ, а развившиеся нарушения при согревании быстро восстанавливаются, как и способность к ауторегуляции мозгового кровотока.
Кроме того, выше мы приводили данные о том, что эффекты нейропротекции проградиентно нарастают по мере снижения температуры мозга, в частности, понижение температуры на 1°С обеспечивает повышение устойчивости нейронов к гипоксии и уменьшает потребление кислорода на 5-7%. При ОТГ удается понизить температуру мозга не ниже базальной, то есть на 3-5°С, тогда как локальное понижение температуры мозга вполне допустимо на 10-12°С, что могло бы повысить эффективность ТГ.
В-третьих, в области «полутени» при инсультах и нейротравме нарушается микроциркуляция, развивается отек, приводящий к компрессии мелких, средних и магистральных сосудов, в связи с чем доставка холодной крови затруднена, в первую очередь, к тем областям мозга, которые более всего нуждаются в понижении температуры.
В-четвертых, при ишемическом инсульте в области ядра инсульта и «полутени» развивается воспаление, формируются области с предельно высоким теплообразованием – локусы «пожара обмена», очаговая гипертермия, в результате чего температура отдельных участков мозга может достигать критических значений – до 41°С и выше и, практически всегда превышая базальную температуру. В этих условиях недостаточный локальный кровоток не может обеспечить эффективную конвекцию и отведение тепла от разогретых участков мозга.
Понижение температуры осуществляется за счет теплопроведения, то есть энергия теплоты передается от относительно разогретых участков мозга – к более холодным. Данный тип теплопередачи значительно менее эффективен, чем конвекционный, а тепловой поток зависит от теплопроводности и теплоемкости тканей, уровня метаболической активности в очаге и Δt°С теплый/холодный, которая в условиях ОТГ не велика.
В большой степени недостатки описанных подходов воспроизведения ОТГ компенсируют методики индукции локальной церебральной гипотермии (КЦГ и эндоназальное охлаждение), основу которых составляет поверхностное отведение тепла от краниальной части головы (волосистая часть головы, скальп – SCALP) или слизистых оболочек носоглотки.