Konstgjord hypotermi [1] [2] , eller terapeutisk hypotermi - terapeutisk effekt på patientens kroppstemperatur [3]
Hypotermi används för att minska risken för ischemisk och hypoxisk vävnadsskada efter en period av otillräcklig blodtillförsel [3] . Perioder med otillräcklig blodtillförsel kan vara resultatet av hjärtstillestånd eller blockering av en artär i emboli, vilket vanligtvis inträffar vid stroke. Terapeutisk (terapeutisk) hypotermi kan utföras med invasiva metoder, där en speciell värmeväxlingskateter förs in i patientens inferior vena cava genom lårbensvenen, eller med icke-invasiva metoder, som vanligtvis använder en vattenkyld filt eller väst på bålen och applikatorerna på benen som är i direkt kontakt med patientens hud. Studier har visat att patienter med risk för ischemisk hjärnskada har bättre neurologiska resultat när de använder terapeutisk hypotermi. [fyra]
Hypotermi används också inom toxikologi för att stimulera naturliga avgiftningsprocesser [5] .
Hypotermi har använts som en terapeutisk metod sedan urminnes tider. Den grekiske läkaren Hippokrates (förmodligen den enda antika läkaren i världen vars åsikter fortfarande stöds idag) rekommenderade att linda in skadade soldater i snö och is. Napoleons kirurg, baron Dominic Larrey, vittnade skriftligt att sårade officerare som hölls närmare elden var mindre benägna att överleva svåra sår än infanterister som inte blev alltför bortskämda av sådan omsorg. I modern tid publicerades den första medicinska artikeln om hypotermi 1945. Denna studie fokuserade på effekterna av hypotermi på patienter som lider av svåra huvudskador [6] .
På 1950-talet fann hypotermi sin första medicinska användning för att skapa ett blodlöst kirurgiskt område för intrakraniell aneurysmkirurgi. [6] Det mesta av den tidiga forskningen fokuserade på användningen av djup hypotermi med en kroppstemperatur i intervallet 20–25 °C (68–77 F). Denna extrema minskning av kroppstemperaturen orsakade en mängd biverkningar som gjorde användningen av djup hypotermi opraktisk i de flesta kliniska situationer.
Under samma period gjordes det också separata studier av mildare former av terapeutisk hypotermi med en måttlig minskning av kroppstemperaturen till intervallet 32–34 °C (90–93 °F). På 1950-talet visade Dr Rosomoff på hundar de fördelaktiga effekterna av mild hypotermi efter cerebral ischemi och traumatisk hjärnskada. [6] Ytterligare djurstudier på 1980-talet visade att mild hypotermi kan spela en roll i allmänt neuroskydd efter blockering av blodflödet till hjärnan. Dessa djurdata stöddes av två människostudier som publicerades samtidigt 2002 i New England Journal of Medicine. [3] Båda studierna, den ena i Europa och den andra i Australien, visade en positiv effekt av måttlig hypotermi efter hjärtstopp. [4] Som svar på dessa studier gav American Heart Association (AHA) och International Committee on Critical Care Relations (ILCOR) 2003 mandat att använda terapeutisk hypotermi efter hjärtstillestånd. [7] Idag följer ett växande antal kliniker runt om i världen AHA- och ILCOR-riktlinjerna och har inkluderat hypotermibehandling som en del av deras standardvårdspaket för patienter som lider av hjärtstillestånd. [3] Vissa forskare har gått ännu längre och hävdar att hypotermi ger bättre neuroskydd efter att ha blockerat blodflödet till hjärnan än medicinska metoder. [3] [8]
De typer av tillstånd som effektivt kan behandlas med hypotermi delas in i fem kategorier:
Behandling av neonatal encefalopati med hypotermi har visat sig förbättra resultaten för nyfödda spädbarn med perinatal hypoxi och ischemi, hypoxisk ischemisk encefalopati eller födelseasfyxi. Kylning av hela kroppen eller bara huvudet till 33–34°C, initierad inom 6 timmar efter födseln och fortsatte i 72 timmar, minskar avsevärt dödligheten och minskar cerebral pares och neurologiska underskott hos överlevande. Detaljerna för denna behandling och dess historia beskrivs mer i detalj på den relaterade sidan "Behandling med hypotermi av encefalopati hos nyfödda" .
Data om de neuroprotektiva egenskaperna hos hypotermi efter hjärtstillestånd sammanfattas bäst i två studier publicerade i New England Journal of Medicine. Den första av dessa studier, gjorda i Europa, fokuserar på personer som återupplivades 5-15 minuter efter kollapsen. Patienterna i denna studie upplevde spontan återgång av cirkulationen (ROSC) efter i genomsnitt 22 minuter (normotermigrupp) och 21 minuter (hypotermigrupp). Hypotermi påbörjades inom 105 minuter efter ROSC. Försökspersonerna kyldes sedan under 24 timmar till en sluttemperatur av 32-34°C (90-93°F). Hos 55 % av 137 patienter i hypotermigruppen hade detta en positiv effekt på utfallet, jämfört med endast 39 % i gruppen som fick standardvård efter återupplivning. [4] Det bör noteras att ingen signifikant skillnad i komplikationer observerades mellan de två grupperna. Dessa data bekräftades i en annan liknande studie, som samtidigt genomfördes i Australien. I denna studie hade 49 % av patienterna som behandlades med hypotermi efter hjärtstopp ett gynnsamt resultat jämfört med endast 26 % av de som behandlades med standardvård. [9] En rapport tyder på att av de 300 000 amerikaner per år som får hjärtstopp överlever mindre än 10 % "tillräckligt länge för att lämna sjukhuset", trots den ökande användningen av åtgärder som "snabbare akutvård." , utplacering av automatiserade defibrillatorer på flygplatser och andra offentliga platser, och förbättringar av tekniker för hjärt- och lungräddning." [3] Men av 140 patienter som behandlats sedan 2006 vid Minneapolis Heart Institute, överlevde 52% med terapeutisk hypotermi. [3]
De flesta data om effektiviteten av hypotermi för behandling av stroke är begränsade till djurstudier. Dessa studier fokuserade på ischemisk stroke, i motsats till hemorragisk stroke, eftersom hypotermi leder till en minskning av koagulationströskeln. I dessa djurstudier har hypotermi visat sig vara ett effektivt neuroprotektivt medel. [10] Fann att användningen av hypotermi för att kontrollera intrakraniellt tryck (ICP) efter ischemisk stroke är både säker och rimlig. [11] 2008 visades långvarig hypotermi inducerad av låga doser av vätesulfid, som är en svag och reversibel hämmare av oxidativ fosforylering, minska omfattningen av hjärnskador orsakade av ischemisk stroke hos råttor. [12]
Djurstudier har visat alla fördelarna med hypotermibehandling för traumatiska CNS-skador. Kliniska resultat har gett motstridiga resultat för optimal temperatur och kylningsfördröjning. Man tror att en behandlingstemperatur på 33 °C förhindrar sekundär neurologisk skada efter allvarlig CNS-skada. [13] Australiens och Nya Zeelands regeringar finansierade en studie från 2010 där 512 randomiserade patienter kyldes och gradvis värmdes efter traumatisk hjärnskada, och en slumpmässigt utvald andra grupp fick standardbehandling utan kylning och gradvis uppvärmning. Denna Polar-studie genomförs av Australian and New Zealand Intensive Care Society Clinical Trials Group.
Enligt en studie är en ökning av kroppstemperaturen nära korrelerad med förlängningen av vistelsen på intensivvårdsavdelningen för patienter som lider av ischemisk hjärnskada eller hjärnskada. [14] Dessutom har andra studier visat att intensivvårdspatienter med hjärnskada eller ischemisk hjärnskada i samband med feber har en 14 % högre dödlighet än normoterma patienter. [15] Att kontrollera feber med temperatursänkande tekniker har visat sig vara avgörande vid behandling av strokepatienter [16] .
I de tidigaste motiveringarna för rollen av hypotermi som ett neuroprotektivt medel, fokuserade forskare på att bromsa cellomsättningen som ett resultat av en minskning av kroppstemperaturen. Med en temperatursänkning för varje grad Celsius saktar cellmetabolismen ner med 5-7 % [15] . Följaktligen trodde de flesta av de tidiga hypoteserna att hypotermi minskar de skadliga effekterna av ischemi genom att minska kroppens behov av syre. [6] Den initiala betoningen på cellomsättning förklarar att tidigare forskning nästan uteslutande har fokuserat på användningen av djup hypotermi, eftersom forskare trodde att den helande effekten av hypotermi är direkt relaterad till graden av temperatursänkning [17] .
Nyare data har visat att även en liten minskning av temperaturen kan fungera som neuroprotektiv [18] , vilket tyder på att hypotermi kan påverkas av andra vägar än bara en minskning av cellomsättningen. En rimlig hypotes är baserad på en sekvens av reaktioner som inträffar efter syrebrist, särskilt relaterad till jonisk homeostas. I det specifika fallet med spädbarn med perinatal asfyxi är apoptos förmodligen den främsta orsaken till celldöd, och hypotermibehandling av neonatal encefalopati avbryter apoptosvägen. I allmänhet är celldöd inte direkt relaterad till syrebrist, utan sker indirekt genom en kaskad av efterföljande händelser. Celler kräver syre för att producera ATP -molekylen som används av cellen för att lagra energi, och celler kräver ATP för att reglera intracellulära jonnivåer. ATP används både för att tillföra essentiella joner som behövs för cellulära funktioner och för att avlägsna joner som är skadliga för cellulära funktioner. Utan syre kan celler inte producera den nödvändiga ATP för att reglera jonnivåer och kan därför inte förhindra jonkoncentrationer i den cellulära miljön från att närma sig miljönivåer. Det är inte syrebrist i sig som leder till celldöd, utan snarare utan syre kan cellen inte producera ATP, som den behöver för att reglera jonkoncentrationen och upprätthålla homeostas [6] .
Det är anmärkningsvärt att även en liten temperatursänkning bidrar till cellmembranets stabilitet under perioder med syrebrist. Av denna anledning hjälper sänkning av kroppstemperaturen till att förhindra inflödet av oönskade joner vid ischemisk stroke. Genom att göra cellmembranet mindre permeabelt hjälper hypotermi till att förhindra kaskaden av reaktioner som kompenserar för syrebristen. Även en måttlig temperaturminskning stärker cellmembranet och hjälper till att minimera eventuella störningar i cellmiljön. Det är fördröjningen av homeostasprocessen orsakad av cirkulationsblockad som många nu anser vara grunden för hypotermi förmåga att minimera trauman till följd av ischemisk skada [6] .
Hypotermibehandling kan också bidra till att minska reperfusionsskada orsakad av oxidativ stress när blodflödet till vävnaden återställs efter ischemi. Under reperfusion uppstår olika immuninflammatoriska reaktioner. Dessa inflammatoriska svar leder till ökat intrakraniellt tryck, vilket leder till cellskador och, i vissa situationer, celldöd. Hypotermi har visat sig hjälpa till att minska intrakraniellt tryck och därmed minimera den skadliga effekten av patientens inflammatoriska immunsvar under reperfusion. Oxidationen som sker vid reperfusion ökar också produktionen av fria radikaler. Eftersom hypotermi minskar både intrakraniellt tryck och produktion av fria radikaler kan detta fungera som ytterligare en mekanism för manifestationen av den terapeutiska effekten av hypotermi [6] .
Behandling med hypotermi bör inledas så snart som möjligt hos patienter med möjlig ischemisk skada, eftersom effekten av hypotermi som ett neuroprotektivt medel minskar med tiden. Många data från djurmodeller tyder på att ju tidigare hypotermi administreras, desto bättre blir resultatet för försökspersonen. [19] Hypotermibehandling har dock en partiell effekt, även om den påbörjas 6 timmar efter kollapsen. [20] Patienter som introducerats i ett tillstånd av hypotermi bör övervakas noggrant. Läkare bör ständigt vara medvetna om de biverkningar som är förknippade med hypotermi. Dessa biverkningar inkluderar arytmi, minskad koagulationströskel, ökad risk för infektion och ökad risk för elektrolytobalans. Medicinska bevis tyder på att dessa biverkningar endast kan mildras om det nödvändiga protokollet följs. Läkare bör undvika att sänka temperaturen under målet eftersom allvarlighetsgraden av biverkningarna av hypotermi ökar när patientens temperatur sjunker. Godkända medicinska standarder säger att en patients temperatur inte bör falla under ett tröskelvärde på 32°C (90°F) [20] .
Innan behandling för hypotermi påbörjas, bör farmakologiska medel för att kontrollera frossa administreras. När kroppstemperaturen faller under en viss tröskel, vanligtvis runt 36°C (97°F), börjar patienten att huttra. Oavsett vilken teknik som används för att administrera hypotermi, börjar patienterna att huttra när temperaturen faller under denna tröskel. De läkemedel som oftast används för att förhindra frossa vid behandling av hypotermi är desfluran och petidin (meperidin eller demerol) [8] .
Läkare måste värma upp patienten långsamt och kontinuerligt för att undvika skadliga toppar i intrakraniellt tryck [20] . För att undvika skador bör patienten värmas upp med en hastighet av högst 0,17°C per timme, eller så bör uppvärmningsfasen från 33 till 37°C vara minst 24 timmar. De flesta dödsfall orsakade av hypotermibehandling inträffar faktiskt under återuppvärmningsfasen, men dessa dödsfall kan lätt elimineras med långsam och försiktig uppvärmning [21] .
Medicinska metoder för att administrera hypotermi delas in i två kategorier: invasiva och icke-invasiva.
Särskilda kylkatetrar (värmeväxlare) förs in i lårbensvenen. Kyld saltlösning cirkuleras genom ett metallbelagt rör eller ballong. Saltlösningen kyler hela patientens kropp och sänker temperaturen på patientens blod. Katetrarna sänker temperaturen med en hastighet i intervallet 1,5-2,0 °C per timme. Med hjälp av en sofistikerad kontrollenhet är det möjligt att ställa in kroppstemperaturen med katetrar inom 1 °C från målvärdet. Denna noggrannhet gör det möjligt för läkare att undvika många av de svårigheter som är förknippade med för djup nivå av hypotermi. Dessutom tillåter katetrar temperaturen att stiga med en konstant hastighet, vilket eliminerar de skadliga effekterna av ökat intrakraniellt tryck. Biverkningar associerade med denna teknik inkluderar blödning, infektioner, kärlpunktion och djup ventrombos . [22] Infektioner orsakade av kylkatetrar är särskilt farliga, eftersom återupplivade patienter är mycket mottagliga för komplikationer från infektioner. [23] Blödning utgör också en betydande risk för patienten på grund av den sänkta koagulationströskeln på grund av hypotermi. Denna risk för djup ventrombos är förmodligen den viktigaste komplikationen. En studie fann att förekomsten av djup ventrombos ökade med 33 % om katetern lämnades i patienten i upp till 4 dagar och med 75 % om katetern lämnades i patienten i 4 dagar eller mer. [24] Djup ventrombos kan ses som bildandet av blodproppar i en djup ven, vanligtvis lårbensvenen. Denna manifestation blir dödlig om koageln går till lungorna och orsakar en lungemboli. Dessutom blockerar katetern läkarens tillgång till lårbensvenen, som vanligtvis används för många andra nödvändiga medicinska operationer, inklusive angiografi av vensystemet och höger hjärta. Till skillnad från icke-invasiva metoder som kan användas av sjuksköterskor, bör placeringen av kylkatetrar utföras av en läkare som är välutbildad och bekant med tekniken. Fördröjningen mellan fastställandet av att en patient kan dra nytta av sådan behandling och ankomsten av en interventionsradiolog eller annan läkare för att placera en kateter kan förneka fördelarna med snabbare kylning som tillhandahålls av interventionsmetoder.
Tekniken för den vattenkylda filten består i att kallt vatten cirkulerar genom en värmeväxlarfilt (oftast ett par filtar - ovanpå och under patienten) eller en tättslutande väst på bålen plus applikatorer på ben. För att sänka temperaturen med en optimal hastighet bör vårdpersonalen täcka minst 70 % av patientens kroppsyta med värmeöverföringsfiltar. Denna metod för att reglera patientens temperatur var känd redan på 1950-talet, men den är fortfarande den gyllene standarden för behandling idag. Denna behandling är också ett av de bäst studerade sätten att kontrollera temperaturen på patientens kropp. Vattenkylda filtar minskar patientens temperatur enbart genom att kyla patientens hud och kräver därför inte kirurgiska ingrepp på kliniken med placering av värmeväxlingskatetrar och orsakar inte komplikationer som uppstår med en invasiv teknik, inklusive infektioner, koagulopati och en ökning av patientens tid på sjukhuset. Om behandling med vattenkylda filtar utförs samtidigt med intravenös administrering av två liter saltlösning, kan patienten kylas till 33 ° C ganska snabbt - på bara 65 minuter.
De flesta icke-invasiva terapeutiska hypotermiapparater har idag kärntemperatursensorer. När den placeras i patientens ändtarm (eller matstrupe, bihålor, ventriklar) kan kärnkroppstemperaturen övervakas och konstant återkoppling till enheten gör att den vattenkylda filten kan justeras för att erhålla patientens önskade kroppstemperatur. Tidigare har vissa modeller av kylare gjort att temperaturen sjunkit för lågt under målet och att patienter kyler ner sig under 32°C (90°F), vilket orsakade ökade biverkningar. De värmde också patienten i för hög hastighet, vilket resulterade i toppar i det intrakraniella trycket. Vissa nyare hårdvarumodeller har mer sofistikerad programvara installerad som förhindrar dessa brister genom att använda varmare vatten när temperaturen närmar sig börvärdet under kylningsprocessen. Vissa nyare enheter har även idag 3 kyl- och uppvärmningshastigheter, och uppvärmningshastigheten för en av dessa enheter gör att du kan värma patienten i automatiskt läge med en mycket låg snigelhastighet på endast 0,17 ° C per timme, vilket tillåter uppvärmning från 33 till 37°C på 24 timmar.