Kunstig hypotermi [1] [2] eller terapeutisk hypotermi - terapeutisk effekt på patientens kropstemperatur [3]
Hypotermi bruges til at reducere risikoen for iskæmisk og hypoxisk vævsskade efter en periode med utilstrækkelig blodforsyning [3] . Perioder med utilstrækkelig blodforsyning kan skyldes hjertestop eller blokering af en arterie i emboli, som det normalt sker ved et slagtilfælde. Terapeutisk (terapeutisk) hypotermi kan udføres ved invasive metoder, hvor et særligt varmevekslingskateter føres ind i patientens inferior vena cava gennem lårbensvenen, eller ved non-invasive metoder, som normalt bruger et vandkølet tæppe eller vest på torso og applikatorer på benene, der er i direkte kontakt med patientens hud. Undersøgelser har vist, at patienter med risiko for iskæmisk hjerneskade har bedre neurologiske resultater, når de bruger terapeutisk hypotermi. [fire]
Hypotermi bruges også i toksikologi til at stimulere naturlige afgiftningsprocesser [5] .
Hypotermi har været brugt som en terapeutisk metode siden oldtiden. Den græske læge Hippokrates (sandsynligvis den eneste antikke læge i verden, hvis synspunkter stadig støttes i dag) anbefalede at pakke sårede soldater ind i sne og is. Napoleons kirurg, baron Dominic Larrey, vidnede skriftligt, at sårede officerer, der blev holdt tættere på ilden, var mindre tilbøjelige til at overleve alvorlige sår end infanterister, der ikke blev for forkælet af en sådan pleje. I moderne tid blev den første medicinske artikel om hypotermi publiceret i 1945. Denne undersøgelse fokuserede på virkningerne af hypotermi på patienter, der lider af alvorlige hovedskader [6] .
I 1950'erne fandt hypotermi sin første medicinske anvendelse til at skabe et blodløst kirurgisk felt til intrakraniel aneurismekirurgi. [6] Det meste af den tidlige forskning fokuserede på brugen af dyb hypotermi med en kropstemperatur i området 20-25 °C (68-77 F). Dette ekstreme fald i kropstemperaturen frembragte et væld af bivirkninger, der gjorde brugen af dyb hypotermi upraktisk i de fleste kliniske situationer.
I samme periode var der også separate undersøgelser af mildere former for terapeutisk hypotermi med et moderat fald i kropstemperaturen til intervallet 32-34 °C (90-93 °F). I 1950'erne demonstrerede Dr. Rosomoff hos hunde de gavnlige virkninger af mild hypotermi efter cerebral iskæmi og traumatisk hjerneskade. [6] Yderligere dyreforsøg i 1980'erne viste, at mild hypotermi kan spille en rolle i generel neurobeskyttelse efter blokering af blodgennemstrømningen til hjernen. Disse dyredata blev understøttet af to banebrydende menneskelige undersøgelser, der samtidigt blev offentliggjort i 2002 i New England Journal of Medicine. [3] Begge undersøgelser, den ene i Europa og den anden i Australien, viste en positiv effekt af moderat hypotermi efter hjertestop. [4] Som svar på disse undersøgelser beordrede American Heart Association (AHA) og International Committee on Critical Care Relations (ILCOR) i 2003 brugen af terapeutisk hypotermi efter hjertestop. [7] I dag følger et stigende antal klinikker rundt om i verden AHA- og ILCOR-retningslinjerne og har inkluderet hypotermibehandling som en del af deres standardbehandlingspakke til patienter, der lider af hjertestop. [3] Nogle forskere er gået endnu længere og hævder, at hypotermi giver bedre neurobeskyttelse efter blokering af blodgennemstrømningen til hjernen end medicinske metoder. [3] [8]
De typer tilstande, der effektivt kan behandles med hypotermi, falder i fem kategorier:
Behandling af neonatal encefalopati med hypotermi har vist sig at forbedre resultaterne for nyfødte spædbørn med perinatal hypoxi og iskæmi, hypoxisk iskæmisk encefalopati eller fødselskvælning. Køling af hele kroppen eller kun hovedet til 33-34°C, påbegyndt inden for 6 timer efter fødslen og fortsættes i 72 timer, reducerer dødeligheden signifikant og reducerer cerebral parese og neurologiske underskud hos overlevende. Detaljerne om denne behandling og dens historie er beskrevet mere detaljeret på den relaterede side "Behandling med hypotermi af encefalopati hos den nyfødte" .
Data om de neurobeskyttende egenskaber ved hypotermi efter hjertestop er bedst opsummeret i to undersøgelser offentliggjort i New England Journal of Medicine. Den første af disse undersøgelser, udført i Europa, fokuserer på mennesker, der blev genoplivet 5-15 minutter efter kollapset. Patienterne i denne undersøgelse oplevede spontan tilbagevenden af cirkulationen (ROSC) efter et gennemsnit på 22 minutter (normothermigruppen) og 21 minutter (hypotermigruppen). Hypotermi blev startet inden for 105 minutter efter ROSC. Emner blev derefter afkølet i 24 timer til en sluttemperatur på 32-34°C (90-93°F). Hos 55 % af 137 patienter i hypotermigruppen havde dette en positiv effekt på resultatet, sammenlignet med kun 39 % i gruppen, der modtog standardbehandling efter genoplivning. [4] Det skal bemærkes, at der ikke blev observeret nogen signifikant forskel i komplikationer mellem de to grupper. Disse data blev bekræftet i en anden lignende undersøgelse, som blev udført samtidigt i Australien. I denne undersøgelse havde 49 % af patienterne behandlet med hypotermi efter hjertestop et gunstigt resultat sammenlignet med kun 26 % af dem, der blev behandlet med standardbehandling. [9] En rapport antyder, at af de 300.000 amerikanere om året, der får hjertestop, overlever mindre end 10 % "længste nok til at forlade hospitalet", på trods af den stigende brug af foranstaltninger såsom "hurtigere akutbehandling." , udsendelse af automatiserede defibrillatorer i lufthavne og andre offentlige steder og forbedringer i hjerte-lunge-genoplivningsteknikker." [3] Men af 140 patienter behandlet siden 2006 på Minneapolis Heart Institute, overlevede 52% med terapeutisk hypotermi. [3]
De fleste data om effektiviteten af hypotermi til behandling af slagtilfælde er begrænset til dyreforsøg. Disse undersøgelser fokuserede på iskæmisk slagtilfælde, i modsætning til hæmoragisk slagtilfælde, fordi hypotermi fører til et fald i koagulationstærsklen. I disse dyreforsøg har hypotermi vist sig at være et effektivt neurobeskyttende middel. [10] Fandt, at brugen af hypotermi til at kontrollere intrakranielt tryk (ICP) efter iskæmisk slagtilfælde er både sikker og rimelig. [11] I 2008 blev langvarig hypotermi induceret af lave doser hydrogensulfid, som er en svag og reversibel hæmmer af oxidativ fosforylering, vist at reducere omfanget af hjerneskade forårsaget af iskæmisk slagtilfælde hos rotter. [12]
Dyreforsøg har vist alle fordelene ved hypotermibehandling for traumatiske CNS-læsioner. Kliniske resultater har givet modstridende resultater for optimal temperatur og afkølingsforsinkelse. Det menes, at bringe behandlingstemperaturen til 33 °C forhindrer sekundær neurologisk skade efter alvorlig CNS-skade. [13] De australske og newzealandske regeringer finansierede et studie fra 2010, hvor 512 randomiserede patienter blev afkølet og gradvist opvarmet efter traumatisk hjerneskade, og en tilfældigt udvalgt anden gruppe modtog standardbehandling uden afkøling og gradvis opvarmning. Denne Polar-undersøgelse udføres af Australian and New Zealand Intensive Care Society Clinical Trials Group.
Ifølge en undersøgelse er en stigning i kropstemperatur tæt korreleret med forlængelsen af opholdet på intensivafdelingen for patienter, der lider af iskæmisk hjerneskade eller hjerneskade. [14] Desuden har andre undersøgelser vist, at ICU-patienter med hjerneskade eller iskæmisk hjerneskade forbundet med feber har en 14% højere dødelighed end normotermiske patienter. [15] Bekæmpelse af feber med temperatursænkende teknikker har vist sig at være afgørende i behandlingen af apopleksipatienter [16] .
I de tidligste begrundelser for hypotermiens rolle som et neurobeskyttende middel fokuserede forskere på opbremsningen af celleomsætning som følge af et fald i kropstemperaturen. Med et fald i temperaturen for hver grad Celsius sænkes cellemetabolismen med 5-7 % [15] . Følgelig mente de fleste af de tidlige hypoteser, at hypotermi reducerer de skadelige virkninger af iskæmi ved at reducere kroppens behov for ilt. [6] Den indledende vægt på cellulær omsætning forklarer, at tidligere forskning næsten udelukkende har fokuseret på brugen af dyb hypotermi, da forskere mente, at den helbredende effekt af hypotermi er direkte relateret til graden af temperaturreduktion [17] .
Nyere data har vist, at selv et lille fald i temperatur kan tjene som neurobeskyttende [18] , hvilket tyder på, at hypotermi kan blive påvirket af andre veje end blot et fald i celleomsætning. En plausibel hypotese er baseret på en sekvens af reaktioner, der opstår efter iltmangel, især relateret til ionisk homeostase. I det specifikke tilfælde af spædbørn med perinatal asfyksi er apoptose sandsynligvis hovedårsagen til celledød, og hypotermibehandling af neonatal encefalopati afbryder apoptosevejen. Generelt er celledød ikke direkte relateret til iltmangel, men sker indirekte gennem en kaskade af efterfølgende begivenheder. Celler kræver ilt for at producere det ATP -molekyle , som cellen bruger til at lagre energi, og celler kræver ATP for at regulere intracellulære ionniveauer. ATP bruges både til at levere essentielle ioner, der er nødvendige for cellulære funktioner, og til at fjerne ioner, der er skadelige for cellulære funktioner. Uden ilt kan celler ikke producere den nødvendige ATP til at regulere ionniveauer og kan derfor ikke forhindre ionkoncentrationer i det cellulære miljø i at nærme sig miljøniveauer. Det er ikke iltmangel i sig selv, der fører til celledød, men derimod uden ilt kan cellen ikke producere ATP, som den har brug for for at regulere ionkoncentrationen og opretholde homeostase [6] .
Det er bemærkelsesværdigt, at selv et lille fald i temperaturen bidrager til stabiliteten af cellemembranen i perioder med iltmangel. Af denne grund hjælper sænkning af kropstemperaturen med at forhindre tilstrømning af uønskede ioner i iskæmisk slagtilfælde. Ved at gøre cellemembranen mindre permeabel hjælper hypotermi med at forhindre kaskaden af reaktioner, der kompenserer for manglen på ilt. Selv et moderat fald i temperaturen styrker cellemembranen og hjælper med at minimere enhver forstyrrelse af det cellulære miljø. Det er opbremsningen af homeostase-processen forårsaget af kredsløbsblokade, som mange nu anser for at være grundlaget for hypotermiens evne til at minimere traumer som følge af iskæmisk skade [6] .
Hypotermibehandling kan også hjælpe med at reducere reperfusionsskader forårsaget af oxidativ stress, når blodgennemstrømningen til væv genoprettes efter iskæmi. Under reperfusion opstår forskellige immuninflammatoriske reaktioner. Disse inflammatoriske reaktioner fører til øget intrakranielt tryk, hvilket fører til celleskade og i nogle situationer celledød. Hypotermi har vist sig at hjælpe med at reducere intrakranielt tryk og dermed minimere den skadelige effekt af patientens inflammatoriske immunrespons under reperfusion. Den oxidation, der sker under reperfusion, øger også produktionen af frie radikaler. Da hypotermi reducerer både intrakranielt tryk og produktion af frie radikaler, kan dette tjene som en anden mekanisme til manifestationen af den terapeutiske effekt af hypotermi [6] .
Behandling med hypotermi bør påbegyndes så hurtigt som muligt hos patienter med mulig iskæmisk skade, da effektiviteten af hypotermi som et neurobeskyttende middel aftager over tid. Mange data fra dyremodeller tyder på, at jo tidligere hypotermi administreres, jo bedre er resultatet for forsøgspersonen. [19] Hypotermibehandling har dog en delvis effekt, selvom den påbegyndes 6 timer efter kollapset. [20] Patienter, der introduceres i en tilstand af hypotermi, bør overvåges nøje. Klinikere bør konstant være opmærksomme på de bivirkninger, der er forbundet med hypotermi. Disse bivirkninger omfatter arytmi, nedsat koagulationstærskel, øget risiko for infektion og øget risiko for elektrolyt-ubalance. Medicinsk dokumentation tyder på, at disse bivirkninger kun kan afbødes, hvis den nødvendige protokol følges. Læger bør undgå at sænke temperaturen under målet, fordi sværhedsgraden af bivirkningerne ved hypotermi stiger, når patientens temperatur falder. Accepterede medicinske standarder siger, at en patients temperatur ikke må falde under en tærskel på 32°C (90°F) [20] .
Inden behandling for hypotermi påbegyndes, bør der administreres farmakologiske midler til at kontrollere kulderystelser. Når kropstemperaturen falder under en vis tærskel, normalt omkring 36°C (97°F), begynder patienten at ryste. Uanset hvilken teknik der bruges til at administrere hypotermi, begynder patienterne at ryste, når temperaturen falder under denne tærskel. De lægemidler, der oftest anvendes til at forhindre kuldegysninger i behandlingen af hypotermi, er desfluran og pethidin (meperidin eller demerol) [8] .
Klinikere skal genopvarme patienten langsomt og kontinuerligt for at undgå skadelige stigninger i det intrakranielle tryk [20] . For at undgå skader bør patienten opvarmes med en hastighed på højst 0,17°C i timen, eller opvarmningsfasen fra 33 til 37°C bør vare mindst 24 timer. Faktisk forekommer de fleste dødsfald forårsaget af hypotermibehandling i genopvarmningsfasen, men disse dødsfald kan let elimineres med langsom og blid genopvarmning [21] .
Medicinske metoder til administration af hypotermi falder i to kategorier: invasive og ikke-invasive.
Særlige kølekatetre (varmeveksler) indsættes i lårbensvenen. Afkølet saltvand cirkuleres gennem et metalbelagt rør eller ballon. Saltvandsopløsningen afkøler hele patientens krop og sænker temperaturen på patientens blod. Katetrene sænker temperaturen med en hastighed i området 1,5-2,0 °C i timen. Ved hjælp af en sofistikeret kontrolenhed er det muligt at indstille kropstemperatur ved hjælp af katetre inden for 1 °C fra målværdien. Denne nøjagtighed gør det muligt for læger at undgå mange af de vanskeligheder, der er forbundet med et for dybt niveau af hypotermi. Desuden tillader katetre temperaturen at stige med en konstant hastighed, hvilket eliminerer de skadelige virkninger af øget intrakranielt tryk. Bivirkninger forbundet med denne teknik omfatter blødning, infektioner, karpunktur og dyb venetrombose . [22] Infektioner forårsaget af kølekatetre er særligt farlige, da genoplivede patienter er meget modtagelige for komplikationer fra infektioner. [23] Blødning udgør også en betydelig risiko for patienten på grund af den sænkede koagulationstærskel på grund af hypotermi. Denne risiko for dyb venetrombose er nok den vigtigste komplikation. En undersøgelse viste, at forekomsten af dyb venetrombose steg med 33 %, hvis kateteret blev efterladt i patienten i op til 4 dage og med 75 %, hvis kateteret blev efterladt i patienten i 4 dage eller mere. [24] Dyb venetrombose kan opfattes som dannelsen af blodpropper i en dyb vene, sædvanligvis lårbensvenen. Denne manifestation bliver dødelig, hvis blodproppen rejser til lungerne og forårsager en lungeemboli. Desuden blokerer kateteret lægens adgang til lårbensvenen, som normalt bruges til mange andre nødvendige medicinske operationer, herunder angiografi af venesystemet og højre hjerte. I modsætning til ikke-invasive metoder, der kan bruges af sygeplejersker, bør placeringen af kølekatetre udføres af en læge, der er veluddannet og fortrolig med teknikken. Forsinkelsen mellem det at fastslå, at en patient kan drage fordel af en sådan behandling, og ankomsten af en interventionel radiolog eller anden læge for at placere et kateter, kan ophæve fordelene ved hurtigere afkøling, der leveres af interventionsmetoder.
Teknologien i det vandkølede tæppe består i, at koldt vand cirkulerer gennem et varmevekslertæppe (oftest et par tæpper - på toppen og bunden af patienten) eller en tætsiddende vest på torsoen plus applikatorer på ben. For at reducere temperaturen med en optimal hastighed bør sundhedspersonalet dække mindst 70 % af patientens kropsoverflade med varmeoverførselstæpper. Denne metode til at regulere patientens temperatur var kendt så tidligt som i 1950'erne, men den er stadig den gyldne standard for behandling i dag. Denne behandling er også et af de bedst undersøgte midler til at kontrollere temperaturen på patientens krop. Vandkølede tæpper reducerer patientens temperatur udelukkende ved at afkøle patientens hud og kræver derfor ikke kirurgiske indgreb i klinikken med placering af varmevekslerkatetre og forårsager ikke komplikationer, der opstår med en invasiv teknik, herunder infektioner, koagulopati og en forøgelse af patientens tid på hospitalet. Hvis behandling med vandkølede tæpper udføres samtidig med intravenøs administration af to liter saltvand, kan patienten ret hurtigt nedkøles til 33 ° C - på kun 65 minutter.
De fleste ikke-invasive terapeutiske hypotermi-anordninger i dag leveres med kernetemperatursensorer. Når den placeres i endetarmen (eller spiserøret, bihulerne, ventriklerne) hos patienten, kan kernekropstemperaturen overvåges, og konstant feedback til enheden gør det muligt at justere det vandkølede tæppe for at opnå patientens ønskede kropstemperatur. Tidligere bevirkede nogle modeller af kølere, at temperaturen faldt for lavt under målet og fik patienter til at afkøle under 32°C (90°F), hvilket forårsagede øgede bivirkninger. De opvarmede også patienten med for høj hastighed, hvilket resulterede i spidser i det intrakranielle tryk. Nogle nyere hardwaremodeller har mere sofistikeret software installeret, der forhindrer disse mangler ved at bruge varmere vand, når temperaturen nærmer sig sætpunktet under afkølingsprocessen. Nogle nyere enheder har også i dag 3 afkølings- og opvarmningshastigheder, og opvarmningshastigheden på et af disse enheder giver dig mulighed for at opvarme patienten i automatisk tilstand med en meget lav sneglehastighed på kun 0,17 ° C i timen, hvilket tillader opvarmning fra 33 til 37°C på 24 timer.