血管内热交换降温技术临床应用范文

一、传统的降温方法

(一)全身体表降温全身体表降温是临床应用最为广泛的亚低温实施方法,具有操作简单,普及率高的优势,早期采用冰块降温,冷水浸泡,毛巾湿敷加风扇降温等,由于传统的清水冰袋形状固定,不易与体表充分接触,此外降温速度慢,低温状态不恒定,其温度控制困难,难以达到治疗效果。20世纪90年代以来,冰毯机的应用为亚低温治疗提供了便利条件,冰毯机可以将病人体温降低到设定温度,并自动维持指定的时间,疗程结束撤除冰毯机后,病人体温自主恢复,其缺点是:毯面和病人的接触面积小(约体表的30%)导致热交换效率低,病人达到治疗温度所需要的时间长,体表冷热不均匀易导致寒战,难以控制复温速度和复温中的病情反跳等,这些都显着影响了亚低温的疗效。美国Medivance公司制造的ArcticSun体温控制系统循环液体为水,热交换片为多片设计,分别包裹患者躯干、四肢进行降温,总面积达40%体表面积,表层为水凝胶层,可以更好地与皮肤接触,经临床试验,其降温效果明显优于普通冰毯机。

以色列MTRE公司推出的Allon和CritiCool体温控制系统是目前最安全、最精确的体温控制系统之一,可应用于手术室,急诊室和ICU,该系统可控制病人体温于30~40℃的任意温度,循环液体为水,降温服CureWarp采用单片式设计,材料柔软而有弹性,可三维包裹人体并紧密贴合,接触高达85%体表面积,带来高效率的热量传递,该系统具有降温均匀迅速,温度控制精确,可主动控制病人复温等优势,进一步弥补了普通冰毯机的不足。

(二)体外循环降温体外循环降温最早应用在心脏外科手术中,近年来在颅脑创伤救治中也得到应用,它的工作原理是将血液引到体外进行降温/复温,它具有降温迅速,效果确实的优点,而且可以结合血滤技术清除血液内一些有害物质,维持内环境稳定,更好地治疗脑水肿,避免体表降温带来的外周组织灌注不足,降温效率不理想等问题,但其缺点是需要复杂的设备和准备,有创伤,有体外循环操作带来的副作用,需要在大型医疗中心进行。

(三)血管内降温

1、血管内灌注降温血管内灌注降温是指通过快速输注大量冷却液体(晶体或白蛋白)或自身血液来达到降低核心体温的目的,这种降温方法快速有效,但输注速度必须快,缓慢输入则达不到降温效果。对患者的心、肺和肾功能可能构成巨大挑战,加之温度的调节过程维持较为繁琐复杂,因此其临床应用受到很大限制。

2、血管内热交换降温血管内热交换降温技术是近年来发展起来的一种新型降温方法,它的工作原理是采用介入方法将温度控制导管插入人体动脉血管内,直接对血液进行降温/复温,如CoolGard系统,这一系统包括具有降温冷却作用的体外机、把冷却液灌注到导管的泵以及能插入患者下腔静脉的具有热交换作用的导管。Icy导管是一个三腔血管内导管,外径85F,长度38cm,其根部有3个分支,其中2个用于注入和流出冷却盐水进行热交换,另1个是标准的导丝管,可用于静脉输注液体。导管通过股静脉置于心脏下方的下腔静脉中,冷却盐水通过CoolGard系统被泵入导管的流入道,再进入导管末端外面的3个腔内,与下腔静脉中的血液充分接触进行热交换,然后再经导管的流出道回到CoolGard系统中。CoolGard温度控制系统和导管构成了一个封闭的循环系统,冷却盐水不会进入到患者的循环血液中。它的特点是降温迅速可靠,创伤较体外循环降温小,临床经验标明该系统降温速度平均达到5.0-6.0℃/h,温度控制精确度为0.1℃,平均复温速度为2.0-3.0℃/h。

(四)局部降温

选择性头部降温应用于临床已很长时间,由于设备的限制,该方法临床疗效较差,一度被否定,最近,选择性头部降温设备重新得到发展,对其疗效正在进行进一步的评价。有报道美国国家航空和航天局技术制作的降温头盔,应用于中风或颅脑创伤病人的急救,病人均放置脑组织内温度探头以监测脑温,研究结果显示该头盔具有明确的降低脑温作用,使用头盔1h,脑温平均下降1.84℃(0.9-2.4℃),全身温度下降到36℃以下,平均需要6.67h(1-12h),由于保持了全身相对正常的体温,该方法的副作用很小。

二、血管内热交换降温技术的安全性、可行性和有效性评价

有研究采用血管内热交换降温和表面降温(冰毯)对比观察153例未破裂脑动脉瘤患者在开颅夹闭术过程中进行全身亚低温处理,以减少手术血流阻断可能带来的缺血性脑损害,结果发现与表面降温组(n=61)相比,血管内降温组(n=92)诱导速度更快(4.77℃/hvs0.87℃/h,P<0.001)。当放置第1个临时性动脉或动脉瘤夹时,血管内降温组有99%的患者已达到目标温度,而表面降温组只有20%。血管内降温组复温过程更快(1.88℃/hvs0.69℃/h,P<0.001);当手术结束时,血管内降温组有89%的患者体温恢复到35℃以上,而表面降温组只有53%(P<0.001)。离开手术室时,血管内降温组只有14%还未拔除气管插管,而表面降温组有28%。血管内降温组与导管有关的血栓、出血或感染并发症与表面降温组无显着差异。因此认为,血管内热交换降温方法在低温的诱导、维持和复温方面明显优于表面降温方法,且不会增加与导管置入相关的并发症风险,在脑血管外科手术中的应用有着诱人的前景。

除了能快速诱导达到目标温度外,维持温度的恒定和减少温度的波动是该技术的另一个重要特点。Keller等分别采用CoolGard系统或冰毯对20例HuntHess分级为3~5级的SAH患者进行亚低温治疗。结果发现,血管内降温组达到目标温度的时间显着短于冰毯降温组[(190±110)minvs(370±220)min,P=0.023];在维持目标温度阶段,前者仅有51%(62/1215)的体温测量值偏离目标温度,而后者则高达16%(127/792)(P<0.0001)。因此认为,血管内热交换降温技术在诱导和维持既定温度方面优于传统的降温方法(冰毯),克服了肥胖患者采用体表降温很难达到目标温度的缺陷,具''''有降温速度快、既定温度维持准确、波动性小以及复温速度容易控制等特点。

三、临床应用

1、颅内动脉瘤动脉瘤手术部位深、视野小,阻断载瘤动脉或钳夹瘤体时易发生血管破裂和脑动脉痉挛,手术对脑组织的牵拉压迫或电凝止血,均可造成术野周边或其供血区不同范围和程度的脑组织缺血缺氧性损害。早期手术已被公认是破裂颅内动脉瘤的最佳治疗选择,然而,由于术中脑组织损伤、载瘤动脉暂时阻断等原因,20%的患者会进一步引发缺血性神经功能损害,因此,防止缺血性损害的脑保护治疗十分必要。目前常采用的措施包括“3H”疗法、动脉内灌注盐酸罂粟碱和腔内血管成形术等方法,有些患者仍出现进行性缺血性神经功能损害。Lougheed等以神经保护为目的,最早将全身亚低温技术应用于颅内动脉瘤手术中,但其机制尚不清楚且疗效也受到质疑。Karibe等报道,在动脉瘤夹闭术中短暂应用亚低温使重度SAH患者的脑血流改善长达4d。全美多中心急性脑损伤研究尽管未观察到亚低温在降低SAH病死率和改善神经功能恢复方面有显着作用,但亚低温在减轻脑水肿和减少脑代谢产物积聚方面的确有益,显示出潜在的神经保护作用。Piepgras等用大鼠SAH模型对急性期亚低温治疗的效果进行了研究。他们应用弥散加权成像表观弥散系数图进行评价发现,在实验过程中常温组大鼠弥散系数图值一直处于显着降低状态,而低温组大鼠在最初下降后持续升高,在60min内恢复至正常水平。即使是在SAH后60min开始亚低温处理也达到同样的效果。尽管如此,近年来欧洲和日本等国家都将亚低温技术作为颅内动脉瘤手术治疗中的保护措施。但亚低温技术仍然以减轻缺血性损害为目的广泛应用于颅内动脉瘤的手术治疗中,其有效性、安全性以及实施方法是目前研究的热点。

2、心跳骤停后的脑复苏因各种原因导致的心跳骤停在临床上并不少见,多数患者将会死亡,部分存活者通常遗留严重的永久性神经功能缺损。心脏复苏成功后的脑保护治疗对患者的预后至关重要,其中重要的一项措施就是尽早实施亚低温治疗。AlSenani通过对13例心跳骤停后出现自主心律的患者进行观察,发现所有患者在平均3h39min后均降至既定的核心温度(33℃),平均降温速度为(0.8±0.3)℃/h,然后将温度准确地维持于(32.7±0.5)℃,持续24h后开始复温,平均复温时间为(18.3±5.9)h。5例患者(38%)30d后的Glasgow转归量表评分为1~2分,4例患者死亡,但死因均与降温过程无关(1例死于心动过缓和低血压,其余3例死于撤除生命支持治疗后)。因此认为,在心跳骤停复苏成功后处于昏迷状态的患者中,采用血管内降温诱导亚低温的方法是安全可行的,既可迅速地达到预定温度,又可实现对温度的精确控制和维持。

3、急性卒中亚低温对急性卒中具有确切的保护作用,以往的临床研究多采用体表降温方法。由于缺血性卒中的脑水肿高峰期在发病后3~4d,因此维持亚低温时间为48~72h。有研究在实施亚低温期间,温度最高为33.4℃,最低为32.2℃,温度偏离目标温度>0.2℃的时间占治疗时间的21%,温度偏离>0.3℃占治疗时间的10%。与亚低温治疗相关的并发症包括肺部感染、低血压、心动过缓、心律失常和血小板减少等均有发生,因此作者认为,血管内热交换降温技术诱导和维持亚低温非常有效,但安全性还需要进一步评价。此外采用血管内降温方法使其核心温度降至33℃,持续12~24h后复温至36.5℃,复温过程历时12h,采用哌替啶+丁螺环酮+皮肤保温减少寒战。共有18例发病12h内的缺血性卒中患者进入研究,其中有9例维持亚低温12h后复温,6例维持亚低温24h后复温,3例由于技术(1例导管插入不正确)和临床原因(1例血压过低,1例由于家庭成员要求撤出)仅维持亚低温<15h。结果表明,所有患者均能耐受血管内降温的不良反应和不适感,延长亚低温持续时间至12~24h,并未出现明显不良反应。因此,作者认为血管内降温联合应用抗寒战治疗对于清醒的急性卒中患者是安全可行的。至于血管内降温治疗能否明显改善卒中患者的临床转归,尚需要进一步研究证实。

4、急性心肌梗死体温是影响急性心肌梗死(acutemyocardialinfarction,AMI)患者心肌坏死体积的重要因素,而降低心肌温度可缩小梗死体积,即使是在冠状动脉闭塞后再开始降温也同样有效。研究发现,血管内降温(34℃)可明显降低心肌温度和缩小梗死体积,低温虽可造成心率减慢和收缩压下降,但在复温后均能恢复正常。42例发病1h内的AMI患者随机分为血管内降温组和对照组(每组21例),血管内降温的目标温度为33℃,维持时间为3h,采用体表保温、口服丁螺环酮和静滴哌替啶以减少寒战,以99mTcSPECT成像在发病后30d时测定梗死体积。结果发现,20例患者成功实施了血管内降温(占95%),全部达到目标温度[(33.2±0.9)℃],再灌注期间的平均体温为(34.7±0.9)℃,患者均能耐受低温,无血流动力学障碍,心律失常发生率也未增高。低温治疗组无一例患者出现严重心脏事件,而对照组有2例;低温治疗组梗死体积有缩小的趋势。因此作者认为,血管内降温是AMI患者PCI术中的一项安全可行的辅助手段,但是否能缩小梗死体积尚需进一步研究证实。

5、其他有研究表明,对恶性高热患者实施血管内降温可有效控制患者体温,而相关的并发症并没有增加。Badjatia等对蛛网膜下腔出血导致的高热进行血管内降温,目标温度为36.5℃,维持24h。结果表明,9例患者中有7例降至正常体温,2例未达到正常体温者源于未能控制的寒战。有2例患者通过超声检查发现深静脉血栓形成,但并无临床症状。作者认为,血管内降温可安全有效地控制SAH的发热,但对临床转归的影响尚需进一步研究。Diringer等则分别采用常规降温(对乙酰氨基酚+冰毯)和血管内降温对NICU中296例发热(>38℃)患者的降温情况进行了观察,其中31%为SAH,24%为脑外伤,23%为脑出血,13%为缺血性卒中。结果表明,常规降温组的发热负荷(>38℃曲线下面积)为7.92℃·h,而血管内降温组为2.87℃·h(P<0.01),说明血管内降温技术是控制顽固性高热的有效手段。此外在脑外伤患者实施亚低温治疗的效果与亚低温的模式、种类和时间窗有关,在脑外伤患者中,轻度亚低温可有效降低颅内压,很少出现不良反应,在美国许多医疗中心已广泛应用。

四、结语

血管内热交换降温是一种新型的降温技术,目前的研究已证实它是一种安全、有效、可行的方法,可以用于急性心、脑血管病以及其他脑部疾病的辅助治疗。虽然目前尚缺乏血管内降温技术对临床转归影响的大样本多中心研究,但可以预言,随着血管内热交换降温技术的不断发展和完善,必将在临床上得到广泛的应用。将来我们应进一步在以下几个方面进行深入探讨。一是,亚低温脑保护治疗的最佳适应症、最佳时间窗和目标温度、最佳温度窗,确保取得最佳疗效的同时,如何最大限度地避免不良反应;二是,亚低温治疗对患者颅内、外病理生理及生物化学变化的影响;三是,亚低温治疗对其他脑保护药物的影响;四是,亚低温脑保护更深层次的作用机理等。也许只有在这些问题得到解决后,亚低温疗法才能真正“救脑细胞于水火”。