ПРОБЛЕМЫ СТАНОВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ КРИОМЕДИЦИНЫ
advertisement
ПРОБЛЕМЫ СТАНОВЛЕНИЯ ПРАКТИЧЕСКОЙ КРИОМЕДИЦИНЫ Чернышев И. С. - главный врач МЦ «Мед-Крионика», г. Москва Архаров А. М. - д.т.н., профессор, заведующий кафедрой криогенной и холодильной техники МГТУ им. Баумана, г. Москва Буторина А. В. - д.м.н., профессор, главный научный консультант РГМУ, г. Москва Упоминание об использовании природного холода в виде льда и охлажденных жидкостей для обезболивания и купирования отеков при закрытых травмах, ожогах, головных болях прослеживается еще в древних папирусах. Вместе с тем в бытовом сознании человека холод ассоциируется с различными проявлениями простудных заболеваний. Наиболее часто у большинства народов простудный фактор воспринимается как одна из наиболее знаковых причин возникновения болезней, что стимулировало развитие различных способов закаливания. За тысячи лет методы термовоздействия не претерпели скольконибудь существенных изменений, а лишь прирастали культовыми, психогенными ритуалами. Пожалуй, только в начале ХХ века немецкий врач Себастьян Кнейп сделал попытку систематизировать тысячелетний опыт термотерапии, включая закаливание холодом, и обосновать его как фундаментальное направление физиотерапии. Тем не менее до настоящего времени холод остаётся в арсенале медицины в основном, как рекомендательный элемент самолечения и общеоздоравливающего закаливания. Термодинамические процессы в теплокровном организме имеют ключевое значение для его жизнедеятельности. Ответ организма на охлаждение (отведение теплоты) реализуется посредством нервных рецепторов и в основном через ключевые звенья стрессорного механизма. Любой стресс, и особенно температурный – один из главных двигателей эволюции. Не углубляясь в фундаментальные основы теории стресса, можно обозначить две его стадии: физиологическую - конструктивную, или реакцию выживания, и патологическую деструктивную, или стадию истощения. В зависимости от амплитуды повреждающих факторов, экспозиции, гармоничного взаимодействия стресс-лимитирующих систем, стрессовая реакция протекает по общей схеме: острая фаза адаптации (“fight or flight” борьбы или бегства) - фаза резистентности - фаза фрустрации. Успешно реализованные позитивные энергетические эквиваленты общего адаптационного синдрома перекачиваются из соматического отсека в висцеральный и наоборот — с возвратно-поступательными эхоподобными модули-рующими акцентами. Однако в процессе филогенеза homo sapiens сформировались мощные коллатера-ли, напрямую запускающие процессы фрустрации. Генетически детерминированные психоэмоциональные рубцы, интегрально преломляясь через аппарат индивидуальной реактивности, могут усиливать патогенность малых доз стресса, что приводит к мозаичным неадекватным расстройствам гомеостаза. Яркая иллюстрация тому - обыкновенный сквозняк, вызывающий широкую палитру простудных заболеваний у человека. Таким образом, криомедицина как стресс-провоцирующая технология логически должна стремиться к экстремально низким для человека температурам, ниже минус 1000С, с целью: во-первых, минимизировать экспозицию, во-вторых, вызвать максимальную амплитуду стресс-лимитирующих процессов, в-третьих, усилить и расширить диапазон тканевых криоэффектов и, наконец, избежать перекачивания холодовых реакций в фрустрационные коллатерали. Объективно уже давно нет предмета для дискуссии, какие температуры необходимо использовать для повышения эффективности криомедицинских технологий. Чем ниже - тем лучше. Физика низких температур столкнулась с феноменами сверхпроводимости и сверхтекучести. Логично предположить, что криотерапия и криохирургия сверхнизкими температурами тоже может дать неожиданные и перспективные результаты. Утверждения, что воздействие низкими, до минус 600С, и экстремально низкими для человека, ниже минус 1000С, температурами существенно отличаются по хирургическим и терапевтическим механизмам и по нозологической направленности в зависимости от вагоили симпатикотонии, циркадных ритмов, пола и т.п. объясняется непониманием или незнанием термодинамических, физиологических процессов при криогенных воздействиях на организм человека. Аппаратная физиотерапия с использованием маргинальных рабочих тел отличается высокой степенью суггестивности и ятрогенности. Ближайшие позитивные и негативные результаты, например, при криотерапии зависят в большей степени от психоэмоционального статуса пациента. Истинную эффективность криотерапевтических факторов (кроме криоанальгезии) можно определить только в среднеотдаленных и отдаленных результатах лечения. Именно поэтому основоположники экстремальной аэрокриотерапии представляли статистику клинической эффективности в интервалах времени 1-2 года. Суггестия и ятрогения - таинственные миражи психологии, которые у фанатичных или у меркантильных и харизматичных сторонников криомедицины рождают иллюзии и парадоксы прикладной криомедицины. Это вызывает скептическое и даже негативное отношение к криомедицине у практикующих врачей и существенно снижает интерес к одному из самых перспективных направлений безлекарственных методов лечения. Криогенная медицина (далее – криомедицина) как клиническая дисциплина начала зарождаться с появлением широко доступных продуктов разделения воздуха, и в первую очередь, жидкого азота, в первой половине ХХ века. Тем не менее до сегодняшнего дня предпринимаются малоуспешные попытки создать и внедрить адекватную медицинскую криогенную технику, основанную на принципах Джоуля-Томпсона, Пельтье, Гиффорда - Мак-Магона и, особенно, на циклах парокомпрессионных холодильных машин. Способствует этому и то, что в понятие криомедицины, особенно в криотерапии, стали включать любые способы охлаждения, основанные на отведении теплоты с помощью жидких, твердых и газообразных рабочих тел или хладоносителей. То есть от простых влажных обтираний до воздействия экстремальными (до минус 1960С) температурами. Для криохирургии, например, было создано огромное количество аппаратовкриодеструкторов на различных принципах охлаждения. Однако реалии распространения и развития криодеструктивного процесса в теплокровных биологических тканях сыграло нехорошую шутку с апологетами “большой криохирургии”. Оказалось, что образующееся при замораживании биологических тканей “ледяное блюдце” само по себе плохой проводник теплоты. С другой стороны, биологические ткани – это весьма плотные и энергонасыщенные структуры. Даже самими грубыми измерениями установлен факт высочайшего градиента температур при деструктивном замораживании теплокровных тканей. Опытные криохирурги знают, что на довольно коротком отрезке экспозиции в 2-7 минут криодеструктивная зона практически останавливается по глубине, а процесс охлаждения распространяется по поверхности, что в большинстве случаев, нежелательно. Поэтому увеличение скорости, объема и, в меньшей степени, глубины качественного криодеструктивного процесса с отдельно взятой точки может быть достигнуто двумя путями. Первый – максимально понизить и стабилизировать температуру рабочей части криодеструктора. Второй – использовать дополнительные методы, чтобы повысить теплопроводность за счет оптимизации атомарной и молекулярной структуры воды и биохимического состояния свободной и связанной воды, в намеченном для криодеструкции объеме тканей, а также улучшить теплопроводность на границе теплообмена. Надо сказать, что к настоящему времени надежно отработан самый рациональный способ коаксиальной подачи жидких низкотемпературных хладоносителей к рабочей части криодеструктора. Наиболее распространенным хладоносителем является жидкий азот (t0 минус 1960С). Существует реальная возможность использования жидкого неона (t0 - минус 2460С). Однако неон несравненно дороже жидкого азота. В русле второй задачи – криокондукции на сегодняшний день имеются очень перспективные технологии. Например, способ предварительного облучения операционного поля СВЧ для улучшения качества криодеструктивного промораживания тканей и увеличения объема крионекроза, разработанный в клинике детской хирургии РГМУ. Или использование теплопроводящих свойств лекарственных ферромагнитных веществ для дискретного, поверхностного криовоздействия на миндалины с их чрезвычайно сложным рельефом, разработанный в Н-Новгороде В. И. Коченовым. Возникает вопрос о классификации способов криокондукции, что позволит более прицельно решать и эту задачу. Стоит отметить, что криохирурги, стремящиеся к криодеструкции больших объемов тканей, все чаще будут сталкиваться с проблемой общей гипотермии, мало изученной и запутанной теорией «теплового ядра» человека. Ясно одно, что теплокровный организм перераспределяет теплоту из переохлажденных тканей, в основном с помощью микроциркуляции. И в этом смысле, при общей гипотермии речь идет уже о патофизиологии тепловых механизмов, как в целом организме, так и в его отдельных секторах. Немаловажна и проблема термопротекции органов и тканей, прилежащих к очагу криодеструкции. Например, тепловая защита задней уретры и сфинктера мочевого пузыря при криодеструкции аденомы простаты. Большинство ученых пытаются провести четкую границу между криохирургией и криотерапией. С точки зрения физических процессов – это очевидно. На самом же деле репаративный сектор саногенетических механизмов, возникающий при воздействии очень низкими температурами, сохраняется на демаркационной границе асептического воспаления, вызванного криодеструкцией. Таким образом, хотя физико-морфологические основы для криохирургии и криотерапии различаются, их лечебные факторы, по-видимому, теснейшим образом интегрированы. Скорее всего, именно поэтому криохирургия является самым щадящим и не оставляющим грубых рубцов способом получения некроза биологических тканей, хотя и нет полной ясности в механизмах столь позитивных отдаленных результатов. Квинтэссенцией успешно решенных вышеперечисленных проблем была бы возможность создания, максимально приближенных к витальным процессам, математических моделей криохирургических операций, с достоверным, адекватным клиническим условиям, мониторингом в режиме on lain, оптимального криохирургического воздействия на заданный объем ткани. Криотерапия как фундаментальное направление науки сделала весомую заявку о себе в конце 70-х годов ХХ века, когда японский врач Т. Ямаучи на ревматологическом конгрессе в Висбадене доложил об очень эффективных результатах лечения ревматоидного полиартрита в специальном воздушном криоториуме наподобие сауны, с температурой минус 16001800С. Своеобразные комплексные методики реабилитации заболеваний опорнодвигательного аппарата, которые он применял в своей клинике на островке Кюсю, его утверждения, что общее охлаждение экстремально низкими хладоносителями до минус 1800С вызывает выработку антиревматического парагормонального криофактора, а самое главное – некорректная статистика и спорность предоставленных материалов по клиническим результатам, оттолкнуло в то время большинство ученых от этого метода криотерапии. Только немецкие ревматологи, имевшие основательный опыт аппликационного холодолечения ледовыми термопакетами, подхватили идею криогенной аэротерапии. Однако Т. Ямаучи, как человек, фанатично увлеченный своими идеями и максималист, пытался решать исключительно сверхзадачи. Например, консервативно восстанавливать анатомически и функционально суставы, анкилозированные внутрисуставным и даже костным дегенеративно-воспалительным процессом. И нужно признать, по большому счету, это у него получалось. Но для решения такой сверхзадачи, помимо очень низких, до минус 1800С, температур, он использовал еще и методы запредельных волевых усилий пациента, а именно огромные физические нагрузки и очень интенсивную ЛФК. Кстати, концептуально идентичную методику запредельных волевых усилий успешно, как стержневую, использует в своем центре известный народный целитель Дикуль А. И. при реабилитации тяжелых травм позвоночника. Профессор Т. Ямаучи и его ученики стремились к повышению интенсивности экстремальной аэрокриотерапии. И поскольку в больших «криоториумах» во время процедуры всегда высокий градиент температур, они получали холод наименьших температур внизу криокамеры, уложив пациента на низкую вагонетку, и защитили органы дыхания от экстремально низкотемпературной воздушной среды с помощью кислородно-гелиевой маски. Немецкие же артрологи, совместно с криогенными фирмами – разработчиками, постепенно повышали температуру аэрокриотерапевтических процедур, обосновывая это стремлением к повышению ее комфортности. Технологический снобизм привел их еще к большим с точки зрения экстремальной криотерапии конструктивным заблуждениям. Однако клиника показывает что, чем выше градиент температур во время процедуры и длительнее время входа в заданный экстремально низкий температурный режим, тем выше вероятность осложнений, протекающих по обычной простудной схеме. А у пациентов с выраженными воспалительными острофазовыми реакциями, с высокими СОЭ (> 25 мм/час) и титрами воспалительных интерлейкинов при воздействии холодом природных значений всегда наступает жесточайшее обострение основного заболевания с галопированием аутоиммунных процессов. В современной аэрокриотерапевтической технологии произошло слияние в едином коммерческом интересе медицинских соисполнителей и разработчиков криогенных систем, что ничего хорошего для потребителя (больного) не сулит. Для того чтобы не выхолащивать основные принципы криогенной аэротерапии, криомедицине нужно еще более тесно кооперироваться с разработчиками криогенных систем в области создания медицинской техники и решительно размежеваться в области теории криогенной аэротерапии. Для этого необходимо раскрыть понятие криомедицины и области ее научных интересов, и в частности приоритетность исследований по использованию криогенных температур (ниже минус 1500С). И только тогда можно предъявить разработчикам четкие медикотехнические требования (МТТ) к медицинской криогенной аппаратуре. Исходя из современных тенденций, совершенно ясно проявившихся в криохирургии и отчетливо наметившихся в криотерапии, можно предложить следующее определение: Криомедицина – это раздел медицины, изучающий методы отведения теплоты от различных тканей и органов или от всей поверхности кожного покрова с помощью криогенных хладоносителей или хладагентов, с температурами близкими к минус 1500С и ниже, для достижения хирургических или терапевтических результатов. В области практической криохирургии для криодеструкторов, с изобретением коаксиального способа подачи жидкого хладоносителя, принципы конструирования перешли в область конкретных технических решений: поддержание стабильности температуры рабочей зоны инструмента в процессе замораживания тканей за счет ее дополнительного теплошунтирования, сокращение времени входа в рабочий режим и времени отепления наконечника и т.п. То есть все, что связано с конкретными конструктивными особенностями криодеструктора в конкретной криохирургической методике. Поэтому разработка крупногабаритных, универ-сальных утратила свою актуальность. криотерапевтических комплексов окончательно В области практической криотерапии более чем 30-летний мировой клинический опыт показывает, что интенсивный терапевтический эффект при общей аэрокриотерапии начинает проявляться от минус 1200С и достигает предельно возможной статистической достоверности при температурах ниже минус 1500С. Поэтому медицинская аэрокриотерапевтическая аппаратура должна иметь как минимум такой диапазон рабочих температур. Основная технологическая проблема, возникающая при разработке криокамер, – это поддерживание малого градиента температур и экстремально низкой температуры в рабочей зоне. Газообразное криогенное рабочее тело имеет низкую удельную теплоемкость. Помещение в такую среду человеческого тела, обладающего высочайшей энергонасыщенностью, резко повышает температуру газообразного хладоносителя. Если еще учесть потери холода во время шлюзования и открывания дверей, то дозахолаживание всего объема рабочей камеры требует дополнительного количества холода и соответственно энергии. Практика показывает, что компенсировать такие потери с помощью газообразного хладоносителя с температурой выше минус 1800С хотя и возможно, но сопряжено с увеличением скоростей потоков криогенного газа (более 1 м/сек) у поверхности тела человека. Никакие конструктивные ухищрения, даже если криогенный газ не вводить, как обычно, ламинарными потоками, а оптимально импрегнировать в рабочую зону криокамеры, не снизят скорости хладагента у поверхности тела (менее 1 м/сек), что чревато отморожениями и абсолютной некомфортностью для пациента. Исходя из нашего опыта, самый эффективный путь уменьшить инертность криокамеры и снизить градиент температур – это создать оптимально минимальное избыточное давление внутри рабочей камеры, что также существенно повышает и потребительские свойства аппарата за счет снижения энергетических затрат. При современном состоянии криогеники использование максимально низкотемпературной газообразной среды упирается только в ее стоимость. Большинству специалистов в области криогеники понятно, что сегодня есть два компактных, относительно дешевых и простых способа получения неограниченного количества низкотемпературного газообразного хладоносителя. Первый – испарять жидкий азот и получать азотный пар с температурой около минус 1950С. Второй - смешивать в циклоне мелкодисперсный жидкий азот с воздухом. Используя теплоту окружающего воздуха для испарения жидкого азота, можно получать больший объем газообразного хладоносителя с температурой до минус 1950С. Способ же охлаждения воздуха с помощью детандерных и дроссельных циклов создает много проблем, связанных с осушкой воздуха и значительно увеличивает стоимость оборудования для криокамеры. Что касается конкретных установок, таких как “КриоСпейс” фирмы “Медицинкриотехник” (Германия), “КАЭКТ-01-Крион” НПО “Крион” (Россия), «Крио-Баррель» (Польша), “Криосауна” ОАО “Холод” (Украина), то это классические примеры концептуальных заблуждений, вследствие непонимания сущности криогенной аэротерапии. Изначально уложив себя в “прокрустово ложе” неадекватных для криогенной медицинской техники конструкторских идей, как - то: создание больших криоториумов по типу саун, аэрокриобассейнов или использование парокомпрессионных холодильных машин, разработчики вынуждены были постепенно смиряться с тем, что у них получалось. Большой градиент температур во время процедуры в таких установках не дает возможности воздействовать низкими температурами, хотя бы минус 100-1200С, выше уровня талии пациента. А температуры выше минус 700-800С с верхней части туловища воспринимаются организмом как простудный фактор, что, собственно, и обуславливает негативные последствия от такой криотерапии. Эти недоработки мы попытались устранить при создании установки для общей экстремальной аэрокриотерапии «Криомед-20/150-01» фирмы «Мед-Крионика». Впервые в этой установке для экстремальной аэрокриотерапии были выполнены все концептуальные и клинически значимые МТТ. В данной криокамере, диапазон рабочих температур до минус 1900С, время входа в режим процедуры не более 10 сек, градиент температур не более +50С/м, скорость потоков не более 0,5 м/сек, мониторинг температуры рабочего тела в трех точках. Температура криогенного газа на выходе из криостата постоянна (-194/1950С), а время подготовки к работе не превышает двух минут. К тому же установка «Криомед-20/15001» не требует монтажа и наладки, надежна, проста в эксплуатации и обслуживании. Необходимость в создании подобной медицинской техники с максимальными технологическими возможностями, вместе с тем относительно дешевых, назрела уже давно. Без этого криотерапия не сможет освободиться от псевдонаучного балласта и перестать, наконец, отождествлять, методы воздействия холодом природных значений с методами воздействия, экстремальными для человека температурами. Сегодня теорией криогенной аэротерапии занимаются все, кроме биофизиков, патофизиологов и клиницистов. К сожалению, криомедицина в России не имеет федерального научно – методического центра с клинической базой, которой бы аккумулировал и системати-зировал отечественные и мировые достижения в этой области и обозначал бы векторы фун-даментальных и прикладных исследований, представлял бы интересы криомедицины в РАМН и в Комитете по новой медицинской технике МЗ РФ. Медицина должна, наконец, получить ответ на краеугольный вопрос криотерапии. Экстремальная аэрокриотерапия – это воплощение мечты великого Г. Селье о технологиях «стресс-терапии» - неспецифическом лечении, основанном на бионическом подходе – имитации и усовершенствовании естественных стрессорных адаптивных реакций. Или она так и останется в глазах большинства врачей-клиницистов экзотичным увлечением врачейэнтузиастов. Бесспорно, криомедицина — уникальная наука по своим потенциальным возможностям, и необходимо реально оценить роль и место криомедицины в клинической практике. Это позволило бы сконцентрировать практические усилия на тех областях, где криомедицинские технологии самодостаточны и имеют неоспоримые преимущества перед другими методами лечения (например, дискретная ЛОР-криохирургия). ВЫВОДЫ 1. Криомедицина – это раздел медицины, изучающий методы отведения теплоты от различных тканей и органов или ото всей поверхности кожного покрова с помощью криогенных хладоносителей или хладагентов, с температурами близкими к минус 1500С и ниже, для достижения хирургических или терапевтических результатов. 2. Для того чтобы решать задачи по внедрению завершенных и перспективных криомедицинских технологий и адекватной криомедицинской техники, целесообразно Министерству здравоохранения Российской Федерации совместно с Российской академией медицинских наук создать Федеральный научно-методический центр криомедицины и криобиологии.
