Доктор медицинских наук профессор В. БУРАКОВСКИЙ, директор Института сердечно-сосудистой хирургии имени А. Н. БАКУЛЕВА АМН СССР, и кандидат медицинских наук Л. БОКЕРИЯ, старший научный сотрудник.
Выдающиеся достижения в хирургическом лечении сердечно-сосудистых заболеваний, достигнутые за последние 20 лет, стали возможными благодаря широкому внедрению в клиническую практику методов гипотермии - охлаждения организма и искусственного кровообращения, родоначальниками которого являются наши соотечественники - С. С. Брюхоненко, С. И. Чечулин, Н. Н. Теребинский.
Дальнейший прогресс в этой области, как, впрочем, и в других разделах медицинской науки, немыслим без открытия новых и усовершенствования уже имеющихся методов лечения.
В предлагаемой статье рассказывается о лечении кислородом под повышенным давлением (гипербарическая оксигенация). Этот метод вызывает большой интерес у исследователей во всем мире. Применение его позволило спасти жизнь уже не одному больному.
Чрезвычайно перспективен этот метод, и в сердечно-сосудистой хирургии.
Значение кислорода для всего живого на Земле известно. Без него жизнь невозможна.
Напомним, как совершается обмен кислорода в организме человека. Проникая через легкие в кровь, кислород связывается с дыхательным пигментом - гемоглобином (превращая его в оксигемоглобин), и разносится по всему организму. Достигая клеток, кислород освобождается от гемоглобина, и в результате сложных химических реакций превращается в углекислый газ, который затем удаляется из организма. Транспортирует углекислый газ от тканей к легким все тот же гемоглобин.
Организм может нормально функционировать только при условии, что ткани, и органы получают на единицу веса совершенно определенное количество кислорода. Это зависит, с одной стороны, от количества кислорода, доставляемого кровью, а с другой - от количества крови, выталкиваемого сердцем в кровеносное русло (сердечный выброс). Эти функции связаны между собой математической зависимостью, и при нарушении одной из них все защитные механизмы организма направлены на то, чтобы поддержать необходимый постоянный уровень потребления кислорода.
Содержание кислорода в крови зависит от двух факторов от количества гемоглобина, каждый грамм которого связывает 1,34 мл кислорода (так, если в 100 мл крови содержится 15 г гемоглобина, то они могут связать 20 мл кислорода), и от наличия хотя, и очень незначительного количества кислорода, растворенного в жидкой части крови - плазме (0,3 мл в 100 мл крови), которое играет большую роль в процессах образования оксигемоглобина.
Доставку кислорода от легких к тканям обеспечивают акт дыхания - проникновение кислорода в кровь; функция сердца - насос, перегоняющий необходимое количество крови; количество гемоглобина - переносчика кислорода; состояние клеток, потребляющих кислород. Нарушение функций любого из перечисленных звеньев системы кровообращения может вызвать кислородное голодание организма - гипоксию. Именно кислородным голоданием сопровождается любой острый патологический процесс. Так мозг лишенный кислорода, погибает в течение 5 - 6 минут, а сердце в этих же условиях не может перекачивать требуемое количество крови.
Больному в состоянии гипоксии врач спешит дать кислород. Во время или после операции дыхание кислородом позволяет предотвратить или уменьшить кислородное голодание тканей. Очень часто, однако, дыхание кислородом при нормальном барометрическом давлении (в кислородной палатке или от кислородной подушки - оксигенотерапия) не обеспечивает потребности организма в кислороде. Основное препятствие на этом пути заключается в том, что увеличение содержания кислорода в крови ограничено количеством гемоглобина, и не превышает 20 - 21 мл кислорода в 100 мл крови. Это значит, что если в крови больного снижено содержание гемоглобина, то он не может воспринять то необходимое количество кислорода, которое ему нужно ввести. Если же снижен объем циркулирующей крови (кровопотеря), то в этом случае даже большие дозы кислорода оказываются недостаточными.
Логически напрашивается вывод нужно повысить количество растворенного кислорода в крови. Осуществить это можно только в том случае, если больной будет вдыхать кислород под повышенным давлением. Расчеты показали, что это давление должно равняться трем атмосферам.
Метод лечения кислородом под повышенным давлением (гипербарическая оксигенация) привлекает к себе пристальное внимание исследователей во всем мире.
Как же могло случиться, что кажущийся таким естественным метод лечения только-только начинает входить в арсенал медицины? Ведь с того времени, как английский ученый Джозеф Пристли открыл кислород, и оставил в анналах науки следующую запись «До сих пор только две мыши, и я имели привилегию дышать им (кислородом)» - прошло без малого 200 лет. А со времен Шосье вот уже 190 лет врачи используют кислород с лечебной целью.
Медицинская наука была очень близка к тому, чтобы метод гипербарической оксигенации появился уже в 40-х годах XIX столетия. В 1835 - 1836 годах французский врач Юнод, и физик Табарье независимо друг от друга предложили камеры для лечения болезней органов дыхания под повышенным давлением. А через 10 - 15 лет увлечение методом гипербарической терапии, или «ваннами» сжатого воздуха, приняло повальный характер. В развитых странах Европы были построены специальные институты. Лечение кислородом применяли практически при всех известных заболеваниях, как панацею от всех бед. Лечебный эффект сжатого воздуха, которым дышал больной, рассматривался с чисто механической точки зрения. Считалось, что под влиянием давления сжатого воздуха у человека опускается диафрагма, и облегчается дыхание. Это вызывает поступление крови к жизненно важным органам, активируя, и улучшая их функцию. Гипербарическую терапию начали применять при самых разнообразных заболеваниях сердца, легких, мозга, в гинекологической практике.
Однако вскоре было установлено, что метод не оправдал возлагающихся на него надежд. Появление его оказалось преждевременным, идея намного опередила возможности науки, и техники того времени. Мнение отдельных ученых, например, француза Поля Бэра, рекомендовавшего еще в 70-е годы XIX столетия использовать в лечебных целях не сжатый воздух, а кислород под повышенным давлением, оставалось без внимания практически до середины 50-х годов нашего века.
В 1956 году выдающийся голландский ученый Борема сначала экспериментально, а в 1961 году в клинике доказал, что в условиях повышенного барометрического давления кислорода повышается безопасность операций на сердце. Впоследствии он провел ряд исследований, оказавших большое влияние на развитие метода, что, и позволяет считать его основоположником гипербарической оксигенации. В 1959 году советские ученые К. П. Иванов, и К. М. Рапопорт привели очень убедительные данные об эффективности кислорода под повышенным давлением при отравлениях организма некоторыми ядами. В начале 60-х годов была установлена высокая эффективность этого метода при лечении инфаркта миокарда, и ряда инфекций. Стало ясно, что гипербарическая оксигенация имеет общемедицинское значение.
Новые перспективы открывает применение метода гипербарической оксигенации, и в сердечно-сосудистой хирургии. Операции под повышенным давлением кислорода производятся пока только в нескольких медицинских центрах мира. Уникальные операции проведены, и у нас в стране - в Научно-исследовательском институте клинической, и экспериментальной хирургии, директором которого является академик Б. В. Петровский, считающий, что хирургии в условиях барокамеры принадлежит большое будущее.
Современная барооперационная - сложное инженерно-техническое сооружение. Она представляет собой стальной сосуд в диаметре 2,2 метра, и длиной 5,6 метра. Барооперационная состоит из двух отсеков собственно операционной, и шлюза. Последний дает возможность войти, и выйти из барокамеры, не изменяя в ней давления. Всевозможные источники воспламенения из камеры удалены. Так, операционный светильник - это пучок световодов (специальных стекловолокнистых проводников), которые через систему линз отражают свет от мощных ламп накаливания, установленных над камерой. Приборы, контролирующие физиологическое состояние больного, также находятся вне камеры. Информация поступает в эти приборы по электродам, подведенным к больному через специальные выводники в стенке камеры. В барооперационной строго соблюдаются все нормы техники безопасности.
Операция начинается при нормальном атмосферном давлении. Когда все подготовительные этапы заканчиваются, в камеру подается сжатый воздух, и давление в ней начинает повышаться со скоростью один метр в одну минуту. Параллельно с этим повышается, и давление кислорода, которым дышит больной. Обычно основной этап операции выполняется, когда давление достигает трех атмосфер. Причем между первым, и вторым этапом делают интервал в 10 - 20 минут. Это время необходимо для повышения кислородных запасов в организме больного. Когда закончен основной этап операции, связанный с манипуляциями на сердце, давление в камере постепенно снижается.
Операции в барооперационной позволяют повысить безопасность вмешательств на сердце, улучшить защиту организма от кислородного голодания. К операциям в барооперационных прибегают при некоторых операциях по поводу врожденных пороков сердца, а также при реконструктивных операциях на крупных сосудах.
В нашей стране первая операция на сердце с использованием гипербарической оксигенации проведена в клинике профессора Н. М. Амосова в 1963 году Л. Н. Сидаренко.
В барооперационной Института сердечно-сосудистой хирургии мы прооперировали первых пациентов в конце 1970 года. У всех шести больных, которым мы делали операции под повышенным давлением кислорода, были врожденные пороки сердца так называемого синего типа. Такие пороки протекают очень тяжело из-за хронического кислородного голодания организма.
У этих больных гипербарическая оксигенация нормализует кислородные параметры крови, и операции, как правило, протекают без осложнений. Пять пациентов в возрасте от 1 года 8 месяцев до 18 лет страдали врожденными пороками сердца типа Фалло, и были в очень тяжелом состоянии. Им были произведены операции создания аорто-легочного соустья или иссечение мышечного массива правого желудочка (чрезжелудочковой инфундибулэктомии). Хирургическое вмешательство все больные перенесли хорошо. Наибольший интерес представляет операция, сделанная шестой больной - Леночке Ф. (3,5 года), которая шла на операцию с диагнозом транспозиция (перемещение) аорты, и легочной артерии. Около 85% детей с таким пороком сердца погибают в первые 6 месяцев жизни. Использование гипербарической оксигенации позволило выключить сердце из кровообращения, и произвести операцию создания дефекта межпредсердной перегородки на открытом сердце, внутри сердца. Послеоперационный период протекал без, каких-либо осложнений. Девочка быстро поправилась, и была выписана из клиники.
Гипербарическая оксигенация повысила также безопасность операций, и при врожденных пороках бледного типа, когда артериальная кровь сбрасывается в малый круг кровообращения, в легкие. Эффективны в барокамере также операции при врожденных сужениях (стенозах) клапана легочной артерии, и аортального клапана.
Хорошо переносят операции в таких условиях крайне тяжелые больные. Применение повышенного давления кислорода позволяет проводить операции на сердце, и у грудных детей, чрезвычайно чувствительных к кислородному голоданию. Это же относится, и к людям пожилого, и старческого возраста, у которых понижена сократительная функция мышцы сердца.
Наряду с практическими вопросами, которые успешно решаются уже сегодня, ученые много работают над перспективными проблемами использования этого метода. Пока это ряд экспериментальных исследований.
Это - сочетание гипербарической оксигенации, и гипотермии, гипербарической оксигенации и искусственного кровообращения, консервации органов, и тканей методом гипербарической оксигенации. Целесообразность сочетания гипотермии, снижающей потребности организма в кислороде, и гипербарической оксигенации, повышающей в нем содержание кислорода, становится очевидной, если учесть, что безопасное время, в течение которого можно остановить кровообращение, выключить сердце, и выполнить на нем операцию, зависит от этих показателей. Ведь чем меньше потребление кислорода и чем больше его содержание в организме, тем более длительным становится срок, безопасный для выключения сердца из системы кровообращения.
Мы провели серию исследований, и установили, что при температуре тела 28° под повышенным давлением кислорода сердце можно отключить не на 6 - 10 минут, а на 30 минут, а при температуре 18 - 20° - почти на час.
Для сердечно-сосудистой хирургии продление безопасного времени выключения сердца из кровообращения в условиях умеренной гипотермии может иметь очень большое значение, поскольку чрезвычайно упростилось бы выполнение целого ряда операций.
Практически важной является идея искусственного кровообращения без применения донорской крови под повышенным давлением кислорода. Заполнение аппаратов искусственного кровообращения белковыми препаратами позволяет уменьшить количество донорской крови или вообще обойтись без нее, что, с одной стороны, удешевляет эти операции, а с другой - уменьшает частоту и степень так называемого иммунологического конфликта между кровью донора, и реципиента. Однако при значительном разведении крови содержание кислорода в ней из-за уменьшения количества гемоглобина снижается, и развивается кислородное голодание тканей. Если же искусственное кровообращение проводить в барокамере под повышенным давлением, то организм оказывается хорошо защищенным, его потребности в кислороде полностью удовлетворяются даже при очень значительном снижении содержания гемоглобина в крови.
Гипербарическую оксигенацию можно также широко использовать, и для консервации органов и тканей. Наука располагает сведениями, что сроки консервации под повышенным давлением удлиняются. Это позволяет не только создавать «банки» отдельных органов, но, и лучше их защищать. Высокая концентрация кислорода в сочетании с глубоким охлаждением поддерживает в органах необходимый уровень обменных процессов. В результате сердце, которое через 72 - 96 часов после консервации было пересажено животному, вновь начинает ритмично сокращаться, а почки в аналогичных условиях через 24 часа освобождают организм от шлаков, печень начинает вырабатывать питательные вещества, а легкие посылают в кровь кислород и удаляют углекислый газ.
Подводя итоги, можно сказать, что хотя опыт применения метода гипербарической оксигенации в медицине вообще, и в сердечно-сосудистой хирургии в частности невелик, но уже сегодня очевидно, что лечение кислородом под повышенным давлением расширяет возможности врача В борьбе с целым рядом опасных заболеваний. Правда, максимальный эффект в подавляющем большинстве случаев достигается тогда, когда гипербарическая оксигенация сочетается с другими принятыми в настоящее время средствами лечения.
Совершенно ясно, что этот метод очень перспективен. Многие ученые считают, что открытие метода гипербарической ок сигенации по своему значению можно приравнять к событиям такой важности, как открытие антибиотиков и наркоза. Однако он требует дальнейшего изучения, бережного накопления фактического мате риала, и беспристрастной сценки получаемых результатов.
- ЦИФРЫ И ФАКТЫ
Врачам города Глазго (Англия) трижды пришлось прибегнуть к методу гипербарической оксигенации.
В клинику были доставлены новорожденные в состоянии шока, который возник в результате большой кровопотери. Во всех описываемых случаях в стационаре не оказывалось крови нужной группы. Чтобы вывести детей из состояния шока, их помещали в специальную барокамеру. (Тем временем в клинику привозили кровь нужной группы.) Дети были спасены.
В отделение хирургии калифорнийской университетской клиники был доставлен прихожанин секты свидетелей Иеговы, члены которой по религиозным соображениям предпочитают смерть переливанию чужой крови.
По жизненным показаниям (при низком содержании гемоглобина в крови) больному была удалена кровоточащая опухоль желудка. На третий день после операции появились признаки ослабления сердечной деятельности, и он потерял сознание. Показатели красной крови продолжали ухудшаться. Тогда больного поместили в барокамеру, где ему провели 17 сеансов гипербарической оксигенации, после чего состояние его значительно улучшилось, и на 16-й день его выписали домой.
В факультетской клинике Куйбышевского медицинского института имени Д. И. Ульянова находился на лечении мальчик (15 лет). Во время операции зондирования сердца у него наступило состояние клинической смерти. Реанимация продолжалась 50 минут. После восстановления сердечной деятельности диагностирован тяжелый отек мозга. В бессознательном состоянии больной был помещен в барокамеру. После 40 минут дыхания кислородом под давлением в 3 атмосферы у него восстановилось сознание, мальчик стал отвечать на вопросы. После второго сеанса, проведенного в барокамере, явления отека мозга полностью исчезли.
В Научно-исследовательском институте клинической и экспериментальной хирургии Минздрава СССР наблюдались случаи, когда при лечении в барокамере анаэробной инфекции, вызывающей газовую гангрену, эффект наступал буквально через несколько часов.
