血管内热交换降温技术的临床应用汇总

血管内热交换降温技术的临床应用

无论是动物实验研究,还是临床实践,绝大多数研究都表明

30~35℃的亚低温具有肯定的脑保护作用。当然,也有极少数研究报道,否认亚低温的脑保护作用。以往的相关临床研究多采用全身体表降温方法,如通过冰毯、酒精擦浴、体表大血管走行部位(如腹股沟、腋窝和颈部等)敷以冰袋、循环冷空气处理和(或) 直肠或膀胱冰水冲洗等来诱导和维持体温;也有采用头部重点低温全身亚低温的方法,如冰帽或半导体贴敷式降温等。这些亚低温诱导方法虽然能达到目标温度, 但其操作过程较为繁琐、诱导过程较长,大多需要3~8h 才能达到目标温度。另外,上述降温方法在维持和控制目标温度方面也存在较大困难,通常出现温度波动范围较大等情况。因此,在亚低温治疗的临床具体实施中,如何迅速实现低温诱导、准确可靠地维持温度以及控制复温过程的速度,是值得考虑的问题,近年来发展起来的血管内热交换降温技术(endovascular heat exchange cooling)得到临床关注。

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Arctic Sun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Cure Warp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8 5F,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 Cool Gard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℃/h vs 0.87℃/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℃/h vs 0.69℃/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Hunt Hess 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)min vs

(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。