Диссертация (Исследование теплообмена при охлаждении биоткани внутренних органов для проведения роботических операций), страница 9

В данном случае применяется аппаратнаягипотермия [24], гипотермы [48], обеспечивающие понижение температуры спомощью криоаппликаторов (Arctic Sun, Bard), в которых циркулирует вода[34], охлаждающие матрацы (Blanketrol Cincinnati Sub-Zero, CritiCool, MedicalThermoRegulation Expertise) и так далее.Наиболее простой путь для достижения гипотермии при остановкесердечной деятельности – использование растворов соли (например, 0,9 %NaCl), колотого льда в виде накладных пакетов. По материалам [84]безопасность и эффективность охлаждения обеспечиваются применением до2 литров 4 °C раствора сразу после поступления пациента в отделение.

Такжесуществуют рекомендации использовать 30 мл/кг веса 0,9 % раствора NaCl илилактата Рингера с добавлением льда, для того чтобы получить охлаждение стребуемой интенсивностью. Также необходимо учитывать, что преимущество47соляного раствора заключается в его легкой доступности и низкой стоимости[84].

С точки зрения эффективности Heard с соавторами сравнили системуArctic Sun с обычными охлаждающими матрацами, использующими воду и лед.Хотя достигнутая в итоге целевая температура была одинакова, современнаясистема Arctic Sun достигала ее более быстро [84].Примерами охлаждения слизистых поверхностей (желудок, прямая кишкаи т.п.) служат эндоректальный охлаждающий баллон [86], внутриполостноеохлаждение желудка [18].Охлаждение поверхностей внутренних органов и серозных оболочекобычно заключается в ирригации либо в прикладывании емкостей с жидкимтеплоносителем.

Например, применяются два литра лактата Рингера при 10 °C,залитые в брюшную полость с добавлением колотого льда. Необходимоучитывать, что охлаждение брюшной полости полезно для защиты органов, нопри этом дополнительная защита нужна также легким и сердцу [18,85]. Насегодняшний день прикладывание емкостей с жидким теплоносителемосуществляется в форме лапароскопических охлаждающих пакетов [74,75,82].Сегодня также существует лапароскопическая ирригация соляным раствором[79,85,87,88], бинарным льдом – [50]. В СССР в клинической практикеинтраоперационную локальную абдоминальную гипотермию выполняли спомощью устройства «Гейзер» и специального ирригоаспиратора [36].Внутрисосудистоеохлаждениезаключаетсявиспользованиитеплообменных катетеров (охлаждение и согревание организма с помощьюзондов-теплообменников), вводимых в нижнюю или верхнюю полые вены [19],атакжевнутривенномвведениихолодныхрастворов[24,77].Экстракорпоральное охлаждение крови осуществляется в теплообменникахаппаратов искусственного кровообращения [19].

Данные способы охлажденияпо сути являются перфузионными, так как при них охлажденная кровьпроходит через биоткань, и тем самым обеспечивается охлаждение этойбиоткани.Примером комбинирования принципов отведения теплоты служит48методика краниоцеребральной гипотермии (охлаждение волосистой частиголовы – скальпа, головного мозга) в сочетании с общей умереннойгипотермией,вкоторойиспользуюттакжевнутривенноевведениеохлаждённых инфузионных растворов [34].

Например, некоторые методы длядостижения общей гипотермии вместе с охлаждением головного мозгапредлагают и используют охлаждающие шлемы или вынужденную конвекциюспомощьюобдува,носоглоточноеохлаждение,охлаждениекрови,поступающей в головной мозг [48].В общем, не существует идеального способа охлаждения. Цельохлаждения, его локализация и условия в самой клинике определяютприменение методов охлаждения на практике [85].1.3.4.

Классификация вариантов обеспечения гипотермииВ разделе 1.3 рассматриваются теплофизические параметры и способы ихобеспечения для одного из направлений применения криомедицинской техники– гипотермического охлаждения. Гипотермия ядра в частной ее реализациивыбрана в качестве базовой для изучения вопросов повышения точностидозирования в криомедицине.В итоге обзора, на практике основным теплофизическим параметромгипотермии предлагается использовать целевую температуру охлаждаемойобласти биоткани.

Причем гипотермию по целевой температуре условноразделяют на два уровня с размытой границей – умеренную и глубокую. Приобщей гипотермии, исходя из требований безопасности, обычно используетсяумеренное охлаждение при температуре от 32 до 34 °C. В местной гипотермииобычно используется более глубокое охлаждение – температура можетдостигать значений около 5 °C. Данный уровень температуры часто ограниченвозможностями применяемого оборудования и необходимыми эффектамиохлаждения.С точки зрения способов обеспечения гипотермии возможно представить495 основных групп способов отвода теплоты в зависимости от места воздействияохлаждающим фактором, а также их комбинации, а именно наружноеохлаждение участков поверхности тела, охлаждение слизистых поверхностей,охлаждениеповерхностейвнутреннихоргановисерозныхоболочек,внутрисосудистое (внутривенное) охлаждение крови, экстракорпоральноеохлаждениекрови(втеплообменникахаппаратовискусственногокровообращения).Далее, исходя из типичных значений температуры, для описаниягипотермии предлагается указывать достигаемый в каждом конкретном случаедиапазон разброса температуры, например, в виде (T ± ∆T) °С.

При этом дляконкретных вариантов реализации общей гипотермии он может бытьпредставлен в виде (32 ± 1) °С, (30 ± 2) °С, для местной – (20 ± 5) °С,(10 ± 4) °С, (28 ± 2) °С и так далее. Целесообразно классифицировать вариантыреализации искусственного гипотермического охлаждения, указывая способотвода теплоты от объекта охлаждения, область охлаждения, а также егоглубину (температуру) и точность ее поддержания, например – иммерсионнаяобщая гипотермия в диапазоне (32 ± 1) °С.

Необходимо указывать как минимумсредние значения скорости охлаждения, длительности термостатирования,скорости нагрева. От них во многом зависит реакция организма, которая имеетразличную природу при различных локализациях гипотермии. Данныевременные параметры также значительно отличаются при общем и местномвоздействии, и необходимо указывать их определенно для каждого конкретногослучая применения. Причем с совершенствованием технического обеспечениягипотермии возможно дальнейшее снижение температуры общей и местнойгипотермии.Выявлено, что сегодня остаются неизученными еще многие моментыдозирования гипотермии в плане длительности, получаемых эффектов,интенсивности входа и выхода из этого состояния, глубины и точности ееподдержания.

Существует недостаток систематизированных клиническихданных по практическому применению различных вариантов гипотермического50охлаждения. Исследование целевых и допустимых параметров гипотермиипозволит создать базу для создания эффективного оборудования новогопоколения с более точным дозированием охлаждения согласно современныммедицинским требованиям.1.4.

Гипотермическое охлаждение для робот-ассистированной медициныВ данной работе в качестве одного из направлений обеспечениякриометодов предлагается рассматривать гипотермию ядра. Исходя из этого, вразделе 1.3 проведен обзор теплофизических параметров гипотермическогоохлаждения и способов их технического обеспечения. В разделе 1.4представлена актуальная реализация местной гипотермии ядра при роботассистированных хирургических операциях.

Данная реализация предлагается вкачестве пилотной для решения проблемы повышения точности обеспечениядозирования медицинских криометодов.1.4.1. РАЛП как пример типичной роботической хирургической операцииОдними из основных трендов в развитии современной хирургии являютсявнедрение малоинвазивных и роботических технологий, часто они имеютсовмещенный характер. Робот-ассистированная медицина, которая в настоящеевремя находит все более широкое распространение, продолжает развиваться,становится более совершенной с технической и медицинской точек зрения.Среди преимуществ использования роботических систем по сравнению страдиционнымхирургическогоподходомможновмешательства,выделитьминимальнуюблагодарячемуинвазивностьосуществляетсяпредупреждение широкого спектра осложнений, снижение вероятноститравмирования тканей, сокращение времени реабилитации больного, снижениевлияния тремора и так далее.

Роботические технологии открывают широкиеперспективы для дальнейшего развития целых направлений клинической51медицины [37]. Например, на сегодняшний день всего функционирует 1752роботические системы «Да Винчи» в 1500 учреждениях по всему миру [38]. Померепостоянноймодификациироботическихтехнологий,например,миниатюризации инструментов и использования медицинской визуализации,роботические применения в урологии продолжают развиваться как сегодня, таки будут развиваться в ближайшем будущем. В течение последних десяти летнаблюдался экспоненциальный рост применения роботических технологий вурологии [89]. В урологии основные преимущества роботических систем –малый срок госпитализации, малая кровопотеря, малое число осложнений,уравнивание по опыту хирургов (в лучшую сторону), широкий спектр типовпроделываемых операций, значительный накопленный опыт по проведениюопераций, размеры хирургического инструмента. Недостатки – высокаястоимостьробот-ассистированнойсистемы,низкийсрокслужбыхирургических инструментов [38].Одной из наиболее распространённых робот-ассистированных операцийсталарадикальнаялапароскопическаяпростатэктомия(удалениепредстательной железы с семенными пузырьками) [89].