От идеи до патента
За прошедшее десятилетие отмечается увеличение научного интереса в наружном применении холода на область хирургического вмешательства с целью снижения воспаления. Холод, проникая в мягкие ткани, снижает температуру, тем самым замедляет проведение нервных импульсов и уменьшает локальный кровоток. Эти изменения клинически проявляются в виде снижения боли, отека и объема кровопотери.
В настоящее время существует множество способов охлаждения: от традиционного пакета со льдом до сложных технических устройств. Однако не все способы охлаждения одинаково полезны.
Моей целью было найти простой и безопасный способ локального охлаждения области хирургического вмешательства не уступающий в эффективности сложным техническим устройствам.
Почему боль после операции это проблема и при чём здесь лёд
Хирургия опорно-двигательного аппарата неуклонно продолжает своё развитие. Сегодня такие операции как эндопротезирование суставов, артроскопия, корригирующие остеотомии являются рутинными и проводятся тысячами, возвращая людям возможность двигаться без боли. Однако даже при безупречной технике хирургического вмешательства мягкие ткани неизбежно травмируются. Ответная воспалительная реакция организма усиливает боль и отёк, приводит к ограничению движений сустава и задержке выздоровления. Эффективное обезболивание облегчает течение послеоперационного периода , способствует ранней активизации, предупреждает формирование хронического болевого синдрома.
Традиционным методом контроля боли и других признаков воспаления является медикаментозная терапия, однако она нередко сопровождается нежелательными реакциями в результате побочных действий лекарств. В поиске безопасной альтернативы врачи всё чаще обращаются к немедикаментозным способам, таким как локальное охлаждение области хирургического вмешательства.
Как холод снижает боль и отёк? Физиология локального охлаждения.
Суть метода заключается в наружном применении холода на область хирургического вмешательства. Холод, проникая в мягкие ткани, снижает внутрисуставную температуру, тем самым замедляет проведение нервных импульсов и уменьшает локальный кровоток. Эти изменения клинически проявляются в виде снижения боли, отёка и объема кровопотери, что значительно облегчает восстановление в раннем послеоперационном периоде. Однако и тут не всё так просто.
Локальное охлаждение: простые методы и высокие технологии.
Сегодня для локального охлаждения используется целый ряд методов: от традиционного пакета со льдом до охлаждения с помощью сложных технических устройств с автоматическим контролем температуры. Однако, несмотря на широкое распространение, клиническая эффективность каждого из этих способов недостаточно изучена. При этом научные исследования не выявили убедительных преимуществ дорогостоящих устройств перед традиционным охлаждением пакетом со льдом.
Казалось бы зачем что-то придумывать, если пакет со льдом итак работает. Большим недостатком традиционного способа остается его непредсказуемость. Сколько льда положить? Через сколько слоёв ткани? На сколько минут оставить? Какую часть сустава можно охлаждать, а какую опасно? Ошибка в любом из этих параметров может не только не принести пользу, но и нанести вред.
Поиск ответов на эти вопросы стал отправной точкой для разработки охлаждающего устройства, которое сочетало бы простоту применения, научно доказанную эффективность и безопасность.
Температура кожных покровов и внутри сустава. Поиск баланса эффективности и безопасности охлаждения.
Прежде всего было необходимо установить, существует ли связь между температурой охлаждения и выраженностью противоболевого и противоотёчного эффекта. Требовалось определить, до какого уровня целесообразно охлаждать ткани, чтобы достичь заметного клинического результата и при этом полностью исключить риск холодового повреждения кожи.
В исследовании Jutte L. и Bugaj R. было показано, что при температуре кожи 13,6 ℃ наступает местная анестезия, а при снижении до 12,5 ℃ нервная проводимость замедляется на 10%. Дальнейшее охлаждение поверхности кожи до 10–11 ℃ уменьшает клеточный метаболизм на 50%, что существенно снижает потребность ткани в кислороде. В условиях послеоперационного воспаления это позволяет уменьшить вероятность вторичного повреждения мягких тканей, связанного с кислородным голоданием.
Вместе с тем, охлаждение кожи ниже 10 ℃ сопряжено с возрастающим риском термической травмы. Что касается внутрисуставной температуры, то её снижение ниже 30 ℃ угнетает активность разрушительных ферментов, ограничивая масштаб воспалительной реакции.
Таким образом, оптимальным признан следующий температурный режим локального охлаждения: температура кожи должна находиться в пределах 10–15 ℃, а внутрисуставная температура — опускаться ниже 30 ℃. Эти параметры позволяют рассчитывать на достаточное обезболивание и противовоспалительное действие при сохранении высокого профиля безопасности.
Продолжительность и частота холодового воздействия.
Достижение целевых температурных показателей определяется двумя параметрами: охлаждающий агент и продолжительность воздействия на сустав.
Сегодня для локального охлаждения применяют несколько типов хладагентов: лёд, замороженный гель, охлаждённый газ и охлаждённую воду. Их принципиальное различие заключается не только в исходной температуре, но и в характере её изменения во время процедуры.
Например, исходная температура гелевого пакета соответствует температуре морозильной камеры (около –16 ℃) и в процессе контакта с телом постепенно повышается, приближаясь к температуре кожи. Лёд, извлечённый из той же морозильной камеры, уже через несколько минут приобретает температуру поверхности, близкую к 0 ℃. Принципиально важно, что эта околонулевая температура сохраняется на протяжении всего периода плавления льда, обеспечивая стабильное температурное воздействие без резких скачков. Это свойство даёт возможность рассчитать необходимый объём льда таким образом, чтобы температура кожи удерживалась в целевом диапазоне требуемое время. Гель подобной стабильности не обеспечивает, т.к. его температура повышается постепенно, без сколько-нибудь длительной остановки на каком-либо значении.
Охлаждённый газ, используемый в газовых криотерапевтических аппаратах, имеет исходную температуру около –70 ℃. Столь низкая отрицательная температура обеспечивает быстрое охлаждение поверхностных тканей сустава, однако одновременно повышает риск термического повреждения кожи. Именно по этой причине при газовой криотерапии целевой диапазон температуры кожи (10–15 ℃) достигается уже через 5–6,5 минут, тогда как использование льда требует для этого около 30 минут.
Таким образом, физические особенности хладагента напрямую определяют не только скорость наступления эффекта, но и безопасность процедуры, а также возможность точного контроля за температурным режимом.
Сравнение хладагентов. Данные научных исследеований.
Kennet J. сравнил четыре хладагента для локальной криотерапии: лёд, охлаждённая вода, гелевые пакеты и замороженные шарики с гелем. Колотый лед показал наибольшую эффективность в охлаждении мягких тканей: температура кожных покровов оставалась дольше в терапевтически значимом диапазоне 10-15℃. В этом же исследовании автор измерял температуру хладагентов перед применением. Температура гелевых пакетов и замороженных шариков была минус 10-12℃, в то время как колотого льда около 0℃. Автор пришел к выводу, что воздействие охлаждающим агентом с исходной отрицательной температурой вызывает значительный дискомфорт в сравнении со льдом или охлажденной водой, где исходная температура составила 0-10℃. Также стоит отметить, что быстрая динамика охлаждения мягких тканей сопровождается бόльшим дискомфортом от криопроцедуры.
К аналогичному мнению пришел Guillot X., когда проводил локальную криотерапию коленного сустава, оценивая эффективность охлаждения с помощью льда в сравнении с газовой криотерапией. Он обнаружил, что локальная криотерапия льдом приводит к более мягкому снижению температуры мягких тканей и более эффективно снижает уровень провоспалительных цитокинов синовиальной жидкости в сравнении с газовой криотерапией.
Частота процедур. Почему однократного воздействия недостаточно?
Большинство клинических исследований посвященных оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава после эндопротезирования сообщили о положительном клиническом результате. Вероятно, это связано с достижением терапевтически значимого температурного диапазона кожных покровов и внутри сустава в вышеперечисленных исследованиях вне зависимости от способа охлаждения. Однако, частота охлаждающих процедур была разной, что приводило к различной экспозиции температуры кожных покровов и внутри сустава. Возможно, это и явилось причиной различного клинического эффекта от локальной криотерапии и противоречивых результатов в систематических обзорах научной литературы.
Witting-Wells D. в своей работе охлаждал коленный сустав однократно после эндопротезирования и не обнаружил преимуществ применения локальной криотерапии. В то время как другие исследователи охлаждали сустав несколько раз в день, получив достоверное снижение болевого синдрома и объема кровопотери у пациентов, получавших локальное охлаждение сустава. Эти данные подтверждают, что для получения значимого клинического эффекта однократного локального охлаждения не достаточно. Но
и тут важно соблюдать баланс между эффективностью и безопасностью процедуры.
При выборе частоты охлаждающих процедур крайне важно учитывать не только восстановление температуры тканей, но и восстановление локального кровотока. Пассивное согревание мягких тканей занимает различное время в зависимости от способа локальной криотерапии. К тому же восстановление локального кровотока происходит значительно дольше, чем температуры мягких тканей после охлаждения.
Khoshnevis S. с соавторами изучил влияние локального охлаждения кожных покровов на перфузию мягких тканей. В исследовании мягкие ткани охлаждались с помощью устройства для локальной криотерапии в течение 60 минут до 15℃, затем переходили к пассивному согреванию в течение 120 минут. Во время охлаждения и согревания оценивали перфузию мягких тканей с помощью нескольких датчиков допплеровской флоуметрии. Данные показали значительное снижение перфузии(кровотока) во время охлаждения, которое сохранялось весь период согревания. Кроме того, наблюдался эффект гистерезиса между перфузией мягких тканей и температурой кожи во время цикла охлаждения и согревания кожи, другими словами восстановление перфузии мягких тканей проходило значительно медленнее восстановления температуры кожных покровов. Следовательно, частота холодового воздействия должна определяться не только периодом восстановления температуры мягких тканей после локальной криотерапии, но и восстановлением локального кровотока.
Избыточное охлаждение может приводить термическим поражениям мягких тканей. Dundon J. описал два клинических случая некроза мягких тканей области наколенника после эндопротезирования коленного сустава. Пациентам проводилась локальная криотерапия с помощью криотерапевтического устройства. Авторы пришли к выводу, что непрерывное охлаждение несет в себе высокий риск осложнений, связанных с длительно сохраняющейся низкой перфузией мягких тканей.
Необходимо соблюдать баланс продолжительности и частоты охлаждения с целью обеспечения безопасности и получения максимального клинического эффекта.
Способ локальной криотерапии.
Наиболее важным аспектом локальной криотерапии является достижение целевых показателей температуры мягких тканей. Если контроль температуры кожных покровов не представляет сложности, то контроль внутрисуставной температуры является инвазивной процедурой и сопровождается дополнительными рисками для пациента. Видимо этим объясняется малое количество исследований по оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава с контролем температуры внутри сустава.
Нам удалось найти три исследования по оценке эффективности газовой криотерапии коленного сустава с контролем температуры кожных покровов и внутри сустава. В двух исследованиях охлаждение газом в течение 5-6,5 минут привело к достижению целевых значений температуры кожных покровов, но не сопровождалось снижением внутрисуставной температуры ниже 30℃. В третьем исследовании после 6,5 минут воздушной криотерапии внутрисуставная температура достигла 28.8℃ и продержалась ниже 30℃ около 120 минут. Отрицательная температура охлаждающего газа (от -80 до -160℃) приводит к быстрому охлаждению поверхности кожных покровов, не обеспечивая достаточного снижения внутрисуставной температуры, а увеличение продолжительности охлаждающего действия несет в себе риск термического повреждения кожных покровов.
Также нам удалось найти 3 исследования с внутрисуставным контролем температуры после локальной криотерапии коленного сустава с помощью льда. В двух исследованиях охлаждение льдом проводили в течение 30 минут, значения температуры кожных покровов достигли 10-16℃, при этом значения внутрисуставной температуры составили 26-30℃ [15,17]. Экспозиция целевой температуры внутри сустава (ниже 30℃) составила 120-180 минут. В четвертом исследовании проводилось охлаждение льдом в течение 60 минут, что привело к снижению температуры кожных покровов до 3,2℃, а внутри сустава температура упала до 18,5℃[26]. Осложнений локальной криотерапии в данном исследовании не описывалось, однако есть основание считать охлаждение льдом в течение 60 минут избыточным, т.к. значительно был превышен минимальный порог охлаждения мягких тканей (10℃) [10].
В сложных технических устройствах для локальной криотерапии в качестве хладагента используется вода. Охлаждение коленного сустава осуществляется за счет циркуляции воды между емкостью со льдом и криоманжетой размещенной на суставе. Dahlstedt L в своем исследовании проводил непрерывное охлаждение коленного сустава с помощью криотерапевтического устройства и определил, что снижение внутрисуставной температуры наступает при температуре кожных покровов 20℃ и менее. Однако целевые показатели температуры кожных покровов и внутри сустава не были достигнуты [27]. Warren T. охлаждал коленный сустав этим же устройством в течение 1 часа и получил снижение температуры кожных покровов и внутри сустава до целевых показателей. К тому же внутрисуставная температура сохранялась ниже 30℃ более 120 минут [26]. Вероятно, это связано с различной частотой смены льда в кулере устройства.
В связи с отсутствием воздействия экстремальных температур на кожные покровы сустава, криотерапия с помощью льда и охлажденной воды видится наиболее комфортной и безопасной, а схожие показатели экспозиции целевой температуры кожных покровов и внутри сустава после процедуры обуславливают подобный клинический эффект. Видимо по этой причине остается спорным вопрос преимущества локальной криотерапии с помощью устройств перед традиционной криотерапией льдом[28,29,30,31,32,33,34].
Гипотермическая повязка
Охлаждение с помощью льда является наиболее изученным и доступным способом. В большинстве исследований по оценке эффективности локальной криотерапии с помощью льда были достигнуты целевые показатели температуры кожных покровов и внутри сустава [15,16,17]. Эмпирическим способом выполнен подбор объема льда, обеспечивающего охлаждение мягких тканей коленного сустава в течение 30 минут в терапевтически значимом диапазоне температуры 10-15℃. Результатом работы стала гипотермическая повязка (рисунок 2), заявление о выдаче патента на полезную модель 2024134009 от 12.11.2024 г.
Мы провели пилотное исследование по контролю температуры кожных покровов во время локальной криотерапии гипотермической повязкой у 15 пациентов после эндопротезирования коленного сустава (график 1). Достижение верхней границы целевой температуры кожных покровов наступило через 25 минут с экспозицией температуры кожных покровов 10-15℃ в течение 30 минут. Через 40 минут лед в пакетах полностью растаял. Ограниченное количество льда позволяет избежать ситуаций с переохлаждением мягких тканей, что обеспечивает безопасность применения устройства. К тому же температура кожных покровов не опускалась менее 10℃. Повязку снимали через 60 минут. Восстановление кожных покровов наступило через 110 минут. С учетом необходимости полного восстановления кровотока мягких тканей после локальной криотерапии безопасным интервалом между охлаждающими процедурами определили 4-5 часов.
Охлаждающее устройство выполнено таким образом, чтобы исключать охлаждение области послеоперационного шва, надколенника, магистральных сосудов и крупных нервов, т.к. существует различная сосудистая реакция мягких тканей на охлаждение в зависимости от расположения хирургического доступа и анатомических образований. Foster D [35] в своей работе наблюдал бόльшее снижение кровотока мягких тканей при размещении льда над разрезом, по сравнению с расположением льда по задней поверхности коленного сустава. Khoshnevis S обнаружил длительное снижение перфузии мягких тканей области надколенника в сравнении с другими участками коленного сустава [24]. Охлаждение задней капсулы сустава затруднено, т.к. по задней поверхности проходят магистральные сосуды и нервы. При достижении целевой температуры задних отделов сустава высока вероятность термического повреждения сосудисто-нервного пучка.
Для оценки эффективности локальной криотерапии посредством гипотермической повязки требуется проведение клинических исследований с контролем температуры.
Рисунок 2
График 1. Динамика температуры кожных покровов во время локальной криотерапии с помощью гипотермической повязки.
Начало и длительность курса локальной криотерапии.
Speck M определил, что наибольшая кровопотеря по дренажу происходит в первые 6 часов после тотального эндопротезирования коленного сустава [36]. Ho SS с соавторами сообщил, что старт локальной криотерапии в первые два часа после операции приводит к лучшему результату, т.к. охлаждение мягких тканей снижает кровоток и клеточный метаболизм, уменьшая объем кровопотери и гибель клеток в условиях острого травматического повреждения [37]. Клинические исследования по оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава в раннем послеоперационном периоде, показали достоверное снижение кровопотери в группе пациентов с локальной криотерапией [19,20,22].
Уровень болевого синдрома достигает пика в течение первых двух суток после операции с постепенным снижением в течение 2 недель. Замедление нервной проводимости во время проведения локальной криотерапии коленного сустава приводит к уменьшению болевого синдрома и снижению потребности в опиоидах [19,20,21].
Уровень СРБ обычно достигает пика через 1–3 дня после эндопротезирования коленного сустава и возвращается к исходному уровню в течение 2 недель [38]. Guillot X обнаружил снижение провоспалительных цитокинов IL-6, IL-1b в синовиальной жидкости коленного сустава после локальной криотерапии [18]. Согласно данным мета-анализа Yu криотерапия способствует снижению болевого синдрома в течение 2 недель после эндопротезирования коленного сустава [39].
Старт локальной криотерапия коленного сустава непосредственно после эндопротезирования позволяет добиться лучшего клинического эффекта по болевому синдрому и объему кровопотери, а противовоспалительный эффект криотерапии облегчает течение раннего послеоперационного периода.
Вывод.
В настоящий момент не существует стандарта локальной криотерапии коленного сустава после эндопротезирования. Необходимо осуществлять подбор продолжительности и частоты охлаждения для каждого способа локальной криотерапии с целью обеспечения безопасности и получения максимального клинического эффекта. Требуется проведение качественных рандомизированных исследований по оценке эффективности локальной криотерапии с контролем температуры мягких тканей.
Хирургия опорно-двигательного аппарата неуклонно продолжает своё развитие. Сегодня такие операции как эндопротезирование суставов, артроскопия, корригирующие остеотомии являются рутинными и проводятся тысячами, возвращая людям возможность двигаться без боли. Однако даже при безупречной технике хирургического вмешательства мягкие ткани неизбежно травмируются. Ответная воспалительная реакция организма усиливает боль и отёк, приводит к ограничению движений сустава и задержке выздоровления. Эффективное обезболивание облегчает течение послеоперационного периода , способствует ранней активизации, предупреждает формирование хронического болевого синдрома.
Традиционным методом контроля боли и других признаков воспаления является медикаментозная терапия, однако она нередко сопровождается нежелательными реакциями в результате побочных действий лекарств. В поиске безопасной альтернативы врачи всё чаще обращаются к немедикаментозным способам, таким как локальное охлаждение области хирургического вмешательства.
Как холод снижает боль и отёк? Физиология локального охлаждения.
Суть метода заключается в наружном применении холода на область хирургического вмешательства. Холод, проникая в мягкие ткани, снижает внутрисуставную температуру, тем самым замедляет проведение нервных импульсов и уменьшает локальный кровоток. Эти изменения клинически проявляются в виде снижения боли, отёка и объема кровопотери, что значительно облегчает восстановление в раннем послеоперационном периоде. Однако и тут не всё так просто.
Локальное охлаждение: простые методы и высокие технологии.
Сегодня для локального охлаждения используется целый ряд методов: от традиционного пакета со льдом до охлаждения с помощью сложных технических устройств с автоматическим контролем температуры. Однако, несмотря на широкое распространение, клиническая эффективность каждого из этих способов недостаточно изучена. При этом научные исследования не выявили убедительных преимуществ дорогостоящих устройств перед традиционным охлаждением пакетом со льдом.
Казалось бы зачем что-то придумывать, если пакет со льдом итак работает. Большим недостатком традиционного способа остается его непредсказуемость. Сколько льда положить? Через сколько слоёв ткани? На сколько минут оставить? Какую часть сустава можно охлаждать, а какую опасно? Ошибка в любом из этих параметров может не только не принести пользу, но и нанести вред.
Поиск ответов на эти вопросы стал отправной точкой для разработки охлаждающего устройства, которое сочетало бы простоту применения, научно доказанную эффективность и безопасность.
Научные доказательства эффективности локального охлаждения, их обобщение и определение оптимальных параметров. Охлаждение в цифрах.
Температура кожных покровов и внутри сустава. Поиск баланса эффективности и безопасности охлаждения.
Прежде всего было необходимо установить, существует ли связь между температурой охлаждения и выраженностью противоболевого и противоотёчного эффекта. Требовалось определить, до какого уровня целесообразно охлаждать ткани, чтобы достичь заметного клинического результата и при этом полностью исключить риск холодового повреждения кожи.
В исследовании Jutte L. и Bugaj R. было показано, что при температуре кожи 13,6 ℃ наступает местная анестезия, а при снижении до 12,5 ℃ нервная проводимость замедляется на 10%. Дальнейшее охлаждение поверхности кожи до 10–11 ℃ уменьшает клеточный метаболизм на 50%, что существенно снижает потребность ткани в кислороде. В условиях послеоперационного воспаления это позволяет уменьшить вероятность вторичного повреждения мягких тканей, связанного с кислородным голоданием.
Вместе с тем, охлаждение кожи ниже 10 ℃ сопряжено с возрастающим риском термической травмы. Что касается внутрисуставной температуры, то её снижение ниже 30 ℃ угнетает активность разрушительных ферментов, ограничивая масштаб воспалительной реакции.
Таким образом, оптимальным признан следующий температурный режим локального охлаждения: температура кожи должна находиться в пределах 10–15 ℃, а внутрисуставная температура — опускаться ниже 30 ℃. Эти параметры позволяют рассчитывать на достаточное обезболивание и противовоспалительное действие при сохранении высокого профиля безопасности.
Продолжительность и частота холодового воздействия.
Достижение целевых температурных показателей определяется двумя параметрами: охлаждающий агент и продолжительность воздействия на сустав.
Сегодня для локального охлаждения применяют несколько типов хладагентов: лёд, замороженный гель, охлаждённый газ и охлаждённую воду. Их принципиальное различие заключается не только в исходной температуре, но и в характере её изменения во время процедуры.
Например, исходная температура гелевого пакета соответствует температуре морозильной камеры (около –16 ℃) и в процессе контакта с телом постепенно повышается, приближаясь к температуре кожи. Лёд, извлечённый из той же морозильной камеры, уже через несколько минут приобретает температуру поверхности, близкую к 0 ℃. Принципиально важно, что эта околонулевая температура сохраняется на протяжении всего периода плавления льда, обеспечивая стабильное температурное воздействие без резких скачков. Это свойство даёт возможность рассчитать необходимый объём льда таким образом, чтобы температура кожи удерживалась в целевом диапазоне требуемое время. Гель подобной стабильности не обеспечивает, т.к. его температура повышается постепенно, без сколько-нибудь длительной остановки на каком-либо значении.
Охлаждённый газ, используемый в газовых криотерапевтических аппаратах, имеет исходную температуру около –70 ℃. Столь низкая отрицательная температура обеспечивает быстрое охлаждение поверхностных тканей сустава, однако одновременно повышает риск термического повреждения кожи. Именно по этой причине при газовой криотерапии целевой диапазон температуры кожи (10–15 ℃) достигается уже через 5–6,5 минут, тогда как использование льда требует для этого около 30 минут.
Таким образом, физические особенности хладагента напрямую определяют не только скорость наступления эффекта, но и безопасность процедуры, а также возможность точного контроля за температурным режимом.
Сравнение хладагентов. Данные научных исследеований.
Kennet J. сравнил четыре хладагента для локальной криотерапии: лёд, охлаждённая вода, гелевые пакеты и замороженные шарики с гелем. Колотый лед показал наибольшую эффективность в охлаждении мягких тканей: температура кожных покровов оставалась дольше в терапевтически значимом диапазоне 10-15℃. В этом же исследовании автор измерял температуру хладагентов перед применением. Температура гелевых пакетов и замороженных шариков была минус 10-12℃, в то время как колотого льда около 0℃. Автор пришел к выводу, что воздействие охлаждающим агентом с исходной отрицательной температурой вызывает значительный дискомфорт в сравнении со льдом или охлажденной водой, где исходная температура составила 0-10℃. Также стоит отметить, что быстрая динамика охлаждения мягких тканей сопровождается бόльшим дискомфортом от криопроцедуры.
К аналогичному мнению пришел Guillot X., когда проводил локальную криотерапию коленного сустава, оценивая эффективность охлаждения с помощью льда в сравнении с газовой криотерапией. Он обнаружил, что локальная криотерапия льдом приводит к более мягкому снижению температуры мягких тканей и более эффективно снижает уровень провоспалительных цитокинов синовиальной жидкости в сравнении с газовой криотерапией.
Частота процедур. Почему однократного воздействия недостаточно?
Большинство клинических исследований посвященных оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава после эндопротезирования сообщили о положительном клиническом результате. Вероятно, это связано с достижением терапевтически значимого температурного диапазона кожных покровов и внутри сустава в вышеперечисленных исследованиях вне зависимости от способа охлаждения. Однако, частота охлаждающих процедур была разной, что приводило к различной экспозиции температуры кожных покровов и внутри сустава. Возможно, это и явилось причиной различного клинического эффекта от локальной криотерапии и противоречивых результатов в систематических обзорах научной литературы.
Witting-Wells D. в своей работе охлаждал коленный сустав однократно после эндопротезирования и не обнаружил преимуществ применения локальной криотерапии. В то время как другие исследователи охлаждали сустав несколько раз в день, получив достоверное снижение болевого синдрома и объема кровопотери у пациентов, получавших локальное охлаждение сустава. Эти данные подтверждают, что для получения значимого клинического эффекта однократного локального охлаждения не достаточно. Но
и тут важно соблюдать баланс между эффективностью и безопасностью процедуры.
При выборе частоты охлаждающих процедур крайне важно учитывать не только восстановление температуры тканей, но и восстановление локального кровотока. Пассивное согревание мягких тканей занимает различное время в зависимости от способа локальной криотерапии. К тому же восстановление локального кровотока происходит значительно дольше, чем температуры мягких тканей после охлаждения.
Khoshnevis S. с соавторами изучил влияние локального охлаждения кожных покровов на перфузию мягких тканей. В исследовании мягкие ткани охлаждались с помощью устройства для локальной криотерапии в течение 60 минут до 15℃, затем переходили к пассивному согреванию в течение 120 минут. Во время охлаждения и согревания оценивали перфузию мягких тканей с помощью нескольких датчиков допплеровской флоуметрии. Данные показали значительное снижение перфузии(кровотока) во время охлаждения, которое сохранялось весь период согревания. Кроме того, наблюдался эффект гистерезиса между перфузией мягких тканей и температурой кожи во время цикла охлаждения и согревания кожи, другими словами восстановление перфузии мягких тканей проходило значительно медленнее восстановления температуры кожных покровов. Следовательно, частота холодового воздействия должна определяться не только периодом восстановления температуры мягких тканей после локальной криотерапии, но и восстановлением локального кровотока.
Избыточное охлаждение может приводить термическим поражениям мягких тканей. Dundon J. описал два клинических случая некроза мягких тканей области наколенника после эндопротезирования коленного сустава. Пациентам проводилась локальная криотерапия с помощью криотерапевтического устройства. Авторы пришли к выводу, что непрерывное охлаждение несет в себе высокий риск осложнений, связанных с длительно сохраняющейся низкой перфузией мягких тканей.
Необходимо соблюдать баланс продолжительности и частоты охлаждения с целью обеспечения безопасности и получения максимального клинического эффекта.
Способ локальной криотерапии.
Наиболее важным аспектом локальной криотерапии является достижение целевых показателей температуры мягких тканей. Если контроль температуры кожных покровов не представляет сложности, то контроль внутрисуставной температуры является инвазивной процедурой и сопровождается дополнительными рисками для пациента. Видимо этим объясняется малое количество исследований по оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава с контролем температуры внутри сустава.
Нам удалось найти три исследования по оценке эффективности газовой криотерапии коленного сустава с контролем температуры кожных покровов и внутри сустава. В двух исследованиях охлаждение газом в течение 5-6,5 минут привело к достижению целевых значений температуры кожных покровов, но не сопровождалось снижением внутрисуставной температуры ниже 30℃. В третьем исследовании после 6,5 минут воздушной криотерапии внутрисуставная температура достигла 28.8℃ и продержалась ниже 30℃ около 120 минут. Отрицательная температура охлаждающего газа (от -80 до -160℃) приводит к быстрому охлаждению поверхности кожных покровов, не обеспечивая достаточного снижения внутрисуставной температуры, а увеличение продолжительности охлаждающего действия несет в себе риск термического повреждения кожных покровов.
Также нам удалось найти 3 исследования с внутрисуставным контролем температуры после локальной криотерапии коленного сустава с помощью льда. В двух исследованиях охлаждение льдом проводили в течение 30 минут, значения температуры кожных покровов достигли 10-16℃, при этом значения внутрисуставной температуры составили 26-30℃ [15,17]. Экспозиция целевой температуры внутри сустава (ниже 30℃) составила 120-180 минут. В четвертом исследовании проводилось охлаждение льдом в течение 60 минут, что привело к снижению температуры кожных покровов до 3,2℃, а внутри сустава температура упала до 18,5℃[26]. Осложнений локальной криотерапии в данном исследовании не описывалось, однако есть основание считать охлаждение льдом в течение 60 минут избыточным, т.к. значительно был превышен минимальный порог охлаждения мягких тканей (10℃) [10].
В сложных технических устройствах для локальной криотерапии в качестве хладагента используется вода. Охлаждение коленного сустава осуществляется за счет циркуляции воды между емкостью со льдом и криоманжетой размещенной на суставе. Dahlstedt L в своем исследовании проводил непрерывное охлаждение коленного сустава с помощью криотерапевтического устройства и определил, что снижение внутрисуставной температуры наступает при температуре кожных покровов 20℃ и менее. Однако целевые показатели температуры кожных покровов и внутри сустава не были достигнуты [27]. Warren T. охлаждал коленный сустав этим же устройством в течение 1 часа и получил снижение температуры кожных покровов и внутри сустава до целевых показателей. К тому же внутрисуставная температура сохранялась ниже 30℃ более 120 минут [26]. Вероятно, это связано с различной частотой смены льда в кулере устройства.
В связи с отсутствием воздействия экстремальных температур на кожные покровы сустава, криотерапия с помощью льда и охлажденной воды видится наиболее комфортной и безопасной, а схожие показатели экспозиции целевой температуры кожных покровов и внутри сустава после процедуры обуславливают подобный клинический эффект. Видимо по этой причине остается спорным вопрос преимущества локальной криотерапии с помощью устройств перед традиционной криотерапией льдом[28,29,30,31,32,33,34].
Гипотермическая повязка
Охлаждение с помощью льда является наиболее изученным и доступным способом. В большинстве исследований по оценке эффективности локальной криотерапии с помощью льда были достигнуты целевые показатели температуры кожных покровов и внутри сустава [15,16,17]. Эмпирическим способом выполнен подбор объема льда, обеспечивающего охлаждение мягких тканей коленного сустава в течение 30 минут в терапевтически значимом диапазоне температуры 10-15℃. Результатом работы стала гипотермическая повязка (рисунок 2), заявление о выдаче патента на полезную модель 2024134009 от 12.11.2024 г.
Мы провели пилотное исследование по контролю температуры кожных покровов во время локальной криотерапии гипотермической повязкой у 15 пациентов после эндопротезирования коленного сустава (график 1). Достижение верхней границы целевой температуры кожных покровов наступило через 25 минут с экспозицией температуры кожных покровов 10-15℃ в течение 30 минут. Через 40 минут лед в пакетах полностью растаял. Ограниченное количество льда позволяет избежать ситуаций с переохлаждением мягких тканей, что обеспечивает безопасность применения устройства. К тому же температура кожных покровов не опускалась менее 10℃. Повязку снимали через 60 минут. Восстановление кожных покровов наступило через 110 минут. С учетом необходимости полного восстановления кровотока мягких тканей после локальной криотерапии безопасным интервалом между охлаждающими процедурами определили 4-5 часов.
Охлаждающее устройство выполнено таким образом, чтобы исключать охлаждение области послеоперационного шва, надколенника, магистральных сосудов и крупных нервов, т.к. существует различная сосудистая реакция мягких тканей на охлаждение в зависимости от расположения хирургического доступа и анатомических образований. Foster D [35] в своей работе наблюдал бόльшее снижение кровотока мягких тканей при размещении льда над разрезом, по сравнению с расположением льда по задней поверхности коленного сустава. Khoshnevis S обнаружил длительное снижение перфузии мягких тканей области надколенника в сравнении с другими участками коленного сустава [24]. Охлаждение задней капсулы сустава затруднено, т.к. по задней поверхности проходят магистральные сосуды и нервы. При достижении целевой температуры задних отделов сустава высока вероятность термического повреждения сосудисто-нервного пучка.
Для оценки эффективности локальной криотерапии посредством гипотермической повязки требуется проведение клинических исследований с контролем температуры.
Рисунок 2
График 1. Динамика температуры кожных покровов во время локальной криотерапии с помощью гипотермической повязки.
Начало и длительность курса локальной криотерапии.
Speck M определил, что наибольшая кровопотеря по дренажу происходит в первые 6 часов после тотального эндопротезирования коленного сустава [36]. Ho SS с соавторами сообщил, что старт локальной криотерапии в первые два часа после операции приводит к лучшему результату, т.к. охлаждение мягких тканей снижает кровоток и клеточный метаболизм, уменьшая объем кровопотери и гибель клеток в условиях острого травматического повреждения [37]. Клинические исследования по оценке эффективности локальной криотерапии коленного сустава в раннем послеоперационном периоде, показали достоверное снижение кровопотери в группе пациентов с локальной криотерапией [19,20,22].
Уровень болевого синдрома достигает пика в течение первых двух суток после операции с постепенным снижением в течение 2 недель. Замедление нервной проводимости во время проведения локальной криотерапии коленного сустава приводит к уменьшению болевого синдрома и снижению потребности в опиоидах [19,20,21].
Уровень СРБ обычно достигает пика через 1–3 дня после эндопротезирования коленного сустава и возвращается к исходному уровню в течение 2 недель [38]. Guillot X обнаружил снижение провоспалительных цитокинов IL-6, IL-1b в синовиальной жидкости коленного сустава после локальной криотерапии [18]. Согласно данным мета-анализа Yu криотерапия способствует снижению болевого синдрома в течение 2 недель после эндопротезирования коленного сустава [39].
Старт локальной криотерапия коленного сустава непосредственно после эндопротезирования позволяет добиться лучшего клинического эффекта по болевому синдрому и объему кровопотери, а противовоспалительный эффект криотерапии облегчает течение раннего послеоперационного периода.
Вывод.
В настоящий момент не существует стандарта локальной криотерапии коленного сустава после эндопротезирования. Необходимо осуществлять подбор продолжительности и частоты охлаждения для каждого способа локальной криотерапии с целью обеспечения безопасности и получения максимального клинического эффекта. Требуется проведение качественных рандомизированных исследований по оценке эффективности локальной криотерапии с контролем температуры мягких тканей.
Ревматоидный артрит
Подагра
Псориатический артрит
Информация для пациентов
Понимание природы заболевания является первым шагом для эффективной профилактики и контроля. Люди, которые понимают свою болезнь и активно участвуют в лечении, как правило, достигают лучших результатов и дольше сохраняют качество жизни. Именно поэтому сегодня обучение пациентов рассматривается как важная часть терапии и включается в международные рекомендации.
Остеоартрит
Анкилозирующий спондилит
Подагра
Псориатический артрит
Ювенильный артрит
Об авторе
Здравствуйте!
За годы практики я убедился: знание помогает легче справиться с болезнью. Пациент, который понимает свой диагноз, методы лечения и этапы реабилитации, проходит через всё это легче и быстрее. Я создал этот сайт чтобы делиться проверенной информацией о суставах, диагностике и операциях.
Надеюсь, эти материалы помогут вам лучше понять своё состояние, увереннее чувствовать себя на приёме у врача и осознанно участвовать в лечении. Берегите свои суставы!
Казанцев Дмитрий Игоревич
врач-травматолог-ортопед высшей категории
За годы практики я убедился: знание помогает легче справиться с болезнью. Пациент, который понимает свой диагноз, методы лечения и этапы реабилитации, проходит через всё это легче и быстрее. Я создал этот сайт чтобы делиться проверенной информацией о суставах, диагностике и операциях.
Надеюсь, эти материалы помогут вам лучше понять своё состояние, увереннее чувствовать себя на приёме у врача и осознанно участвовать в лечении. Берегите свои суставы!
Казанцев Дмитрий Игоревич
врач-травматолог-ортопед высшей категории
