СПОСОБ ЛЕЧЕНИЯ ОТМОРОЖЕНИЙ ПО ПРИНЦИПУ СВЧ-НАГРЕВА
MICROWAVE HEAT BASED FROSTBITE THERAPY

Изобретение относится к медицине, конкретно к хирургии и травматологии, и предназначено для снижения тяжести последствий холодовых травм.
Отморожения по данным отечественных и зарубежных авторов составляют до 15% от всех травматологических случаев (в военное время до 25% санитарных потерь) [Котельников В.П. Отморожения. - М.: Медицина, 1988. - 256 с.]. Инвалидность при глубоких поражениях колеблется в пределах 20-90%. Количество обмороженных достигает 20% коечного фонда. Подавляющее количество пораженных составляют лица в наиболее трудоспособном возрасте - от 20 до 50 лет, из них с глубокими отморожениями 65%. Наиболее часто в клинической практике встречаются отморожения конечностей [Муразян Р.И. Отморожения конечностей. - М.: Медицина, 1984. - 112с.], поскольку более тяжелые случаи, как правило, смертельны.
Современный уровень, достигнутый в области лечения отморожений, отражен в публикации [Труды Третьей научно-практической конференции по проблеме "Холодовая травма". - Санкт-Петербург, 8 апреля 2002 г. // С.-Пб.: Изд-во ВМедА, 2002. - 90 с.]. Основные лечебные действия при глубоких отморожениях носят консервативный характер. С применением традиционных методов продолжительность лечения в стационарах составляет в среднем 65 дней. Инвалидность по определившемуся исходу составляет до 70%, летальность 6%. Таким образом, существует объективная потребность в эффективном и массовом способе лечения отморожений.
Несмотря на важность проблемы специализированной технологии лечения отморожений не существует. Между тем, в первые двое-трое суток после холодовой травмы существует возможность исключить ее необратимые последствия. Основным поражающим фактором является, как правило, спазмирование сосудов, ведущее к прекращению питания тканей. Спазмирование является защитной реакцией организма, направленной на изоляцию пораженного сегмента в интересах сохранения жизненно важных органов. Восстановление сосудистой микроциркуляции способно восстановить происшедшие в тканях нарушения, предотвратить появление некрозов и потерю сегментов конечностей. Особую важность имеет обеспечение воздействия на спазмированные сосуды, находящиеся в глубине пораженного сегмента. Поверхностный нагрев с помощью известных средств не решает этой задачи и даже усугубляет ситуацию, так как отсутствие питания со стороны остающихся спазмированными глубинных сосудов ведет к ишемии отогретых тканей, нуждающихся в кислороде и питании, а также в удалении продуктов метаболизма.
Наиболее известные способы лечения отморожений, такие как применение грелок водяных ванн и пр., являются крайне отдаленными аналогами предлагаемому изобретению.
2
Известен способ лечения отморожений по патенту [«Способ лечения при обморожении» RU 2212210, опубл. 20.09.2003], одной из составляющих которого является использование СВЧ-нагрева. СВЧ-излучение способно проникать в глубину тканей, что выгодно отличает данный способ от традиционных способов. При осуществлении данного способа отмороженную конечность помещают между двумя электродами и создают между ними поле СВЧ, которым быстро согревают обмороженные ткани до температуры 12-41°С. При этом плотность потока мощности составляет около 3 Вт/см. Осуществление способа сопровождается инъецированием медикаментозных средств. Способ обладает рядом существенных недостатков. Прежде всего, он не обеспечивает равномерность распределения СВЧ-поля, вследствие чего ткани прогреваются неравномерно. В патенте (RU 2212210) указано, что в ходе осуществления способа разница температур в толще объекта достигает 29 град, а именно: от 12 до 41, то есть от пороговой величины для возобновления кровотока до величины, близкой к порогу деструкции тканей. Небольшое отклонение во времени или мощности воздействия смещает диапазон температур в сторону повышения, тогда происходит ожог тканей, либо в сторону понижения, и тогда не достигается снятия сосудистого спазма. Между тем, отклонение неизбежно, учитывая реальную конфигурацию конечности - более толстая проксимальная часть, где напряженность поля и интенсивность нагрева оказываются меньше, и более тонкая дистальная часть, где напряженность поля и интенсивность нагрева оказываются больше. В итоге при осуществлении способа по патенту (RU 2212210) велика вероятность дополнительного термического поражения тканей. Заявители на основании многократных экспериментов на животных убедились, что излучение с мощностью, создающей эффект быстрого согревания, действительно вызывает термическое поражение. Вначале оно незаметно на фоне картины отморожения, но в дальнейшем (на 5-6 сутки) ведет к массированной гибели тканей, развитию гангрены и необходимости ампутации конечности. Таким образом, известный способ лечения отморожений нуждается в усовершенствованиях, связанных с установлением мощности и времени СВЧ-воздействия. Кроме того, известный способ характеризуется повышенной травматичностью, обусловленной неоднократным введением медикаментозных средств в ткани, подвергшихся отморожению.
Более близким аналогом является выбранный в качестве прототипа способ, реализуемый в патенте [«Сверхвысокочастотная печь», RU 2196620 A61N 5/02, опубл.20.01.2003]. При его осуществлении используется переоборудованная микроволновая печь, снабженная средством подведения СВЧ-излучения с дозируемым уровнем мощности к объекту воздействия с нескольких стороны. При этом осуществляется более равномерный прогрев объекта воздействия. СВЧ-печь работает в диапазоне рабочих частот около 2450 МГц (длина волны 12 см), выделенном в мировой практике для всевозможных применений, связанных с СВЧ-нагревом. В указанном диапазоне работают промышленные, бытовые и медицинские установки и существует развитая техническая база для создания новых приборов и методов. Равномерный прогрев СВЧ-излучением, подводимым с нескольких сторон, ведет к восстановлению микро- и макроциркуляции во всем объеме пораженной конечности, в том числе в глубине, где находятся основные питающие сосуды. В результате этого поверхностные слои при отогреве не страдают от дефицита кислорода и питательных веществ, а также от накапливающихся продуктов метаболизма.
Недостатком данного способа является неопределенность режимов СВЧ-нагрева, обеспечивающих эффективное лечение отморожений. Неправильный выбор режима может, в случае превышения мощности, привести в деструкции тканей за счет перегрева, а случае недостатка мощности - к отсутствию лечебного эффекта.
Полезный результат, достигаемый предлагаемым изобретением, состоит в повышении эффективности лечения при исключении теплового поражения тканей.
Указанный результат достигается тем, что при осуществлении способа лечения отморожений по принципу СВЧ-нагрева, включающего подведение к отмороженной конечности СВЧ-излучения с дозируемым уровнем мощности с нескольких сторон, отличие состоит в том, что подводимую мощность устанавливают в пределах от 15 до 30 Вт, при этом продолжительность воздействия СВЧ-излучением устанавливают в пределах 20-30 мин. Для обеспечения долговременного лечебного эффекта воздействие СВЧ-излучением производят повторно через 6-8 часов. По термометрическим и реовазографическим показателям однократное СВЧ-воздействие производят на вторые и третьи сутки. Оптимизация лечебного эффекта достигается также тем, что до начала первого СВЧ-воздействия на отмороженную конечность накладывают термоизолирующую ватно-марлевую повязку.
Достижимость заявленного результата подтверждается следующим:
1. Установка мощности СВЧ-излучения, подводимой к отмороженной конечности, в пределах от 15 до 30 Вт обеспечивает в течение времени воздействия однородный и постепенный прогрев отмороженной конечности с возможностью контроля восстановления физиологических функций посредством термометрии и реовазографии. Экспериментально найдено, что подведение к объекту СВЧ-излучения с мощностью, не превышающей указанного предела, исключает локальный перегрев тканей при любом объеме и конфигурации сегментов конечности. При уровнях СВЧ-мощности, превышающих 30 Вт, возможны локальные перегревы, отрицательно сказывающиеся на исходе лечения. При уровне СВЧ-мощности менее 15 Вт лечебный эффект не успевает проявиться за время воздействия.
2. Установка продолжительности СВЧ-воздействия в пределах 20-30 минут обеспечивает одномоментный прогрев тканей до температуры, соответствующей прекращению спазма сосудов и восстановлению кровотока. Диапазон температур, удовлетворяющих данному условию, составляет от 20 до 40°С. Нижний предел времени воздействия 20 минут соответствует минимуму температуры из указанного интервала при типичном объеме объекта воздействия (кисть руки, стопа ноги). Верхний предел времени воздействия 30 минут ограничен требованиями ГОСТ Р 50267.6-92 «Изделия медицинские электрические, ч.2: Частные требования безопасности к аппаратам для микроволновой терапии».
3. Повторное (через 6-8 часов) применение СВЧ-воздействия обеспечивает закрепление одномоментного лечебного результата. Экспериментально отмечено, что в течение указанных 6-8 часов отмечается понижение температуры пораженной конечности на 5-8° относительно нормальной температуры. Установлено, что повторение процедуры предотвращает рецидив спазма сосудов, обеспечивает поддержание сосудистой микро- и макроциркуляции и нормализует температуру на длительное время.
4. Проведение процедуры СВЧ-воздействия на 2 и 3 сутки требуется при относительно тяжелых отморожениях, когда на восстановление жизненных функций тканей требуется большое время. Показаниями к данной процедуре являются понижение температуры на 5-8°С и уменьшение реологического индекса до уровня 0,5-0,6 от нормы.
5. Наложение на отмороженную конечность термоизолирующей ватно-марлевой повязки до начала первого СВЧ-воздействия предотвращает преждевременный отогрев и сопутствующую ему ишемию поверхностных слоев отмороженной конечности, не получающих адекватное питание из-за спазма глубинных сосудов.
Таким образом, сочетание заявленных признаков способа лечения отморожений посредством СВЧ-нагрева обеспечивает эффективное лечение и исключает тепловое поражение тканей.
Изобретение поясняется графическими иллюстрациями фиг.1-2.
На фиг.1 приведен график изменения глубинной температуры отмороженной конечности в ходе эксперимента.
На фиг.2 приведен график, иллюстрирующий динамику восстановления кровотока в отмороженной конечности подопытного животного.
Устройство, используемое при осуществлении способа лечения отморожений по принципу СВЧ-нагрева, содержит источник СВЧ-излучения и средство его подведения к объекту воздействия. В качестве источника используется СВЧ-печь. Средство подведения СВЧ-излучения с дозируемой мощностью к объекту воздействия может быть представлено, например, используемым в способе-прототипе набором излучателей, связанных с внутренним объемом печи посредством кабелей и зондов. При осуществлении способа лечения по принципу СВЧ-нагрева на объект воздействия - конечность, подвергшуюся отморожению, - направляют с разных сторон поток СВЧ-излучения с дозированным уровнем мощности
Отличие заявляемого способа состоит в том, что уровень мощности излучения, подводимого к объекту воздействия, устанавливают в пределах от 15 до 30 Вт. Данное ограничение было установлено экспериментально путем исследования динамики СВЧ-нагрева различных объектов: емкостей с водой, куриных окороков, конечностей подопытных животных (кроликов). Поверхностная и глубинная температура контролировалась при помощи термопары, помещаемой в раскрыв канала хирургической иглы. Установлено, что превышение уровня 30 Вт может вызывать локальный перегрев тканей, отрицательно сказывающийся на долгосрочном результате лечения. В то же время указанный уровень, при условии, что он составляет не менее 15 Вт, является достаточным, чтобы за время СВЧ-воздействия, составляющее по заявляемому способу 20-30 мин, повысить температуру объекта до величины, попадающей в интервал, соответствующий жизнеспособному состоянию биологического объекта. Данный интервал составляет от 20° до 40°С.
Необходимость повторения процедуры СВЧ-нагрева через 6-8 часов обусловлена развитием отека тканей, подвергшихся холодовой травме, и связанным с этим затруднением сосудистой микро- и макроциркуляции. На фиг.1 показана временная зависимость температуры отмороженной конечности. В течение нескольких часов после первичного СВЧ-воздействия температура несколько снижается. Повторное СВЧ-воздействие восстанавливает температуру и предотвращает ее последующее понижение. В случае тяжелых отморожений возможно однократное повторение процедуры на вторые и третьи сутки. На фиг.2 сплошной линией показана временная зависимость отношения реовазографических (РВГ) индексов отмороженной и здоровой конечностей кролика при однократном СВЧ-воздействии. Видно, что без повторения процедуры кровоток затруднен на протяжении 4-5 суток, что проявляется в уменьшении РВГ индекса отмороженной конечности в сравнении со здоровой коонечностью. Пунктирной линией на той же фиг.2 показана временная зависимость отношения РВГ индексов при повторении процедуры СВЧ-нагрева. Виден отчетливый эффект стабилизации, что свидетельствует о достижении оптимального лечебного эффекта.
Специфика холодовой травмы состоит в том, что при переходе в теплое помещение в первую очередь отогреваются поверхностные слои, при этом возобновление метаболизма в них проходит в условиях продолжения спазма глубинных сосудов, то есть без поступления питания и удаления продуктов жизнедеятельности. Для предотвращения отрицательного эффекта преждевременного отогрева поверхностных слоев пораженную конечность изолируют от притока внешнего тепла ватно-марлевой повязкой.
Эксперименты на живых кроликах проводились от начальной температуры тканей в интервале от 0 до минус 5°С. Сразу после охлаждения и вплоть до начала процедуры СВЧ-воздействия на конечность накладывалась термоизолирующая ватно-марлевая повязка толщиной 5 см. Интервал между окончанием охлаждения и началом СВЧ-нагрева составлял от 30 минут до 3 часов. Средняя мощность СВЧ-нагрева от 15 до 30 Вт, продолжительность от 20 до 30 минут. Контрольные замеры внутритканевой температуры у поверхности и в глубине в течение 6 суток показали стабилизацию на уровне 37-40°С. Температура повышена вследствие посттравматической воспалительной реакции. Наблюдается отек конечности, стабилизирующийся к исходу первых суток. На реовазограмме, характеризующей состояние кровотока (артериальный, венозный компонент, состояние микроциркуляторного русла), в течение всех 6 суток определяется наличие артериального притока и оттока в конечности. На вторые сутки отмороженная лапа активно участвует в движении, на четвертые сутки отек уменьшается, животное может разводить пальцы на отмороженной лапе. Кожа в некоторых местах отторгается небольшими фрагментами. На 6 сутки отмороженная конечность остается жизнеспособной. Животные выводятся из эксперимента.
К дополнительным преимуществам предлагаемого способа относится возможность расширения области его применения на различные виды сосудистых патологий.