Результат интеллектуальной деятельности: Способ моделирования комбинированного радиационно-механического поражения с возможностью применения тактики многоэтапного хирургического лечения

Изобретение относится к медицине, а именно к патологической физиологии, экспериментальной радиобиологии хирургии и реаниматологии, и может быть использовано, например, для изучения особенностей течения острой лучевой патологии в комбинации с нелучевыми (механическими) факторами после проведенного хирургического лечения по протоколу многоэтапного хирургического лечения (MXЛ), а также оптимизации хирургических методов лечения комбинированных радиационно-механических поражений.

Известен способ прогнозирования тяжести заболевания при комбинированном поражении с ожоговой травмой, включающий измерение площади ожога, наличие механических повреждений, оценку неврологического статуса, определение времени догоспитального этапа, клинических и биохимических показателей крови, в котором проводят прогнозирование тяжести заболевания непосредственно в очаге поражения и в динамике, при этом полученные диапазоны измеренных величин оценивают в баллах и при сумме баллов меньше 0 прогнозируют высокую вероятность благоприятного исхода, при сумме баллов 7 и больше - неблагоприятный исход, а при сумме баллов меньше 7, но больше 0 - неопределенный (патент РФ №2109286, G01N 33/48, G01N 33/72, опубл. 20.04.1998).

Отсутствие лучевого компонента в предлагаемом способе не позволяет оценить отягощающее влияние этого фактора поражения на течение нелучевой травмы.

Также известен способ многоэтапного хирургического лечения массивного внутреннего кровотечения из паренхиматозных органов при политравмах (Патент РФ №2436527, А61В, опубл. 20.12.2011), включающий в себя временную остановку кровотечения из паренхиматозных органов при помощи местных гемостатических препаратов. В данном способе также отсутствует оценка лучевого воздействия на организм. Не выполнялась повторная операция по удалению местного гемостатика с окончательной остановкой продолжающегося кровотечения и дальнейшее наблюдение за экспериментальным животным, что не позволяет в целом оценить течение травматической болезни. Кроме того, условия эксперимента не позволяли в полной мере сформулировать показания к применению тактики многоэтапного хирургического лечения, так как не реализовывались элементы летальной триады (гипотермия, гипокоагуляция и ацидоз).

В литературе описаны экспериментальные работы с применением тактики многоэтапного хирургического лечения, однако они обладают схожими недостатками ( В., Inaba К., Barmparas G. et al. A new survivable damage control model including hypothermia, hemodilution, and liver injury // J. Surg. Res. - 2011. - Vol. 169, N1. - P. 99-105; Millner R., Lockhart A.S., Marr R. Chitosan arrests bleeding in major hepatic injuries with clotting dysfunction: an in vivo experimental study in a model of hepatic injury in the presence of moderate systemic heparinisation // Ann. R. Coll. Surg. Engl. - 2010. - Vol. 92, N 7. - P. 559-561; Inaba K., Rhee P., Teixeira P.G. et al. Intracorporeal use of advanced local hemostatics in a damage control swine model of grade IV liver injury // J. Trauma - 2011. - Vol. 71, N 5.- P. 1312-1318).

В других приведенных аналоговых работах констатируется факт развития жизнеугрожающих последствий в виде продолжающегося внутрибрюшного кровотечения или предлагается имитировать результат этих последствий путем нагнетания забрюшинной гематомы (RU 2184397 С1) и решается вопрос о необходимости хирургического вмешательства. В представленной модели отсутствует радиационное воздействие.

Наиболее близким к предлагаемому в изобретении является способ моделирования комбинированного радиационно-механического поражения (Патент РФ №2415477, G09B 23/28). Животных подвергали общему равномерному облучению в дозе, вызывающей развитие острой лучевой болезни средней степени тяжести, а затем последовательно наносили механическую травму, соответствующую средней или тяжелой степени в виде закрытой травмы живота с повреждением селезенки грузом массой 0,5 кг, падающим под весом собственной тяжести с высоты 1 м в полой направляющей трубе, закрепленной в штативе под углом 75°, при этом животных фиксировали на спине с разворотом на правый бок, после чего констатировалось развитие жизнеугрожающих последствий в виде продолжающегося внутрибрюшного кровотечения и признаков травматического шока, отягощенных симптомами первичной реакции на облучение, и приступали к неотложным лечебным мероприятиям. Данный способ отличителен тем, что не возникало показаний к хирургическому лечению в соответствии с протоколом МХЛ, а объем кровопотери невозможно было контролировать.

В основу изобретения положена задача создания способа моделирования комбинированного радиационно-механического поражения, в котором путем последовательного облучения и нанесения травмы сразу после лучевого воздействия достигается возможность оценки феномена взаимного отягощения поражений и необходимости хирургического вмешательства с показаниями к применению тактики МХЛ.

Решение поставленной задачи обеспечивается тем, что в способе моделирования комбинированного радиационно-механического поражения с возможностью применения тактики МХЛ животных подвергают общему равномерному облучению в дозе, вызывающей развитие острой лучевой болезни средней степени тяжести, а затем наносят механическую травму, при этом травму наносят при выполнении лапаротомии таким образом, что вызывают повреждение печени IV степени по международной классификации AAST с продолжающимся внутрибрюшным кровотечением и кровопотерей в объеме 40% от объема циркулирующей крови с развитием травматического шока III степени, отягощенного симптомами первичной реакции на облучение, затем по характеру травмы определяют показания в соответствии со шкалой ВПХ-ХТ для лечения по протоколу многоэтапного хирургического лечения и приступают к неотложным лечебным мероприятиям.

Согласно данным медицинских отчетов как американских, так и японских специалистов, участвовавших в оказании помощи после ядерных бомбардировок японских городов, лишь у 15-20% пораженных острая лучевая болезнь протекала без травматических повреждений или ожогов, в остальных случаях (80-85%) имело место развитие комбинированных радиационных поражений (КРП). При этом 70% всех летальных исходов произошли в первый день поражения. Из числа оставшихся в живых не менее чем у 10% наступал летальный исход вне зависимости того, насколько успешно им были выполнены лечебные мероприятия (Schirabe R., 1953).

Анализ тех же данных показал, что среди пораженных с КРП, оставшихся в живых в Хиросиме к 20-м суткам, наибольший вклад в характер поражения вносил механический компонент, в частности ударная волна с исходом в механическую травму - до 40% и световое излучение (ожоговая травма) - 28% случаев, а доля проникающей радиации составила 32%. Наиболее характерная особенность комбинированного радиационного поражения - наличие признаков двух и более патологических процессов: комбинации клинических признаков острой лучевой болезни с поражающими факторами нелучевой природы, с их взаимным отягощающим влиянием друг на друга, проявляющимся в более тяжелом течении патологического процесса, чем это свойственно каждому компоненту в отдельности.

Хирургическое лечение комбинированных радиационно-механический поражений (КРМП) зависит от того, какой из четырех периодов в данный момент протекает у пораженного. Исходя из течения КРП были сформированы основные принципы лечения пораженных в зависимости от его периода.

В первом периоде (острой первичной реакции острой лучевой болезни (ОЛБ)) при КРП усилия врачей должны быть направлены на устранение последствий нелучевых повреждений и профилактику осложнений. При тяжелых травмах осуществляется противошоковая терапия, а также выполняются хирургические вмешательства по неотложным показаниям.

Во втором периоде КРП (преобладания нелучевого компонента) задачи лечения остаются прежними, но значительно расширяется объем хирургической помощи при радиационно-механических поражениях. В этот период должны быть выполнены все мероприятия хирургической помощи, направленные на профилактику осложнений. Стоит отметить, что вмешательства должны носить исчерпывающий характер, по сути, реализуется концепция ранней исчерпывающей помощи - «early total саге» (Е. В. Riska et al., 1977). Связано это с тем, что такие пораженные в последующих периодах КРП переносят хирургические вмешательства значительно хуже ввиду разгара ОЛБ.

В третьем периоде КРП (преобладания лучевого компонента) лечение пораженных направлено на борьбу с периодом разгара ОЛБ. Хирургические вмешательства выполняются только по неотложным показаниям.

В четвертом (восстановительном) периоде осуществляется патогенетическая и симптоматическая терапия остаточных явлений лучевого компонента и последствий нелучевых травм. В этом же периоде проводится хирургическое лечение обширных и глубоких ожогов, выполняются необходимые реконструктивно-восстановительные операции по поводу механических травм и их осложнений, а также комплекс медицинской реабилитации.

Неизбежно на этапы медицинской эвакуации будут поступать пораженные с КРМП в тяжелом и крайне тяжелом состоянии, которые по тяжести состояния не смогут перенести рекомендуемую описанной концепцией одномоментную исчерпывающую операцию - ввиду нестабильной гемодинамики, массивной кровопотери, травматичности планируемой операции; а в послеоперационном периоде такая операция неизбежно приведет к большому числу осложнений.

В лечении данной категории раненых эффективной может оказаться тактика damage control surgery (Rotondo M.F. et al., 1993) или тактика многоэтапного хирургического лечения (МХЛ), развитие которой началось в 1980-х годах. На сегодняшний день накоплен положительный опыт ее использования в военных госпиталях 1-го эшелона в ходе контртеррористической операции на Северном Кавказе 1999-2002 гг. Применялась она и в боевых действиях войск США в Афганистане и Ираке. В тактике многоэтапного хирургического лечения принято выделять 3 этапа, однако J. Johnson и соавт. (2001) предложили выделять еще четвертую фазу, так называемое начало - "ground zero", подразумевая догоспитальный этап оказания медицинской помощи. Сущность его заключается в максимально быстрой транспортировке в лечебное учреждение, применении простейших мер по временной остановке кровотечения, проведении комплекса мероприятий по профилактике гипотермии, а также подготовке пострадавшего к массивной трансфузионной терапии.

Первый этап (или фаза) МХЛ заключается в выполнении «сокращенной» неотложной операции для устранения критических повреждений с применением простейших методов для остановки кровотечения и упрощенным устранением выявленных повреждений внутренних органов для предупреждения развития жизнеопасных осложнений (в том числе с использованием современных аппаратов). Окончательная реконструкция при этом, как правило, не производится.

Второй этап предусматривает продолжение проведения мероприятий интенсивной терапии анестезиологами-реаниматологами и проведения ИВЛ с целью максимально быстрой стабилизации гемодинамики, контроля температуры тела, коррекции коагулопатии; также продолжается диагностический поиск имеющихся повреждений.

Третий этап, наступающий после достижения стабильности физиологических показателей организма, заключается в выполнении повторной операции (релапаротомия при травме живота и др.), удалении временных устройств, тампонов, примененных при экстренном вмешательстве (тампоны, временные сосудистые протезы и пр.), повторной ревизии и проведении восстановительной операции.

В ходе анализа военных конфликтов установлено, что у 43,7% раненых может быть использована данная тактика, однако летальность даже в условиях травмоцентра 1 уровня мирного времени достигает 50%. Поэтому использование данной тактики в передовых медицинских частях требует дифференцированного подхода (Самохвалов И.М., 2011).

В настоящее время существует достаточно четко разработанная система объективного балльного определения показаний к применению тактики МХЛ у пострадавших с тяжелыми травмами - шкала ВПХ - XT - на основании определения вероятности развития летального исхода у тяжелопострадавших.

Не стоит забывать и о том, что применение МХЛ допустимо и при дефиците сил и средств медицинской службы на этапах медицинской эвакуации в случае массового поступления раненых. Возвращаясь к анализу ядерных бомбардировок японских городов, стоит отметить, что после ядерного взрыва из 45 больниц Хиросимы лишь 3 больницы смогли принимать пострадавших, остальные медучреждения были разрушены или сгорели. Около 90% врачей были убиты или тяжело поражены. В городе осталось всего 60 врачей, которые были способны оказывать медицинскую помощь, несмотря на то, что они сами были в какой-то мере поражены. Общий недостаток медицинского персонала был настолько велик, что приходилось привлекать к оказанию медицинской помощи совершенно неподготовленных добровольцев, что не могло не сказаться на качестве оказания помощи. Врачи, приезжавшие из других районов Японии, по прибытии в Хиросиму были сразу же перегружены работой. Так, 2 группы военных врачей, прибывших в Хиросиму из военно-морской базы в окрестностях Куре, с 6 по 9 августа оказали помощь приблизительно 2000 пострадавших (Oughterson A.W., 1945).

Исходя из этого, можно сделать вывод о том, что применение МХЛ на этапах медицинской эвакуации может стать неизбежным методом хирургического лечения не только у нестабильных раненых в крайне тяжелом состоянии, но и у раненых с ненарушенным физиологическим статусом ввиду сложившейся медико-тактической обстановки.

Разработка способов хирургической помощи и ее оптимизация у тяжелопораженных при взрывах или техногенных катастрофах с ионизирующим излучением - одна из сложнейших проблем хирургии и радиобиологии, на решение которой направлен заявляемый способ.

Моделирование комбинированного радиационно-механического поражения на кроликах осуществляли с целью изучения особенностей течения острой лучевой болезни, отягощенной воздействием механической травмы тяжелой степени при лечении с использованием тактики МХЛ. Для моделирования острой лучевой болезни кроликов подвергали общему равномерному γ-облучению в установке ИГУР-1 (источник ¹³⁷Cs) в дозе 6 Гр при следующих условиях: мощность дозы 1.0604 Гр/мин, экспозиция 5 мин 29 с, облучение равномерное, животное при этом помещалось в специальный контейнер. При такой величине поглощенной дозы, соответствующей ЛД _50/30, развивалась средняя степень тяжести острой лучевой болезни с характерной клинической симптоматикой и динамикой лабораторных показателей.

Для моделирования механического компонента КРП с возможностью применения тактики МХЛ кроликам выполнялась верхнесрединная лапаротомия. Такой доступ позволял вывести всю печень в рану. Затем на всю ширину надсекали скальпелем хвостатую долю печени по висцеральной поверхности в 3 см от ее края. После чего зажимом Бильрота намеченная часть отрывалась. Наносимая травма сопровождалась повреждением одной из крупных вен печени, что соответствует IV степени повреждения печени по международной классификации AAST. Объем планируемой кровопотери рассчитывался из того, что объем циркулирующей крови (ОЦК) кролика составляет 5% от его массы тела. Кровь, вытекающая из паренхимы печени, собиралась салфетками без какого-либо давления с последующим их взвешиванием до объема кровопотери 40% от ОЦК, при этом отмечалось развитие травматического шока III степени.

Нанесенная травма позволяла сформулировать показания к применению тактики МХЛ в соответствии со шкалой ВПХ-ХТ. Для этого животным выполнялась временная остановка кровотечения путем тампонирования печени марлевыми салфетками, которые заводились с диафрагмальной и висцеральной поверхности печени. Завершалась операция зашиванием только кожи, что соответствует протоколу сокращенной лапаротомии, в конце операции производилось восполнение ОЦК физиологическим раствором в объеме, соответствующем кровопотере. Спустя сутки выполнялась повторная операция (релапаротомия), во время которой удалялись салфетки из брюшной полости, контролировался гемостаз и производилось послойное зашивание лапаротомной раны. В дальнейшем производилось динамическое наблюдение за животными в течение 30 суток.

Наносимая комбинированная травма удовлетворяла условиям создания модели комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени тяжести с наличием показаний к применению тактики МХЛ.

Таким образом, экспериментальное моделирование собственно комбинированного радиационного поражения (КРП) осуществлялось путем последовательного облучения и нанесения травмы с кровопотерей тяжелой степени сразу после лучевого воздействия. Условия облучения и нанесения механической травмы соответствовали описанным выше методикам. В отличие от изолированного действия радиационного поражения и травматического компонента, действие этих факторов в совокупности приводило к развитию характерного для КРМП синдрома взаимного отягощения, проявившегося в виде утяжеления как клинических, так и лабораторных проявлений поражения и без соответствующего лечения влекло летальный исход в 87,5% случаев. В свою очередь, в случае изолированного лучевого поражения или изолированной механической травмы с применением МХЛ гибель животных наблюдалась в 37,5% наблюдений.

В изобретении разработана экспериментальная модель комбинированного радиационного-механического поражения, где сочетается комбинация одновременного воздействия на организм животного лучевого и механического поражающих факторов с наличием показаний к применению тактики МХЛ. В результате обеспечивается развитие классической клинической картины комбинированного радиационно-механического поражения тяжелой степени тяжести с сомнительным прогнозом для жизни. Модель может быть использована для изучения общебиологических, патофизиологических процессов, развивающихся при данной патологии, для изучения особенностей течения КРМП при применении различных методов хирургического лечения и для совершенствования различных методов лечения, в том числе при изучении эффективности внедряемых средств профилактики и лечения последствий радиационного воздействия. С целью возможного прогнозирования течения КРМП у человека приведенная модель может использоваться в экспериментах на крупных лабораторных животных, у которых коэффициент экстраполяции экспериментальных данных на человека близок 1.