Využití hyperbarické oxygenoterapie v traumatologii – výsledky léčby v roce 2005

Souhrn

Cíl práce:
Principem hyperbarické oxygenoterapie je dýchání kyslíku za podmínek vyššího tlaku, než je tlak atmosférický. Metoda se užívá v léčbě více než dvou desítek onemocnění a patofyziologických stavů. Cílem práce je zhodnocení významu hyperbarické oxygenoterapie pro pacienty s akutní traumatickou ischémií a drtivým poraněním. Jedná se o retrospektivní observační studii výsledků léčby u všech pacientů s výše uvedeným postižením, léčených v našem centru v roce 2005.

Metody a výsledky:
V našem centru hyperbarické oxygenoterapie bylo od roku 1965 dosud léčeno přes 14 000 pacientů o celkovém množství 168 000 léčebných expozic. Dosud jsme léčili přes 2300 pacientů s těžkými úrazy. V roce 2005 bylo přijato k léčbě 40 pacientů, z toho 12 žen a 28 mužů o průměrném věku 47 let. Léčba byla hodnocena úspěšně u 30 pacientů (76 %), u 5 pacientů (12 %) léčba k úspěchu nevedla, u 5 pacientů (12 %) nebyla z různých důvodů dokončena podle plánu.

Závěr:
Hyperbarickou oxygenoterapii považujeme za účinnou adjuvantní léčebnou metodu v rámci komplexního přístupu k traumatologickým pacientům. Metoda by měla být postupně rozšiřována a v indikovaných případech dostupná do 24 hodin od těžkého úrazu, zejména v traumatologických centrech fakultních nemocnic.

Klíčová slova:
hyperbarická oxygenace, ischémie, drtivé poranění

Úvod

Hyperbarická oxygenoterapie (dále HBO) je kauzální metoda v léčbě některých patologických stavů s rozhodujícím a významným ovlivněním průběhu onemocnění, komplikací, léčebného výsledku, mortality a kvality života. K těmto stavům patří otrava oxidem uhelnatým a kouřovými plyny, dysbarické poranění spojené s dekompresí, plynová embolie a klostridiová myonekróza. U dalších dvou desítek stavů se jedná o léčebnou metodu, doplňující konzervativní nebo chirurgický léčebný postup. Význam HBO u těžkých úrazů končetin spojený s traumatickou ischémií, drtivým poraněním a kompartment syndromem je dostatečně známý a opakovaně prokázaný.

V mnoha experimentálních i klinických studiích bylo prokázáno, že trauma i rozsáhlý chirurgický výkon vedou k výraznému ovlivnění imunitního systému. V časné fázi traumatu dochází k vystupňované zánětlivé odpovědi, charakterizované uvolněním tumor necrosis factoru alfa (TNFα), cytokinů typu interleukin 1 a 6 (IL-1 a IL-6). Jsou aktivovány neutrofily, které ve zvýšené míře adherují k endotelu, současně dochází k nadměrnému „oxidativnímu burstu“ polymorfonukléárů (PMN) a makrofágů. Souběžně s výše uvedenými procesy jsou aktivovány a uvolňovány protizánětlivé mediátory, jako prostaglandiny E2 (PGE2) a IL-10. Toto vede k imunosupresi, projevující se deaktivací monocytů. Nerovnováha mezi pro- a protizánětlivými cytokiny a imunokompetentními buňkami určuje průběh onemocnění a v budoucnu by detailní znalost imunitního stavu měla lékařům pomoci sestavit léčebnou strategii [1].

Na patofyziologii systémové odpovědi organismu na tkáňové poškození traumatického, infekčního nebo chirurgického původu se kromě výše uvedených cytokinů a prostaglandinů podílí taktéž oxid dusnatý (NO). Ukazuje se, že HBO hraje důležitou roli v biologii cytokinů a jiných mediátorů zánětu. HBO způsobuje utlumení tvorby cytokinů, TNFα a endothelinu. Během HBO se zvyšuje množství vaskulárního endoteliálního růstového faktoru (VEGF), zatímco hladina transkripčních faktorů pro PGE2 a cyklooxygenázu 2 (COX-2) je výrazně snížena. Efekt HBO na tvorbu NO ještě není zcela přesně objasněn a je nutné provést další studie [2].

Kompartment syndrom

Je definován jako „stav, při kterém zvýšený tlak v omezeném myofasciálním prostoru zhoršuje cirkulaci a funkci tkání umístěných v daném prostoru“. Je důsledkem zvýšeného úniku tekutin do intersticia z extrémně oteklého skeletálního svalstva se vzestupem intersticiálního tlaku nad hodnotu kapilárního perfuzního tlaku. Tlak intersticiálního prostoru u svalů v klidu je kolem 4–8 mm Hg. Pokud je tlak zvýšen nad hodnotu 25–30 mm Hg, dojde ke kolapsu kapilár a přerušení krevního toku s následující ischémií. Tkáně odumírají za 4–6 hodin a jsou nahrazeny jizevnatou tkání. K příznakům patří bolestivost neodpovídající traumatu, bledost končetiny, paralýza, parestézie, nepřítomnost pulzu na periferii, progrese příznaků. Obvykle se vyskytuje u traumat končetin, po revaskularizačních výkonech na periferních tepnách v rámci ischemicko-reperfuzního syndromu, u popálenin, v rámci pozičního traumatu končetin u dlouhodobé imobilizace u komatózních pacientů apod.

Léčba je zaměřena v časné fázi na vyvolávající příčinu, tedy na stabilizaci zlomenin, kontrolu krvácení apod. Pokud tlak v kompartmentu překročí perfuzní kapilární tlak nebo se objeví neuropatie, je nutno provést co nejrychleji dekompresi postiženého kompartmentu, nejčastěji fasciotomií.

Drtivé poranění (crush injury)

Hovoříme o něm obvykle v souvislosti s vystavením některé části těla velkému stupni energie nebo tlaku. Obvykle se jedná o úder těžkým předmětem nebo přimáčknutí mezi dva předměty. Čím větší je energie, tím horší jsou následky.

Definice:

• postižení minimálně dvou tkání (kosti, svaly, nervy);
• tak rozsáhlé poranění, že přežití tkání je sporné;
• existuje „šedá“ zóna mezi živou a mrtvou tkání, jejíž záchrana je prioritou léčby.

Společným jmenovatelem těžkých úrazů je kombinace poranění kostí, cévní a nervové tkáně a měkkých tkání. Zhoršení cirkulace může být způsobeno poškozením velkých artérií kostními úlomky při otevřených frakturách kostí nebo poškozenou mikrocirkulací, způsobenou vývojem výrazného otoku u drtivých poranění nebo v rámci kompartment syndromu velkých svalových partií. Masivní potraumatický otok má škodlivý efekt na hojení a kontrolu infekce v postižené oblasti. Difuzní vzdálenost od kapiláry k buňce je zvýšená, zhoršuje se dostupnost kyslíku pro buňky, které mají současně zvýšené požadavky na kyslík. Otok způsobuje kolaps kapilár zvyšujícím se tlakem intersticiální tekutiny. Drtivá poranění jsou charakterizována bludným kruhem ischémie, hypoxie, otoku a zhoršené mikrocirkulace. Důsledkem je neschopnost zajistit adekvátní dodávku kyslíku do tkání ke splnění jejich metabolických požadavků, dochází k buněčné dysfunkci a buněčné smrti. Rozsáhlá drtivá poranění mají vysokou míru komplikací. Patří k nim rozvoj infekce kostí i měkkých tkání včetně klostridiové myonekrózy, zejména při poranění velkých cév. Odpověď organismu na infekci a ischémii je snížena zejména tehdy, pokud klesá parciální tlak kyslíku ve tkáních pod 30 mm Hg. Zhoršuje se funkce bílých krevních elementů. Zejména „zabíječská“ funkce PMN se stává neefektivní, stejně jako se zastavuje produkce kolagenu fibroblasty [3]. Bez přítomnosti kolagenu v ráně nedochází k neovaskularizaci, ani k hojení ran. Tkáňový redox potenciál je lepším ukazatelem možnosti manifestace anaerobních bakterií ve tkáních než tkáňový parciální tlak. Redox potenciál měří aktuální schopnost tkání produkovat elektrony. Normální hodnota je +120 mV a je důležitým mechanismem v boji proti anaerobní bakteriální infekci [4]. Rozvoj infekce a nezhojení kostí se vznikem pakloubů jsou komplikací těžkých drtivých poranění až v 50–60 % případů s vysokým rizikem amputace.

Klasifikace

Nejčastěji užívanou klasifikací je Gustilova klasifikace otevřených zlomenin. V roce 1996 bylo na 3. konsenzuální konferenci ECHM v Miláně doporučeno užívat kombinaci Gustilovy klasifikace s hodnocením stavu obranyschopnosti pacienta k posouzení vhodnosti doplnění HBO k léčbě drtivého poranění (tab. 1). Typ I není striktně indikován k HBO, naopak všichni pacienti s typem III B a III C by měli být léčení metodou HBO. Pokud se týká typu II a III A, léčba je vyhrazena pouze pro tzv. kompromitované pacienty. Řadíme mezi ně pacienty s diabetem, ischemickou chorobou dolních končetin, systémovým imunitním onemocněním (kolagenóza, vaskulitida) apod.

Požadovaným cílem léčby traumatické ischémie je:

• omezení tkáňových ztrát,
• omezení počtu komplikací (funkční omezení, jizvy, infekce, paklouby, chronická bolest),
• urychlení rehabilitace,
• snížení počtu operací,
• snížení délky pobytu v nemocnici a nákladů na léčbu [5].

Účinky a patofyziologické principy HBO v léčbě drtivého poranění jsou shrnuty v tabulce 2.

Léčba

Musí být zahájena okamžitě a agresivně. Primární je stabilizace hemodynamiky, korekce krevních ztrát, hypovolémie a vnitřního prostředí. Včasná chirurgická léčba spočívá ve vyčištění ran, debridementu nekrotických tkání, ponechání hraničních tkání, odstranění cizího materiálu, stabilizace zlomenin. Nejčastěji s využitím zevních fixatérů – vnitřní osteosyntézy, šroubování nebo nitrodřeňové hřebování jsou zpravidla prováděny odloženě. Podání širokospektrých antibiotik je samozřejmostí. Ke krytí velkých kožních defektů je využíváno dočasné fyziologické krytí alogenními štěpy (umělá kůže), v poslední době se uplatňuje metoda VAC (uzavírání ran podtlakem), zejména tato metoda je výhodná v kombinaci s HBO. V pravidelných intervalech jsou prováděny převazy a podle nutnosti opakované debridementy.

Doporučený léčebný režim HBO je 0,24–0,25 MPa (14–15 metrů vodního sloupce) po dobu 90 minut. Je doporučeno zahájit HBO nejpozději do 24 hodin (v optimálním případě do 6 hodin) od úrazu, aplikovat 3 léčebná sezení během tohoto intervalu. V dalších 3 dnech pak 2krát denně a dále podle stavu a vývoje 1krát denně.

Metodika

Na našem pracovišti hyperbarické oxygenoterapie jsme ve vícemístné hyperbarické komoře od roku 1965 dosud léčili více než 14 000 pacientů s celkovým počtem přes 168 000 léčebných expozic. Máme zkušenosti s léčbou pacientů pro chronická onemocnění, ale i pacientů v kritickém stavu, bezvědomí, na řízené či podpůrné plicní ventilaci. Použitý léčebný tlak, délka expozice i celkový počet expozic jsou individuální a závisí na indikaci, celkovém i místním stavu, vývoji onemocnění, toleranci léčebné metody, vývoji komplikací a na mnoha dalších faktorech. Primárním cílem naší observační retrospektivní studie bylo zjistit výsledný efekt léčby u pacientů léčených v našem centru pro drtivá poranění a akutní traumatickou ischémii v roce 2005. Sekundárním cílem bylo zjistit incidenci komplikací – riziko těžkých infekcí, reoperací, amputací. Do studie byli zařazeni všichni pacienti, kteří ve sledovaném období od 1. 1. 2005 do 31. 12. 2005 absolvovali léčbu HBO pro akutní traumatickou ischémii. Prostudováním rutinně zpracovávaných ročních statistik léčby a kontrolou lékařských záznamů byl zjištěn celkový počet pacientů, léčebných sezení, užitého léčebného tlaku. Byla zpracována epidemiologická data (věk, pohlaví, okolnosti úrazu, charakter poranění), dále způsob chirurgického ošetření, komplikující interní onemocnění, začátek léčby HBO od úrazu, komplikace (infekce, kompartment syndrom, amputace, fasciotomie a jiné reoperace), terapie antibiotiky, diagnostické a terapeutické intervence. Výsledky léčby byly hodnoceny indikujícím specialistou (traumatologem, chirurgem, ortopédem) z klinického, rentgenologického a funkčního hlediska.

Výsledky

Celkově bylo ve sledovaném období zařazeno k léčbě HBO 40 pacientů s traumatickým poraněním, z toho 28 mužů (70 %) a 12 žen (30 %), průměrný věk 47 let (rozmezí 17–79 let).

V Městské nemocnici Ostrava bylo primárně léčeno 26 pacientů (65 %), 14 pacientů (35 %) bylo k léčbě převáženo z jiných zařízení, z toho 7 (17,5 %) z Traumacentra FN Ostrava.

O poranění DKK se jednalo v 31 případech (77,5 %), HKK v 9 případech (22,5 %).

Rozdělení pacientů z hlediska mechanismu úrazu uvádí tabulka 3. V 5 případech (12,5 %) se jednalo o těžká zhmoždění měkkých tkání s tržnými ranami nad 15 cm, u 8 pacientů (20 %) o zavřené fraktury kostí po provedené osteosyntéze – tito pacienti byli indikováni k léčbě HBO pro hraničně prokrvený či nekrotický kožní kryt. U 27 pacientů (67,5 %) se jednalo o otevřené fraktury kostí s různým stupněm zhmoždění měkkých tkání. Rozdělení pacientů podle Gustilo klasifikace je v tabulce 4. Z výsledků vyplývá, že u celkově 26 pacientů (65 %) se jednalo o těžké poranění se stupněm Gustilo II a více. Uloženi byli v 25 případech na standardním oddělení (62,5 %), 14krát na JIP (35 %), 1krát na ARO (2,5 %). Po nezbytné přípravě a hemodynamické stabilizaci byla provedena primární chirurgická intervence, spočívající 31krát v osteosyntéze (77,5 %), 7krát v sutuře kůže a podkožních struktur (17,5 %), 2krát v okamžité amputaci či semiamputaci (5 %), 1krát časné fasciotomii (2,5 %). Antibiotika byla podána u 38 pacientů (95 %). Analgetizace byla prováděna intravenózně nebo perorálně preparáty typu NSA a opioidy, v 6 případech byla zavedena kontinuální epidurální analgezie. V jednom případě byl pacient během HBO napojen na umělou plicní ventilaci.

HBO byla zahájena v průměru 4. den po úraze (graf 1).

Z grafu vyplývá, že doporučované zahájení HBO do 24 h od úrazu se podařilo dodržet pouze ve 12 případech (30 %). Výsledný efekt léčby je znázorněn na grafu 2.

Z grafu 2 vyplývá, že pozitivní efekt (výrazný + mírný) léčby se dostavil celkově u 30 pacientů (76 %), u 5 pacientů (12 %) nebyla léčba úspěšná a rovněž u 5 pacientů (12 %) nebyla dokončena podle plánu, a tudíž nebylo možno efekt zhodnotit. Jednalo se o následující důvody: 1krát nesouhlas pacienta s pokračováním HBO, 1krát neschopnost vyrovnat tlak mezi dutinou středoušní a okolním prostředím při zánětu středního ucha, 1krát zánět tlustého střeva s úpornými průjmy, 2krát provedení amputace.

Komplikace léčby

Celkově u 18 pacientů (45 %) byla provedena reoperace po předchozím primárním chirurgickém ošetření. Jednalo se ve 4 případech (10 %) o revizi velké tepny pro poranění či trombózu. Amputace byla provedena u 6 pacientů (15 %), z toho 2krát pro rozvoj anaerobní klostridiové infekce, 1krát pro poranění velké artérie, 3krát pro progresi ischémie a nekrózy.

Jak bylo zmíněno, primární amputace byla provedena u dvou pacientů, celkově tedy v našem souboru byla provedena amputace u osmi pacientů. Vztah mezi příčinou amputace, rozvojem infekce v závislosti na stupni poranění a komplikujících faktorech uvádí tabulka 5.

Celkově 6krát se jednalo o pacienty s poraněním typu Gustilo III (2krát III A, 3krát III B, 1krát III C), 1krát o zavřenou frakturu s vnitřní OS s rozvojem klostridiové myonekrózy, 1krát o poranění s nepoznaným cizím tělesem a rozvojem klostridiové myonekrózy. Míra amputací u nejtěžších úrazů s klasifikací Gustilo III činila 37,5 % (6 pacientů ze 16), z toho u G III A 40 % (2 z 5), u G III B 37,5 % (3 z 8) a G III C 33,3 % (1 ze 3).

U 8 pacientů (20 %) se rozvinul kompartment syndrom s nutností provedení fasciotomie. Pneumothorax s následnou drenáží dutiny pohrudniční se vyskytl u jednoho pacienta, těžké drtivé poranění s vysokou hodnotou myoglobinémie a selháním ledvin s následnou nutností zavedení kontinuální eliminační metody se vyskytlo taktéž u jednoho pacienta. Komplikace spojené s barotraumatem ucha a střevním infektem již byly zmíněny.

Diskuse

V dostupné literatuře existuje rozsáhlé množství prací, zejména retrospektivních, observačních studií, kazuistik, metaanalýz a expertních sdělení. Většina z nich poukazuje na příznivý adjuvantní efekt HBO v léčbě traumatické ischémie a drtivého poranění.

Existuje však pouze minimum důkazů nejvyšší významnosti, tedy randomizovaných kontrolovaných studií. Mezi nejkvalitnější patří studie z roku 1996, která prokázala v souboru 18 pacientů léčených HBO (celkově 12 sezení 0,25 MPa během 6 dnů) statisticky významný pozitivní efekt na množství zcela zhojených pacientů, snížení počtu reoperací/amputací a zlepšení hojení ran u těžkých forem drtivého poranění ve srovnání s kontrolní skupinou [6] – tabulka 6.

V současné době probíhá mezinárodní prospektivní multicentrická studie HOLLT Study (Hyperbaric Oxygen in Lower Limb Trauma). Primárním cílem je prokázat snížení míry nekrózy měkkých tkání, rozvoje infekce a rozvoje kompartment syndromu u pacientů s frakturou bérce a poraněním měkkých tkání Gustilo III. a více. Předpokládá se randomizace a zařazení 250–300 pacientů.

Naše práce se řadí k mnoha retrospektivním obser-vačním studiím, které popisují zkušenosti, výsledky a komplikace spojené s léčbou akutní traumatické ischémie a drtivého poranění. Je pravda, že „indikační práh“ na našem pracovišti je nižší než je obvyklé na jiných pracovištích. Podle našeho názoru je to způsobeno zvyklostmi a dobrou zkušeností chirurgů a traumatologů s touto metodou. Pacienti vyššího věku, s komorbiditou a předpokladem vyššího výskytu infekčních komplikací jsou indikováni k HBO i v případě nižšího stupně postižení. Co se týče našich výsledků léčby, (obr. 1 a 2) efektivita HBO je vysoká a míra komplikací se neliší od zkušeností zahraničních kolegů, např. Traumacentra v  Murnau, které je německým referenčním hyperbarickým centrem pro léčbu traumatizovaných pacientů.V České republice, bohužel, kromě našeho pracoviště ne-existuje jediné traumatologické pracoviště, které by HBO u těžkých traumat rutinně aplikovalo. Tato skutečnost je zarážející zejména v případech fakultních nemocnic, které mají funkční hyperbarickou komoru dostupnou. Svědčí o tom průzkum léčebných aktivit v hyperbarických centrech České republiky za posledních pět let – tabulka 7.

Závěr

HBO je vysoce efektivní metoda v léčbě těžkých úrazů spojených s drtivým poraněním a traumatickou ischémií. Pacientům přináší efekt, spočívající v lepších funkčních výsledcích, vyšší míře úplného zhojení, nižší míře infekčních komplikací, amputací a reoperací. Efekt HBO byl prokázán nejen v četných retrospektivních observačních studiích, jako je tato, ale taktéž v minimálně dvou prospektivních randomizovaných studiích. Rozšíření této metody léčby a její dostupnost do 24 hodin od úrazu by mělo být společným cílem jak odborné společnosti ČSHM (Česká společnost hyperbarické medicíny ČLS JEP), tak společností traumatologické a chirurgické.

Kontaktní adresa:

MUDr. Michal Hájek

Centrum hyperbarické oxygenoterapie

ARO Městské nemocnice Ostrava

Nemocniční 20

728 80 Ostrava

email: michal.hajek@mnof.cz