Kvantifikace vlivu vakuově-kompresní terapie na přímé zvýšení dodávky kyslíku léčené končetině


Quantifying the Influence of Vacuum-compression Therapy on the Direct Increase of Oxygen Supply in the Treated Extremity

The accession of volume of arterial blood and thereby the increment of offered exploitable oxygen in the treatment of extremity has become obvious as one of the line of supposed treatment mechanism vacuum-compression therapy (VCT). These increments were quantified with the usage of three older, so far not analyzed experiments that show the effectiveness of vacuum compression therapy. It was proved that vacuum-compression therapy can get the constant increment of the fresh oxygenated blood in volumes up to 100 ml/min into the treated extremity during the treatment procedure. It means the increase by 50 % of the offer of oxygen for the treated extremity. However it has become apparent that if the technical conditions of the procedure are not optimal, the specific increment of the offer of oxygen induced by administration of VCT persists but is distinctly lower.

These experimental conclusions support the purposefulness and efficiency of the vacuum-compression therapy (VCT) in its standard classic form but they support the need of development and the usage of improved methods and new technical tools for performing this highly effective physical-treatment therapy for which the scanning of the response of the treated extremity on the treatment and the feedback impedance control of the optimal values of the biotrophic procedure´s parameters will be characteristic. These new systems will be possibly considered the higher generation of classic VCT. They are called “computer controlled peripheral bipolar barotherapy, CC-PBBT (Computer Control Peripheral Bipolar Barotherapy).

Keywords:
vacuum-compression therapy, VCT, Computer Control Peripheral Bipolar Barotherapy, CC-PBBT, peripheral vascular diseases, peripheral blood vessel disturbances, peripheral vascularization, oxygen delivery, peripheral arterial diseases, diabetes mellitus complication, diabetic foot, diabetic neuropathy, polyneuropathy, chronic venous insufficiency, peripheral trophic defects, posttraumatic conditions, movement system degenerative diseases, radionuclide diagnosis, spectrophotometry of the tissues, plethysmography


Autoři: J. Ticháček 1,4;  V. Štvrtinová 2;  A. Gúth 3;  K. Hána 1;  J. Průcha 1,4
Působiště autorů: Společné pracoviště 1. LF UK a Fakulty biomedicínckého inženýrství ČVUT, Praha vedoucí Ing. K. Hána, Ph. D. 1;  Lékařská fakulta Univerzity Komenského a Angiologická ambulance II. interní kliniky Univerzitní nemocnice Bratislava proděkanka pro vědu a výzkum a zástupce přednosty kliniky prof. MUDr. V. Štvrtinová, Ph. D. 2;  Klinika fyziatrie, balneologie a léčebné rehabilitace, Univerzitní nemocnice Bratislava přednosta kliniky prof. MUDr. A. Gúth, CSc. 3;  Embitron s. r. o., Plzeň ředitelka Mgr. M. Čermáková 4
Vyšlo v časopise: Rehabil. fyz. Lék., 20, 2013, No. 2, pp. 95-108.
Kategorie: Původní práce

Souhrn

S využitím exaktních záznamů z některých dříve uskutečněných experimentů byly kvantitativně ohodnoceny příspěvky vakuově-kompresní terapie (VCT) k požadovaným změnám periferní hemodynamiky.

Jako jeden z řady předpokládaných léčebných mechanismů vakuově-kompresní terapie (VCT) byl sledován přírůstek objemu arteriální krve, a tím i přírůstek nabídky utilizovatelného kyslíku v léčené končetině. Tyto přírůstky byly výpočetně kvantifikovány s využitím výsledků třech starších, dosud takto neanalyzovaných experimentů, prokazujících účinnost VCT. Ukázalo se, že vakuově-kompresní terapie dokáže během léčebné procedury přivádět do léčené končetiny trvalý inkrement čerstvé, okysličené krve, v objemech až 100 ml/min., což pro léčenou končetinu představuje 50% nárůst nabídky, respektive spotřeby kyslíku. Potvrdilo se však též, že pokud nejsou technické podmínky podávání procedury optimální, přetrvává sice stále ještě určitý signifikantní přírůstek nabídky kyslíku indukovaný podáváním VCT, je ovšem již zřetelně menší. Tyto experimentální závěry podporují účelnost a efektivitu vakuově-kompresní terapie i v její klasické, standardní podobě (VCT), ale zároveň poukazují na potřebu vývoje a uplatnění zdokonalených metod a nových technických prostředků pro provádění této vysoce účinné fyzikálně-léčebné terapie, pro něž bude charakteristické snímání odezvy léčené končetiny na léčbu a zpětnovazební počítačové řízení optimálních hodnot biotropních parametrů procedury. Tyto nové systémy, které bude možno považovat za kvalitativně vyšší generaci tradiční VCT, nesou pracovní název „počítačově řízená periferní bipolární baroterapie“ (Computer Control Peripheral Bipolar Barotherapy, CC - PBBT).

Klíčová slova:
vakuově kompresní terapie, VCT, počítačově řízená periferní bipolární baroterapie , CC-PBBT, onemocnění periférních cév, periferní prokrvení, nabídka kyslíku, ischemická choroba dolních končetin, ICHDK, diabetes – komplikace, diabetická noha, diabetická neuropatie, polyneuropatie, amputace, venózní insuficience, trofické defekty končetin, následky úrazů, degenerativní onemocnění pohybového aparátu, radionuklidová diagnostika, spektrofotometr tkání, pletysmografie

Úvod

Onemocnění cév dolních i horních končetin, popřípadě i onemocnění končetin jiné etiologie, spojená s účastí poruch prokrvení, představují značný medicínský i společensko-ekonomický problém. Jedná se především o periferní arteriální onemocnění (PAD – peripheral arterial diseases), většinou ischemická onemocnění dolních končetin (ICHDK), která v různé formě a intenzitě postihují až 20 % populace starší 60 let, což ve vyspělých zemích světa představuje zhruba 5 % populace (49). I přes obrovský pokrok invazivních metod léčby je nesporné, že nezanedbatelná část těchto pacientů může být léčena výlučně konzervativními metodami, mezi kterými zvláštní místo zaujímá fyzikální léčba (2, 3, 12, 13, 19, 22, 23, 35, 36, 39, 42, 44, 45, 46). Ovšem fyzikální terapie je potřebná i z hlediska primární a sekundární prevence PAD a též jako součást komplexní léčebné a rehabilitační péče o operovaného pacienta v době před i po operaci. Kromě těchto organických poruch tepen končetin se lze často setkat i s funkčními poruchami, tedy vazospastickými a vazoneurotickými onemocněními. Výskyt těchto onemocnění spojených s hemodynamickou významností se statisticky odhaduje kolem 5 % z celkového počtu obyvatel (48). Mimo to se často vyskytují i vazoneurózy profesní (profesní traumatická vazoneuróza). Ty představují kolem 16 % všech profesních onemocnění (48). Jde především o postižení pracovníků s vibračními nástroji. Počet nehlášených případů bude však pravděpodobně vyšší.

Mimořádně závažný je problém periferních komplikací diabetu. Ty se týkají jak diabetické neuropatie, tak i stavů vedoucích ke vzniku diabetické ulcerace (diabetická noha). Incidence periferních diabetických polyneuropatií u diabetiků dosahuje až 50 % (48, 49). Diabetickou nohou trpí kolem 10 % diabetiků (48, 49). Výskyt diabetu je v našich podmínkách zjišťován u 8 - 9 % celkové populace. V České republice je z důvodů vážných komplikací diabetu směřujících ke vzniku diabetické nohy léčeno téměř 50 000 pacientů; pro vážné projevy senzomotorické neuropatie je léčeno kolem čtvrt milionu pacientů ročně (statistické údaje se pohybují kolem 27 %, skutečný výskyt potíží je však zřejmě ještě vyšší). Počet amuputací dolních končetin z důvodů diabetické nohy z přibližně 4 500 amputací v roce 1995 vzrostl až na více než 10 000 amputací v roce 2011 (48, 49). Rovněž ve zdravotnicky mimořádně vyspělých zemích (např. USA) bylo i přes veškerou lékařskou péči a při 40% nárůstu náročných cévních operací dosaženo jen zhruba 10% poklesu počtu amputací dolních končetin z důvodů těžké nedokrevnosti (24, 25, 38, 40, 47).

Z venózních onemocnění končetin je nejčastěji zastoupena chronická žilní nedostatečnost (CVI, chronic venous insufficiency), která v závažné podobě postihuje až 5 % populace (48). Výskyt venózních ulcerací se objevuje zhruba u 1 % populace. Ovšem nejen čistě venózní, ale často i lymfovenózní a lymfatická onemocnění představují významný podíl nemocí končetin s účastí cirkulace krve a lymfy. Výskyt lymfedémů končetin činí v populaci přibližně 0,5 % (48). Jde přitom převážně o následky onkochirurgických operací u žen (ablace mamy, gynekologické operace). K tomu je nutno uvážit ještě lymfedémy primárního charakteru, jejichž výskyt v populaci činí zhruba 0,1 % (48).

Rovněž na mnohých onemocněních pohybového aparátu končetin nese svůj podíl jejich špatné prokrvení a trofika. Pokud by se dařilo účinně zlepšovat prokrvení, a tím trofiku a metabolismus končetin, lze předpokládat prokazatelně příznivý efekt u řady degenerativních onemocnění kloubů, šlach, vazů, svalů a dalších struktur pohybového aparátu končetin. Přitom se onemocnění pohybového aparátu týká až 30 % populace a zhruba pro 3 % populace představuje trvalé a závažné postižení (48). Bolestivé projevy těchto onemocnění na distálních částech končetin (ruka, předloktí, loket, hlezno, lýtko, koleno) představují asi čtvrtinu těchto případů, což znamená zhruba 5 % celkové populace. K této kategorii je možno přiřazovat i případy úžinových syndromů, nejčastěji postižení karpálních tunelů (až 5 % populace). V těchto případech jde sice o onemocnění periferních nervů spojené s jejich anatomickým umístěním, dovolujícím relativně snadné mechanické poškození nervu, ovšem cévní složka zde z hlediska etiologie choroby i z hlediska její léčby hraje významnou roli. Podobné případy představují i další kompresivní syndromy. Svým způsobem je těmto případům etiopatogeneticky blízký útlak nervů procházejících mezi obratli páteře, spojený s krutými bolestmi zad, s postižením inervované končetiny a s rizikem určité míry poškození mechanicky namáhaného nervového výběžku. Tyto případy se mohou týkat až 15 % populace, z nichž nejméně 1/3 bývá torpidních. Ačkoliv se přirozeně nejedná o primárně cévní onemocnění postižené končetiny, přesto však léčebné nastolení významně zlepšeného periferního prokrvení vytváří předpoklady k rychlejší obnově funkce postiženého nervu, což je velmi důležité z hlediska reverzibilního průběhu onemocnění a rychlého dosažení úzdravy „ad integrum“. Podobně je tomu s celou řadou etiolopatogeneticky rozmanitých periferních neuropatií a polyneuropatií.

K onemocněním končetin, jejichž etiologie je spojena s cirkulační složkou, prokrvením a zásobováním kyslíkem a živinami lze řadit i následky některých traumat a pooperačních stavů na končetinách. Jedná se zejména o poúrazové stavy spojené s otokem končetiny, fraktury kostí končetin, poškození kloubů, šlach, vazů, periferních nervů a svalů, kontuze, hematomy v oblasti končetin, následky řezných poranění a podobně. Statisticky se jedná zhruba o 2,5 % populace ročně (48).

Možnosti léčení cévních onemocnění končetin zahrnují přirozeně farmakologický přístup, režimové změny ve způsobu života pacienta a v případě nezbytnost i invazivní chirurgické řešení. Ovšem pro léčbu cévních onemocnění končetin je specifický i vysoký podíl uplatnění léčebně-rehabilitačních a fyzikálně-léčebných metod. Prakticky ve všech indikacích hrají důležitou roli rehabilitační tělesná cvičení. Z pohledu fyzikální léčby se dále využívá především různých druhů fyzikálních energií, například elektřiny, ultrazvuku, laserového záření, působení chladu nebo tepla, magnetického pole, elektromagnetického pole apod. (3, 4, 8, 11, 19, 30, 31). Léčebné působení těchto vlivů je ve většině případů zprostředkováno reakcí vegetativního nervového systému. Přímý vliv na cévy končetin, který by rezultoval v signifikantní zlepšení prokrvení, lze obvykle jen stěží prokázat (17). Roli zde hraje rovněž odkladný efekt; účinek je často vysoce individuální, obtížně měřitelný, s malou mírou reprodukovatelnosti. Proto metody fyzikální terapie nemají vždy tu vážnost, jakou se pyšní jiné léčebné metody.

V této souvislosti se však významně vymezuje působení střídavého mechanického přetlaku a podtlaku na končetinu, tedy fyzikálně-léčebná metoda označovaná obvykle termínem vakuově-kompresní terapie. Budeme-li ovšem předpokládat vysokou účinnost této fyzikálně-léčebné metody, pak musíme především dokázat její přímé hemodynamické efekty na oběhové poměry v končetině. Starší i novější experimenty a studie nám k tomuto cíli poskytují dostatek dosud nezpracovaných podkladů. V následujícím textu se tudíž pokusíme zodpovědět jednu ze zásadních otázek:

Jak a nakolik dokáže vakuově-kompresní terapie pasivními mechanismy svého působení zvýšit objem arteriální krve s utilizovatelným kyslíkem v léčené končetině?

Metodika a materiál

O vakuově-kompresní terapii se v odborné literatuře nepíše příliš často, ačkoliv se jedná o jednu z nejlépe vědecko-výzkumně podložených fyzikálně-léčebných metod. Přesto v našem i světovém písemnictví najdeme řadu prací, které vesměs významně dokazují její vysokou léčebnou účinnost a účelnost jejího využití (1, 2, 3, 5, 7, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 39, 42, 43, 44, 45, 46). Vakuově-kompresní terapie (VCT) je založena na střídání fáze podtlaku a fáze přetlaku v aplikátoru, ve kterém je léčená končetina hermeticky utěsněna a vystavena tak řízenému působení periodicky se střídajícího hyperbarického (přetlakového) a hypobarického (podtlakového) prostředí. Principem metody vakuově-kompresní terapie je tedy cyklicky se opakující působení hyperbarického a hypobarického prostředí na ošetřovanou dolní nebo horní končetinu. Léčená končetina je obvykle uložena v průhledném polymetylmetakrylátovém aplikačním válci a je hermeticky utěsněna pryžovou nafukovací manžetou, vloženou v hrdle tohoto válce. V minulosti bylo značným problémem, do určité míry limitujícím použití vakuově-kompresní terapie, zaškrcení léčené končetiny těsnicí nafukovací manžetou. U moderních přístrojů pro vakuově-kompresní terapii je tento problém řešen tak, že těsnicí tlak v manžetě je elektronickým řídícím subsystémem dynamicky a adaptivně minimalizován. Technické podmínky podávání procedury jsou tedy plně fyziologické, čímž se možnost indikací přístroje významně rozšiřuje (např. flebologičtí pacienti s otoky dolních končetin nebo algodystrofické syndromy horních končetin).

Ve fázi přetlaku se zvyšuje arteriovenózní tlakový gradient v kapilárním řečišti a žilním systémem je krev vytlačována centrálně. Už tím dochází ke zlepšení prokrvení a ke zvýšení absorpce z tkání. Současně se zmenšuje objem venózní krve na periferii i objem extravazální tekutiny. Účinkem VCT se povzbuzuje fibrinolytická činnost, čímž se dokonce mírně snižuje i trombotická aktivita. Pokud jsou cesty odtoku lymfy v těle pacienta volné, urychluje se též lymfatická drenáž. Při správně volených parametrech procedury dochází ke zmenšení eventuálního otoku, žilní chlopně jsou přitom otevřeny. V navazující fázi podtlaku dochází nejprve k významnému snížení extravazálního tlaku (tj. tlaku ve tkáních v okolí cév - tedy mimo objemu cév) a z toho plynoucímu zvýšení filtrace plynů (zejména kyslíku), výživných látek, biokatalyzátorů a farmak do tkání ve spádu tlakového gradientu.

Velmi důležitý je postupný druhotný pokles intravazálního tlaku (tlaku uvnitř cév), který přirozenými mechanismy stimuluje rozvoj arteriálních kolaterál, čímž je dále dlouhodobě zlepšováno prokrvení. Otevřenými arteriolami a posílenými preexistujícími kolaterálami je krev přiváděna i do obliterovaných úseků periferie, kde díky indukovanému tlakovému gradientu dochází ke zlepšení látkové výměny mezi intravazálním a extravazálním prostorem. Otevírají se rovněž mnohé z dosud uzavřených kapilár, stimulována je zřejmě i samotná neovaskularizace. Tím se prokazatelně významně a dlouhodobě zlepšuje trofika i metabolismus tkání v oblasti léčené končetiny a dokonce i v dalších částech těla v její blízkosti. Tlakové rozdíly působící při vakuově-kompresní terapii též eliminují důsledky zvýšené viskozity krve nebo zmenšené elasticity erytrocytů, a tak dále podporují prokysličení a výměnu metabolitů.

Uvedené vlastnosti VCT vedou k účinným a jinak těžko dosažitelným možnostem fyzikálně léčebného ovlivnění poruch prokrvení při makro-, mini- i mikroangiopatiích rozličné etiologie, poruchách prokrvení neurogenního druhu, při jiných poruchách periferního prokrvení, při poruchách trofiky a poruchách tlaku v končetinách, jakož i u některých typů lymfovenózních edémů, při poúrazových stavech, algodystrofických syndromech, při periferních komplikacích závažných systémových onemocnění (např. diabetes), zátěžových syndromech, při změnách spojených se stárnutím a degenerativními změnami tkání končetin, zvláště při degenerativních onemocněních pohybového aparátu (např. artrózy), při trofických defektech kožního krytu a podobně. Vakuově-kompresní terapii lze též využít pro všeobecně rehabilitační, rekondiční, preventivní, sportovní a kosmetické účely. Kontraindikacemi jsou především faktické i potenciálně možné trombózy a podezření na možnost jejich vzniku, rizika krvácení a rizika rozsevu infekce nebo metastáz a těžké případy srdeční nedostatečnosti spojené s kardiálními otoky, resp. otoky hepatického původu (3, 8,19, 20, 21, 23, 27, 30, 31, 45).

Uvedený princip střídání hyperbarického a hypobarického působení na léčenou končetinu je znám již dávno a od 70. let 20. století je využíván např. ve fyzikálně-léčebných přístrojích vyráběných nejdříve v Holandsku (Vasotrain), dále pak v Japonsku, Německu, Spojených státech, Rusku, ale i v České republice a ve Slovenské republice. Právě přístroje vyráběné v České republice, které jsou stále zdokonalovány a pracují v mnoha stech zdravotnických zařízení v ČR, SR i v řadě dalších zemích, byly využity pro tento předložený výzkum vlivu vakuově-kompresní terapie na oběhové poměry v končetině. Je však nutné podotknout, že šlo vesměs o přístroje dřívější generace. Výsledky získané při práci s přístroji novějších generací by tak mohly představovat ještě výraznější úspěch.

Účinnost vakuově-kompresní terapie (VCT) byla prověřena mnoha experimenty a výzkumy (1, 2, 3, 5, 7, 9, 10, 12, 13, 14, 15, 16, 18, 20, 21, 22, 23, 26, 27, 28, 29, 32, 33, 34, 35, 36, 39, 42, 43, 44, 45, 46), jakož i potvrzena dlouholetou lékařskou praxí v řadě oborů medicíny. Provedené experimenty a četná pozorování z odborné lékařské praxe prokazují účinnost VCT, která pozitivně působí na periferní hemodynamiku a léčí řadu onemocnění končetin, které mají vaskulární, neurocirkulační, posttraumatickou, degenerativní nebo systémovou etiologii. Výzkumy a zejména výpočty, které by kvantitativně ohodnotily příspěvek VCT k požadovaným změnám periferní hemodynamiky, však dosud nebyly provedeny.

Předložená analytická práce se snaží tuto mezeru v objektivním poznání vakuově-kompresní terapie vyplnit. Jde v zásadě o práci průřezovou a retrospektivní. Předložená práce si neklade za úkol dlouhodobě sledovat velký počet probandů či pacientů, nýbrž usiluje o numerické zhodnocení příspěvku vakuově-kompresní terapie ke změnám v lokální hemodynamice končetiny na základě deskriptivních údajů, získávaných z experimentů, uskutečněných v minulosti s rozličnými probandy nebo pacienty, léčenými standardními vakuově-kompresními přístroji.

Výsledky

Základní experiment, potvrzující účinnost vakuově-kompresní terapie na prokrvení dolních končetin, byl uskutečněn již před 16 lety ve Fakultní nemocnici v Plzni (26, 27), aniž by však výsledky tohoto zásadního experimentu pozbývaly cokoliv ze svého významu. Nyní však budeme výsledky tohoto experimentu kvantitativně analyzovat, což doposud provedeno nebylo.

Experiment byl zaměřen na radionuklidovou diagnostiku poskytující možnost objektivizace účinků vakuově-kompresní terapie za využití prostředků a postupů nukleární medicíny, zejména scintilační kamery typu ORBITER firmy Siemens. Erytrocyty probanda byly označeny radionuklidem 99mTc. Gama-kamera s velkým zorným polem v přední cílené projekci na oba bérce dolních končetin léčené i neléčené končetiny (obr. 1) prokázala jak závislost prokrvení na cyklech střídajícího se hyperbarického a hypobarického prostředí, tak rovněž vyšší prokrvení léčené končetiny během celé procedury (obr. 2) i po jejím ukončení.

Uspořádání experimentu pro objektivizaci vlivu VCT na prokrvení léčené končetiny s využitím radionuklidu 99mTc.
Obr. 1. Uspořádání experimentu pro objektivizaci vlivu VCT na prokrvení léčené končetiny s využitím radionuklidu 99mTc.

Změna prokrvení léčené i neléčené končetiny v závislosti na cyklech vakuově-kompresní terapie. Vzorkování po 5 sekundách.
Obr. 2. Změna prokrvení léčené i neléčené končetiny v závislosti na cyklech vakuově-kompresní terapie. Vzorkování po 5 sekundách.

Výsledky tohoto významného a ojedinělého experimentu objektivně vypovídají především o příznivých změnách prokrvení v hlubokých cévních svazcích, v hlouběji uložených tkáních a ve svalech.

Položme si však nyní otázku, je-li tomu opravdu tak a jak lze výsledky tohoto významného experimentu kvantitativně biomedicíncky interpretovat.

Gama-kamera snímá četnost impulzů ionizujícího záření, vycházejícího z jednotlivých erytrocytů označených radionuklidem. Čím více je v záznamové oblasti gama-kamery erytrocytů, tím více je i impulzů. Přitom je však nezjistitelné, zda konkrétní erytrocyt nese hemoglobin oxygenovaný, nebo již deoxygenovaný. Před experimentem byly sice probandu podávány neaktivní cínaté ionty s pyrofosfátem a teprve po 20 minutách byl podán aktivní technecistan (500 MBq). Radionuklid technecia se tak váže v erytrocytech, kde je redukován Sn ionty, čímž jsou erytrocyty selektivně označeny. Z těchto skutečností však nikterak nevyplývá, že snímané impulzy jsou vysílány výlučně nebo alespoň převážně erytrocyty s oxygenovaným hemoglobinem, tedy erytrocyty nesoucími kyslík. Může jít stejně dobře o erytrocyty, které již kyslík předaly a měly by se vlastně žilním řečištěm vracet k srdci a následně být srdcem přečerpány do malého, plicního krevního oběhu, kde by v alveolách plic získaly opět nový „náklad“ kyslíku.

Fyziologické poměry v oběhovém systému přibližuje obrázek 3, vytvořený podle předlohy získané z celosvětově známé učebnice Atlas fyziologie člověka autorů Silbernagela a Despopulose (37).

Systémová vaskulatura z pohledu průměrů cév, jejich celkového průřezu a příslušného objemu krve.
Obr. 3. Systémová vaskulatura z pohledu průměrů cév, jejich celkového průřezu a příslušného objemu krve.

Na základě kvantifikace fyziologických údajů z tohoto uznávaného odborného pramene je patrné, že poměr arteriální krve s erytrocyty nesoucími oxyhemoglobin a venózní krve s erytrocyty obsahujícími převážně již jen deoxyhemoglobin, je přibližně 1 : 2 (pomíjíme příspěvek proximálních částí velkých stehenních žil, které z větší části nebyly v zorném poli gama-kamery zahrnuty). Za kvaziustáleného dynamického stavu odpovídá maximu počtu erytrocytů v končetině (tedy přibližně i maximu celkového objemu krve v končetině) četnost impulzů ionizujícího záření, zhruba 3000 impulzů za zvolený interval času (5 s). Poměr mezi přírůstkem objemu arteriální krve s kyslíkem, přírůstkem objemu krve venózní a objemem krve, která by byla v končetině přítomna i bez působení VCT, lze přibližně určit podle tabulky 1.

Tab. 1. Ocenění etiologicky různých podílů krve v končetině během kvaziustáleného stavu při pokusu s podáváním vakuově-kompresní terapie.
Ocenění etiologicky různých podílů krve v končetině během kvaziustáleného stavu při pokusu s podáváním vakuově-kompresní terapie.

Distální léčená a sledovaná část typické dolní končetiny obsahuje v klidovém stavu objem přibližně 200 ml krve, čemuž odpovídá dosažená hladina radiace 1000 impulzů / 5 sekund. Dalších 200 ml krve (dosažená sumární hladina radiace 2000 impulzů / 5 s) představuje v zásadě již zbytečná krev, která již svůj kyslík z větší části předala, ale z končetiny dosud vytlačena nebyla. A konečně dalších 200 ml (celková dosahovaná hladina radiace kolem 3000 impulzů / 5 s) představuje onen žádoucí přírůstek přísunu arteriální krve. Objem této čerstvé kyslík nesoucí krve však není během průběhu procedury konstantní, ale cyklicky roste a klesá v rytmu střídání biotropně působících komprese a vakua. Dlouhodobý průměrný přírůstek je zhruba 100 ml čerstvé krve / min. Tento objem ve srovnání s klidovým stavem tak představuje 50% zlepšení zásobování končetiny kyslíkem.

Podle výsledků experimentu z obrázku 2 je prokázanou příznivou skutečností, že ani jednonásobné zvětšení objemu (cca 2 dl) venózní krve v léčené části končetiny nevede k potlačení schopnosti končetiny přijímat s každou další vakuovou fází periodicky probíhající terapie novou, čerstvou arteriální krev s kyslíkem (amplitudy se v postupně probíhajících periodách nikterak prokazatelně nesnižují a nesnižuje se ani rychlost jejich náběhu). Tuto skutečnost lze zřejmě přičíst na vrub mechanické adaptibilitě cévního řečiště. U jiných probandů či pacientů se však tato adaptibilita nemusí dostatečně uplatnit, což by mohlo mít za následek postupné slábnutí příznivých efektů VCT během podávané procedury, popřípadě i nepříznivou zátěž cévního řečiště i dalších tkání končetiny, ústící až v její otok. Z těchto experimentálně doložených skutečností vyplývá i význam dostatečně intenzivní, cyklicky se střídající fáze přetlaku i jejího dostatečně dlouhého trvání. Na druhé straně je známo, že obvykle uvažovaná 25% využitelnost kyslíku z arteriální krve (pokles saturace z cca 95 % na 75 – 70 %) může být za určitých podmínek (např. práce svalů) významně zvýšena (6, 37, 41, 42). Tato skutečnost se může přirozeně týkat jen té smíšené krve, která se ještě nachází v kapilárním řečišti. Tento objemový podíl je ve srovnání s veškerou krví v těle malý, zhruba 5% (37). Uváděný údaj však platí pro veškerou krev v těle a dále je nutno též uvážit, že tělo v jediném okamžiku využívá maximálně jen 25 – 30 % sítě vlásečnic. Podíl krve, která přichází s každým novým srdečním tepem a zdržuje se přitom v kapilárách, může být tudíž vlivem vnitřních i vnějších podnětů (např. právě VCT) zřejmě značně proměnlivý. Není tudíž vyloučeno, že i z uvažovaných 200 ml krve, která již obvyklý 25% podíl utilizovatelného kyslíku předala, může léčená tkáň pacienta ještě nějaký kyslík extrahovat. Pro naše výpočty však tuto eventualitu neuvažujeme.

Poněvadž má časový průběh „prokrvení“ (ve skutečnosti četnosti snímaných impulzů ionizujícího záření z radionuklidu Tc vázaného v erytrocytech) v závislosti na cyklech VCT a s ohledem na dopravní zpoždění přítoku krve do končetiny zhruba trojúhelníkový tvar křivky, pak po přibližné integraci můžeme považovat objem čerstvé okysličené krve, přivedené během terapie do končetiny, za polovinu maxima. A poněvadž maximu odpovídá 1000 impulzů, dospíváme k hodnotě četnosti 500 impulzů. Této hodnotě odpovídá proporcionální skutečný průměrný přísun nové okysličené krve během procedury. Ve srovnání se stavem bez léčby se tedy jedná o 50% přírůstek prokrvení končetiny, tedy průměrný 50% nárůst množství kyslíku nabídnutého ke spotřebě tkáním léčené končetiny.

Pro ustálený stav dlouhodobě po ukončení procedury byl cestou radionuklidového experimentu zjištěn přírůstek z kumulativní četnosti 7390 impulzů za 20 sekund pro neléčenou končetinu na četnost 11 054 impulzů za 20 sekund pro končetinu léčenou, tedy téměř 50% přírůstek erytrocytů v léčené končetině. Je však opět těžké rozhodnout, které z erytrocytů tohoto přírůstku nesou kyslík a které již nikoliv. Při předpokládaném standardním poměru objemu arteriální krve k objemu venózní krve v končetině 1 : 2, je tedy nárůst množství kyslíku nabídnutého tkáním léčené končetiny i 1 hodinu po ukončení procedury ovšem stále přibližně 15%.

Úroveň metabolismu periferních tkání závisí na výměně plynů (především kyslíku) a dalších látek mezi krví a tkáněmi, která se odehrává v kapilárách, respektive závisí na kapilárním prokrvení a kapilární filtraci. Prokrvení odpovídá množství otevřených kapilár a filtrace koreluje s transmurálním tlakem, tj. tlak intravazální minus extravazální (6, 41). Hovoříme-li tedy o prokrvení, měli bychom mít na mysli především množství otevřených kapilár. Toto množství se však nedozvíme přesně, ale můžeme na něj ze zjištěných objemových změn spojených s přítomností radionuklidem značených erytrocytů hodnověrně usuzovat.

Popsaný experiment byl přitom uskutečněn u probanda středního věku s lehčími arteriálními i venózními potížemi obou DK a při parametrech přetlak / podtlak +5 kPa / - 10 kPa.

Jak již bylo řečeno, výsledky tohoto významného a ojedinělého experimentu objektivně vypovídají především o příznivých změnách prokrvení v hlubokých cévních svazcích, v hlouběji uložených tkáních a ve svalech. Nedozvídáme se z nich ovšem prakticky nic o tom, jak vakuově-kompresní terapie ovlivňuje prokrvení kůže.

Proto ke kritické kvantitativní analýze využijeme i další experiment, který poskytuje informaci o objektivních změnách prokrvení v kožních subpapilárních i v hlubokých cévních plexech. Tyto experimenty byly provedeny opět ve Fakultní nemocnici v Plzni za pomoci remisní spektroskopie, která souvisí s využitím polychromatického světelného toku VIS a NIR oblasti, jakožto nedestruktivního bezkontaktního senzoru, pronikajícího do tkáně a zde interagujícího s jejími opticky aktivními strukturami hemoglobinu (27). Výsledkem těchto interakcí je zjištění tzv. LIR - logaritmu inverzní reflektance. Měření několika desítek pacientů byla provedena pro tři různé situace:

  • Jednak pro maximální léčebně používané hodnoty přetlaku a podtlaku +/- 15 kPa.
  • Jednak pro běžné parametry s převahou přetlaku +10/-5 kPa.
  • Jednak pro běžné parametry s převahou podtlaku +5/-10 kPa.

Samotnou reflektanci získáme z hodnoty LIR odlogaritmováním a výpočtem reciproké hodnoty. Reflektanci na vlnových délkách odpovídajících píkům oxyhemoglobinu pak již můžeme s určitou mírou aproximace považovat za úměrnou množství (koncentraci) reflektující látky. Touto látkou je zde tudíž oxygenovaný hemoglobin erytrocytů (tab. 2).

Tab. 2. Vliv vakuově-kompresní terapie na koncentraci oxygenovaného hemoglobinu při různých parametrech procedury – zjištěno výpočtem z výsledků remisně spektrofotometrických experimentů.
Vliv vakuově-kompresní terapie na koncentraci oxygenovaného hemoglobinu při různých parametrech procedury – zjištěno výpočtem z výsledků remisně spektrofotometrických experimentů.

Vypočtené hodnoty (zakroužkovány) procentuálního přírůstku oxyhemoglobinu vykazují vysokou míru shody s reálnými předpoklady.

Při relativně vysoké hodnotě léčebného vakua -15 kPa a zároveň výrazné předchozí eliminaci žilní krve radikálním přetlakem +15 kPa, se koncentrace oxyhemoglobinu zvyšuje až o 21,6 %. Nižší hodnota podtlaku –10 kPa a nepříliš výrazná předchozí eliminace žilní krve kompresí o velikosti +5 kPa dává (přes převahu podtlaku nad přetlakem) přírůstek koncentrace oxyhemoglobinu už jen 15,6%. A za situace poměrně nevýrazného podtlaku -5 kPa už přirozeně nepomáhá ani značná intenzita vytlačování žilní krve přetlakem +10 kPa a přírůstek koncentrace oxyhemoglobinu už je jen 9,1%, ačkoliv i toto je hodnota nepochybně medicínsky významná.

Porovnáme-li uvedené kvantifikace s výsledky výpočtů z předchozího experimentu s erytrocyty značenými radionuklidem technecia, je patrné, že objemové změny za srovnatelných podmínek pokusu jsou nyní pro krev s oxygenovaným hemoglobinem „jen“ kolem 15 - 20 %, zatímco bychom očekávali hodnoty přírůstku objemu krve až kolem 50 %, tedy minimálně dvojnásobné. Zřejmé vysvětlení poskytuje zjištění, že remisně spektrofotometrická sonda byla přiložena až na samotné distální části končetiny, na špičce palce dolní končetiny, a že tato sonda funguje pouze lokálně a pouze do hloubi několika mm, zatímco předchozí experiment poskytoval informaci z celého objemu končetiny a minimálně pro celý její bérec.

I tak lze konstatovat, že vlivem vakuově-kompresní terapie je až do nejdistálnější části končetiny a až do samotných cévních plexů kůže nasáto o 15–20 % více krve s erytrocyty s čerstvým a využitelným kyslíkem.

Dále se věnujme kvantifikaci výsledku ještě jednoho zajímavého experimentu, který je o to cennější, že byl uskutečněn na končetině těžkého pacienta s vážnými arteriálními i venózními potížemi a navíc za podmínek, které automatika tehdejšího, dnes již značně zastaralého, modelu přístroje pro vakuově-kompresní terapii jen velice obtížně zvládala. Tato experimentální objektivizace účinku vakuově-kompresní terapie byla uskutečněna prostřednictvím měření objemových změn léčené končetiny tenzometrickým pletysmografem typu "strain gauge" u pacientky, 73 let, základní diagnóza ICHDK plus přidružená onemocnění žilního i lymfatického toku DK spojená s trvalým mírným otokem. Terapie i měření byly uskutečněny na bérci, max. obvod 37 cm (27, 32, 34). Experimentální práce byla provedena v IKEM Praha, Klinika kardiologie. Průběh měření ilustruje obrázek 4:

Objemové změny končetiny pacientky se závažnými periferně-cévními potížemi pod vlivem působení vakuově-kompresní terapie.
Obr. 4. Objemové změny končetiny pacientky se závažnými periferně-cévními potížemi pod vlivem působení vakuově-kompresní terapie.

Z výsledku pokusu je okamžitě patrné, že po zahájení procedury vakuově-kompresní terapie se nejprve uplatnila její přetlaková složka. Jejím působením však překvapivě došlo během úvodních cca 2 minut k přírůstku čerstvé krve v léčené části končetiny zhruba o 0,23 % na 100 ml veškerých tkání umístěných v léčebném aplikátoru. Celkový objem veškerých tkání v léčebném aplikátoru lze v prvním přiblížení aproximovat válcem o výšce cca 45 cm a průměru 10 cm; takto určený objem léčené části končetiny činí 3,5 dm3, tedy 3,5 litru. Zjištěná změna objemu vyvolaná úvodním přetlakem, vyjádřená poměrným číslem 0,0023 / 100 ml, představuje tudíž přísun 8,05 ml čerstvé krve, tedy inkrement cca 4 ml arteriální krve za minutu. Tento zdánlivě paradoxní stav, kdy působením šetrného přetlaku se objem končetiny nezmenšuje, ale naopak zvětšuje, je vysvětlitelný tím, že zevní mírně hyperbarické prostředí (zde max. 5 kPa) přeskupilo v léčené končetině tělesné tekutiny tak, že uvolněnými artériemi, respektive arteriolami, mohlo do kapilár končetiny proudit více čerstvé krve. Samotného vytlačování krve z žilních rezervoárů však tímto tlakem ještě dosaženo nebylo. Nelze ani vyloučit reflexní uvolnění prekapilárních sfinkterů. Sledovaný efekt je zároveň vyjádřením možností léčby samotným, celkově působícím, šetrným a plně fyziologickým přetlakem. Zvláště při otoku končetiny nemusí být toto působení zanedbatelné, nicméně je značně limitované. Sledovaný příznivý efekt provází pochopitelně i vakuově-kompresní terapii a může víceméně přetrvávat po celou dobu procedury (viz černá tečkovaná křivka na obrázku 4).

Zhruba po 2–2,5 minutách po zahájení procedury ovšem na křivce změn objemu končetiny (obr. 4) dochází k inflexi, křivka se mění z konvexní na konkávní, začíná se uplatňovat vakuová fáze procedury a probíhá již plně aktivní nasávání čerstvé krve, projevující se zvětšením objemu končetiny o 0,63 % / 100 ml tkáně v prvním cyklu, respektive až o 0,74 % v dalších cyklech. Rozdíl oproti iniciální hodnotě 0,23 %, vyvolané vlivem počátečního hyperbarického působení, je tudíž 0,4–0,5 %. Tomu odpovídají absolutní přírůstky objemu krve v přímo léčené části končetiny během každého cyklu VCT kolem 15 ml. Periody těchto cyklů jsou zhruba dvouminutové, tudíž vlivem dalšího střídání přetlaku a podtlaku dochází k přírůstku prokrvení léčené části končetiny o 7–8 ml / min. což je zhruba dvakrát tolik, než byla schopna zajistit iniciální přetlaková fáze. Celkem lze přírůstek prokrvení v léčené části končetiny ohodnotit kolem 12 ml /minutu. Ovšem jen u 8 ml / min. je zaručeno, že se jedná o nasátou krev arteriální, tedy krev s vysokým stupněm saturace kyslíkem. U přírůstku objemu krve, který se do končetiny dostal vlivem iniciálního přetlaku, nelze s jistotou tvrdit, jaká bude jeho dlouhodobá saturace kyslíkem, zda po uplynutí iniciální fáze procedury nepůjde již o krev smíšenou a s jakým procentem využitelnosti kyslíku u této krve můžeme počítat.

Diskuse

V naposledy uvedeném pletysmografickém experimentu je vypočtený přírůstek objemu krve v končetině indukovaný léčebným účinkem vakuově-kompresní terapie zhruba kolem 10 ml / minutu. Tomu odpovídá přírůstek nabídky kyslíku 2 ml / minutu a příspěvek ke spotřebě kyslíku 0,5 ml / minutu. Poněvadž se v tomto experimentu jednalo o aplikaci vakuově-kompresní terapie podkolenní, lze odhadnout množství krve v léčené části končetiny na 100 ml. Pak se pohybujeme kolem 10% zlepšení minutové nabídky i bezprostřední minutové spotřeby kyslíku. Rovněž s těmito výsledky byla aplikace vakuově-kompresní terapie přínosem, poněvadž ani tento přírůstek objemu kyslíku pro postiženou končetinu není zanedbatelný. Navíc lze u chorobně zatížených tkání předpokládat zvýšenou extrakci kyslíku ze smíšené krve, neboť je známo, že za určitých podmínek (práce svalů, stres, choroba) dokáže využitelnost kyslíku z hemoglobinu stoupnout výrazně nad 25 %. Ovšem i přes tento nezanedbatelný přínos procedury je zřejmé, že biotropní parametry procedury nebyly zvoleny optimálně a rovněž tak, že technické podmínky podávání procedury z dnešního pohledu již zastaralým přístrojem nebyly optimální. Žádoucí efekt zvýšení dodávky kyslíku do léčené končetiny je sice přesto zřejmý, ale výrazně menší, než-li tomu bylo v předchozích experimentech, zvláště pak v prvním experimentu. Toto zjištění podporuje potřebu vývoje počítačově řízených přístrojů se snímáním odezvy končetiny na léčebnou proceduru v reálném čase a s možností jejich, pokud možno automatizovaného, počítačového řízení.

Dále ještě diskutujme výsledky kvatifikací předchozích experimentů (s radionuklidem technecia a s využitím remisního spektrofotometru). Tyto experimenty ukázaly, že pokud jsou podmínky podávání procedury alespoň kvazioptimální, pak lze dosahovat až 50% přírůstku objemu krve (objemový inkrement v léčené části dolní končetiny je až 100 ml / min.), a tím i 50% přírůstku dodávky kyslíku. Prostřednictvím těchto inkrementálních 100 ml krve je během jedné minuty zvýšena nabídka kyslíku pro léčenou část dolní končetiny o 20 ml kyslíku. Jedná se tedy o 50% nárůst klidové nabídky, z níž bude tkáněmi končetiny využito zmíněných cca 25 %, tedy 5 ml, tudíž opět 50 % z klidové kyslíkové spotřeby. Pokusme se tyto závěry verifikovat postupem „z druhé strany“:

V 1 litru krve je cca 150 g Hb, přičemž 1g Hb váže 1,35 ml kyslíku. Množství kyslíku vázaného v hemoglobinu červených krvinek v 1 litru okysličené krve je tudíž cca 200 ml. Srdce přečerpá za jednu minutu v klidu přibližně 5 litrů krve (minutový srdeční objem), v jehož hemoglobinu je vázán 1 litr kyslíku. Ovšem z hemoglobinu se při průchodu kapilárami uvolní jen zhruba 25 % kyslíku, tedy 250 ml kyslíku, který bude využit buňkami tkání těla (6, 17, 37, 41). V těle průměrného člověka bývá přitom přibližně 5 litrů veškeré krve.

Hmotnost distální části dolní končetiny, umisťované v aplikátoru přístroje pro VCT, činí v průměru 9 % hmotnosti celého těla; tato hmotnost u 70 – 75 kg člověka zhruba 6 – 7 kg. Aproximujme spotřebu kyslíku tkáněmi této části končetiny v klidu a za jednu minutu (6, 37, 41). Jedná se především o svalovou tkáň (hmotnosti 3 – 4 kg, cca 2,5 ml O2 / kg . min.), kůži (hmotnosti 1 – 1,5 kg, cca 0,5 ml O2 / kg . min.) a kostní tkáň (hmotnosti 1,5 – 2 kg, cca 0,2 O2 / kg . min.). Klidové požadavky na spotřebu kyslíku v těchto tkáních jsou dosti odlišné, ale po zprůměrňování se dostáváme přibližně na hodnotu 10 ml kyslíku pro léčenou část končetiny za 1 minutu. Vakuově-kompresní terapie je schopna nad tuto hodnotu prokazatelně zajišťovat trvalý minutový přírůstek až 5 ml kyslíku přímo využitelného z arteriální krve, tedy onen vypočtený 50% přírůstek.

Nelze ovšem opomenout, že v celé předložené práci uvažujeme jednak dosti skeptické hodnoty nárůstu prokrvení (neuvažujeme např. zlepšený přítok čerstvé krve vlivem snížení tkáňového toku při mírném přetlaku) a jednak - a to především - vycházíme z plně fyziologických hodnot zdravých lidí. Pokud je přítok krve patologicky snížen, pak relativní význam přírůstků prokrvení vyvolaných vakuově-kompresní terapií radikálně roste (viz závěry vztažené ke kvantifikaci posledního ze tří analyzovaných experimentů). Uvažujme tudíž dále modelový patologický stav s 50% snížením prokrvení končetiny. U takového pacienta je VCT schopna indukovat již dvojnásobné zvýšení nabídky kyslíku. Pro srovnání lze uvést, že klidná, ale vytrvalá chůze zvyšuje spotřebu kyslíku u modelového pacienta s 50% deficitem prokrvení zhruba 1,5násobně.

Při dosavadních kvantifikacích jsme uvažovali výlučně biochemický přenos kyslíku hemoglobinem. Určité množství kyslíku je ovšem rovněž fyzikálně rozpuštěno v krevní plazmě. Toto množství ve srovnání s množstvím kyslíku přenášeného hemoglobinem erytrocytů je velmi malé (8,5 ml / litr krve oproti 200 ml / litr krve), jde tudíž jen o 4,25% podíl (6, 41). Ovšem i tento podíl má svůj význam, a to právě na postižených perifériích těla, kde i přenos rozpuštěného kyslíku k buňkám sehrává zřejmě určitou roli. Vakuově-kompresní terapie může za optimálních podmínek během jedné periody procedury obohatit léčenou končetinu až o 100 ml krve, která přinese navíc další téměř 1 ml rozpuštěného kyslíku. Místo dodávky (nabídky) 20 ml kyslíku / minutu můžeme tudíž počítat se 21 ml kyslíku za minutu, nehledě na to, že se zvyšujícím se tlakem samotná rozpustnost kyslíku v krvi roste.

Zároveň nelze opomíjet, že vakuově-kompresní terapie působí léčebně i mnoha dalšími, významnými a v zásadě samostatnými léčebnými mechanismy, jako např. zvýšením filtrace i resorpce látek z tkání na úrovni kapilár, zlepšením arteriovenózního tlakového gradientu, stimulací vzniku a rozvoje kolaterálního tepenného řečiště z pre­existujících anastomóz, stimulací zvětšení lumenu arterií, příznivým vlivem na obnovu pružnosti vaskulatury, příznivým vlivem na reologické vlastnosti krve, na její viskozitu a v neposlední řadě i otevřením jinak zavřených kapilár.

Položme si však ještě další vtíravou otázku: Je změna koncentrací hemoglobinu opravdu proporcionální objemovým změnám?

Vakuově-kompresní terapie totiž ze své podstaty působí především objemové změny krve v léčených tkáních. Vypočtená změna koncentrace hemoglobinu je zřejmě dosti dobře úměrná změnám objemu krve nasáté při cyklicky se opakující vakuové fázi, respektive vytlačené při cyklické kompresní fázi. Konstantou této úměrnosti je přitom hematokrit, tedy poměr erytrocytů v 1 litru krve, který se u člověka pohybuje kolem 40 %. Případně lze též uvažovat poměr hmotnosti hemoglobinu v určitém objemu krve, neboť je známo, že v 1 litru krve je přibližně konstantní množství 120-150 g hemoglobinu (6, 37). Procentuální změna koncentrace hemoglobinu je tedy zhruba přímo úměrná počtu erytrocytů a rovněž tak úměrná objemu krve. Pomíjíme přitom samozřejmě patofyziologické stavy závažných poruch hematokritu nebo poruch množství (hmotnosti) hemoglobinu v samotných erytrocytech. Je však známo, že i poměrně malé odchylky hematokritu i malé změny množství hemoglobinu v erytrocytech způsobují již vážná a nepřehlédnutelná onemocnění. Snížení počtu erytrocytů a/nebo snížení množství hemoglobinu v krvi vede rychle ke stavům závažné anémie.

Koncentrace hemoglobinu v erytrocytech (MCHC, mean cell hemoglobin concentration) je definována jako koncentrace hemoglobinu v objemové jednotce erytrocytů. Vypočítá se podle vzorce:

MCHC (g/l) = koncentrace Hb v krvi (g/l) / hematokrit (v poměrných jednotkách).

Fyziologická hodnota je přitom 300–350 g/l (zde míněno v 1 litru erytrocytů, nikoliv v 1 litru krve). V 1 litru krve by tomu odpovídalo již výše zmíněným 120–150 g.

Počet erytrocytů je u dospělého člověka též velmi stálá hodnota, která se mění jen v nepatrném rozmezí. Normální počet červených krvinek je u dospělého muže 5,5 milionů v mm3, nebo-li 4,3 – 5,3x 1012/l, u ženy 4,8 milionů v mm3, nebo-li 3,8 – 4,8x 1012/l. Pohlavní rozdíly jsou dány vlivem pohlavních hormonů (testosteronu a estrogenu) na erytropoetin. Při objemu krve 5 litrů činí celkový počet červených krvinek okolo 25x1012. Zvýšení červených krvinek nad hodnotní hranici nazýváme hypererytrocytóza (polycytemie) a naopak úbytek pod dolní hranici je erytrocytopenie (oligocytemie), která také znamená úbytek hemoglobinu v krvi (anémie). Silným podnětem pro zvýšení počtu erytrocytů je pokles parciálního tlaku kyslíku v arteriální krvi. Klesne - li počet červených krvinek u muže pod 4,5 milionů a u ženy pod 4 miliony, jedná se o patologický stav, ale krátká vydatná námaha může zase zvýšit počet červených krvinek pomocí zahuštění krve, protože část tekutiny opustí cévní řečiště. Role VCT je v těchto souvislostech dobře patrna!

Hlavní funkcí hemoglobinu je přenos kyslíku z plic do tkání a zpětný odvod oxidu uhličitého z tkání do plic. Každý ze čtyř Fe2+ iontů hemu reverzibilně váže molekulu kyslíku (proces oxygenace hemoglobinu). Schopnost navázání O2 a ztráta CO2 na železnatém iontu je úměrná parciálnímu tlaku dýchacích plynů (v plicích má kyslík vyšší parciální tlak než oxid uhličitý – ve tkáních je tomu naopak). Pro přenos kyslíku je tedy zásadně důležitý jeho vysoký parciální tlak ve vdechovaném vzduchu (normálně 21 kPa =157,5 mmHg) a naopak nízký parciální tlak kyslíku v alveolách plic, který obvykle činí pouhých 13 kPa = 97,5 mmHg (obr. 5). Ovšem i ve venózní krvi ve tkáních je parciální tlak kyslíku stále ještě větší, než-li 5 kPa, tj. 37,5 mmHg a hypoxie nastává teprve při hodnotách pod 3,5 kPa, tj. pod 26,25 mmHg. Zlepšení arteriovenózního tlakového gradientu vlivem působení VCT by tak hypoteticky mohlo přispívat rovněž k vyšší využitelnosti kyslíku z hemoglobinu.

Závislost saturace krve kyslíkem v závislosti na parciálním tlaku kyslíku a dalších faktorech (dle 6, 37, 41).
Obr. 5. Závislost saturace krve kyslíkem v závislosti na parciálním tlaku kyslíku a dalších faktorech (dle 6, 37, 41).

Při transportu kyslíku v organismu hraje přirozeně velkou roli saturace arteriální krve kyslíkem. Oxygenovaný podíl z celkového obsahu hemoglobinu v arteriální krvi se nazývá saturace (nasycení) O2 a udává se v procentech. Kyslíková kapacita je maximální hodnota saturace. Při úplném nasycení kyslík váže 1 mol tetrameru hemoglobinu 4 moly kyslíku. Tedy 64 500 g Hb váže 4 * 22,4 litru O2. Po přepočtu na 1 gram je to 1,39 ml kyslíku. Ovšem tato hodnota platí jen pro situaci in vitro. Za podmínky in vivo je toto číslo poněkud sníženo (tzv Huffnerův přepočet, uvažující určité množství hemoglobinu, na který jsou navázány např. dusitany, dusičnany nebo oxid uhelnatý), a to na 1,35 ml kyslíku na 1 gram Hb (6, 37, 41).

Saturační křivka (obr. 5) vyjadřuje závislost procentuální saturace hemohlobinu kyslíkem na parciálním tlaku kyslíku. Křivka má sigmoidní průběh, protože je třeba překonat určitou hodnotu parciálního tlaku kyslíku, než-li se naváže první kyslík na tetramer, což způsobí zánik nevazebných interakcí a usnadnění vazby kyslíku na zbývající podjednotky. Sigmoidní tvar saturační křivky je z fyziologického hlediska velmi důležitý, jelikož kdyby měla křivka tvar hyperbolický (jako u zásobního myoglobinu), nebylo by možné za daného parciálního tlaku O2 v tkáních kyslík z hemoglobinu odvázat. Na 1 molekulu hemoglobinu se mohou navázat čtyři molekuly kyslíku. Navázání jedné molekuly kyslíku zrychluje vazbu dalších kyslíkových molekul (alosterický efekt). Vazba kyslíku je reverzibilní. Změnou pCO2 (vzestup), pH (pokles) a vyšší teplotou, afinita kyslíku k hemoglobinu klesá a kyslík se může z hemoglobinu uvolnit. Opačná situace afinitu hemoglobinu ke kyslíku zvyšuje. Hovoří se zde o tzv. Bohrovu efektu, což je soubor jevů vycházející ze skutečnosti, že oxyhemoglobin je silnější kyselina (pKA=6,2) než deoxyhemoglobin (pKA=7,8). Ve tkáních vlivem buněčného dýchání vzniká větší množství oxidu uhličitého, který reaguje s vodou (za přítomnosti karbonátdehydrogenázy) na kyselinu uhličitou. Kyselina uhličitá dále disociuje na hydrogenkarbonátový anion a vodíkový kation (proton). Tím se snižuje pH v tkáních (tj. roste počet H+ iontů):


Působení VCT by mohlo potencovat i tyto zásadní fyziologické mechanismy. Oxygenovaný hemoglobin z plic putuje do tkání, kde je nucen odevzdat kyslík, což je způsobeno faktem, že deoxyhemoglobin (zásaditější) lépe váže tkáňové vodíkové protony než nasycený oxyhemoglobin. V plicích proces probíhá obráceně: deoxyhemoglobin ztrácí vodíkový ion (oxygenace Hb), který zpětně reaguje s hydrogenkarbonátovým ionem na kyselinu uhličitou, jež je rozkládána karbonátdehydrogenázou na oxid uhličitý a vodu (vydechovaný vzduch).

Přitom saturace hemoglobinu kyslíkem v arteriální krvi je cca 95%, čemuž odpovídá cca 80 mmHg (zhruba 12 kPa), ve venózní krvi cca 75%, čemuž odpovídá cca 40 mmHg – zhruba 10 kPa (obr. 5).

Tato shrnutá fyziologická fakta (6, 37, 41) by nám měla pomoci při analýze výsledků měření změn objemu končetiny, změn saturace arteriální krve kyslíkem a především změn perfúzního indexu. Sledování těchto veličin v reálném čase probíhající procedury vakuově-kompresní terapie pak umožní optimalizaci parametrů procedury, popřípadě též automatizované řízení parametrů léčby s cílem dosažení maximálních léčebných efektů při plném respektování individualit diagnóz a indikací i při respektování rozdílů mezi pacienty, a to zároveň s dalším pokrokem při zabezpečení vysoké bezpečnosti a pacientského komfortu této účinné přístrojové fyzikální terapie. Pak už ovšem nelze hovořit o pouhé tradiční a klasické vakuově-kompresní terapii (VCT), ale spíše o „počítačově řízené periferní bipolární baroterapii“ (CC – PBBT). Tímto tématem se budeme v souvislosti s nástupem nových generací podstatně účinnějších přístrojů pro VCT zabývat v dalších pracích věnovaných vakuově-kompresní terapii.

Závěr

Uvedené kvantifikace dovolují předpokládat, že „klasická“, dosud standardně využívaná vakuově-kompresní terapie, dokáže pasivními mechanismy zvýšit dodávku arteriální krve s utilizovatelným kyslíkem až o 100 ml/min., a tím zvýšit i nabídku, respektive spotřebu kyslíku v končetině až o 50 %. Veškeré vyhodnocené a v předložené práci uváděné údaje byly získány při experimentech, kdy byly procedury vakuově-kompresní terapie podávány pomocí starších modelů přístrojů. U nynějších přístrojů se zpětnovazební počítačovou optimalizací účinků lze při jejich správném uplatnění předpokládat ještě významně vyšší efekty. Této otázce bude věnována některá z dalších prací.

Adresa pro korespondenci:

Ing. Jan Ticháček

Společné pracoviště 1. LF UK a Fakulty biomedicínského inženýrství ČVUT

Studničkova 7/2028

128 00 Praha 2 - Albertov

e-mail: tichy158@gmail.com


Zdroje

1. AKBARI, A., MOODI, H., GHIASI, F. et al.: Effects of vacuum-compression therapy on healing of diabetic foot ulcers: Randomized controlled trial. Journal of Rehabilitation Research and Development, 2007, č. 5.

2. BULVAS, M.: Doporučení pro diagnostiku a léčbu ischemické choroby dolních končetin. Cor et vasa, 2009, č. 51 (2).

3. CALTA, J., MACHÁLEK, Z., VACEK, J.: Základy fyzikální terapie pro praxi. Praha, Reforum, 1994.

4. CORDES, J. C.: Spezielle Physiotherapie in der Kardiologie, Angiologie, Broncho-Pneuologie, Rheumatologie und Chirurgie- Traumatologie. Berlin, VEB Verlag Volk und Gesundheit, 1980.

5. GAJDUKOV, S. N.: Primenenie abdominalnoj dekompresi v akušerstve – Teorija i praktika. Sankt-Peterburg. Gosudarstvenaja pediatričeskaja medicinskaja akademija, 2007.

6. GANONG, W. F.: Přehled lékařské fyziologie (překlad pod vedením prof. MUDr. Jana Hergera). Praha, Galén, 2005.

7. GHADERI, F., BAGHERI, J.: Effect of vasotrain in reducing lower limb edema. Medical Journal of Tabriz University of Medical Sciences, 2004, č. 60.

8. GÚTH, A. et al.: Liečebné metody v rehabilitácii pre fyzioterapeutov, Liečreh. Bratislava, 2004: s. 43-47.

9. HÁNA, K., PRŮCHA J.: Sborník příspěvků odborné konference na téma „Zpětnovazební řízení vakuově-kompresní terapie". Praha, Fakulta biomedicínského inženýrství Českého vysokého učení technického v Praze, 2011.

10. HRDÝ, R.: Choroby periferních tepen – možnosti prevence a léčby z pohledu rehabilitačního lékaře. Praktický lékař, 1998, č. 78, s. 33-35.

11. HRAZDÍRA, I.: Biofyzika - Učebnice pro lékařské fakulty. Praha, Avicenum, 1983.

12. KARÁSKOVÁ, K.: Efekt vakuum-kompresní terapie u seniorů s Ulcus Cruris jako součást komplexní terapie. Magisterská diplomová práce, Olomouc, Univerzita Palackého, 2009.

13. KARÁSKOVÁ, K., URBAN, J.: Vakuum-kompresní terapie u seniorů s Ulcus Cruris Venosum. Nemocnice Milosrdných bratří Vizovice a Katedra fyzioterapie Fakulty tělesné kultury Univerzity Palackého Olomouc, Sborník Absolventské konference Katedry fyziologie Fakulty tělesné výchovy UP Olomouc, 18. – 19. 6. 2010.

14. KOUDELA, K., PITR, K., PRŮCHA, J.: Měření změn perfúzního indexu při vakuově-kompresivní terapii. XV. sjezd Společnosti rehabilitační a fyzikální medicíny ČLS JEP, Luhačovice, 16. – 17. 5. 2008.

15. KOUDELA, K., PRŮCHA, J.: Praktická možnost objektivizace změn prokrvení dolní končetiny podrobené léčebnému vlivu vakuově-kompresní terapie. Rehabilitácia, 44, 2007.

16. KUNC, Z.: Vakuově-kompresní léčba z pohledu rehabilitačního lékaře. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 2004, č. 4, s. 180-183.

17. KRAUSE, D., DITTMAR, K.: Ergebnisse bei der physikalischen Therapie peripherer arterieller Durchblutungstorungen. Munchener Medizinische Wochenschrift, 1984, č. 8, s. 385.

18. LARIJANI, B., HASANI RANJBAR, S.: Overview of diabetic foot, novel treatments in diabetic foot ulcer.DARU, 2008, č. 16.

19. LEISSER, J.: Lázeňská rehabilitace u pacientů s cévním onemocněním s využitím přírodního léčebného zdroje. Trendy soudobé angiologie, svazek 2, 2007, s. 37-38.

20. MATOUŠEK, P.: Využití vakuově-kompresní terapie u angiologických a flebologických pacientů. Praktická flebologie, roč. 15, 2006, č. 3, s. 56-64.

21. MATOUŠEK, P.: Zkušenosti s vakuově-kompresní terapií při léčbě ischemické choroby dolních končetin. Praktický lékař, roč. 83, 2003, č. 9, s. 530-531.

22. McCULLOCH, J. M. Jr., KEMPER, C. C.: Vacuum-compression therapy for the treatment of an ischemic ulcer. Physical Therapy, roč. 73, 1993, č. 3.

23. NAKLÁDALOVÁ, M.: Vakuum-kompresivní terapie. Výukový portál Lékařské fakulty Univerzity Palackého, Olomouc, 2010. http://mefanet.upol.cz/weby/Nakladalova_Marie/Profesionalni_Onemocneni_Hornich_Koncetin/prezentace/p4.pdf

24. NORGREN, L., HIATT, W. R.: Inter-society consensus for the management of PAD. J. Vasc. Surg., 45, 2007, Suppl. S, s. 1-67.

25. NOWYGROD, R. et al.: Trends, complications, and mortality in peripheral vascular surgery. J. Vasc. Surg. 33, 2007, s. 205-216.

26. PITR, K., PRŮCHA, J., MARKOVÁ, N.: Nové metody fyzikální terapie v rehabilitaci pohybového a cévního systému končetin. Rehabilitácia, roč. 34, 2001, č. 1: s. 51-58.

27. PITR, K., PRŮCHA, J., RESL, V., ZÁHLAVA, J., ZÁBRAN, J.: Vakuově-kompresní terapie: Hemodynamická metoda fyzikální léčby – pět let výzkumů a zkušeností. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 2001, č. 1, s. 18-32.

28. PITR, K., TŘEŠKA, V., PRŮCHA, J. et al.: Einfluss der Zeit zwischen Odemmanifestation und Behandlungsbeginn auf den Therapieerfolg bei Patienten mit sekundarem Lymphodem nach chirurgisher Behandlung von Brustkrebs. OZPMR, 2007, 17/2.

29. PITR, K., ZÁHLAVA, J., PRŮCHA, J.: Experimentální ověření efektů vakuově-kompresní terapie podávané přístrojem EXTREMITER firmy EMBITRON (CZ) prostřednictvím erytrocytů značených radionuklidem Tc. Rehabilitace a fyzikální lékařství, 1996, č. 3, s. 103-108.

30. PODĚBRADSKÝ, J., PODĚBRADSKÁ, R.: Fyzikální terapie - manuály a algoritmy, Praha, Grada Publishing, 2009.

31. PODĚBRADSKÝ, J., VAŘEKA, I.: Fyzikální terapie I. Praha, Grada Publishing, 1998, s. 37-40.

32. PRŮCHA, J. (ed.): Sborník přednášek semináře „Nové poznatky ve fyzikální léčbě periferní hemodynamiky a léčebné rehabilitaci končetin.“ Společnost pro rehabilitaci a fyzikální medicínu, Česká angiologická společnost a Česká radiobiologická společnost ČLS JEP. Rožnov pod Radhoštěm, 2001.

33. PRŮCHA, J., PITR, K., ZÁHLAVA, J., ZÁBRAN, J.: Vacuum-compression therapy: Haemodynamic therapeutic-rehabilitation method. Sborník prací 5th International Conference on Haemodynamics of the International Haemodynamic Society, Čejkovice, ČR, 18. – 20. 5. 2000.

34. PRŮCHA, J.: Biofyzikální experimenty objektivizující účinnost vakuově-kompresní terapie při léčbě cévních onemocnění končetin. Odborný seminář Společnosti pro rehabilitační a fyzikální medicínu ČLS JEP, Brno, 9. – 10. 10. 2009.

35. RITHALIA, S. V. S., GONSALKORALE, M., EDWARDS, J.: Effects of vacuum-compression therapy on blood flow in lower limbs. International Journal of Rehabilitation Research, 1989, č. 12, s. 320-322.

36. SAMY, A. K., MACBAIN, G., HUTCHINSON, A. S.: The use of vacuum-compression therapy on ischemic lower limbs as assessed by changes in venous blood gases and serum lactate. Vascular and Endovascular Surgery, 27, 1993, č. 8.

37. SILBERNAGEL, S., DESPOPULOS, A.: Atlas fyziologie člověka (překlad pod vedením prof. MUDr. Eliany Trávníčkové). Praha, Grada, 2004.

38. SPÁČIL, J.: Dochází u nás k poklesu amputací dolních končetin? SANQUIS, 62, 2009, s. 68.

39. SPÁČIL, J., SVOBODOVÁ, J.: Význam rehabilitace u nemocných s klaudikacemi. Angiologie, 2006, Trendy soudobé angiologie, svazek 1, 2006: s. 19-21.

40. SPÁČIL, J., TÁBORSKÝ, J.: Klesá počet amputací dolních končetin? Rozhl. chir., roč. 87, 2008, č. 10, s. 531-535.

41. ŠRÁMEK, B. B., VALENTA, J., KLIMEŠ, F.: Biomechanics of the cardiovascular system. Praha, Czech Technical University Press, 1995.

42. ŠTVRTINOVÁ, V. (ed.): Choroby ciev (učebnice angiologie), Bratislava, Slovac Academic Press, 2008, s. 258-262.

43. ŠTVRTINOVÁ, V., PREKOPOVÁ, E., BOŽEK et al.: Uplatnění operativní diagnostiky hemodynamiky při podávání některých fyzikálně-léčebných procedur. Seminář II. interní kliniky LF UK v Bratislavě, Slovenská republika, 31. 1. 2007.

44. ŠTVRTINOVÁ, V., PREKOPOVÁ, E., BOŽEK, L. et al.: Vakuově-kompresní terapie – nová naděje pro diabetiky. DIAS – odborný zdravotnícky časopis pre diabetickú a diabetologickú verejnosť, vydavateĺ: DIAS, s.r.o., Bratislava, SR, 2007, č. 6-7.

45. TIELROY, W. F.: Vacuum-compression therapy. 2-nd edition, Enraf Nonius. Delft, 1989.

46. TOMANOVÁ, J., RESL, V.: Nové fyzikálně – léčebné metody u pacientů s lymfovenózní isuficiencí. Flebologické dny – konferenční příspěvek. Český Krumlov, 2002.

47. TUNIS, S. R. et al.: The use of angioplasty, bypass surgery and amputation in the management of peripheral vascular disease. N. Engl. J. Med., 325, 1991, s. 556-562.

48. Ústav zdravotnických informací a statistiky: http://www.uzis.cz/publikujeme/publikace

49. Ústav zdravotnických informací a statistiky: Péče o nemocné s cukrovkou, ÚZIS, Praha, 2011.

Štítky
Fyzioterapie Rehabilitace Tělovýchovné lékařství

Článek vyšel v časopise

Rehabilitace a fyzikální lékařství

Číslo 2

2013 Číslo 2

Nejčtenější v tomto čísle

Tomuto tématu se dále věnují…


Kurzy

Zvyšte si kvalifikaci online z pohodlí domova

Léčba bolesti v ordinaci praktického lékaře
nový kurz
Autoři: MUDr. PhDr. Zdeňka Nováková, Ph.D.

Revmatoidní artritida: včas a k cíli
Autoři: MUDr. Heřman Mann

Jistoty a nástrahy antikoagulační léčby aneb kardiolog - neurolog - farmakolog - nefrolog - právník diskutují
Autoři: doc. MUDr. Štěpán Havránek, Ph.D., prof. MUDr. Roman Herzig, Ph.D., doc. MUDr. Karel Urbánek, Ph.D., prim. MUDr. Jan Vachek, MUDr. et Mgr. Jolana Těšínová, Ph.D.

Léčba akutní pooperační bolesti
Autoři: doc. MUDr. Jiří Málek, CSc.

Nové antipsychotikum kariprazin v léčbě schizofrenie
Autoři: prof. MUDr. Cyril Höschl, DrSc., FRCPsych.

Všechny kurzy
Kurzy Doporučená témata Časopisy
Přihlášení
Zapomenuté heslo

Nemáte účet?  Registrujte se

Zapomenuté heslo

Zadejte e-mailovou adresu se kterou jste vytvářel(a) účet, budou Vám na ni zaslány informace k nastavení nového hesla.

Přihlášení

Nemáte účet?  Registrujte se