Оптимизация параметров электровоздействия для управления функциональным состоянием организма при общей электроанестезии

Кибернетикой Н. Винер и его коллеги назвали науку «об управлении и связи в животном и машине» [4б]. В настоящее время это определение, сформулированное В. М. Глушковым [53] стало более конкретным: «наука об общих законах получения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах» ^ т. е. системах любой природы, в том числе и биологических. Целью биологической кибернетики является детальный анализ биосистем и сознательный целенаправленный их синтез, направленное управление ими [175] .

Управление функциональным состоянием организма чрезвычайно актуально в различных сферах человеческой деятельности, в частности, в анестезиологии.

Наряду с широким арсеналом фармакологических средств, в качестве одного из управляющих факторов применяются интенсивно исследуются возможности электрического воздействия. Адекватность электрического фактора биологической природе энергоинформационных процессов, базирующихся, в основном, на электрических, электромагнитных и магнитных взаимодействиях как внутри биологической системы, так и при взаимодействии ее с внешней средой, определяет перспективность его использования для управления жизненно-важными функциями организма [87].

Перед современной анестезиологией стоит задача оптимизации воздействия с целью более тонкого управления состоянием организма, адекватной защиты организма от операционной агрессии, ускорения сроков нормализации состояния и реабилитации больного после операции [25,47,56,7Е] .

I/ Энциклопедия кибернетики, т.1, 1974, с. 440.

Многокомпонентное^ воздействия, мультипараметричность оценки состояния, выбор стратегии и тактики управления в условиях дефицита времени приводит к необходимости использования технических средств для съема большого количества объективных показателей состояния организма, соответствующей их обработки для принятия решений об управляющих воздействиях. Целесообразность использования биотехнических систем для управления состоянием организма в этих условиях очевидна и в настоящее время широко разрабатывается в отечественной и зарубежной клинической практике [19,21,22,48] .

Поиск и исследование управляющих средств, наиболее отвечающих требованиям использования их в биотехнических системах управления состоянием организма, придает особую специфику и направленность в задачах подобного рода.

В задачу оптимизации электрического воздействия входят решение вопросов, связанных с анализом зависимостей реакций организма как целостной системы от изменений различных параметров воздействующего фактора, идентификации функционального состояния организма, являющегося объектом управления, оценки соответствия характеристик полученного в результате воздействия состояния организма заданным условиям, т. е. защите его от операционной агрессии.

Только после решения этих вопросов можно ставить задачу синтеза биотехнической системы оптимального управления состоянием организма в условиях хирургического вмешательства с использованием электровоздействия в качестве одного из управляющих средств. Исходя из этого, исследование оптимизации электровоздействия должно проводиться с учетом бионической методологии, которая является основой синтеза биотехнических систем [18,20,28] и дает возможность сконцентрировать усилия изучения именно тех особенностей функционирования живого организма, которые необходимы и достаточны для решения конкретной задачи синтеза системы управления состоянием организма в конкретных условиях.

Характер объекта управления — целостной самоорганизующейся адаптивной системы определяет неизбежность обобщенного статистического подхода к оценке его возможных состояний. Однако существование относительно устойчивых функциональных уровней активности организма, которые могут активно поддерживаться адаптивными механизмами, саморегулирующими его функциональное состояние [73,74,81,190] дает надежду более оптимистического подхода к более детерминированному управлению функциональным состоянием и прогнозу его изменений в процессе использования внешних управляющих воздействий.

Общая электроанестезия занимает особое место среди методов общего и местного обезболивания. С одной стороны этот метод обладает целым рядом положительных качеств: легкой управляемостью, резко суженным кругом противопоказаний, лишен кумуляции, длительного последействия и постанестетических осложнений, хорошо сочетается с фармакологическими методами обезболивания. С другой стороны ряд отрицательных черт, а именно нестабильность достигаемого эффекта, гиперкинетические реакции и ряд вегетативных нарушений на введение применяемого тока, до сих пор не позволило широко использовать электроанестезию в чистом виде в клинической практике.

В настоящее время применяются разные методики электроанестезии, отличающиеся как параметрами электрического тока, так и другими методическими приемами, включающими расположение электродов, премедикацию, способ введения тока. Единых физиологических либо клинических критериев выбора оптимальной методики не существует, поэтому наилучшие варианты их, рекомеццуемые разными авторами, оказываются различными.

В мировой практике электроанестезии к настоящему времени накоплен достаточный экспериментальный и клинический материал, позволяющий провести подробный анализ действия различных форм электрического тока на организм. Для этого необходимо разработать критерии сравнения различных токов и методик с целью выбора оптимального варианта воздействия, исследовать возможности электрического тока как управляющего фактора при его диффузном приложении, унифицировать физиологические методы идентификации функционального состояния. Проведенные в таком плане исследования делают возможным сделать выводы о принципиальных вопросах оптимизации параметров электрического тока и методики (ОПТМ) электроанестезии, что и является целью настоящей работы.

Задачи исследования были сформулированы следующим образом:

1. Воспроизвести в стандартизированных условиях эксперимента на животных несколько методик ЭА, получивших наибольшее признание в качестве оптимальных, и исследовать влияние основных элементов методик на характеристики ФСО.

2. Разработать критерии оптимальности воздействия и алгоритм оптимизации, исходя из требований практической анестезиологии.

3. Провести анализ влияния различных параметров электрического тока на характеристики ФСО при ЭА.

4. Синтезировать оптимизированную методику «чистой» (без добавления фармакологических средств) ЭА для получения ФСО с за- ' данными характеристиками.

5. Провести анализ влияния основных параметров электровоздействия в условиях сочетания электрического тока с фармакологическими средствами цри фармэлектроанестезии (ФЭА).

6. Провести оценку эффективности изменения основных параметров электровоздействия для управления ФСО в схеме комбинированной анестезии в клинике.

На основании изучения основных статистических закономерностей с использованием аналитических моделей многомерных систем взаимодействия организма с характеристиками электровоздействия вццелены общие принципы оптимизации параметров тока и методических цриемов для общей электроанестезии, изучены общие закономерности реакций организма в условиях" чистого" и сочетанного с различными фармакологическими средствами электровоздействия в эксперименте, предложена методика эквиэффективных значений токов различных параметров, которая дает возможность прогноза физиологического эффекта электровоздействия в клинических условиях. Исследования, проведенные по оценке эффективности различных дозировок тока в схеме общей комбинированной анестезии подтверждают основные выводы работы.

На защиту выносятся следующие положения: I. Основными принципами ОПТМ проведения ЭА, используемой для управления процессами саморегуляции ФСО, являются: учет видовых и индивидуальных особенностей объекта воздействия, исходного и текущего ФСОпоэтапная оптимизация для достижения оптимальной последовательности стадий развития состояния организмаповышение специфичности воздействия за счет использования комбинации токов различных частот и дополнительных фармакологических средств, действующих на различные субстраты организма и вызывающих одинаковый основной и различные побочные эффекты, а также за счет исключения физиологически неэффективных компонентов электровоздействия.

— 10.

2. Общие закономерности динамики ФСО при общей ЭА заключаются в трехфазном изменении чувствительности и реактивности организма с увеличением интенсивности электровоздействия и сохраняются в условиях сочетания его со многими фармакологическими средствами.

ВЫВОДЫ.

1. Состояние электроанестезии — системная, активная, защитная реакция организма — формируется благодаря наличию механизмов саморегуляции функционального состояния организма, а именно его чувствительности и реактивности в ответ на электрическое раздражение рецепторов и проводящих путей и определяется интенсивностью, скоростью ее изменения, модальностью и биологической значимостью потока наведенной импульсации. Управление уровнем чувствительности и реактивности организма осуществляется с помощью пространственно-временной организации потока наведенной импульсации посредством соответствующего подбора расположения электродов, параметров электрического тока и динамики их изменения с учетом исходного и текущего функционального состояния организма на каждом из этапов электровоздействия.

2. Относительная специфичность токов высоких и средних частот проявляется в различном уровне снижения системной чувствительности организма в основном к ноцицептивному раздражению, в качественно разной выраженности гиперкинезов судорожного типа на этапе индукции состояния и в разном времени адаптации к воздействующему току на этапе поддержания достигнутого состояния электроанестезии. Импульсный ток частотой порядка 100 Гц с длительностью импульса 0,1−0,5 мс является наиболее оптимальным на этапе поддержания состояния электроанестезии, как обеспечивающий наибольшую степень снижения чувствительности организма при наименьшей мощности воздействия.

3. Большинство физиологических эффектов, наблюдаемых при электровоздействии, может быть вызвано токами с различными параметрами. В пределах одного частотного диапазона зависимость экви-эффективного значения от амплитудного для импульсного тока определяется законом Гоорвега-Вейса и может быть представлена классической кривой сила — длительность.

4. Степень проявления реакций судорожного возбуждения, являющихся антагонистическими по отношению к основному эффекту — снижению уровня чувствительности и реактивности организма, значительно уменьшается при применении комбинации высокочастотных и среднечастотных токов на этапах индукции состояния электроанестезии и регулировке скорости увеличения дозировки тока с обратной связью по появлению гиперкинетических реакций.

5. Состояние электроанестезии, полученное в результате воздействия по разработанной методике «МИКС», в основе которой лежит программное изменение соотношений параметров токов высокой и средней частоты при их независимом смешении, характеризуется уменьшением судорожного возбуждения, стабильностью вегетативных показателей, более высокой воспроизводимостью при различных исходных данных объекта, сниженной скоростью адаптации к току, повышенным уровнем протекторного эффекта по сравнению с другими методиками и П чистои" электроанестезии.

6. Зависимость чувствительности организма к раздражителям различной модальности от дозировки электровоздействия имеет трехфазный характер: на I стадии увеличения амплитуды тока наблюдается снижение чувствительности организма, на П стадии — некоторое увеличение, на Ш стадии — более резкое и выраженное снижениехарактер зависимости сохраняется в условиях фармэлектроанестезии, но уже при других абсолютных значениях тока.

7. В схемах комбинированной фармэлектроанестезии в клинике эффект электровоздействия импульсного тока частотой 100 Гц с длительностью импульса 0,5 мс при дозировках 5−10 мА и 30−40 мА заключается в стабилизации фармакологической анестезии. Тенденция изменения метаболических показателей и гемодинамики направлена в сторону увеличения адекватности анестезии с увеличением дозировки тока. Промежуточные дозировки тока порядка 20 мА могут оказывать аналептическое действие и использоваться при необходимости уменьшения глубины наркоза.

Глава 5.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Состояние общей ЭА — системная многокомпонентная адаптивная реакция организма, развивающаяся в результате электровоздействия при чрескожном трансцеребральном и трансцереброспинальном его приложении. Это положение развиваемое многими исследователями механизмов ЭА [9,12,77.82,169], находит самое широкое подтверждение и в результатах проведенных нами исследований по ОГГГМ проведения ЭА.

Управление ФСО при ЭА имеет тот же смысл, что и понятие «управление» в биокибернетике [б1], и заключается в организации целенаправленных и целесообразных воздействий, результатом которых является переход системы из одного состояния в другое. Использование уже имеющихся в организме причинно-следетвенных связей физиологических функций и адресация управляющих воздействий тем ет возможность получить состояние с заданными характеристиками.

Электровоздействие при ЭА направлено непосредственно на процесс саморегуляции ЦНС, с помощью которого происходит сохранение определенного ультраустойчивого состояния, необходимого для обеспечения оптимального функционирования системы в различных условиях |85|. 1 1 *.

Гибкость и пластичность регуляторных механизмов ЦНС позволяет формировать устойчивые функциональные системы в процессе адаптивно-приспособительной деятельности организма, следующие принципу гоместатической регуляции [200]. Мозг представляет собой го: меостатическую систему, которая поддерживает постоянство внутренней среды, регулирует состояние периферических приборов и сам подчиняется принципам саморегуляции. Сдвиги уровня возбудимости, сочетающиеся со значительной неустойчивостью порогов реакции, системам, которые сами по себе обеспечивают регуляцию.

— 166 диссоциация между различными компонентами ответных реакций на раздражение свидетельствуют по мнению А. М. Зимкиной [75], об определенной дезорганизации нервной деятельности.

Любой адаптивный процесс в организме направлен на поддержание или восстановление гомеостазиса, с определенной перестройкой процессов регуляции и саморегуляции [76,101,134,192] .

При диффузном прохождении электроанестетического тока воздействию подвергаются в первую очередь нервные элементы, расположенные в зоне наибольшей плотности тока, и, при прочих равных условиях, — нейроны с наибольшей электрической возбудимостью, а именно, наиболее толстые миелинизированные волокна проводящих путей периферической и центральной нервной системы, ориентированные параллельно силовым линиям подводимого электрического поля[78,25б].

Периферический блок скальпа лидокаином или хирургическая секция нескольких пар соматосенсорных нервов исключал возможность получения ЭА даже при интенсивностях тока, значительно превышающих обычные электроанестетические дозировки у обезьян [232]. В то же время, прямая стимуляция нескольких пар нервных стволов скальпа вызывала состояние ЭА.

Поскольку ноцицептивная импульсация передается в основном не-миелинизиро ванными волокнами типа С, пороги раздражения которых в 30 и более раз выше [ 108 ], эффект ЭА должен определяться преимущественно вторичными реакциями. Очевидно, что для достижения максимального уровня наведенной имцульсации необходимо воздействовать импульсным током, параметры которого (сила тока, частота следования импульсов и их длительность) отвечают требованиям оптимального возбузвдения соответствующих волокон.

Электрическая стимуляция в режиме ЭА при церебральном либо комбинированном цереброспинальном чрескожном приложении вызывает, прежде всего, дополнительный поток наведенной импульсации, который поступает в ЦНС по многим нервным волокнам, лежащим в поле действия тока. Величина этого потока может регулироваться параметрами электрического тока: прежде всего длительностью импульса и его амплитудой в рамках зависимости сила — длительность, затем частотой в пределах сохранения стимулирующих возможностей электрического тока. Такой регулируемый поток наведенной импульсации вызывает необходимые адаптационные процессы в организме, направленные, в конечном итоге, на изменение его реактивности и резистентности по отношению к раздражителям любой модальности.

Электрическая стимуляция при ЭА является для организма неспецифической, несмотря на то, что свойства самого электрического раздражения весьма близки по природе к естественным раздражителям нервной клетки. Поток наведенной импульсации адресуется, прежде всего, неспецифическим структурам. При определенных дозировках электрического тока характер потока наведенной импульсации может становиться болевым и его восприятие зависит от функционального состояния центральных структур и их взаимоотношений. И если эти взаимоотношения изменены предварительным фармакологическим воздействием, то весьма вероятно, что в определенных пределах поток наведенной импульсации может стать вообще недейственным и не приводит к активным адаптационным процессам в организме. В свою очередь, на фоне действия тока фармакодинамика препаратов должна изменяться. Степень этого изменения необходимо учитывать при управлении состоянием организма во время анестезии.

Современные представления о механизмах адаптивного контроля общей чувствительности организма заключаются в том, что существуют механизмы, регулирующие поток ноцицептивной импульсации (как впрочем и любой сенсорный) на разных уровнях нервной системы [ 37,40,105,176,199]. Более высокие уровни регуляции могут модулировать иерархически подчиненные системы и уровень настройки.

— 168 регулируемых систем, в том числе и болевых. Антиноцицептивные системы играю роль гомеостатических адаптивных механизмов орга-низменного уровня, модулирующих уровень аверсивного воздействия и являются частью антистрессовой системы организма [ 54, 180 ] .

На пятом международном симпозиуме по проблеме ЭА отдельные авторы [ 24 ] считали, что в ответной реакции на электрическое воздействие в первую очередь принимают участие нейровегетативные центры и мозжечок, увеличивая порог нейровегетативной чувствительности.

Одной из систем адаптивного контроля чувствительности организма является специализированная нисходящая антиноцецептивная систему, которая осуществляет контроль объема болевой импульса-ции на различных уровнях. Блокада болевой сигнализации презвде всего наступает на спинальном уровне, а проведение сенсорной информации другой модальности остается интактным [ 176 ]. Механизм чрескожного электростимуляционного обезболивания в настоящее время многими авторами объясняется с помощью гипотезы «воротного контроля» [ 247 ], предполагающей блокирование или модулирование ноцицептивной информации, которая распространяется по тонким мие-линизированным или немиелинизированным волокнам, с одновременным возбуждением низкопороговых толстых миелинизированных афферентов.

Степень выраженности противоболевого эффекта зависит от вовлечения в стимуляцию кожных и мышечных афферентов спинального сегмента, связанного с областью болевого синдрома. Так как электростимуляция, устраняя хроническую боль, не блокирует проведение боли от растяжения тканей, было высказано предположение о том, что посылаемый искусственно афферентный поток действует центрально и модулирует восприятие болевого раздражения [l?9]. Очевидно, этот механизм в какой-то степени является компонентом системной реакции организма при общей ЭА.

— 169.

Нельзя исключать и механизм нейропептидной природы анальге-тического действия тока [ 88,116,176], особенно при периферической чрескожной стимуляции.

При цереброспинальном расположении электродов область поверхности тела, с которой пропадает двигательная реакция на ноцицеп-тивньтй раздражитель, наибольшая по сравнению с различными вариантами церебрального расположения электродов. В этом случае наиболее полно задействованы первичные спинномозговые механизмы регуляции болевой чувствительности. В процессе увеличения интенсивности электроанестетического тока могут наблюдаться колебания разномодальных форм чувствительности (тактильной, ноцицептивной и др.) в широких пределах от гипердо гипочувствительности. Можно предположить, что естественные механизмы регуляции афферентного входа прореагируют на изменение уровня наведенной импульса-ции в первую очередь. Эти механизмы гомеостатической ноцицептивной системы в зависимости от биологического значения сигнала, поступающего по различным афферентным каналам9участвуют в модулирующем процессе афферентного входа. Роль первичного модулятора выполняет желатинозное образование дорсальных отделов заднего рога спинного мозга [ 40 ] .

Высший контроль афферентного входа, модуляцию сегментарной интеграции высоко — и низкопороговой афферентации осуществляет антиноцицептивная надсегментарная система [40]. На уровне целого организма влияние антиноцицептивных структур направлено не только на изменение болевой чувствительности, что может проявляться в изменении болевого порога, но, главным образом, на изменение эмоционально-поведенческого реагирования и интервала переносимости боли. Антиноцицептивный механизм является способом защиты организма от чрезвычайных стрессовых воздействий, по сути — антист.

— 170 рессовым механизмом гомеостаза [37,39,54,57] .

Анализ изменения чувствительности и реактивности организма при общей ЭА, характера реакций, сопровождающих увеличение интенсивности электровоздействия, заставляет предполагать самое активное участие антиноцицептивной системы в общей системной реакции организма. Оборонительный характер реакций двигательного возбуждения при индукции ЭА при достаточной интенсивности воздействия приводит к активации механизма эфферентной защиты, который реализует возможности интеграции соматических и вегетативных реакций избегания, но одновременно включается и антиноцицептивная система, изменяющая чувствительность и реактивность организма к другим ноцицептивным раздражителям.

Таким образом, для того чтобы с помощью потока наведенной импульсации заставить организм включить антиноцицептивный механизм, необходимо учитывать биологическую значимость уровня стимулирующего воздействия. Интенсивность стимуляции не должна превышать критической величины, за которой может последовать перестройка функциональной системы организма, преодоление антиноцицеп-тивных ее возможностей, выход за пределы регулирования. Эффективность электровоздействия по отношению к снижению чувствительности и реактивности организма к повреждающим факторам будет зависеть и от соотношения интенсивностей потоков естественной и наведенной импульсации. Управление реактивностью и резистентностью организма с помощью формирования потока наведенной импульсации весьма ограничено и может идти только в пределах физиологических возможностей гомеостатических адаптивных антистрессовых систем организма. В наших экспериментах степень изменения порогов болевой чувствительности к электрокожному раздражителю на первых этапах индукции состояния ЭА не превышает двух раз, по отношению к исходному состоянию структура болевой реакции ощутимо обедняется за счет уменьшения аверсивного компонента, хотя пороги некоторыхэлементов генерализованных эмоционально стрессовых реакций, например, порог голосовой реакции изменяется незначительно. Пороги нейровегетативной чувствительности организма по реакциям изменения частоты пульса и артериального давления изменяются на этом этапе в тех же пределах. Величина реакции сохраняется неизменной, а для некоторых реакций, например, для тормозного рефлекса на вдыхание паров аммиака увеличивается на этапах индукции ЭА.

Современные представления о механизмах боли включают кроме восходящих путей болевой чувствительности многоуровневый контроль объема болевой импульсации. Активное участие в осуществлении этого контроля принимают специализированные антиноцицептивные системы, расположенные в медиальных структурах мозгового ствола, среднем мозге, коре [37,176,180].

По предположению авторов гипотезы о биологическом смысле существования антиноцицептивных систем [40 ], доминирующая мотивация способна осуществлять перестройку ноцицептивной чувствительности организма.

Электрические токи различных параметров: импульсные токи с прямоугольной или несколько отличающийся сглаженным передним и задним фронтами формой импульса [ 84,83 ], пачки выпрямленных высокочастотных импульсов (20−100 кГц) различной длительности, следующие с частотой 100 Гц — типа токов Лиможа [79] и комбинации высокочастотных токов с низкочастотными (методика «МИКС») [95] в церебральном цереброспинальном приложении — способны вызывать состояние ЭА, характеризующееся некоторыми сходными характеристиками изменения реактивности организма. При этом основное значение для степени изменения общей чувствительности и реактивности организма имеют исходное ФС0, скорость введения тока и дозировка электровоздействия. При медленном введении тока для токов различ.

— 172 ных параметров можно определить эквиэффективные их значения для получения физиологического эффекта. При этом уровень наведенной импульсации в первичном субстрате воздействия — толстых миелими-зированных волоконах проводящих путей будет, очевидно, одинаков.

Исходя из биологической значимости достигнутого в результате электровоздействия уровня наведенной импульсации, которая определяется сопутствующим фармакологическим фоном и дозировкой электрического тока, организм формирует системную реакцию. Малые и средние дозировки тока в эксперименте на животных вызывают изменение порогов двигательных реакций организма на ноцицептивное электрокожное раздражение не выше, чем в 2 раза, вегетативныхреакции пульса несколько выше. При этом снижается двигательная активность животных. Величина вегетативных ответов сохраняется на исходных значениях. С увеличением дозировки электровоздействия может наступать период инверсии вызываемых изменений чувствительности организма, иногда это увеличение чувствительности переходит исходный уровень [92]. Такие же изменения наблюдались нами для порогов чувствительности организма к внутривенному введению гис-тамина [97] .

Дальнейшее увеличение дозировки приводит к повторному, более значительному увеличению порогов чувствительности, а при достижении состояния ЭА и к уменьшению величины реакций АД, полному выпаданию реакций пульса на ноцицептивное электрокожное раздражение. Такие дозировки обладают самостоятельным анестетическим и протекторным эффектом. Нелинейность зависимости изменений чувствительности и реактивности организма от дозировки электровоздействия определяется общими биологическими закономерностями [172]. Действительно, при малых дозировках электровоздействия при ЭА биологическая значимость уровня наведенной импульсации, носящей.

— 173 неспецифический и монотонный характер, такова, что поток этой им-пульсации не воспринимается как информационно значимый и приводит к изменению порога чувствительности в рабочих пределах механизмов саморегуляции общей чувствительности организма. Смысл этих изменений заключается в том, чтобы оставить раздражитель подпо-роговым, прекратить его поступление в высшие отделы ЦНС.

Увеличение дозировки тока приводит к тому, что уровень наведенной импульсации не может быть подавлен системами саморегуляции чувствительности, раздражитель становится подпороговымвключается другой тип реагирования: последовательной активации разных систем организма, что выражается в значительном разбросе ответных реакций, увеличении вариабельности изменения порогов реакций, а нередко и к проявлению гиперчувствительности на средних дозировках электровоздействия. Этот этап индукции ЭА сопровождается появлением гиперкинезов и судорожных проявлений на ЭЭГ. Все это является свидетельством активного поиска для формирования общих защитных реакций [ 10] .

При больших дозировках тока поступает исчерпание функциональных возможностей адаптационных систем. Уровень наведенной импульсации становится соизмеримым с рабочими физиологическими информационными потоками, что приводит к нарушению высших интегративных функций ЦНС, резкому развитию гипорефлексии. Однако, в многочисленных попытках использования больших дозировок тока при «чистой» ЭА на человеке было установлено, что достаточного для проведения больших операций угнетения рефлексов достичь не удается, сознание выключается не всегда, быстро наступает адаптация к току необходимы дополнительные противосудорожные средства. Поэтому современная ЭА пошла по пути поиска сопутствующей фармакологии и использования положительных свойств малых и средних дозировок тока.

— 174.

О наркотической активности токов исследованных дозировок можно судить по наблюдениям, проведенным в клинике при выходе людей из состояния общей фармэлектроанестезии без снятия электрического воздействия. На основании этих наблюдений можно утверждать, что электрический ток малых и средних дозировок потенцирует и пролонгирует действие наркотиков, но сам не обладает достаточной для выключения сознания наркотической активностью.

Амнестическая активность специально не изучалась. В случаях применения электрического тока в клинике при проведении периду-ральной анестезии полной амнезии не наблюдалось никогда, а частичная имела место и в контролев то же время имеются литературные данные об амнестической активности электровоздействия в дозировках, вызывающих электрошок у крыс [258].

Анестетическая активность исследовалась на животных в эксперименте и клинических наблюдениях. При дозировках электрического тока, не вызывающих отрицательных побочных эффектов и дискомфортных ощущений самостоятельного анестетического эффекта не выявлено. В то же время с большой вероятностью можно утверждать, что он усиливал действие фармакологических общих анестетиков.

Анальгетическая активность электрического тока при этих дозировках, была явно недостаточной для проведения оперативного вмешательства. Данные, полученные в эксперименте позволяют предположить некоторый антагонизм между определенными дозировками электрического тока и анальгетиками морфинного ряда. В то же время имеется достаточное количество литературных данных и теоретических соображений, позволяющих приписать электрическому току при общем электровоздействии свойства вызывать гипальгезиго, пригодную для лечения хронических и послеоперационных болей, что широко используется в настоящее время 135 I .

— 175.

Стабилизация вегетативных показателей при использовании электрического воздействия в эксперименте и клинике позволяют предположить у этого метода значительную нейролептическую активность, которая не сопровождается падением артериального давления, характерным для фармакологических препаратов.

Транквилизирующая активность электрического тока, применяемого по методике электросна, отмечена многими исследователями при клинических наблюдениях и подтверждена нами в эксперименте. В литературе также описана удачная сочетаемость электрического тока с транквилизаторами при проведении хирургических вмешательств [166,216,217] .

Электрический ток, используемый в качестве компонента общей ФЭА, оказывает стимулирующее действие на функции ЦЖ, подавляемые фармакологическими средствами. Благодаря этому удается частично нормализовать артериальное давление, увеличить частоту сердечных сокращений и их силу, поднять минутный объем кровообращения. Это свойство представляется нам чрезвычайно важным, исходя из требований современной анестезиологии к компонентам анестезии [б1]. А. П. Зильбер [72] подчеркивает, что главным принципом анестезиолога является «не угнетать, а управлять» функциями организма.

В наших исследованиях количество фармакологических препаратов в группах с электровоздействием и контрольной группе для операций на легких достоверно не отличается, однако, по многим параметрам гомеостаза можно отметить, что нарушения отдельных характеристик, обусловленные оперативным вмешательством, меньше в группах с применением электрического тока. Стабилизация характеристик гомеостаза проявляется уже при дозировке тока в 5 мА, особенно выражена при 40 мА. Эквиэффективное значение тока в 40 мА не превышает уровня ФСО при индукции ЭА в «чистом» виде. Электровоздействие при такой дозировке обладает самостоятельным аналь.

— 176 гетическим эффектов. При проведении более длительных операций (2−3 часа) этот эффект был нами получен и выражался в уменьшении количества анестетиков и анальгетиков, потребовавшихся для ре-инъекции в процессе операции [80,94].

Отчетливое усиление анальгетического и амнестического эффектов закиси азота при совместном его применении с общей ЭА для обезболивания при операциях урологического профиля наблюдали.

51схлхЛлл^. и соавт. [270,271]. Полностью исключили морфи-ноподобные препараты в длительных (до 8 часов) операциях с применением ЭА вЪошьЖоМь-и соавт. [2Ю], что привело их к рассмотрению данного метода скорее как электроанальгезию, чем ЭА. При операциях тимэктомии также не потребовалось увеличивать ре-инъекциями анестетиков анальгетический и анестетический эффект комбинации закиси азота с ЭА [208]. К операции приступали через 10 минут после начала анестезии. Эти данные подтверждают результаты полученные ранее[213,278]. Во всех вышеперечисленных случаях использовались дозировки тока, не вызывающие выраженных судорожных реакций. Электровоздействие использовалось на фоне вводного наркоза. Применялся аппарат «Сигиоъ^ХеАс «выходное амплитудное значение тока ¿-¿-туюд£ у которого составляет 200−300 мА.

Мощность такого электровоздействия в десятки раз превышает воздействие прямоугольным током частотой 100 Гц с длительностью импульса 0,1−0,3 мс, а эффект оказывается тем же, так как изменение чувствительности и реактивности организма соответствует уровню % .

Одним из основных положительных качеств токов /?тя^е., отмечаемых как самим автором, так и его последователями является отсутствие постоянной составляющей, что обеспечивается двунаправленным, разным по амплитуде, но одинаковым по площади импульсом.

— 177.

Постоянная составляющая, как не вызывающая координального улучшения ЭА как на этапе индукции, так и на этапе поддержания, была исключена нами ранее [79].

Большинство нервных клеток обладает способностью генерировать ритмические разряды импульсов на действие постоянного тока [194]. Повторные ответы на постоянный ток свойственны также многим нервным волокнам, в особенности сенсорным. Однако ее использование приводит к электролитическим повреждениям [125].

Эффект облегчения этапа индукции ЭА при предварительном пропускании постоянного тока [ 7,8,222,267] скорее всего объясняется более адекватным воздействием на первых этапах индукции состояния за счет асинхронности наведенной импульсации, которая в этом случае, также как и при применении ВЧ токов приближается по свойствам к естественной импульсации 1161,162] .

Принимая во внимание отрицательные кумулятивные качества постоянного тока, более рациональным является применение токов ВЧ для получения того же эффекта или тока с характеристиками широкополостного шума в диапазоне частот от 5 до 30 кГц, использованного для электровоздействия^{ъйиплшс.} и [223,279].

При достижении одинакового эффекта критерием оптимальности воздействия является минимум энергетических затрат 90. Частоты 90−5000 Гц с точки зрения минимальных значений рассеиваемой электрической энергии были определены как оптимальные для ЭА Ю. Б. Худым [195, 196 ] .

Минимум мощности электровоздействия на этапе поддержания ЭА нами получен в области частот порядка 100 Гц с длительностью импульсов от 0,03 до 0,3 мс.

По свидетельству У. Ш. Ахмерова [16,17], минимальной энергией раздражения нервных образований обладают импульсы с длительностью от 0,064 до 1,23 мс.

Местная чрескожная стимуляционная анальгезия наиболее эффективна при воздействии токов частотой порядка 100 Гц [177,225,231, 259, 277). Такая стимуляция вызывает мощный поток синхронной им-пульсации [162 ], к которому при чрезмерной его интенсивности не развивается привыкание в нервных центрах 200. Нами установлено, что на фоне вводного наркоза эквиэффективные значения токов снижаются. Это в большей степени проявляется для токов ВЧ, что согласуется с данными Л. С. Рахмилевич [161] получившим увеличение порогов раздражения на синхронный раздражитель на фоне уретаново-го наркоза в 2 раза, а на асинхронный — в 8 раз по сравнению с состоянием бодрствования.

В условиях «чистой» ЭА такой параметр тока, как частота следования импульсов обладает большой специфичностью по отношению к реакциям судорожного возбуждения, степени проявления гиперкине-зов, что скорее всего связано с участием в цепи обратной связи нервно-мышечных структур с различной лабильностью, прямо или опосредованно попадающих в зону действия тока. Очевидно также, что биологическая значимость силовой характеристики потока наведенной импульсации, носящей асинхронный или синхронный характер будет различной и в целом адаптивной системой организма воспринимается по разному. Асинхронный характер потока наведенной импульсации, как более физиологичный, позволяет регуляторным системам организма быстрее восстанавливать необходимый уровень функционирования в данных условиях — процесс адаптации к току проходит скорее. Скорость адаптации к воздействующему току зависит от его частоты: чем выше частота, тем быстрее идет восстановление чувствительности и повышение реактивности организма.

Использование свойств различных параметров тока по отношению к этапам индукции «чистой» ЭА делает возможным управление динами.

— такой процесса развития состояния и увеличение воспроизводимости конечного состояния ЭА с заданными характеристиками.

Судорожное возбуждение и эффект снижения чувствительности организма (гипальгезия и гипорефлексия) имеют различные нейрофизиологические механизмы, что было показано исследованиями Ю. Б. Абрамова [1] и другими [ 12, 116 ] и в настоящее время рядом исследований по механизмам электростимуляционной анальгезии [ 211, 212, 261 ]. Антагонистический характер зависимости между этими эффектами определяет особую их роль в задачах каждого из этапов индукции ЭА.

Если основной эффект электровоздействия на каждом из этапов соответствует заданному, а именно: обеспечена нормализация состояния ЦНС при повышенной ее возбудимости на исходном этапе, достигнута наибольшая величина снижения чувствительности на уровне, снижена степень судорожного возбуждения на уровне, то наиболее вероятно достижение состояния с заданными характеристиками. В противном случае развитие состояния может ограничиться частичной анестезией () либо пойти по недопустимому судорожному пути, что в конечном итоге приведет к состоянию Схематическое представление динамики ФСО при ЭА (рис.24) позволяет проследить оптимальный путь перехода к заданному состоянию.

На фоне вводного наркоза и транквилизаторов исходное состояние организма характеризуется сниженной возбудимостью ЦНС (что редко облегчает задачу направления развития состояния при электровоздействии по оптимальному пути.

В условиях ФЭА наблюдается увеличение порогов чувствительности к току, зависящее от дозы сопутствующих фармакологических средств. Эквиэффективные значения соответствующих дозировок электровоздействия снижаются, т. е. для достижения такого же эффекта не.

Рис. 24. Схематическое представление динамики ФСО на различных этапах индукции ЭА. Верхние индексы даны в порядке возрастания степени отклонения соответствующих характеристик каждого уровня ФСО от заданных. Стрелки между уровнями ФСО соответствуют этапам воздействия. Толстыми линиями обозначен оптимальный путь динамики ФСО, тонкиминаиболее вероятный, штриховыми — нежелательный.

— 181 обходимо повышать ток. Таким образом, в зависимости от фармакологического фона электровоздействие может выступать в различной роли: стабилизирующего или дестабилизирующего анестезию фактора.

Общие закономерности влияния исследованных дозировок на характер течения ФСО подчиняется закономерностям развития классических 3-х фаз парабиотического процесса [88,189] в нервных структурах, а на уровне системных реакций — аналогичен триаде реакций тренировки, активации и стресса [ 50 ]. Исходя из этого, можно предполагать, что в условиях ФЭА роль электровоздействия меняется в зависимости от того, какой фазе изменения реактивности организма соответствует его эквиэффективное значение.

В первой фазе следует ожидать от электровоздействия стабилизирующего анестезию влияния, во П фазе — электровоздействие может выступать в роли дестабилизирующего фактора, т. е. вызывать пробуждение, что в условиях управления состоянием с помощью поддержания одинакового уровня анестезии выразится в увеличении количества дополнительных фармакологических средств. В Ш фазестабилизующая роль электровоздействия с увеличением дозировки тока возрастает. Характерной точкой этой фазы является возможный переход через исходный уровень реактивности. В этой точке может и не наблюдаться уменьшение количества препаратов, однако стабилизирующее анестезию влияние электровоздействия уже проявится в значительной степени.

Оба свойства электровоздействия могут быть использованы исходя из задач конкретного этапа анестезиологического пособия.

Таким образом, применение электрического тока в схеме комбинированной анестезии несомненно оказывает положительный эффект и при рациональном и обоснованном его использовании способствует более тонкому управлению состоянием организма при хирургических вмешательствах.

— 182.

Использование новых разработок по оперативной оценке обезболивающего эффекта [Юб] и состояния организма в целом [182] позволит включить электровоздействие в комплекс управляющих факторов для биотехнических систем автоматического контроля и управления ФСО при проведении хирургических операций.