Surgery at lowered body temperatures

Summary

The reduction of total body temperature (24–26° C) has been employed in surgery only in the past few years, although it has been used for other purposes since 1930. The problems associated with bodily responses to the process of cooling are by no means thoroughly understood, nor are the therapeutic possibilities of the principle fully explored. It would seem to be more profitable to solve the first problem before pursuing too strenuously the second.

In Edinburgh during the past four years, the physiological effects of lowered body temperature in warm-blooded, non-hibernating animals have been studied. The method of cooling used differs from the conventional method of applying cold to the body surface in that blood heat is extracted from an exteriorized circulation, thereby avoiding some of the undesirable features of the “cold stress” response. The technique is simple and requires no anticoagulants. The apparatus will be shown.

A large number of experiments have been performed on dogs cooled in this way under the following headings: general physiological changes, total oxygen consumption, arterio-venous oxygen difference of various organs, blood coagulation changes, blood volume changes, resistance to local and to general tissue ischaemia, altered actions of drugs and anaesthesia, gradient loss of function throughout various parts of the body, changes in enzyme and bacterial activity, intracardiac surgical procedures, cardiac resuscitation, experimental cerebral air embolism, and chemical and cytological changes in blood.

Because of the need for more complete information on the effect of cold upon the intact organism, particularly in regard to endocrine mechanisms, clinical application has been limited in Edinburgh to a few patients in whom surgery would be otherwise impracticable. An illustrative case history of complete transposition of the great vessels operated upon under hypothermia will be presented.

Zusammenfassung

Die herabsetzung der Gesamtkörpertemperatur (24 bis 26° C) ist in der Chirurgie erst in den letzten paar Jahren angewendet worden, obwohl sie für andere Zwecke seit 1930 in Gebrauch stand. Die mit den Körperreaktionen auf den Abkühlungsprozeß verbundenen Fragen sind keineswegs gründlich geklärt. Ebenso sind die therapeutischen Möglichkeiten des Prinzips nicht vollständig erforscht. Es scheint nutzbringender, das erste Problem zu lösen, bevor man sich um das zweite angestrengt bemüht.

In Edinburgh sind während der letzten vier Jahre die physiologischen Wirkungen der Körpertemperatursenkung bei warmblütigen, keinen Winterschlaf haltenden Tieren untersucht worden. Die verwendete Abkühlungsmethode unterscheidet sich von der konventionellen Methode, die Körperoberfläche mit Kälte zu behandeln, dadurch, daß Blutwärme einem exteriorisierten Kreislauf entzogen wird, wobei einige von den unerwünschten Erscheinungen der „Kälte-Stress”-Reaktion vermieden werden. Die Technik ist einfach und erfordert keine Anticoagulantia. Der Apparat wird gezeigt werden.

Eine große Zahl von Experimenten ist an auf diese Weise ausgekühlten Hunden ausgeführt worden, und zwar unter folgenden Titeln: allgemeine physiologische Veränderungen, totaler Sauerstoffaufbrauch in verschiedenen Organen, Blutkoagulationsveränderungen, Blutvolumensveränderungen, Resistenz gegenüber lokaler und allgemeiner Gewebsischämie, veränderte Wirkungen von Drogen und Anästhesie, stufenweise Funktionsabnahme in verschiedenen Teilen des Körpers, Veränderungen in der Aktivität von Enzymen und Bakterien, intrakardiale chirurgische Eingriffe, kardiale Wiedererweckung, experimentelle zerebrale Luftembolie und chemische und zytologische Veränderungen im Blut.

Wegen der Notwendigkeit vollkommenerer Kenntnis über die Wirkung der Kälte auf den intakten Organismus, insbesondere im Hinblick auf endokrine Mechanismen, wurde die klinische Verwendung in Edinburgh auf einige wenige Patienten beschränkt, an denen chirurgische Eingriffe andernfalls unausführbar gewesen wären. Eine anschauliche Krankengeschichte einer vollständigen, unter Hypothermie ausgeführten Transplantation der großen Gefäße wird vorgelegt werden.

Résumé

La réduction de la température du corps totale a été employée en chirurgie seulement dans les dernières années bien qu'on en eût fait usage à d'autres effets depuis 1930. Les problèmes associés aux réponses du corps aux processus de l'application du froid ne sont du tout profondément compris et les possibilités thérapeutiques du principe ne sont pas complètement explorées. Il serait, en apparence, plus profitable de résoudre le premier problème avant de poursuivre trop rigoureusement le deuxième.

A Edimbourg, pendant les dernières quatres années, on a étudié les effets de la température du corps abaissée d'animaux à sang chaud non hibernants. La méthode de l'application du froid employée se distingue de la méthode conventionnelle d'application du froid à la surface du corps par la circonstance que la chaleur sanguine est extraite d'une circulation extériorisée en évitant des phénomènes indésirables de réponse de ≪stress de froid≫.

Un grand nombre d'expérience a été fait sur des chiens soumis au froid de cette manière sous les titres suivants: changements physiologiques généraux, consomption totale d'oxygène, différence artério-veineuse d'oxygène d'organes variés, changements de la coagulation sanguine, changements du volume sanguin, resistance à l'ischémie locale et générale des tissus, actions changés de drogues et d'anesthésie, diminution fonctionnelle graduelle dans des parties variées du corps, changements de l'activité enzymatique et bactérielle, procédés chirurgicaux intracardiaques, réssuscitation cardiaque, embolie d'air cérébrale expérimentale et changements chimiques et cytologiques du sang.

A cause du besoin d'informations plus complètes sur l'effet du froid sur les organismes intacts, en particulier en considération de mécanismes endocriniens, on a limité, à Edimbourg, l'application clinique à peu de patients chez lesquels des interventions chirurgicales seraient autrement impraticable. On présentera un rapport illustratif d'une transposition complète des grands vaisseaux exécutée sous l'hypothermie.