اکسیژندرمانی پرفشار (hyperbaric oxygen therapy; HBOT) روشی است که در آن اکسیژن 100% در محیط فشرده بیش از 1.0 ATA (فشار اتمسفر) تجویز میشود. انجمن پزشکی پرفشار آمریکا (Undersea and Hyperbaric Medical Society; UHMS) حداقل 1.4 ATA را به عنوان شرط تعریف میکند و اثر آن وابسته به دوز است.
اتاقکهای مورد استفاده به دو نوع اصلی تقسیم میشوند.
UHMS HBOT را برای 14 بیماری/وضعیت تأیید کرده است. موارد مرتبط با چشمپزشکی در دسته «نارسایی شریانی» قرار میگیرند که شامل CRAO و زخمهای مقاوم است. سایر اندیکاسیونهای تأیید شده به شرح زیر است:
استفاده از این روش برای سایر بیماریهای چشمی خارج از موارد ذکر شده، بدون تأیید (off-label) محسوب میشود.
تاریخچه HBOT طولانی است. در سال 1662، هنشاو اولین اتاق تحت فشار به نام «Domicilium» را طراحی کرد. در سال 1834، ژونو و در سال 1837، پراواز آن را توسعه دادند و در سال 1879، فونتن اتاق عمل تحت فشار را معرفی کرد. در سال 1921، کانینگهام بزرگترین اتاق تحت فشار جهان را ساخت که در سال 1937 تخریب شد. در دهه 1930، نیروی دریایی ایالات متحده از HBOT برای درمان بیماری رفع فشار استفاده کرد و بوئرما با آزمایشهای حیوانی کارایی آن را اثبات کرد. سازمان پیشین UHMS در سال 1967 تأسیس شد.
تنها اندیکاسیون چشمی که به طور رسمی توسط UHMS تأیید شده است، انسداد شریان مرکزی شبکیه (CRAO) میباشد. استفاده از این درمان برای رتینوپاتی دیابتی، انسداد ورید شبکیه، نوروپاتی بینایی، ذوب صلبیه و عفونتهای چشمی نیز گزارش شده است، اما همگی خارج از اندیکاسیون بوده و کیفیت شواهد محدود است.
اثرات فیزیولوژیک HBOT ناشی از مکانیسمهای پیچیدهای است که عمدتاً بر افزایش اکسیژن محلول در پلاسما تحت فشار بالا متمرکز است.
افزایش اکسیژنرسانی
اشباع هموگلوبین: در شرایط عادی، هموگلوبین تقریباً به طور کامل اشباع است و اتصال اکسیژن اضافی محدود میباشد.
افزایش اکسیژن محلول در پلاسما: تحت فشار بالا (قانون هنری)، میزان اکسیژن محلول در پلاسما به طور قابل توجهی افزایش یافته و اکسیژنرسانی به بافتها تسهیل میشود.
کاهش اندازه حباب: تحت فشار بالا، اندازه حبابها کاهش یافته و اکسیژن راحتتر به عروق باریک میرسد.
اثرات بر عروق و سلولها
انقباض عروق: افزایش سطح اکسیژن باعث کاهش تولید NO و انقباض عروق میشود. با این حال، به دلیل حالت پراکسیژن، اکسیژنرسانی بافتی حفظ میشود. پس از پایان HBOT، اتساع عروقی سریع رخ میدهد.
افزایش عملکرد گلبولهای سفید: حالت پراکسیژن توانایی باکتریکشی اکسیداتیو گلبولهای سفید را بهبود میبخشد.
اثر ضدباکتریایی: تولید سم کلستریدیوم را مهار میکند. همچنین اثر همافزایی با آنتیبیوتیکهای فلوروکینولون، آمفوتریسین B و آمینوگلیکوزیدها گزارش شده است.
همچنین پیشنهاد شده است که اکسیدانهای افزایشیافته به عنوان پیامرسان سلولی عمل کرده و به تکثیر فیبروبلاستها و بهبودی کمک میکنند. برای مکانیسم دقیقتر به بخش «6. مکانیسم اثر دقیق» مراجعه کنید.
مبنای نظری HBOT برای CRAO، افزایش اکسیژنرسانی به شبکیه ایسکمیک است. در طول HBOT، انقباض عروقی برگشتپذیر در سیستم عروقی چشم رخ میدهد، اما با افزایش اکسیژن پلاسما در لایه مویرگی کوروئید، شبکیه داخلی میتواند اکسیژنرسانی کافی را از طریق تأمین اکسیژن از سمت کوروئید حفظ کند. مطالعات حیوانی نیز نشان دادهاند که حتی با انسداد شریان شبکیه، شبکیه تحت HBOT به خوبی اکسیژنرسانی میشود. گردش خون سالم کوروئید پیششرط موفقیت HBOT است.
شواهد بالینی HBOT برای CRAO در زیر ارائه شده است.
| طراحی مطالعه | تعداد موارد | نتایج اصلی |
|---|---|---|
| مطالعه گذشتهنگر (2001) | 35 نفر در گروه HBOT در مقابل 37 نفر در گروه کنترل | بهبود بینایی در 82% گروه HBOT در مقابل 29.7% گروه کنترل |
| کارآزمایی بالینی (2000) | شروع یک روز پس از بروز علائم | تفاوت معنیدار نبود |
| مرور کاکرین | ادغام چندین مطالعه | شواهد نامطمئن، نیاز به RCT |
اگرچه مجموعه موارد گذشتهنگر نشان داده است که HBOT سود اندکی برای CRAO دارد، مرور کاکرین به عدم قطعیت شواهد اشاره کرده و انجام RCTهای با کیفیت بالا را خواستار است1). به عنوان پروتکل سکته چشمی، تلاشهایی برای نصب دوربین فوندوس و OCT در اورژانس و کاهش زمان شروع HBOT در حال انجام است1).
عوامل پیشبینی کننده پیشآگهی در CRAO:
بهترین زمان شروع درمان در عرض چند ساعت از شروع علائم است. گفته میشود که آسیب غیرقابل برگشت ۱.۵ ساعت پس از ایسکمی شبکیه آغاز میشود و در یک کارآزمایی بالینی که درمان یک روز پس از شروع علائم آغاز شد، اثربخشی معنیداری نشان داده نشد1). وجود یا عدم وجود لکه قرمز گیلاسی ممکن است نسبت به زمان برای پیشبینی پیشآگهی مفیدتر باشد.
بر اساس فرضیهای که وضعیت پراکسیژن باعث کاهش بیان VEGF و بهبود اختلال سد خونی-شبکیهای (BRB) میشود. در یک مورد ادم ماکولای دیابتی، ۱۴ جلسه HBOT در یک ماه بهبود بینایی (راست ۲۰/۱۲۵ به ۲۰/۶۳، چپ ۲۰/۳۲۰ به ۲۰/۱۶۰) گزارش شده است. در دو کارآزمایی بالینی، ۶۸٪ بیماران حداقل ۲ خط بهبود یافتند و میانگین بهبود ۳.۵ خط بود. یک مطالعه کوهورت آیندهنگر نیز گزارش داد که HBOT باعث اثر نازککنندگی بر ماکولا میشود.
مطالعات کنترلشده اثربخشی را نشان ندادهاند و در حال حاضر درمان استاندارد نیست. با این حال، فرضیهای وجود دارد که HBOT با کاهش تنظیم ژنهای مرتبط با آپوپتوز باعث محافظت عصبی میشود و گزارشهای موردی امیدوارکنندهای نیز وجود دارد2). شواهد متناقض هستند و تحقیقات بیشتری لازم است.
برای انجام HBOT، شرایط ایمنی زیر تعیین شده است.
UHMS پروتکل گامبهگام زیر را برای CRAO توصیه میکند.
| گام | شرح |
|---|---|
| ① | فشار را تا ۲ ATA افزایش دهید |
| ② | در صورت بهبود بینایی، به مدت ۹۰ دقیقه حفظ کنید |
| ③ | در صورت عدم بهبود در عرض ۳۰ دقیقه، به ۲.۴ ATA افزایش دهید (جدول ۶ نیروی دریایی ایالات متحده) |
| ④ | در صورت عدم بهبود، درمان را متوقف کرده یا اکسیژن در فشار معمولی ادامه دهید |
HBOT میتواند اکسیژن ۱۰۰٪ را تا مجموع بیش از ۹ ساعت تجویز کند و در مطالعات کوچک اثربخشی آن در CRAO نشان داده شده است1).
عوارض سیستمیک
تشنج اکسیژنی: تأثیر بر سیستم عصبی مرکزی به دلیل حالت پراکسیژن. با محدود کردن مدت جلسه پیشگیری میشود.
ناهنجاری گوش میانی: ترومای فشاری گوش میانی به دلیل نارسایی شیپور استاش. در هنگام فشار و کاهش فشار رخ میدهد.
پارگی ریه: عارضه ناشی از اتساع بیش از حد ریه در هنگام کاهش فشار سریع.
کلاستروفوبیا: در اتاقک تکنفره شایعتر است.
اختلال موقتی عملکرد ریه: ممکن است در جلسات طولانی و مکرر رخ دهد.
عوارض چشمی
نزدیکبینی پراکسیژنی: شایعترین عارضه. حدود 0.25 دیوپتر در هفته پیشرفت میکند و در 60% بیماران باعث تغییر حدت بینایی یک خط یا بیشتر میشود. معمولاً 3 تا 6 هفته پس از پایان درمان بهبود مییابد.
تشکیل آب مروارید: اکسیداسیون پروتئینهای عدسی به دلیل تولید گونههای فعال اکسیژن (ROS). در درمان طولانیمدت نیاز به توجه دارد.
اسپاسم پلک: شایعترین علامت سمیت اکسیژنی در نظر گرفته میشود.
افزایش فشار داخل چشم (در چشمهای با گاز داخل چشمی): منع مطلق. باعث افزایش شدید فشار داخل چشم میشود.
نزدیکبینی ناشی از اکسیژن بالا شایعترین عارضه چشمی است که بیماران تحت HBOT تجربه میکنند.
| مورد | محتوا |
|---|---|
| فراوانی | حدود 60% از بیماران تغییر یک خط یا بیشتر را نشان میدهند |
| سرعت پیشرفت | حدود 0.25 دیوپتر در هفته |
| دامنه نزدیکبینی | در 2.5 ATA، 0.5 تا 5.5 دیوپتر (لاین، 1978) |
| دوره بهبودی | معمولاً 3 تا 6 هفته (حداکثر 6 تا 12 ماه) |
| استثنا | در چشمهای شبهعدسی رخ نمیدهد |
| تفاوت دستگاه | در گروه ماسک دهانی-بینی، نزدیکبینی کمتری رخ میدهد |
گزارش شده است که میانگین نزدیکبینی پس از 30 جلسه در 2.4 ATA، 0.95 دیوپتر است. تغییرات در پروتئینهای ساختاری عدسی و توزیع آب به عنوان مکانیسم احتمالی در نظر گرفته میشود (به بخش «6. مکانیسم دقیق اثر» مراجعه کنید).
نزدیکبینی ناشی از اکسیژن بالا ممکن است رخ دهد و حدود 60٪ بیماران تغییر یک خط یا بیشتر در بینایی را تجربه میکنند. معمولاً 3 تا 6 هفته پس از پایان درمان بهبود مییابد. با این حال، در چشمهای شبهعدسی (چشمهای دارای عدسی مصنوعی) نزدیکبینی رخ نمیدهد. همچنین در درمان طولانیمدت، ممکن است آب مروارید تشکیل شود که تغییر غیرقابل برگشتی است.
طبق قانون هنری، با افزایش فشار، میزان اکسیژن محلول در پلاسما افزایش مییابد. در شرایط عادی، اکسیژن محلول در پلاسما حداقل است و انتقال اکسیژن به بافتها تقریباً به هموگلوبین وابسته است. با این حال، استنشاق 100٪ اکسیژن تحت فشار بالا، اکسیژن محلول در پلاسما را به طور قابل توجهی افزایش میدهد و امکان اکسیژنرسانی بافتی مستقل از هموگلوبین را فراهم میکند.
افزایش سطح اکسیژن تولید NO (نیتریک اکسید) را کاهش داده و باعث انقباض عروق میشود. معمولاً انقباض عروق به معنای کاهش تأمین اکسیژن بافت است، اما در HBOT به دلیل افزایش قابل توجه اکسیژن محلول در پلاسما، اکسیژنرسانی بافت علیرغم انقباض عروق حفظ و تقویت میشود. پس از پایان HBOT، اتساع عروق سریع رخ میدهد.
در CRAO، تأمین اکسیژن از شریان مرکزی شبکیه به لایه داخلی شبکیه مسدود میشود. در HBOT، اکسیژن پلاسمای لایه مویرگی مشیمیه افزایش یافته و انتشار اکسیژن از لایه خارجی به داخلی تسهیل میشود. این امر در صورت حفظ گردش خون مشیمیه، تأمین اکسیژن به تمام لایههای شبکیه را ممکن میسازد. به همین دلیل است که گردش خون سالم مشیمیه پیششرط موفقیت HBOT محسوب میشود.
تغییرات در پروتئینهای ساختاری عدسی (کریستالین) و توزیع آب عامل اصلی نزدیکبینی در نظر گرفته میشود. محیط پراکسیژن باعث اکسیداسیون پروتئینهای عدسی و تغییر قدرت انکساری آن میشود. در چشمهای دارای لنز مصنوعی (عدسی مصنوعی) به دلیل نبود عدسی طبیعی، این تغییر رخ نمیدهد.
HBOT ممکن است با کاهش تنظیم بیان ژنهای مرتبط با آپوپتوز، اثر محافظت عصبی اعمال کند2). این مکانیسم مبنای نظری مطالعات کاربرد آن در نوروپاتیهای بینایی (مانند نوروپاتی ایسکمیک قدامی غیرشریانی) است.
در حال حاضر، شواهد HBOT برای CRAO عمدتاً مبتنی بر مطالعات گذشتهنگر و مجموعه موارد است و مرور کاکرین به عدم قطعیت آن اشاره کرده و انجام RCT را توصیه میکند1). با گسترش پروتکل Eye stroke، زیرساختهایی برای تسریع معاینات فوندوسکوپی و OCT در اورژانس و کاهش زمان شروع HBOT در حال توسعه است1).
مطالعات کوچکی که اثربخشی را برای رتینوپاتی دیابتی و انسداد ورید شبکیه (RVO) نشان میدهند، در حال انباشته شدن هستند. به ویژه، مهار بیان VEGF و مکانیسم محافظت از سد خونی-شبکیه (BRB) مورد توجه قرار گرفته است و تحقیقات در مورد اثر ترکیبی با درمانهای موجود ضد VEGF مورد انتظار است.
تحقیقات مکانیسمی در حال انجام است که نشان میدهد HBOT با تنظیم کاهشی ژنهای مرتبط با آپوپتوز، اثر محافظت عصبی اعمال میکند2). انتظار میرود شواهد عمدتاً در مورد NA-AION (نوروپاتی ایسکمیک قدامی بینایی غیرشریانی) انباشته شود.
