Способ определения жизнеспособности кишки и оптимальных границ резекции при странгуляционной кишечной непроходимости во время хирургической операции

Изобретение относится к экспериментальной медицине, а именно к экстренной хирургии и диагностике, и может быть использовано для определения жизнеспособности кишки на лабораторных животных при моделировании странгуляционной кишечной непроходимости. Исследуют микроциркуляцию кишечной стенки методом лазерной спеклофотометрии. Определяют показатели перфузии исследуемой и здоровой кишечной стенки во время странгуляции и после ее устранения. При этом после устранения странгуляции в брыжейку исследуемой кишечной стенки вводят 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты. Спустя 5 минут после ее введения определяют перфузию исследуемой кишечной стенки. Сравнивают показатели перфузии исследуемой кишечной стенки после введения никотиновой кислоты в брыжейку ее кишки и здоровой кишечной стенки. И при восстановлении показателя перфузии исследуемой кишечной стенки до уровня показателя перфузии здоровой кишку считают жизнеспособной. Способ обеспечивает объективную регистрацию изменений микроциркуляции в кишечной стенке в эксперименте с высокой точностью и информативностью в режиме реального времени за счет использования лазерной спеклофотометрии. 5 ил.

 

Изобретение относится к области экспериментальной медицины, в частности к экстренной хирургии, и может быть использовано для определения жизнеспособности кишки и оптимальных границ резекции при странгуляционной кишечной непроходимости во время операции.

Известен способ, при котором используют визуальную оценку кишки при согревании пораженного участка салфетками с горячим физиологическим раствором хлорида натрия в течение 5-10 минут (Кишечная непроходимость: Руководство для врачей / И.А.Ерюхин, В.П. Петров, М.Д. Ханевич - СПб., 1999. - 443 с.). При этом оценивают такие признаки как цвет кишки, ее перистальтическую активность, пульсацию сосудов брыжейки.

Недостатком способа является субъективизм, малая информативность и неточность определения границы некроза, поэтому в случае необходимости резекции кишки приходится удалять жизнеспособные ткани кишки общей протяженностью до 90 см, не считая собственно нежизнеспособного участка (Siddiqua T., Easley D., Thomas S. et al. Visual diagnosis: a small bowel obstruction // Pediatrics in review. -2009. - V.30, N12. - P. 486-490.; Klah B.: Emergency bowel surgery in the elderly // Turkish Journal of Gastroenterology .-2003.- 14(3).- С. 189-193). Клинические способы определения жизнеспособности кишки, основанные только на визуальной диагностике ишемического повреждения органа не лишены субъективности, и ориентация только на них может привести к неправильной оценке витальных свойств органа. Поэтому предложены разнообразные инструментальные способы диагностики, направленные на объективизацию оценки некробиотических изменений. Весомую долю среди инструментальных методик имеют способы, основанные на изучении микроциркуляции кишечной стенки.

Известен способ исследования микроциркуляции с использованием лазерной допплеровской флоуметрии (Примяков А.Д. Острое нарушение мезентериального кровообращения: современный подход к диагностике и лечению (клинико-эксперементальное исследование): Дисс. д.м.н. - РГМУ. - М. - 2014. - 251с.; Тимербулатов Ш.В. Диагностика ишемических повреждений кишечника при острых хирургических заболеваниях органов брюшной полости // Клиническая и экспериментальная хирургия. - 2012. - №3. - C. 40–52).

Однако этот способ обладает рядом недостатков. Регистрируемый при лазерной допплеровской флоуметрии сигнал количественно характеризует кровоток в микрососудах с временным разрешением 100 мс (мгновенная величина потока) и пространственным разрешением порядка1 мм² (т.е. измерение осуществляется в 1-1,5 мм³ ткани) (Laser Doppler / Gianni V. Belcaro, U. Hoffmann, A. Bollinger et al. - Stockholm: Med Orion. - 1994). Следовательно, проводимое исследование характеризует микроциркуляцию только на очень небольшой площади кишки (Бровкин В.А., Азарян О.Б., Калашников А.С. Лазерная доплеровская флоуметрия в оценке жизнеспособности кишки при острой ишемии. - М.: Материалы первого всероссийского симпозиума "Применение лазерной доплеровской флоуметрии в медицинской практике", 1996. - С.107). Обработка результатов с применением лазерной доплеровской флоуметрии невозможна в режиме реального времени. Точность измерений невысока и зависит от создания неподвижности между датчиком и стенкой кишки, что нереально в ходе хирургической операции. Эффективность лазерной допплеровской флоуметрии может значительно повысить методика full-field Dopplerimaging. Этот способ позволяет получить пространственную визуальную картину микроперфузии тканей в режиме реального времени, но требует использования высокоскоростных дорогостоящих видеокамер, обеспечивающих высокое временное разрешение (Real-time full field laser Doppler imaging / M. Leutenegger // Biomedical Optics Express. - 2011.-Vol2. - №6. - Р.1-8).

Также известен способ определения жизнеспособности кишки и оптимальных границ резекции при странгуляционной кишечной непроходимости с использованием лазерной допплеровской флоуметрии (RU 2200472 С2, А61В8/06, 20.03.2003). Лазерной допплеровской флоуметрией исследуют микроциркуляцию кишки. Кишку признают жизнеспособной, если после устранения причины странгуляции и проведения реабилитационных мероприятий перфузия кишечной стенки составляет 30 мл/мин/100 г ткани и выше для тонкой кишки, 20 мл/мин/100 г ткани - для толстой кишки. При показателях ниже 30 мл/мин/100 г ткани для тонкой и ниже 15 мл/мин/100 г ткани для толстой кишки проводят резекцию, которую осуществляют проксимальнее и дистальнее некротизированного участка, в зонах с нормальными показателями микроциркуляции для данного отдела кишечника. В мероприятия по реабилитации кишки по предложениям авторов включают введение 0,25% раствора новокаина в брыжейку кишки и нагревание.

Однако этот способ имеет те же недостатки, которые описаны выше при использовании лазерной допплеровской флоуметрии. Кроме того также известно, что нагревание ишемизированного участка кишки может привести к прогрессированию некробиотических изменений (Костин А.Е. Охлаждение кишки с целью восстановления ее жизнеспособности // Вестник хирургии. -1985. - Т.134, №3. - С. 52-54).

Техническая проблема, на решение которой направлено заявляемое изобретение, заключается в определении жизнеспособности кишки и оптимальных границ резекции при странгуляционной кишечной непроходимости во время хирургической операции с объективной регистрацией изменений микроциркуляции в стенке кишки с высокой точностью и информативностью в режиме реального времени без использования высокоскоростных дорогостоящих видеокамер.

Техническим результатом, обеспечиваемым приведённой совокупностью признаков, является объективная регистрация изменений микроциркуляции в стенке кишки с высокой точностью и информативностью в режиме реального времени без использования высокоскоростных дорогостоящих видеокамер. Границы жизнеспособного участка кишки определяют по отсутствию микроциркуляторных нарушений.

Поставленная проблема решается тем, что жизнеспособность кишки и оптимальные границы резекции при странгуляционной кишечной непроходимости во время операции определяют по отсутствию микроциркуляторных нарушений, а именно исследуют уровень интрамуральной микроциркуляции кишки до и после хирургического устранения ишемии. При этом для оценки микроциркуляции вводят в брыжейку пораженной кишки 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты непосредственно после устранения ишемии и проводят лазерную спеклофотометрию стенки кишки, по результатам которой определяют отсутствие микроциркуляторных нарушений с высокой точностью и информативностью в режиме реального времени.

Авторы заявляемого изобретения предлагают способ определения жизнеспособности кишки и оптимальных границ резекции при странгуляционной кишечной непроходимости во время хирургической операции, направленный на исследование патологии микроциркуляции с использованием метода лазерной спеклофотометрии. Лазерная спеклофотометрия - это метод, основанный на видеорегистрации случайной интерференционной картины, создаваемой когерентным рассеянным лазерным излучением с поверхности исследуемого объекта. Когда область, освещенная лазерным светом проецируется на видеокамеру, получается изображение зернистой или пятнистой структуры, которую принято обозначать спекл-структурой. Спекл, спекл-структура (англ. Speckle- крапинка, пятнышко) - это случайная интерференционная картина, которая образуется при взаимной интерференции когерентных волн, имеющих случайные сдвиги фаз и/или случайный набор интенсивностей. Если рассеивающие частицы исследуемого объекта находятся в движении, то изменяющиеся во времени спеклы наблюдаются в каждом пикселе изображения. Временные и пространственные вариации интенсивности этой картины содержат информацию о движении рассеивающих частиц, что можно наблюдать визуально в спекл-микроскоп и получать и анализировать количественную информацию с измерением временных флуктуаций интенсивности спеклов. Можно получать пространственные характеристики флуктуации интенсивности движения микрочастиц (David J. Briers Laser Doppler, speckle and related techniques for blood perfusion mapping and imaging // Physiological Measurement. - 2001. - № 22. - Р. 36-39).

В исследованиях заявляемого изобретения применяют лазерный диод Sharp LTO25MD, γ780 нм, 30 мВт (Thorlabs, Newton, NJ, USA), на основе которого создают установку для LASCA-имиджинга. Данная установка позволяет проводить измерения в реальном масштабе времени. В зависимости от задач исследования результаты выдаются на цифровой дисплей и через интерфейс на IBM-совместимый компьютер. Лазерный диод соединяют с кварцевым оптическим волокном диаметром 600 мкм (Thorlabs FT600-EMT) и коллимирующей линзой (f 8 мм, C240-TM, Thorlabs). Линзу и волокно располагают примерно на 10 см выше интересующей области и регулируют, чтобы обеспечить равномерное освещение области диаметром 8 мм на облучаемой поверхности. Освещенную область отображают на CCD-камеру (Cohu 4910, Scion, Сан-Диего, Калифорния, США) с разрешением 640x480 пикселей, что даёт изображение площадью 2-7 мм в зависимости от увеличения. Изображения получают с помощью CCD-камеры. Изображение сосудов микроциркуляторного русла получают в результате обработки последовательности первичных изображений динамических спекл-структур методами s-LASCА и t-LASCА (Klah B.: Emergency bowel surgery in the elderly // Turkish Journal of Gastroenterology .-2003.- 14(3).- С. 189-193).

Использование описанной системы для визуализации микрососудов позволяет получить как изображение микроциркуляторного русла в режиме реального времени, так и определить показатели перфузии в условных единицах без использования дорогостоящих высокоскоростных видеокамер.

Для обоснования изобретения выполнен острый эксперимент на лабораторных животных, а именно было проведено исследование нарушений микроциркуляции в кишечной стенке на 12 белых лабораторных крысах при моделировании ишемии, которая носила обратимый (путем пережатия сосудов «мягким» зажимом) или необратимый (путем лигирования сосудов) характер.

Исследования состояло из трех этапов. В первом эксперименте изучали состояние микроциркуляции неизмененной кишечной стенки и изменения перфузии в ситуации обратимой и необратимой ишемии. Исследования проводили интраоперационно в экспериментальной лаборатории. Фокусирующую линзу аппарата располагали над стенкой исследуемой тонкой кишки в проекции «краевого сосуда». Все измерения проводили в течение 5 минут.

Результаты эксперимента поясняются чертежами.

На фиг. 1 – представлен график исследования перфузии стенки здоровой тонкой кишки.

На фиг. 2 - представлен график исследования перфузии стенки здоровой тонкой кишки после введения в ее брыжейку 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты.

На фиг. 3 - представлен график исследования перфузии стенки тонкой кишки в условиях обратимой ишемии и после ее устранения с введением в брыжейку 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты.

На фиг. 4 - представлен график исследования перфузии стенки тонкой кишки после создания необратимой ишемии и введения в брыжейку 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты.

На фиг. 5 – представлены диаграммы экспериментального исследования перфузии стенки тонкой кишки.

На представленных графиках представлено исследование перфузии: по оси абсцисс отражено время, в течение которого производились измерения, по оси ординат –интенсивность кровотока, выраженная в условных единицах arbitraryunits (Au). Нормальная перфузия кишечной стенки представлена на графике (Фиг. 1).

Затем исследовали кровоток в стенке тонкой кишки после инъекции в ее брыжейку 0,5мл 1% никотиновой кислоты в качестве вазодилататора. Результаты показали, что перфузия кишечной стенки при этом значительно увеличивалась. Перфузия стенки здоровой тонкой кишки после инъекции 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты представлена на графике (Фиг.2).

Во втором эксперименте моделировали обратимую ишемию тонкой кишки путем временной компрессии ее брыжейки наложением эластичного зажима. После 5 минут компрессии оценивали микроциркуляцию кишки по вышеописанной методике. Затем снимали эластичный зажим, прекращая, таким образом, дозированную компрессию и вводили в брыжейку 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты. Через 5 минут вновь выполняли спеклофотометрию на исследуемом участке кишки. Наблюдали временную депрессию микруциркуляции с ее значительным усилением после устранения ишемии. Перфузия стенки тонкой кишки в условиях обратимой ишемии и после ее устранения с введением 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты представлена на графике (Фиг. 3).

В третьем эксперименте создавали необратимую ишемию путем перевязки сосудов брыжейки тонкой кишки. Исследовали состояние микроциркуляции по вышеописанной методике через 5 минут после создания ишемии и через 5 минут после введения в брыжейку 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты. При создании необратимой ишемии вследствие перевязки сосудов брыжейки введение вазодилататора не оказывало никакого действия - наблюдалась стойкая депрессия микроциркуляции. Перфузия стенки тонкой кишки после инъекции вазодилататора в условиях необратимой ишемии представлена на графике (Фиг. 4).

Результаты исследования наглядно представлены на диаграмме (Фиг. 5). При исследовании было отмечено улучшение микроциркуляции на фоне введения вазодилататора почти в 4 раза по сравнению с исходным в случаях отсутствии ишемии и при устранении обратимой ишемии. При необратимом характере ишемии отмечена стойкая депрессия микроциркуляции, свидетельствующая о развивающемся некрозе кишки.

Таким образом, при анализе экспериментальных данных подтверждено, что метод спеклофотометрии с одновременным проведением фармакологической нагрузочной пробы является объективным способом определения жизнеспособности кишки при странгуляционной кишечной непроходимости в режиме реального времени. Он надежен и удобен в определении оптимальных границ выполняемой резекции и может служить четким прогностическим признаком некроза кишки.

Способ определения жизнеспособности кишки на лабораторных животных при моделировании странгуляционной кишечной непроходимости, заключающийся в исследовании микроциркуляции кишечной стенки методом лазерной спеклофотометрии, определении показателей перфузии исследуемой и здоровой кишечной стенки во время странгуляции и после ее устранения, сравнении этих показателей, отличающийся тем, что после устранения странгуляции в брыжейку исследуемой кишечной стенки вводят 0,5 мл 1% раствора никотиновой кислоты и спустя 5 минут после ее введения определяют перфузию исследуемой кишечной стенки и при восстановлении показателя перфузии исследуемой кишечной стенки до уровня показателя перфузии здоровой, кишку считают жизнеспособной.