Способ пролонгированной прямой последовательной электростимуляции кишечника

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, и может быть использовано для восстановления моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта при его парезе, в частности, в раннем послеоперационном периоде после операций на органах брюшной полости и при кишечной непроходимости.

Одним из факторов, обусловливающих высокую летальность больных с распространенным перитонитом, является развитие у таких пациентов пареза кишечника, который способствует усилению интоксикации за счет размножения патогенной микрофлоры в застойном содержимом кишечной трубки, увеличению внутрипросветного и внутрибрюшного давления и ухудшению микроциркуляции в кишечной стенке с усилением проницаемости сосудистых стенок капилляров (Ерохин Е.А. и соавторы, 1989 г.).

Как известно, выраженный парез кишечника в послеоперационном периоде у больных, перенесших распространенный перитонит, является частым осложнением, усугубляющим течение послеоперационного периода (Ю.М. Гальперин, 1975 г.) и являющимся признаком интестинальной недостаточности. Так парез кишечника способствует увеличению риска несостоятельности межкишечных анастомозов, усилению интоксикации с возрастанием риска развития и усугубления синдрома полиорганной недостаточности (Ахмадудинов М.Г., 1992 г.)

Известен способ непрямой чрескожной электростимуляции работы кишечника, заключающийся в наложении электродов на кожу в проекции различных отделов кишечника и подаче переменного электрического тока аппаратом электростимуляции (патент RU 2357768).

Однако простое наложение электродов на кожу приводит к значительному снижению эффективности процедуры электростимуляции за счет интерпозиции большого количества ткани между электродом и эффекторной зоной.

Кроме того, существует методика внутрипросветной стимуляции работы кишечника при помощи лекарственной капсулы - электростимулятора (патент RU 2134128).

Но капсула не может использоваться для тяжелых больных с парезом, так как таким больным невозможно осуществить ее проглатывание. Кроме того, капсула является дорогостоящим элементом, что повышает стоимость лечения.

Известно применение многопросветного назоинтестинального зонда с функцией электростимуляции (RU №173567, SU 1560231). Использование таких приспособлений как зонд осложняется невозможностью обеспечить достаточно плотный контакт поверхности электродов с кишечной стенкой, наличием внутри просвета кишки газов и кишечного содержимого, резко уменьшающих электропроводность. Также длительное стояние зонда оказывает травматическое воздействие на слизистую оболочку тонкой кишки, что в свою очередь может вызвать парез кишечника или усугубить его.

Наиболее близким к заявляемому решению является способ электростимуляции желудочно-кишечного тракта, включающий субсерозную фиксацию электродов в области двенадцатиперстной кишки и подвздошной кишки в зоне илеоцекального перехода при помощи клепатора эндохирургическим методом (патент RU 2261125).

Однако такой способ электростимуляции сопряжен с нарушением целостности серозной и субсерозной оболочки кишки, что увеличивает травматичность и длительность оперативного вмешательства. Кроме того, он подразумевает установку только двух активных электродов, что снижает эффективность электростимуляции вследствие того, что возникающая в области приложения электрода волна перистальтики имеет ограниченную зону распространения.

Техническим результатом, на достижение которого направлено данное изобретение, является повышение эффективности прямой электростимуляции желудочно-кишечного тракта за счет увеличения количества точек приложения электродов для обеспечения последовательной «поэтажной» электростимуляции работы кишечника с последовательным включением основных пейсмекерных зон, локализующихся в двенадцатиперстной кишке, тонкой кишке, подвздошной кишке, при снижении травматичности наложения электродов.

Для достижения технического результата в способе пролонгированной электростимуляции желудочно-кишечного тракта, включающем интраоперационную установку электродов в брюшную полость, выведение их концов через переднюю брюшную стенку и подключение к аппарату электростимуляции, согласно изобретению, электроды устанавливают на серозную оболочку кишечника с помощью фиксаторов-клипс, при этом один из электродов устанавливают на двенадцатиперстной кишке, второй на тонкой кишке, третий и четвертый на дистальный отдел подвздошной кишки, затем проводят электростимуляцию кишечника тремя сеансами по 3 мин с интервалом 2-3 мин при последовательном включении электродов до появления активной перистальтической волны кишечника.

Для электростимуляции используют кольцевой режим передачи импульса с частотой 150 Гц, коэффициентом модуляции 50%, силой тока 20 мА, с длительностью одного пакета импульсов 16 с при длительности посылки импульса 4 с.

Увеличение количества электродов, устанавливаемых на всем протяжении кишечника, а следовательно, и увеличение количества зон воздействия на кишечник обеспечивает последовательную «поэтажную» электростимуляцию кишечника с включением основных пейсмекерных зон, локализующихся в двенадцатиперстной кишке, начальном отделе тонкой кишки, в подвздошной кишке и отвечающих за передачу импульсов создания волны перистальтики кишечника.

Это повышает эффективность электростимуляции, способствует быстрому восстановлению моторно-двигательной функции кишечника, благодаря чему послеоперационный парез либо не развивается, либо разрешается быстрее, что в свою очередь обеспечивает скорейшее выздоровление пациента.

Установка электродов на серозную оболочку кишечника с помощью фиксаторов-клипс позволяет осуществить этот процесс без нарушения целостности серозной оболочки, что способствует снижению травматичности процесса электростимуляциии и снижению длительности оперативного вмешательства.

Подобран оптимальный режим, при котором добиваются отчетливой стимуляции кишечника при отсутствии деструктивных изменений со стороны кишечника.

Изобретение поясняется иллюстрациями.

На фиг. 1 представлена фотография с кадра для видеофиксации после моделирования перитонита.

На фиг. 2 представлена фотография с кадра видеофиксации после применения стандартного способа восстановления моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта для лечения пареза.

На фиг. 3 представлен график амплитуды сокращения стенки кишки в контрольной группе после моделирования перитонита при стандартном способе восстановления моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта для лечения пареза.

На фиг. 4 представлен график амплитуды сокращения стенки кишки в контрольной группе на санационной лапаростоме при стандартном способе восстановления моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта для лечения пареза.

На фиг. 5 представлена фотография с кадра видеофиксации после электростимуляции кишечника в основной группе.

На фиг. 6 представлен график амплитуды сокращения стенки кишки после моделирования перитонита при электростимуляции кишечника в основной группе.

На фиг. 7 представлен график амплитуды сокращения стенки кишки на санационной лапаростоме при электростимуляции.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. После окончания оперативного вмешательства на брюшной полости, перед ушиванием передней брюшной стенки на поверхность серозной оболочки желудочно-кишечного тракта устанавливают четыре электрода. В качестве электродов могут быть использованы известные электроды, которые устанавливаются без фиксации к стенке кишечника, или могут быть использованы электроды, фиксирующиеся на серозную оболочку кишечника с помощью фиксаторов-клипс. Первый электрод устанавливают на серозную оболочку двенадцатиперстной кишки, предпочтительно на верхнюю горизонтальную часть. Второй электрод устанавливают на начальном отделе тощей кишки непосредственно за связкой Трейтца. Третий и четвертый электроды устанавливают на подвздошной кишке: третий - проксимальнее 10 см от илеоцекального угла, четвертый - непосредственно в области илеоцекального угла. Наружные концы электродов выводят через переднюю брюшную стенку, подсоединяют к аппарату для физиотерапии «Амплипульс 7М». Затем производят электростимуляцию кишечника, при этом последовательно включают электроды сеансами по 3 минуты с перерывом 2-3 минуты до появления перистальтики кишечника. Общая продолжительность процесса электростимуляции составляет 10-15 минут.

Воздействуют электрическими импульсами переменного/выпрямленного тока в кольцевом режиме передачи импульса с частотой 150 Гц, коэффициентом модуляции 50%, силой тока 20 мА, достаточной для появления видимой перистальтической волны в зонах электростимуляции, с длительностью пакета в 16 секунд. Длительность посылки импульса составляет 4 секунды. Подобран оптимальный режим, при котором добиваются отчетливой стимуляции кишечника при отсутствии деструктивных изменений со стороны кишечника.

Количество сеансов зависит от появления активной перистальтической волны тонкого кишечника в перерывах между сеансами электростимуляции. В эксперименте на животных авторами проведено от 3 сеансов до 8 сеансов. Достигался поставленный технический результат без патологических воздействий на стенку кишечника. Способ обеспечивает ускоренное сокращение гладкомышечных волокон кишечника, тем самым протезируя (защищая) моторную функцию кишечника в условиях его пареза при распространенном перитоните.

По предлагаемому способу были проведены экспериментальные исследования.

Для проведения эксперимента в произвольном порядке были отобраны контрольная и основная группы кроликов по 15 особей в каждой.

В условиях операционного блока вивария Уральского государственного медицинского Университета кроликам первой группы (контрольной) под общим наркозом (золетил 10 мг/кг) выполнялась лапаротомия под внутривенным наркозом. После ревизии брюшной полости выполнялось создание дефекта на червеобразном отростке 4 отдельными узловыми швами. Затем кишка погружалась в брюшную полость и рана передней брюшной стенки ушивалась наглухо. Через 22-24 часа после первичной операции, за час до повторной операции кроликам вводился антибиотик амписид 1,5 в/м, проводилась предоперационная подготовка в виде введения раствора натрия 0,9% 100,0 мл. После предоперационной подготовки под внутривенным наркозом проведена релапаротомия.

При ревизии в брюшной полости определяли патологический выпот, общий анализ крови, изучали клеточный состав, фиксировали перистальтику (видеофиксация). Затем брюшная полость осушалась марлевыми салфетками, после чего отграничивался салфетками участок червеобразного отростка, подлежащий восстановлению. Ушивался дефект кишки двухрядным швом.

С целью стимуляции перистальтики кишечника в корень брыжейки кишки вводился раствор новокаина 0,25% 5,0, прозерин 0,2 мг подкожно. Заканчивается операция дренированием брюшной полости, также оставляется лапаростома.

Далее через 22-24 часа после второй операции, за час до следующей лапаростомии повторно вводился антибиотик, инфузия раствора натрия.

Затем выполнялась релапаротомия (третья операция), ревизия и санация брюшной полости. При ревизии в брюшной полости определяли патологический выпот, общий анализ крови, изучали клеточный состав, определялась и оценивалась в динамике перистальтика (видеофиксация). Заканчивалась операция промыванием и дренированием брюшной полости, после этого брюшная полость ушивалась наглухо.

Кормление кролика начинается через 6 часов после третьей (последней операции). Кролик выводится из эксперимента через 3 суток после последней операции. До этого оценивается состояние кролика - внешний вид, поведение, пульс, физиологические отправления. В случае нормализации состояния, активизации кролика он выводится из эксперимента на 3 сутки.

Во второй группе (основной) кроликам под общим наркозом (золетил 10 мг/кг) выполнялась лапаротомия под внутривенным наркозом. После ревизии брюшной полости выполнялось создание дефекта на червеобразном отростке 4 отдельными узловыми швами. При этом слизистая червеобразного отростка выворачивается и подшивается к серозной оболочке. Затем кишка погружалась в брюшную полость и рана передней брюшной стенки ушивалась наглухо. Через 22-24 часа после первичной операции, за час до повторной операции кроликам вводился антибиотик амписид 1,5 мл в/м, осуществляется предоперационная подготовка в виде введения раствора натрия 0,9% 100,0 мл. При ревизии в брюшной полости определяли патологический выпот, общий анализ крови, изучали клеточный состав, определяли и оценивали в динамике перистальтику кишечника путем видео фиксации. Затем брюшная полость осушается марлевыми салфетками, после чего отграничивается салфетками участок червеобразного отростка, подлежащий восстановлению. Ушивается дефект кишки двухрядным швом. С целью стимуляции перистальтики кишечника в корень брыжейки кишки вводится раствор новокаина 0,25% 5,0, прозерин 0,2 мг подкожно.

Во второй (основной) группе производилась прямая электростимуляция кишечника тремя сеансами по 3 минуты каждый с интервалом 2-3 минуты путем установки на поверхность кишечника четырех электродов.

Первый электрод устанавливают на серозную оболочку двенадцатиперстной кишки, предпочтительно на верхнюю горизонтальную часть. Второй электрод устанавливают на начальном отделе тощей кишки непосредственно за связкой Трейтца. Третий и четвертый электроды устанавливают на подвздошной кишке: третий - проксимальнее 10 см от илеоцекального угла, четвертый - непосредственно в области илеоцекального угла. Для электростимуляции используется кольцевой режим передачи импульса с частотой 150 Гц, коэффициентом модуляции 50%, силой тока 20 мА и длительностью импульса 4 с. Вид тока переменный/выпрямленный.

После проведенного сеанса электростимуляции электроды удаляют, проводят видеофиксацию перистальтики. Заканчивается операция дренированием брюшной полости, также оставляется лапаростома.

Через 22-24 часа после второй операции, за час до следующей лапаростомии вводят антибиотик, инфузию физиологического раствора. Непосредственно перед операцией берется общий анализ крови. После этого выполняют релапаротомию, ревизию и санацию брюшной полости. На релапаротомии проводят второй курс электростимуляции, с теми же параметрами как и на первом курсе. При ревизии в брюшной полости определяют патологический выпот, изучают клеточный состав, фиксируют перистальтику (видеофиксация), оценивают в динамике перистальтику. Заканчивается операция промыванием и дренированием брюшной полости, брюшная полость ушивается наглухо.

В процессе эксперимента оценивали следующие параметры:

1 - определяли перитонеальный выпот, изучали клеточный состав,

2 - фиксировали амплитуду перистальтической волны сокращения стенки кишечника (видеофиксация), результаты видеофиксации обработали с помощью компьютерной программы,

3 - общий анализ крови,

4 - проводили гистологическое исследование.

1. По клеточному составу перитонеального выпота в основной и контрольной группах явной корреляции не отмечено.

При изучении клеточного состава в микроскопии выпота на первые сутки преобладала нейтрофильная реакция (в обеих группах примерно одинаковая), что может свидетельствовать об остром воспалительном процессе. В течение последующих суток и в той, и в другой группах наблюдалось сохранение нейтрофильной реакции, но с появлением макрофагоцитарной реакции, что говорит о типичном воспалительном процессе брюшной полости. Это свидетельствует о том, что в основной и контрольной группах созданы (смоделированы) одинаковые параметры перитонита.

Для оценки клеточного состава перитонеального выпота выпот брался только на второй день эксперимента (в первый день до моделирования перитонита выпота не было). Явных изменений по динамике клеточного состава в контрольной и экспериментальной группе не отмечено. После моделирования перитонита (второй день, входные данные) преобладают в клеточном составе в контрольной группе нейтрофилы (47,8%±25,3%) и лимфоциты (47%±21,6%), в основной группе (при электростимуляции) наблюдается схожая картина нейтрофилы (65,75%±17,21%) и лимфоциты (30%±20,3%), с сохранением нейтрофильной реакции ко вторым суткам в контрольной группе 62,5%±22,4%, в основной группе 60%±23,9%. Также ко вторым суткам появляются в клеточном составе макрофаги (в контрольной группе рост с 2%±3% до 3%±3% и в основной группе с 1,25%±1,89% до 2,5%±2,69%). Это свидетельствует о схожести течения и развития воспалительного процесса в брюшной полости в контрольной и основной группе. Это означает, что в обеих группах мы добились стойкого воспалительного ответа (перитонита) со стороны брюшной полости.

2. Сравнение графиков амплитуды перистальтической волны сокращения стенки кишечника после стандартного способа восстановления перистальтики (фиг. 4) и прямой (фиг. 7) электростимуляции показывает увеличение амплитуды после прямой электростимуляции.

Сравнение графиков, представленных на фиг. 3 и фиг. 4, показывает, что через 8 секунд наблюдается активная перистальтика с амплитудой волны - 8 мм. Через сутки во время стандартного лечения амплитуда волны через 8 с составила 4 мм (фиг. 4). Это говорит о развитии отрицательной динамики по активности перистальтической волны, что свидетельствует о развитии пареза, даже при изначальной гипермоторики кишечника. Анализ графиков на фиг. 6 и фиг. 7 показывает, что амплитуда перистальтической волны через 8 с составляла 2 мм (фиг. 6).

После выполнения электростимуляции кишечника по заявляемому способу амплитуда перистальтической волны через 8 секунд составляла 6 мм (фиг. 7) Таким образом при прямой электростимуляции по заявляемому способу даже при условии изначального пареза кишечника наблюдается увеличение амплитуды перистальтической волны (фиг. 6 и 7) в отличие от стандартного способа стимуляции кишечника, где наблюдается уменьшение амплитуды перистальтической волны (фиг. 3 и 4).

3. По общим анализам крови рассчитывали индекс лейкоцитарной интоксикации Островского.

После моделирования перитонита (второй день, входные данные) индекс лейкоцитарной интоксикации контрольная группа - 3,84±1,42, основная группа электростимуляции - 2,30±0,48.

На третий день (день санации перитонита, оценка результатов стимуляции) первая контрольная группа 2,15±1,40, вторая основная группа 1,41±1,03.

Результаты показывают более быстрое снижение интоксикации у экспериментальной основной группы, практически их нормализация наступает уже к первым суткам.

4. После выведения кролика основной группы из эксперимента брали участки кишечника в зоне установки электродов на гистологическое исследование. При гистологическом исследовании тканей из области наложения электродов отмечалась умеренная продуктивная реакция с участием лимфоцитов, эозинофильных лейкоцитов, единичных нейтрофилов, что свидетельствует о небольшой реакции тканей, без патологических изменений. Изменения в тканях после наложении электродов носят обративный характер, что свидетельствует об исключении деструктивного воздействия электродов на стенку кишечника и подтверждается нетравматичность использования (установки) электродов при установке их на серозную оболочку кишечника без нарушения целостности серозной оболочки, что имеет особое значение при увеличении количества точек наложения электродов для достижения поставленной задачи.

Данные экспериментов подтверждают, что заявляемый способ имеет следующие преимущества:

- позволяет повысить эффективность электростимуляции в ранний послеоперационный период электростимуляции,

- добиться снижения интоксикации организма в максимально короткие сроки, избежать опасности возникновения пареза кишечника,

- позволяет избежать травматичности стенок кишечника.