Результат интеллектуальной деятельности: Способ оценки готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике аутодермотрансплантатом

Изобретение относится к области медицины, а именно к общей хирургии, пластической хирургии, травматологии, и может быть использовано при подготовке реципиентной раны к свободной кожной пластике расщепленным аутодермотрансплантатом.

В настоящее время известно, что в тканях аутодермотрансплантата функционирование системы микроциркуляции начинается не ранее 5-7 суток, а до этого его питание осуществляется за счет диффузии кислорода и нутриентов из подлежащих тканей реципиентной раны. Поскольку диффузия кислорода из ткани реципиентной раны является обстоятельством, определяющим жизнеспособность пересаженной кожи, то именно анализ возможности обеспечения аутодермотрансплантата кислородом лежит в основе оценки готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике. С этой целью традиционно применяется визуальная оценка качества грануляционной ткани, однако, ввиду явного недостатка этого метода -его субъективного характера, допускающего большой разброс итогового результата, постоянно предпринимаются попытки разработать объективные критерии оценки готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике.

Для объективной оценки состояния кровоснабжения тканей в настоящее время широко применяются методы оптической диагностики, в частности, лазерная доплеровская флоуметрия (ЛДФ). Так, по патенту RU 2493775 («Способ определения готовности гранулирующих ран к аутодермопластике у пациентов с ожоговой травмой», публ. 27.09.2013 г., МПК А61 В 8/06) известен способ оценки готовности гранулирующей ожоговой раны к свободной кожной пластике, основанный на анализе показателя микроциркуляции, полученного при ЛДФ. Способ заключается в том, что при помощи лазерной допплеровской флоуметрии определяют параметры микроциркуляции грануляционной ткани, сравнивают полученные значения с показателями симметричного неповрежденного участка. При 3 ≤ M ≤ (N+5) делают вывод, что условия для приживления трансплантата являются благоприятными, где М - величина перфузии исследуемой раны, N - значение перфузии симметричного неповрежденного участка. При величине перфузии М < 3 считают, что условия для приживления трансплантата являются сомнительными и требуют глубокого иссечения рубцовой ткани до получения показателя перфузии, соответствующего симметричному участку. А при величине перфузии М > (N+5) считают, что условия для приживления кожного лоскута являются неблагоприятными и требуют дополнительной обработки раны и иссечения грануляционной ткани до более глубоких слоев.

Однако известный способ имеет недостатки. Значение параметра М (величины средней перфузии крови в рамках времени регистрации, или среднеарифметического значения показателя микроциркуляции) зависит от концентрации эритроцитов в зондируемом объеме ткани и усредненной скорости кровотока. Изменение параметра М очень чувствительно к изменению скорости кровотока, в частности, в эксперименте при общей постоянной перфузии органа, спазм сосудов после введения адреналина приводит к увеличению М («Dissociation between volume blood flow and laser-Doppler signal from rat muscle during changes in vascular tone», L.V. Kuznetsova, N. Tomasek, G.H. Sigurdsson, A. Banic, D. Erni, A.M. Wheatley // Am J Physiol. - 1998 - V. 274, №4. - p. 1248-1254). Изменение параметра M зависит от многих других факторов (Крупаткин А.И., Сидоров В.В. Функциональная диагностика состояния микроциркуляторно-тканевых систем: Колебания, информация, нелинейность: руководство для врачей. Изд. 2-е. - М: ЛЕНАНД, 2016, 496 с.).

По патенту US 8060188 «Method for imaging variations in tissue viability», публ. 15.11.2011 г., МПК A61B 5/00 известен неинвазивный способ определения жизнеспособности тканей, основанный на получении данных спектроскопии о содержании оксигемоглобина и дезоксигемоглобина в ткани. Получают данные, используя излучение ближнего ИК диапазона (430 нм, 530 нм, 565 нм), а также ИК диапазона с длинами волн 760 нм, 830 нм и 980 нм. Анализируют полученный спектр с учетом найденных изобестических точек и определяют относительные концентрации оксигемоглобина и дезоксигемоглобина в ткани.

Недостатком описанного способа является то, что измерения проводят в ближнем ИК диапазоне, при этом глубина исследуемой ткани составляет около 1 см, таким образом, в область чувствительности попадает большой объем подлежащих тканей. Такая глубина исследования является избыточной для задачи оценки риска некроза свободного аутодермотрансплантата, поскольку в обратно рассеянном свете уменьшается доля света, пришедшего из тонкого подкожного слоя, ответственного за питание трансплантата. Следовательно, уменьшается чувствительность данного метода к изменению степени оксигенации тонкого подкожного слоя.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является «Способ определения готовности грануляционной ткани ожоговых ран к аутодермопластике», известный по патенту RU 2547997, публ. 10.04.2015 г., МПК А61В 8/06. В упомянутом способе исследуют состояния микроциркуляции грануляционной ткани путем проведения лазерной допплеровской флоуметрии с определением величины среднего значения параметра микроциркуляции М. Дополнительно определяют индекс эффективности микроциркуляции (ИЭМ) грануляционной ткани. При значениях ИЭМ > 1,6 и М > 3 перфузионных единиц (п.е.) считают, что репаративная способность грануляционной ткани ожоговой раны сохранена и она готова к аутодермопластике. При ИЭМ < 1,6 вне зависимости от значения М считают, что репаративная способность грануляционной ткани ожоговой раны снижена, и она не готова к аутодермопластике, требуется дополнительная обработка раны и иссечение грануляционной ткани.

Однако известный способ обладает серьезным недостатком: полученные данные, хотя, и позволяют судить об эффективности регуляции модуляций в системе микроциркуляции, являются косвенными. В условиях общего нарушения микроциркуляции, возникающей при патологических состояниях, которые приводят к наличию дефекта тканей, это может ввести врача в заблуждение. Например, показатели состояния микроциркуляции меняются в зависимости от периода ожоговой болезни (Подойницына М.Г., Цепелев В.Л., Степанов А.В. Изменение микроциркуляции при дермальных ожогах // Фундаментальные исследовании, 2015, №1-9, с. 1893-1896) и резко отличаются у пациентов с сахарным диабетом от показателей в норме (Неинвазивная оценка микроциркуляции у пациентов с поздними осложнениями сахарного диабета 2-го типа / П.В. Васильев, А.Н. Шишкин, Н.П. Ерофеев, Н.А. Бубнова, И.Ю. Пчелин // Регионарное кровообращение и микроциркуляция, 2015, Т. 14, №4 (56), с. 28-33). Поэтому известный способ оценки готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике в условиях скомпрометированного микроциркуляторного русла не всегда эффективен.

Задачей, на решение которой направлено предполагаемое изобретение, является создание способа эффективной объективной оценки готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике аутодермотрансплантатом для увеличения выживаемости аутодермотрансплантата после его размещения на реципиентной ране за счет количественного определения окси- и дезоксигемоглобина в ткани, на которую фиксируют аутодермотрансплантат.

Технический результат в разрабатываемом способе достигается тем, что разрабатываемый способ, также как и способ прототип, включает определение значений параметров реципиентной раны, определение готовности реципиентной раны к ауто дермопластике.

Новым в разрабатываемом способе является то, что определяют концентрации оксигемоглобина и дезоксигемоглобина с помощью оптической диффузионной спектроскопии, а для определения готовности реципиентной раны к аутодермопластике вычисляют отношение С концентрации оксигемоглобина к концентрации дезоксигемоглобина. При С ≥ 2 делают вывод о готовности реципиентной раны к аутодермопластике, при 1 < С < 2 делают вывод о необходимости применения дополнительных методов обработки раны для повышения оксигенации раневого ложа, а при С ≤ 1 делают вывод о непригодности раны к аутодермопластике и о необходимости более глубокого иссечения рубцовой ткани.

В настоящее время разрабатываются перспективные неинвазивные методики прижизненного изучения содержания основных хромофоров (оксигемоглобин, дезоксинемоглобин, меланин, липиды, вода) в биотканях, использующие оптическую диффузионную спектроскопию (ОДС). Электромагнитное излучение оптического и ближнего инфракрасного диапазона длин волн при прохождении через биоткань испытывает рассеяние на микронеоднородностях диэлектрической проницаемости ткани и поглощение тканевыми хромофорами. Особенности в спектрах поглощения тканевых хромофоров делают возможным оценку их концентраций при регистрации широкополосного излучения, прошедшего сквозь слой биоткани, с использованием специальных алгоритмов обработки данных (И.В. Турчин, «Методы оптической биомедицинской визуализации: от субклеточных структур до тканей и органов», Успехи физических наук, 2016, том 186, номер 5, с. 550-567). Благодаря наиболее сильно выраженным особенностям в спектрах поглощения окси- и дезоксигемоглобина ОДС

выраженным особенностям в спектрах поглощения окси- и дезоксигемоглобина ОДС позволяет довольно точно измерить относительные концентрации этих хромофоров. Известно (например, Lu Н, Golay X, Pekar J J and van Zijl «Sustained poststimulus elevation in cerebral oxygen utilization after vascular recovery», Journal of Cerebral Blood Flow&Metabolism, 2004, том 24, с. 764-770), что содержание общего гемоглобина отражает кровенаполнение ткани, оксигемоглобина - поступление кислорода, а дезоксигемоглобина - его потребление. Метод ОДС внедряется в клиническую практику для диагностики степени малигнизации опухолей, оценки васкуляризации при реконструктивных операциях, диагностики гипоксических состояний тканей, интраоперационного мониторинга параметров кровотока, определения уровня гипоксии при сахарном диабете (М.С. Клешнин, А.Г. Орлова, М.Ю. Кириллин, Г.Ю. Голубятников, И.В. Турчин «Метод измерения кислородного насыщения крови на основе спектроскопии диффузно рассеянного света» // Квантовая электроника, 2017, Т. 47, №4, с. 355-360). При помощи ОДС представляется возможным определение и уточнение показаний к кожно-пластическим операциям (Тканевая оксиметрия: оценка жизнеспособности свободных лоскутов при реконструкции головы и шеи / И.Ф. Малыхина, А.И. Неробеев, А.С. Добродеев, Е.В. Вербо, Е.И. Гарелик, К.С. Салихов // Вопросы реконструктивной и пластической хирургии, 2015, Т. 2, №53, с. 11-24).

Изобретение поясняется следующими фигурами.

На фиг. 1 показано исследование датчиком аппарата ОДС реципиентной раны.

На фиг. 2 показан вид реципиентного раневого ложа перед пластическим закрытием (клинический пример №1).

На фиг. 3 показан вид трансплантата через 5 суток после оперативного вмешательства (клинический пример №1).

На фиг. 4 показан вид реципиентного раневого ложа перед пластическим закрытием (клинический пример №2).

На фиг. 5 показан вид трансплантата через 5 суток после оперативного вмешательства (клинический пример №2).

На фиг. 6 показан вид реципиентного раневого ложа перед пластическим закрытием (клинический пример №3).

На фиг. 7 показан вид трансплантата через 5 суток после оперативного вмешательства (клинический пример №3).

Для осуществления предлагаемого способа используют устройство оптической диффузионной спектроскопии, описанное в работе «Оценка оксигенации в поверхностных слоях биотканей на основе оптической диффузионной спектроскопии с автоматизированной калибровкой измерений» (М.С. Клешнин, И.В. Турчин, Квантовая электроника, 2019, 49(7), с. 628-632). Для спектроскопических измерений используют контактный оптоволоконный щуп, прикладываемый к поверхности ткани. Часть волокон служат источниками излучения в диапазоне 500-600 нм, другая часть - для приема излучения, обратно рассеянного тканями. Спектральный диапазон выбирают таким образом, чтобы в данном спектральном диапазоне глубина измерений составляла не более 2 мм, и в данном диапазоне имелись бы ярко выраженные спектральные особенности показателей поглощения окси- и дезоксигемоглобина.

Для измерений ОДС-щуп устанавливают на ткани реципиентной раны и в течение 5 секунд регистрируют спектры диффузно рассеянного света, поглощенные исследуемыми хромофорами ткани (окси-, дезоксигемоглобин) (фиг. 1). Данные автоматически сохраняют в программе персонального компьютера. Затем вычисляют отношение (С) концентрации оксигемоглобина (С_HbO2) к концентрации дезоксигемоглобина (С_HHb) в реципиентной зоне. По вычисленному отношению С определяют готовность раневой поверхности к свободной кожной пластике. Если С_HbO2 превышает С_HHb в 2 раза и более (то есть С ≥ 2), то делают вывод о том, что реципиентная рана готова к свободной аутодермопластике, так как в реципиентную рану в достаточной степени поступает кислород из подлежащих тканей. Если С_HbO2 превышает С_HHb, но менее чем в 2 раза (1 < С < 2), то делают вывод о необходимости применения дополнительных методов обработки раны (VAC-терапия, физиотерапевтическое лечение, гипербарическая оксигенация, химический дебридмент) для повышения оксигенации раневого ложа, так как грануляционная ткань реципиентной раны находится в недостаточно зрелом состоянии. А если С_HbO2 равна либо меньше С_HHb (то есть С≤1), то рану считают непригодной к пластическому закрытию свободным аутодермотрансплантатом ввиду ее нахождения в состоянии глубокой гипоксии (поступление кислорода в реципиентую рану резко нарушено). Это может говорить о хронизации раневого процесса. В данном случае необходимо выполнение более радикальных приемов (иссечение рубцовых тканей до появления мелкоточечного кровотечения).

Клинический пример №1. Больной Б. 1989 г.р. поступил в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ №30 Московского района» 01.11.2019 г., диагноз: поверхностная флегмона левой кисти и левого предплечья. Общее состояние средней степени тяжести. Жалобы на момент поступления: повышение температуры до 37,8°С, локальный отек, гиперемия в указанных областях. 01.11.2019 г. в экстренном порядке выполнена операция: хирургическая обработка гнойного очага. После выполнения оперативного вмешательства на левой верней конечности сформировалось 2 раны: на тыле левой кисти и передне-латеральной поверхности левого предплечья размерами 5×5 см и 13×7 см соответственно, глубиной до поверхностной фасции. По результатам микробиологического исследования раневого отделяемого выявлено наличие Staphylococcus aureus 10⁶ КОЕ/мл. В послеоперационном периоде больной получал антибактериальную (цефтриаксон 1,0 2 раза в сутки), обезболивающую (кетонал 2,0 2 раза в сутки), гастропротективную (омез 20 мг 2 раза в сутки), дезинтоксикационную (физиологический раствор 1000 мл 1 раз в сутки), антиоксидантную (витамин С 100 мг и витамин Е 200 мг 1 раз в сутки) терапию. В I фазу раневого процесса местное лечение включало ежедневные перевязки, при этом выполняли санацию гнойного очага 3% раствором перекиси водорода, 0,01% раствором мирамистина, покрытие раны стерильной марлевой салфеткой с многокомпонентной водорастворимой мазью «Левомеколь». После перехода раневого процесса во II фазу местное лечение заключалось в нанесении на грануляционную ткань метилурациловой мази для стимуляции процессов регенерации и укрытия раны атравматической хлопчатобумажной повязкой "Воскопран", а также проведения физиотерапевтических процедур.

10.11.2019 г. принято решение выполнить кожно-пластический этап оперативного лечения. Для закрытия ран показана свободная кожная пластика расщепленным трансплантатом. По шкале НИИ им. И.И. Джанелидзе готовность реципиентной зоны к свободной аутодермопластике оценена в 17 баллов (то есть готова к пластике). Перед пластическим закрытием по разработанному авторами способу с помощью аппарата ОДС выполнено исследование реципиентной зоны. Показатель C_HbO2 составил 8,3 мкМоль/л, C_HHb - 3,6 мкМоль/л (C_HbO2 превышает C_HHb более чем в 2 раза, С=2,3). То есть по данным, полученным по разработанному способу, реципиентная рана готова к аутодермопластике. 10.11.19 г. выполнена свободная кожная пластика расщепленным трансплантатом толщиной 0,35 мм. Дополнительную фиксацию трансплантата выполнили узловыми швами нитью с атравматичной иглой Prolen 4.0.

На донорскую рану наложена марлевая повязка с йодопироном. На свободный трансплантат наложена марлевая повязка, пропитанная раствором водного хлоргексидина. Первую перевязку донорской зоны проводили на 8 сутки, реципиентной зоны - на 4 сутки после оперативного вмешательства, ориентируясь прежде всего на степень пропитанности повязок раневым экссудатом. На 4 сутки после операции при смене повязки зарегистрировано приживление трансплантата на 98% площади, что можно считать хорошим результатом (фиг. 3).

Клинический пример №2. Больная П. 1971 г. р. поступила в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ №30 Московского района» 05.11.2019 г. с диагнозом: «Посттромбофлебитическая болезнь. CEAP: С6, Es, As, р, Pr, 2, 18. Хроническая рана правой голени». При поступлении общее состояние удовлетворительное. Жалобы на момент осмотра: наличие незаживающей раны правой голени. Локально: раневой дефект с омозолелыми краями локализуется в нижней трети правой голени на латеральной поверхности, размерами 6×5 см, овальной формы, глубиной 0,7 см. Дно раны покрыто плотными налетами фибрина, экссудация серозно-гнойная. По результату микробиологического исследования раневого экссудата определен рост 2-х культур микроорганизмов: Staphylococcus aureus MRSA 10⁵ КОЕ/мл и Pseudomonas aeruginosa 10⁸ КОЕ/мл. Консервативное лечение пациентки включало комбинацию двух антибактериальных препаратов в соответсттвии с чувствительностью микроорганизмов (амикацин 300 мг 3 раза в сутки, цефипим 500 мг 2 раза в сутки), антикоагулянтную (сулодексид 600 ЛЕ 1 раз в сутки), антиагрегантную (аспирин 500 мг 1 раз в сутки), ангиопротекторную (пентоксифиллин 100 мг 1 раз в сутки), флеботропную (флебодиа 600 по 1 таблетке 2 раза в сутки) терапию, компрессионное лечение. Местное лечение в I фазу раневого процесса состояло из ежедневных обработок раны пульсирующей струей антисептика (0,01% раствор мирамистина), дебридмента раны, проведения химического некролиза химитрипсином. Во II фазе раневого процесса использовали метилурациловую мазь и атравматические повязки "Воскопран". 12.11.2019 г. принято решение выполнить пластическое закрытие ран (фиг. 4). Для закрытия ран решено использовать свободную кожную пластику расщепленным трансплантатом. По шкале НИИ им. И.И. Джанелидзе готовность реципиентной зоны к свободной аутодермопластике оценена в 17 баллов (рана готова к пластике). Перед пластическим закрытием по предлагаемому способу с помощью аппарата ОДС выполнено исследование реципиентной зоны. Показатель C_HbO2 составил 6,4 мкМоль/л, C_HHb - 3,8 мкМоль/л (C_HbO2 превышает C_HHb менее чем в 2 раза, С=1,68). То есть по данным, полученным по разработанному способу, необходимо применение дополнительных методов обработки раны для повышения оксигенации раневого ложа и получения хороших результатов приживления трансплантата. 12.11.19 г. выполнена свободная аутодермопластика расщепленным лоскутом толщиной 0,35 мм. Дополнительную фиксацию трансплантата выполняли узловыми швами нитью с атравматичной иглой Prolen 4.0.

Донорская рана укрыта марлевой повязкой, пропитанной йодопироном. На свободный трансплант наложена марлевая повязка с раствором водного хлоргексидина. На 4 сутки после оперативного вмешательства на первой перевязке зарегистрировано приживление трансплантата на 80% площади, что можно отнести к удовлетворительному результату (фиг. 5).

Клинический пример №3. Больная Г. 1956 г. р. поступила в отделение гнойной хирургии ГБУЗ НО «ГКБ №30 Московского района» 03.11.2019 г. с диагнозом: «Варикозная болезнь вен нижних конечностей. CEAP: С6, Ер, As, р, Pr, 2,18. Хроническая рана правой голени». Общее состояние удовлетворительное. Жалобы на момент поступления: повышение температуры до 37,1°С, серозно-гнойное отделяемое из раны, болевой синдром. Осмотр при поступлении: рана треугольной формы в нижней трети правой голени расположена на медиальной поверхности, размеры 8×5 см, глубина 0,5 см, дно покрыто тонким налетом фибрина. Результаты микробиологического анализа раневого отделяемого - Acinetobacter baumannii 10⁸ КОЕ/мл. В отделении больная получала консервативное лечение в объеме: антибактериальная (цефоперазон сульбактам 500+500 мг 2 раза в сутки), обезболивающая (кетонал 2,0 2 раза в сутки), гастропротективная (омез 20 мг 2 раза в сутки), дезинтоксикационная (физиологический раствор 500 мл 1 раз в сутки), антикоагулянтная (сулодексид 600 ЛЕ 1 раз в сутки), антиагрегантную (аспирин 500 мг 1 раз в сутки), ангиопротекторную (пентоксифиллин 100 мг 1 раз в сутки), флеботропную (флебодиа 600 по 1 таблетке 2 раза в сутки) терапию. Обязательным компонентом лечения являлось эластическое бинтование нижних конечностей. Местное лечение в I фазу раневого процесса: ежедневные обработки раны пульсирующей струей антисептика (10% раствор местамидина), проведения химического некролиза химитрипсином; во II фазу раневого процесса: метилурациловая мазь и атравматические повязки "Бранолинд".

13.11.19 г. принято решение выполнить оперативное вмешательство для закрытия дефекта мягких тканей свободным расщепленным трансплантатом. По шкале НИИ им. И.И. Джанелидзе готовность реципиентной зоны к свободной аутодермопластике оценена в 17 баллов (рана готова к пластике). Перед пластическим закрытием по предлагаемому авторами способу с помощью аппарата ОДС выполнено исследование реципиентной зоны. Показатель CHbO2 составил 6,6 мкМоль/л, CHHb - 9,5 мкМоль/л (CHbO2 меньше CHHb, С=0,7). То есть по данным, полученным по разработанному способу, рана непригодна к аутодермопластике. Тем не менее, в целях скорейшего закрытия раневого дефекта, служащего входными воротами для возбудителей госпитальной инфекции, и ориентируясь на визуальные показатели готовности раны к пластике, 13.11.19 г. выполнена свободная кожная пластика расщепленным трансплантатом толщиной 0,35 мм. Фиксацию трансплантата выполнили узловыми швами нитью с атравматичной иглой Prolen 4.0.

На донорскую рану наложена марлевая повязка с йодопироном. На реципиентную рану наложена марлевая повязка, пропитанная раствором водного хлоргексидина. На 4 сутки после операции при смене повязки зарегистрировано приживление трансплантата лишь на 35% площади, что можно отнести к неудовлетворительному результату (фиг. 7).

Таким образом, заявляемый способ неинвазивен, безопасен и обеспечивает объективный контроль состояния реципиентной раны перед пластическим вмешательством, что способствует увеличению площади приживления свободного аутодермотрансплантата за счет определения отношения концентрации оксигемоглобина к концентрации дезоксигемоглобина в раневом ложе. Заявляемый способ позволяет снизить вероятность некротических изменений в трансплантате, которые могут возникнуть ввиду недостаточного поступления кислорода от подлежащей ткани.

Для объективного контроля готовности реципиентной раны к свободной кожной пластике в заявляемом способе в отличие от прототипа используют не косвенные показатели функционирования микроциркуляторной системы, а показатель, характеризующий отношение концентрации оксигемоглобина к концентрации дезоксигемоглобина в ткани реципиентного ложа. От концентраций оксигемоглобина и дезоксигемоглобина напрямую зависит уровень диффузионного насыщения кислородом свободного аутодермотрансплантата в первые 5-7 суток после оперативного вмешательства.