Способ регистрации механической активности локального участка желудочно-кишечного тракта

 

Изобретение относится к медицине, гастроэнтерологии. Сущность: в просвет органа желудочно-кишечного тракта (НКТ) вводят зонд с электродами так, что электроды непосредственно контактируют с содержимым органа, измеряют сопротивлении и по его величине судят о площади поперечного сечения органа, о его механической активности. Измерения проводят длительно, во время пищеварения, голодной периодической деятельности, при патологии ЖКТ, при исследовании влияния лекарственных средств. 3 ил.

Изобретение относится к экспериментальной и клинической медицине, а именно к исследованиям моторной деятельности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) и может быть использовано в экспериментальных исследованиях и в клинической практике для анализа динамики сократительной деятельности локального участка ЖКТ в условиях in vivo при исследовании нормальной физиологической деятельности ЖКТ и различных патологических состояниях, оказывающих влияние на моторную функцию ЖКТ.

Известен способ регистрации сократительной активности органов ЖКТ, основанный на измерении внутриполостного давления различными методами [1]. Недостатком этого способа является то, что изменение давления в данной точке полости органа может быть вызвано сокращениями одного или нескольких участков органа, удаленных от данной точки. Кроме того, не все сокращения гладкой мускулатуры ЖКТ, изменяющие поперечное сечение органа, вызывает изменение давления в полости.

Другой известный способ регистрации механической активности (изменений поперечного сечения) локального участка пищеварительного тракта (пищевода, двенадцатиперстной кишки), основан на измерении электрического импеданса полости баллона, помещенного в орган и раздутого в нем [2]. Недостатком данного способа является то, что при его осуществлении нарушаются естественные условия функционирования органа в связи с перекрыванием его полости раздутым баллоном. Таким образом, данный способ не позволяет регистрировать механические сокращения во время пищеварения и, кроме того, не позволяет проводить длительные наблюдения, так как раздутый баллон вызывает ответную реакцию гладкой мускулатуры.

Задачей предлагаемого способа является динамический контроль за сократительной деятельностью локального участка отдела ЖКТ в условиях in vivo на различных этапах функционирования пищеварительного тракта в норме и патологии для оценки влияния различных условий на моторную функцию органа.

Для решения поставленной задачи в способе регистрации механической активности локального участка ЖКТ при различных функциональных состояниях ЖКТ производят измерение электрического импеданса его полости с помощью электродов зонда, введенного в просвет органа так, часто электроды зонда непосредственно контактируют с содержимым органа при различных функциональных состояниях ЖКТ. При этом используют метод оценки, основанный на том, что при изменении поперечного сечения проводника меняется его электрическое сопротивление.

На фиг. 1 показана схема измерения электрического импеданса полости органа. На фиг. 2 и 3 представлены записи изменения электрического импеданса полости тощей кишки собаки, осуществленные предлагаемым способом.

На фиг. 1 показано, что в ходе исследования в просвет органа водят зонд 1 с электродами 2, 3, 4, 5. Электроды 2 и 5 являются токозадающими. С электродов 3 и 4 производится регистрация разности потенциалов между соответствующими точками полости, которая пропорциональна электрическому импедансу полости органа. Сигнал можно регистрировать как на самописце так и вводить в ЭВМ для дополнительной обработки.

Способ осуществляется следующим образом. На электроды 2 и 5 подают переменный ток частотой от 40 до 100 мГц для повышения надежности измерений и величиной от 0,1 до 2 мА. Одновременно с электродов 3 и 4 регистрируют полное полостное сопротивление локального участка органа, расположенного между токозадающими электродами. Величина обратная величине измеренного сопротивления характеризует минимальную площадь поперечного сечения полости органа между измерительными электродами.

С помощью предлагаемого метода можно регистрировать относительные изменения площади поперечного сечения локального участка органа ЖКТ и скорость изменения площади поперечного сечения, что характеризует мощность происходящего на данном участке сокращения. Измерение может происходить в различные моменты жизнедеятельности организма и при разнообразных внешних воздействиях. На фиг. 2 и 3 представлены записи электрического импеданса полости начального отдела тонкой кишки в момент перфузии солевым раствором глюкозы (фиг. 2) и в активной фазе голодной периодической деятельности (фиг. 3). Измерения проводили в течение 20 мин при величине тока 0,6 мА.

О величине изменениях сократительной деятельности локального участка органа ЖКТ можно судить по средней на некотором участке величине регистрируемого импеданса, по амплитуде колебаний, по площади под кривой, ограниченной двумя последовательными локальными минимумами, по наклонам фронтов каждого периода и так далее в зависимости от задачи исследования. Анализируя форму периодов на импедансной кривой можно выделить различные типы сокращений, возникающих в различные фазы голодной периодической деятельности, на разных этапах пищеварения, при патологических процессах, а также под влиянием медикаментозных воздействий. Анализ проводят путем сравнения характеристик импедансной кривой в различные моменты времени.

В качестве примера рассмотрим кривые, полученные в хроническом опыте на предварительно оперированных собаках. Во время операции собакам вживлялись фистулы в начальный отдел тощей кишки на 10-20 и 60-70 см ниже связки Трейца. После выздоровления собаки использовались в хронических экспериментах.

Во время эксперимента зонд с электродами для измерения импеданса полости кишечной трубки вместе с катетерами для измерения давления вводился в верхнюю фистулу, после чего фистула герметизировалась и проводились параллельные записи импедансного сигнала и сигналов с датчиков давления. Сигналы одновременно подавались на самописец и в ЭВМ. Кривые, введенные в ЭВМ, подвергались математическому анализу.

Как видено из фиг. 2 и 3, при активном пищеварении и в активной фазе голодной периодической деятельности возникают значительные периодические изменения величины импеданса, длина периода которых соответствует базисному ритму данного участки ЖКТ. Эти колебания отражают механические сокращения участка тонкой кишки и происходят на фоне медленного изменения базы импедансной кривой.

Обратим внимание на то, что кривые, записанные в момент голодной периодической деятельности и в момент перфузии солевым раствором с глюкозой качественно различаются. В 3-ей фазе голодной периодической деятельности (фиг. 2) из анализа кривой импеданса видно, что в данном сегменте кишечника происходят регулярные сокращения относительно небольшой амплитуды, в то время как по кривой давления можно определить, что наблюдается значительные колебания давления при низкой технической составляющей. В то же время во время перфузии (фиг. 3) наблюдаются нерегулярные механические сокращения значительной амплитуды при том, что колебания давления имеют значительно меньшую амплитуду по сравнению с голодной периодической деятельностью, не столь регулярны и тоническая составляющая значительно выше.

Использование предлагаемого способа регистрации сократительной активности органов ЖКТ позволяет в естественных условиях контролировать моторную функцию и ее нарушения на различных этапах пищеварения, во время голодной периодической деятельности ЖКТ, в послеоперационном периоде, при различных патологиях ЖКТ, а также исследовать влияние различных веществ (например, лекарственных препаратов) на моторную функцию органа.

Источники информации 1. Справочник по гастроэнтерологии, ред. В.Х.Василенко, М.: Медицина, 1976, с. 272.

2. H. Gregersen, M.B.Andersen, Impendance measuring system for quantification of cross-sectional area in the gastroinfestinal tract, Med. & Biol. Eng. & Compat., 1991, v. 29, p. 108-110.

Формула изобретения

Способ регистрации механической активности локального участка желудочно-кишечного тракта путем измерения электрического импеданса его полости с помощью электродов зонда, отличающийся тем, что зонд вводят в просвет органа так, что электроды зонда непосредственно контактируют с содержанием органа, а измерение производится в течение длительного промежутка времени во время пищеварения, голодной периодической длительности, при различных патологиях желудочно-кишечного тракта, а также при исследовании влияния лекарственных средств с последующим сопоставлением результатов, полученных на каждом этапе мониторинга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3