СПОСОБ ОЦЕНКИ МОТОРНО-ЭВАКУАТОРНОЙ ФУНКЦИИ ТОЛСТОГО И ТОНКОГО ОТДЕЛОВ КИШЕЧНИКА У ДЕТЕЙ ОТ 7 ДО 15 ЛЕТ Российский патент 2015 года по МПК A61B5/04 

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии, гастроэнтерологии, и может быть использовано для оценки моторно-эвакуаторной функции толстого и тонкого отделов кишечника.

Состояние двигательной активности пищеварительного тракта индивидуально у каждого человека и нарушается при различной патологии определенным образом. Регистрация и анализ акустических явлений брюшной полости используются как для исследования физиологии пищеварения, так и для диагностики многих заболеваний органов брюшной полости (Бакланов В.В., Дементьев А.П. Возрастные особенности моторной функции кишечника у здоровых детей по данным фоноэнтерографии // Вопросы охраны материнства и детства. - 1981. - №11. - С.33-35.).

Известным способом объективной оценки моторной функции желудочно-кишечного тракта является компьютерная фоноэнтерография (КФЭГ), которая основана на регистрации суммарной акустической активности органов брюшной полости с помощью электронного прибора и соответствующего программного обеспечения. Звуковые явления в брюшной полости появляются при движении кишечного содержимого в просвете желудочно-кишечного тракта (Чистяков С.И. Моторика кишечника в послеоперационном периоде по данным фонографии брюшной полости / Функциональная непроходимость пищеварительного тракта. - М., 1967. - С.305-311.). Следовательно, изучая акустическую активность брюшной полости посредством КФЭГ можно объективно судить о состоянии моторики желудочно-кишечного тракта на момент обследования (Сафронов Б.Г. Диагностика и коррекция моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта у детей с хирургическими заболеваниями, сопровождающимися болевым абдоминальным синдромом: Автореф. дис… докт. мед. наук. - Москва, 2007). Существующий способ анализа фоноэнтерограммы предполагает вычисление трех показателей.

Аср. (мв) - Эффективная амплитуда, отражающая силу сокращений кишечной стенки; Fcp. (1/мин) - Эффективная частота звуковых сигналов, характеризующая количество перистальтирующих сегментов кишечника за 1 мин; Dcp. (с) - Средняя длительность звуковых сигналов, свидетельствующая о продолжительности пропульсивных волн перистальтирующих сегментов кишечника.

Таким образом, исследователь получает оценку моторно-эвакуаторной функции на основании количественной характеристики суммарной акустической активности брюшной полости.

Известным способом оценки звукового сигнала является спектральный анализ, осуществляемый с помощью математического преобразования Фурье. Анализ акустического спектра используется в радиотехнике, музыкальной акустике, однако в медицинской практике для анализа звуковых сигналов брюшной полости ранее не применялся.

Существующий способ оценки компьютерной фоноэнтерограммы не предполагает проведения спектрального анализа звуковых сигналов брюшной полости, а также отсутствуют критерии, по которым можно различать моторную функцию различных отделов кишечника.

Технический результат предлагаемого нами способа заключается в том, что у детей от 7 до 15 лет компьютерным фоноэнтерографом проводят регистрацию звуковых явлений с передней брюшной стенки, оценивают моторно-эвакуаторную функцию толстого и тонкого отделов кишечника по распределению плотности мощности спектра, для этого определяют плотность мощности спектра в диапазоне частот 200-450 Гц П₁ и 450-700 Гц П₂ у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 13-15 лет, вычисляют отношение плотности мощности спектра П₁ к плотности мощности спектра П₂ (К), оценку результата осуществляют, используя коэффициенты в зависимости от возраста (К_ср), для детей в возрасте 7-9 лет К_ср=1,11, в возрасте 10-12 лет К_ср=1,00, в возрасте 13-15 лет К_ср=1,01, заключение формулируют следующим образом:

если К>К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки, если К<К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки тонкой кишки.

Предлагаемый нами способ осуществляется следующим образом.

Фоноэнтерографическое обследование проводят в отдельной комнате для исключения внешних помех. Исследование выполняют в положении пациента лежа на спине, которому справа от пупка накладывают датчик. Запись перистальтических шумов выполняют за 5 сеансов по 1 минуте. Затем оценивают моторно-эвакуаторную функцию толстого и тонкого отделов кишечника по распределению плотности мощности спектра, для этого определяют плотность мощности спектра в диапазоне частот 200-450 Гц П₁ и 450-700 Гц П₂ у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 13-15 лет, вычисляют отношение плотности мощности спектра П₁ к плотности мощности спектра П₂ (К).

$$К=\frac{{П}_1}{{П}_2}$$

Интерпретацию результата осуществляют, используя коэффициенты в зависимости от возраста (К_ср), для детей в возрасте 7-9 лет К_ср=1,11, в возрасте 10-12 лет К_ср=1,00, в возрасте 13-15 лет К_ср=1,01, заключение формулируют следующим образом:

если К>К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки,

если К<К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки тонкой кишки.

Достоверность предлагаемого способа подтверждает проведенный нами биологический эксперимент на лабораторных животных (собаках) и исследование моторно-эвакуаторной функции у здоровых детей. В ходе эксперимента изучены особенности спектральной характеристики звуков толстой, тощей и подвздошной кишок у собак, а также суммарной акустической активности, регистрируемой с передней брюшной стенки животных. В исследование включено 13 собак, массой тела от 10 до 35 кг. Фоноэнтерография производилась после обеспечения анестезиологического пособия. В качестве наркозных средств использовались Золетил, Рометар. Сначала регистрировалась суммарная акустическая активность с передней брюшной стенки. Затем оперативным путем осуществлялся доступ к различным отделам желудочно-кишечного тракта. Запись фоноэнтерограммы производилась путем погружения интересуемого отдела кишечника в емкость, наполненную физиологическим раствором, снабженную резиновой мембраной, на которую устанавливался микрофон фоноэнтерографа. Таким образом, звуковые волны, возникающие в исследуемом отделе кишечника, через физиологический раствор распространялись на мембрану и воспринимались фоноэнтерографом.

Полученные данные представлены в таблице и на рисунке 1.

При анализе полученных данных статистически значимых различий спектра акустических сигналов подвздошной и тощей кишок не выявлено (р>0,05). Однако при сравнении плотности мощности спектра звуков толстого со звуками тонкого отделов кишечника обнаружены различия в диапазонах 160-210 Гц и выше 280 Гц (р<0,05 Расчет вероятности справедливости «нулевой» гипотезы проводился с учетом поправки множественных сравнений Бонферрони при уровне значимости в каждом сравнении 0,017).

При этом в области диапазона низких частот 160-210 Гц преобладает плотность мощности спектра акустических сигналов толстой кишки над этим показателем для звуков тонкой кишки, а в области диапазона частот выше 280 Гц, наоборот, уменьшается плотность мощности спектра звуков толстой кишки и возрастает акустическая активность тонкого отдела кишечника. Наблюдаемые явления объяснимы, так как отделы желудочно-кишечного тракта в своем просвете имеют разные среды, различный диаметр просвета и натяжение стенки.

В области частоты 240 Гц плотность мощности спектра звуков толстого и тонкого отделов кишечника приблизительно равна, а в частотных диапазонах выше и ниже 240 Гц наблюдаются указанные статистически значимые различия. Таким образом, частоте 240 Гц соответствует область «перекреста» графиков распределения плотности мощности спектра звуков толстого и тонкого отделов кишечника. Поэтому частота 240 Гц использована в качестве границы высоко- и низкочастотного диапазона (140-240 Гц и 240-340 Гц). Тогда для толстого отдела кишечника значение отношения плотности мощности спектра в диапазоне 140-240 Гц к плотности мощности спектра в диапазоне 240-340 Гц больше 1 (средний показатель 1,31±0,07, n=9), а для тонкого отдела кишечника - меньше 1 (средний показатель 0,91±0,05, n=13).

Суммарная акустическая активность, регистрируемая с передней брюшной стенки, включает звуки всех отделов кишечника. При анализе общего спектра акустических сигналов брюшной полости выявлено, что максимальная плотность мощности спектра находится в области частоты 240 Гц и соответствует зоне перекреста графиков распределения плотности мощности спектра звуков толстого и тонкого отделов кишечника.

Таким образом, проведенный эксперимент доказывает, что максимальная плотность мощности спектра звуков толстой кишки находится в более низком частотном диапазоне (меньше 240 Гц), чем звуков тонкой кишки (больше 240 Гц). Для оценки акустической активности толстого и тонкого отделов кишечника применим коэффициент отношения плотности мощности спектра в низкочастотной диапазоне к плотности мощности спектра в высокочастотном диапазоне. Частота, которой соответствует максимальная плотность мощности спектра суммарной акустической активности брюшной полости, может быть использована в качестве границы высоко- и низкочастотного диапазонов. Коэффициент, в зависимости от значения, отражает акустическую активность толстого, либо тонкого отдела кишечника.

Учитывая общность анатомо-физиологических особенностей желудочно-кишечного тракта, влияющих на характеристику акустических сигналов брюшной полости собак и человека, и отсутствие возможности проведения описанного эксперимента у людей, разработанный подход для оценки моторно-эвакуаторной функции желудочно-кишечного тракта применим в клинической практике.

Нами проведено исследование моторно-эвакуаторной функции у 65 здоровых детей. Дети разделены на 3 возрастные группы 7-9 лет - 16 человек, 10-12 лет - 26 человек, 13-15 лет - 23 человека. Гендерных различий в группах не было. В результате исследования установлены особенности распределения плотности мощности спектра суммарной акустической активности, регистрируемой с передней брюшной стенки. В первой группе из диапазона 0-1000 Гц 70% мощности спектра находится в диапазоне 200-700 Гц, максимальная плотность мощности спектра соответствует 450 Гц (рисунок 2). Во второй группе из диапазона 0-1000 Гц 70% мощности спектра находится диапазоне 100-600 Гц, максимальная плотность мощности спектра соответствует 350 Гц (рисунок 3). В третьей группе, также как и во второй группе из диапазона 0-1000 Гц 70% мощности спектра находится диапазоне 100-600 Гц, максимальная плотность мощности спектра соответствует 350 Гц (рисунок 4). Во всех группах распределение симметрично. Учитывая результаты биологического эксперимента, для оценки моторно-эвакуаторной функции толстого и тонкого кишечника применим коэффициент отношения плотности мощности спектра в низкочастотном диапазоне к плотности мощности спектра в высокочастотном диапазоне. В качестве границы высоко- и низкочастоного диапазонов можно использовать частоту, которой соответствует максимальная плотность мощности спектра суммарной акустической активности брюшной полости.

Таким образом, для расчета коэффициента используются диапазоны частот: П₁ (200-450 Гц) и П₂ (450-700 Гц) для детей в возрасте 7-9 лет, П₁ (100-350 Гц) и П₂ (350-600 Гц) для детей в возрасте 10-12 лет, П₁ (100-350 Гц) и П₂ (350-600 Гц) для детей в возрасте 13-15 лет. Среднее значение коэффициента для детей в возрасте 7-9 лет К_ср=1,11±0,08, в возрасте 10-12 лет К_ср=1,00±0,07, в возрасте 13-15 лет К_ср=1,01±0,1.

Клинический пример 1

Обследуемая З., 10 лет, диагноз - здорова.

Оценка всей совокупности акустических сигналов.

Плотность мощности спектра в диапазоне 100-350 Гц - 7,58 ms²

Плотность мощности спектра в диапазоне 350-600 Гц - 10,43 ms²

Показатель соотношения - 0,73

К_ср=1,00; 0,73<1,00

Заключение: из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки тонкой кишки.

Клинический пример 2

Обследуемая М., 14 лет, диагноз - гангренозный аппендицит.

Оценка всей совокупности акустических сигналов.

Плотность мощности спектра в диапазоне 100-350 Гц - 13,84 ms²

Плотность мощности спектра в диапазоне 350-600 Гц - 9,66 ms²

Показатель соотношения - 1,43

К_ср=1,01; 1,43>1,01

Заключение: из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки.

Распределение плотности спектральной мощности акустических сигналов различных отделов кишечника у собак.

Таблица Частотный диапазон, Гц Плотность спектральной мощности, % Тощая кишка (n=12) Подвздошная кишка (n=13) Толстая кишка (n=9) Общий спектр (n=12) 100-110 2,20±0,18 2,15±0,16 1,77±0,36 2,89±0,32 110-120 2,39±0,19 2,37±0,16 2,26±0,37 3,01±0,28 120-130 2,64±0,18 2,62±0,15 2,84±0,41 3,16±0,25 130-140 2,93±0,19 2,80±0,18 3,31±0,39 3,34±0,21 140-150 3,10±0,20 3,11±0,17 3,80±0,34 3,52±0,17 150-160 3,40±0,26 3,37±0,20 4,22±0,33 3,71±0,14 160-170 3,59±0,31 3,61±0,22 4,57±0,31* 3,86±0,12 170-180 3,70±0,25 3,82±0,24 5,08±0,39* 4,01±0,11 180-190 3,85±0,22 4,04±0,27 5,28±0,48* 4,14±0,11 190-200 3,99±0,20 4,10±0,24 5,19±0,41* 4,26±0,11 200-210 4,10±0,18 4,14±0,21 4,97±0,36* 4,36±0,11 210-220 4,21±0,15 4,17±0,20 4,69±0,27 4,42±0,10 220-230 4,35±0,14 4,26±0,19 4,50±0,29 4,46±0,09 230-240 4,36±0,15 4,33±0,20 4,33±0,25 4,48±0,08 240-250 4,40±0,17 4,40±0,21 4,20±0,21 4,47±0,09 250-260 4,52±0,15 4,51±0,24 4,16±0,21 4,43±0,10 260-270 4,68±0,18 4,72±0,39 4,01±0,25 4,37±0,11 270-280 4,70±0,22 4,85±0,46 3,79±0,23 4,30±0,12 280-290 4,69±0,23 4,65±0,36 3,62±0,24* 4,25±0,13 290-300 4,63±0,30 4,49±0,34 3,62±0,26 4,19±0,40 300-310 4,57±0,33 4,22±0.27 3,41±0,25* 4,15±0,15 310-320 4,50±0.36 4,02±0,25 3,20±0,23* 4,11±0,16 320-330 4,40±0,35 3,87±0,25 3,07±0,22* 4,08±0,17 330-340 4,29±0,37 3,87±0,35 2,98±0,27* 4,04±0,19 340-350 4,23±0,37 3,54±0,27 2,91±0,28* 4,00±0,20 * Показатель, достоверно различающийся (p<0,05) от аналогичных показателей для тощей и подвздошной кишок.

Изобретение относится к медицине, а именно к хирургии и гастроэнтерологии. Проводят регистрацию звуковых явлений с передней брюшной стенки. Определяют плотность мощности спектра в диапазоне низких (П₁) и высоких (П₂) частот: 200-450 Гц и 450-700 Гц у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц и 350-600 Гц у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц и 350-600 Гц у детей в возрасте 13-15 лет. Рассчитывают отношение значений плотности (К), полученное на низких частотах, к значениям на высоких частотах. При оценке результата используют коэффициенты в зависимости от возраста ребенка (К_ср): 7-9 лет К_ср - 1,11, 10-12 лет К_ср - 1,00, 13-15 лет К_ср - 1,01. Полученные значения К больше К_ср свидетельствуют о преобладании звуков толстой кишки; К меньше К_ср - о преобладании звуков тонкой кишки. Способ расширяет арсенал средств оценки моторно-эвакуационной функции кишечника, что достигается за счет спектрального анализа плотности мощности спектра на низких и высоких частотах с учетом возрастных особенностей ребенка. 4 ил., 2 пр., 1 табл.

Способ оценки моторно-эвакуаторной функции толстого и тонкого отделов кишечника у детей от 7 до 15 лет на основе спектрального анализа акустических сигналов брюшной полости, отличающийся тем, что компьютерным фоноэнтерографом проводят регистрацию звуковых явлений с передней брюшной стенки, оценивают моторно-эвакуаторную функцию толстого и тонкого отделов кишечника по распределению плотности мощности спектра, для этого определяют плотность мощности спектра в диапазоне частот 200-450 Гц П₁ и 450-700 Гц П₂ у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц П₁ и 350-600 Гц П₂ у детей в возрасте 13-15 лет, вычисляют отношение плотности мощности спектра П₁ к плотности мощности спектра П₂ (К), оценку результата осуществляют, используя коэффициенты в зависимости от возраста (К_ср), для детей в возрасте 7-9 лет К_ср=1,11, в возрасте 10-12 лет К_ср=1,00, в возрасте 13-15 лет К_ср=1,01, заключение формулируют следующим образом: если К>К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки, если К<К_ср, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки тонкой кишки.