СПОСОБ ОЦЕНКИ МОТОРНО-ЭВАКУАТОРНОЙ ФУНКЦИИ ТОЛСТОГО И ТОНКОГО ОТДЕЛОВ КИШЕЧНИКА У ДЕТЕЙ ОТ 7 ДО 15 ЛЕТ
METHOD OF EVALUATING MOTOR-EVACUATION FUNCTION OF LARGE AND SMALL PARTS OF INTESTINE IN 7 TO 15 YEAR OLD CHILDREN

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.
1
2
1
2
1
2
1
2
ср
ср
ср
ср
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 П и 450-700 Гц П у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц П и 350-600 Гц П у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц П и 350-600 Гц П у детей в возрасте 13-15 лет, вычисляют отношение плотности мощности спектра П к плотности мощности спектра П (К), оценку результата осуществляют, используя коэффициенты в зависимости от возраста (К), для детей в возрасте 7-9 лет К=1,11, в возрасте 10-12 лет К=1,00, в возрасте 13-15 лет К=1,01, заключение формулируют следующим образом:
ср
ср
если К>К, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки, если К<К, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки тонкой кишки.
Предлагаемый нами способ осуществляется следующим образом.
1
2
1
2
1
2
1
2
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 П и 450-700 Гц П у детей в возрасте 7-9 лет, 100-350 Гц П и 350-600 Гц П у детей в возрасте 10-12 лет, 100-350 Гц П и 350-600 Гц П у детей в возрасте 13-15 лет, вычисляют отношение плотности мощности спектра П к плотности мощности спектра П (К).
<mrow><mi>К</mi><mo>=</mo><mfrac><mrow><msub><mi>П</mi><mn>1</mn></msub></mrow><mrow><msub><mi>П</mi><mn>2</mn></msub></mrow></mfrac></mrow>
ср
ср
ср
ср
Интерпретацию результата осуществляют, используя коэффициенты в зависимости от возраста (К), для детей в возрасте 7-9 лет К=1,11, в возрасте 10-12 лет К=1,00, в возрасте 13-15 лет К=1,01, заключение формулируют следующим образом:
ср
если К>К, говорят, что из всей совокупности акустических явлений брюшной полости преобладают звуки толстой кишки,
ср
если К<К, 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.
1
2
1
2
1
2
ср
ср
ср
Таким образом, для расчета коэффициента используются диапазоны частот: П (200-450 Гц) и П (450-700 Гц) для детей в возрасте 7-9 лет, П (100-350 Гц) и П (350-600 Гц) для детей в возрасте 10-12 лет, П (100-350 Гц) и П (350-600 Гц) для детей в возрасте 13-15 лет. Среднее значение коэффициента для детей в возрасте 7-9 лет К=1,11±0,08, в возрасте 10-12 лет К=1,00±0,07, в возрасте 13-15 лет К=1,01±0,1.
Клинический пример 1
Обследуемая З., 10 лет, диагноз - здорова.
Оценка всей совокупности акустических сигналов.
2
Плотность мощности спектра в диапазоне 100-350 Гц - 7,58 ms
2
Плотность мощности спектра в диапазоне 350-600 Гц - 10,43 ms
Показатель соотношения - 0,73
ср
К=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.
2
Плотность мощности спектра в диапазоне 100-350 Гц - 13,84 ms
2
Плотность мощности спектра в диапазоне 350-600 Гц - 9,66 ms
Показатель соотношения - 1,43
ср
К=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.