способ дифференциальной диагностики форм острого панкреатита в эксперименте

Формула изобретения

1. Способ дифференциальной диагностики форм острого панкреатита в эксперименте, включающий исследование электрического сигнала в микровольтах (мкВ) с помощь электродов, отличающийся тем, что в ткань поджелудочной железы устанавливают биполярные электроды в трех отведениях: «головка-тело»(I), «тело-хвост» (II), «головка-хвост» (III), проводят регистрацию электрического сигнала поджелудочной железы в течение не менее 10 минут в каждом отведении с помощью прибора, обрабатывают полученные данные с помощью статистической программы и рассчитывают среднее значение показателя суммы квадратов амплитуды сигнала в секунду (СКА/с), при этом при получении значения показателя ниже 11,3 мкВ ²/с диагностируют некротическую форму острого панкреатита, а при получении значения этого показателя выше 100 мкВ² /с диагностируют патологическую активность железы, характеризующуюся одновременной гибелью большого количества клеток на участке между электродами.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве прибора, регистрирующего электрические сигналы, используют БИ-01Р, входящий в состав программно-аппаратного комплекса «Бослаб».

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что полученные данные обрабатывают при помощи программы Microsoft Excel из пакета Microsoft Office.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к медицине, конкретнее к функциональной диагностике болезней органов пищеварения, и может быть использовано для дифференциальной диагностики форм острого панкреатита.

Острый панкреатит является полиэтиологическим заболеванием поджелудочной железы. Действие всех этиологических факторов в конечном итоге приводит к повреждению ацинарной клетки или же к ее секреторной гиперактивации. В результате этого появляется асептическое воспаление, некробиоз панкреатитов, некроз и дегенерация поджелудочной железы с присоединением вторичной инфекции. В связи с этим различают обратимую или отечную форму и необратимую или некротическую форму острого панкреатита.

В настоящее время четко сформирована лечебная тактика отечной и некротической форм острого панкреатита, но для выбора необходимого лечения должна существовать точная дифференциальная диагностика этих форм заболевания.

Дифференциальная диагностика острого панкреатита сложна и не всегда точна. Она основывается на тщательном сборе анамнеза, данных объективного осмотра, лабораторных тестах, рентгенологического и компьютерного томографического исследования. Однако ни один из данных методов не дает надежного диагностического результата (Савельев B.C., Филимонов М.И., Гельфанд Б.Р. и др. Клинико-морфологическая характеристика панкреонекроза в свете хирургического лечения / Анналы хирургии. 2001, № 3, с.58-62).

Диагностика острого панкреатита является весьма сложной проблемой и в настоящее время недостаточно разработаны критерии ранней дооперационной диагностики некротической формы острого панкреатита и показания к оперативному лечению, в связи с чем нередко выполняются ненужные диагностические лапаротомии и открытые дренирующие операции, что, в свою очередь, увеличивает частоту гнойно-воспалительных заболеваний и приводит к высокой летальности, 2-3% - при отечной форме и от 18-20% до 25-80% - при деструктивных формах панкреатита (Митьков В.В. Клиническое руководство по ультразвуковой диагностике / М., 1996, 322 с.).

Наиболее информативными и точными способами диагностики формы острого панкреатита в поджелудочной железе является УЗИ-диагностика либо компьютерная томография. Недостатками метода является то, что визуализация и правильная трактовка патологических изменений в поджелудочной железе достоверна на 5-7 сутки от начала заболевания. На ранних стадиях в железе превалирует отек, маскирующий деструктивные зоны, а тяжесть некроза определяется по косвенным признакам - размерам железы и распространению ретроперитонеальной экссудации. (Вашетко Р.В., Толстой А.Д., Курыгин А.А, и др. / Острый панкреатит и травмы поджелудочной железы / Изд-во ПИТЕР, 2000, с.181).

В последнее время наибольшее распространение приобретают электрофизиологические методы диагностики, позволяющие изучать процессы, происходящие в органах и тканях в норме и патологии, путем исследования протекающих в них биоэлектрических процессов. Поджелудочная железа - сложный секреторный орган, морфофункциональной основой которого является гранулоцит. Известно, что мембранный потенциал гранулоцита составляет 30-70 мВ, а потенциал -клеток поджелудочной железы составляет 50-70 мВ. (Покровский В.М., Коротько Г.Ф. // Физиология человека. 1997, Т.1, с.96).

Известен способ дифференциальной диагностики форм острого панкреатита, включающий установку биполярного электрода в нижнюю горизонтальную ветвь двенадцатиперстной кишки, снятие реограммы поджелудочной железы и расчет интеграла пульсовой волны по формуле, включающей величины амплитуд и времени прохождения пиков пульсовой волны реограммы. Отечную или некротическую формы панкреатита диагностируют по полученному значению интеграла пульсовой волны реограммы (Патент RU 2033747 С1, опубл. 30.04.95). Известный способ основан на изучении кровоснабжения поджелудочной железы путем регистрации колебаний импеданса, т.е. полного (омического и емкостного) сопротивления переменному току высокой частоты, связанного с изменениями кровенаполнения исследуемого органа.

Недостатком известного способа является низкая точность диагностики из-за большой вероятности получения ложноположительных результатов при наличии других патологий, сопровождающихся резким снижением кровотока в поджелудочной железе.

Наиболее ближайшим к заявляемому способу - прототипом, является способ дифференциальной диагностики форм острого панкреатита, основанный на исследовании электрического сигнала, заключающийся в том, что больному проводят электрогастроэнтероколонографию, по энтерограмме определяют максимальную амплитуду сокращений отделов желудочно-кишечного тракта и при снижении максимальной амплитуды сокращений в 1,5-2 раза по сравнению с нормой диагностируют отечную форму острого панкреатита, а при снижении максимальной амплитуды сокращений в 2,5 и более раз по сравнению с нормой диагностируют деструктивную форму острого панкреатита (Патент RU 2306850 С1, опубл. 27.09.2007).

Недостатками известного способа являются ограниченность его применения в связи с необходимостью использования дорогого и малодоступного селективного электрогастроэнтероколонографа, а также недостаточная точность диагностики.

Технической задачей изобретения является повышение точности диагностики, за счет исключения ложноположительных результатов, связанных с изменением сопротивления тканей поджелудочной железы, обусловленных снижением кровотока, а также расширение возможностей использования способа.

Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом, заключающимся в следующем.

Экспериментальному животному моделируют панкреонекроз путем повреждения поджелудочной железы любым известным способом с последующей регистрацией электрической активности железы (биопотенциала поджелудочной железы), в мкВ, с помощью биполярных электродов и прибора для регистрации электрических сигналов, возникающих при секреции железы. Для этого, нулевой электрод устанавливают на ухо животного, а активные биполярные электроды погружают в ткань железы в трех стандартных отведениях: «головка -тело» (I), «тело - хвост» (II), «головка - хвост» (III), и регистрируют электрические сигналы непрерывно, в течение не менее 10 минут в каждом отведении с помощью прибора, имеющего возможность экспортировать сигналы в известные статистические программы, далее рассчитывают среднее значение показателя суммы квадратов амплитуды сигнала в секунду (СКА/с) и при среднем значении СКА/с ниже 11,3 мкВ ²/с диагностируют некротическую форму острого панкреатита, а при значении этого показателя выше 100 мкВ²/с диагностируют «патологическую активность» железы, характеризующуюся гибелью клеток железы на участке между электродами.

Преимущественно, в качестве прибора для регистрации сигналов используют прибор БИ-01Р, входящий в состав программно-аппаратного комплекса «Бослаб» (г.Новосибирск), а полученные данные обрабатывают при помощи любой доступной статистической программы, преимущественно Microsoft Excel из пакета Microsoft Office.

Определяющим отличием предлагаемого способа от прототипа является то, что в заявляемом способе производят регистрацию биопотенциала поджелудочной железы (электрический сигнал, возникающий при секреции - потенциал действия) в трех стандартных отведениях, далее рассчитывают среднее значение показателя суммы квадратов амплитуды сигнала в секунду (СКА/с) и при среднем значении СКА/с ниже 11,3 мкВ²/с диагностируют некротическую форму острого панкреатита, а при значении этого показателя выше 100 мкВ²/с диагностируют «патологическую активность» железы, что позволяет более полно и достоверно судить о функциональных возможностях железы и диагностировать некроз при моделировании панкреонекроза.

Предварительно, для набора статистических данных, на 62 беспородных котах была проведена серия экспериментов по изучению биопотенциала поджелудочной железы в норме. Группа животных, находящихся под наркозом - острый опыт, а группа животных без наркоза - хронический эксперимент. Хронический эксперимент проводили у животных с имплантированными в железу электродами после нормального послеоперационного периода. Животным многократно в разное время суток и при разном рационе кормления регистрировали электрический сигнал поджелудочной железы. Полученные данные (более 200 часов регистрации) легли в основу расчета СКА/с сигнала в норме (Смирнов В.А. Основы измерений вибрации [Электронный доступ http://www.vibration.ru/osn_vibracii.shtm]). Рассчитали границы нормы этого показателя как 5 и 95 процентиль (С.Гланц. Медико-биологическая статистика. // Практика. Москва, 1999, с.32) при помощи статистических программ Biostat 2008.

В таблице 1 представлены рассчитанные средние значения (Me) показателя СКА/с, полученные в эксперименте по изучению биопотенциала поджелудочной железы в норме и при различных повреждениях железы при моделировании панкреонекроза.

Из таблицы 1 видно, что в здоровой железе среднее значение СКА/с составило 11,3 (1,3-100) мкВ ²/с (в скобках указаны верхние и нижние границы указанного показателя). В эксперименте было установлено, что в здоровой железе показатель СКА/с в 85,7% случаях соответствует средним значением этого показателя и лишь изредка снижается до минимальных или повышается до максимальных значений, но не выше 100 мкВ ²/с, в связи с чем данный показатель был выбран в качестве диагностического критерия.

Модель экспериментального панкреонекроза воспроизводили на лабораторных животных - беспородных половозрелых кошках массой 4-5 кг, содержащихся в условиях вивария. Количество животных - 42. Эксперимент - острый. Воспроизведение панкреонекроза осуществляли под общей анестезией (внутривенная анестезия пропофолом в дозе 10 мг/кг/час с помощью медленного внутривенного введения препарата). Доступ к панкреатической железе осуществляли через срединный лапаротомический разрез, ткань железы в различных экспериментальных группах повреждали различными способами: механическим повреждением, замораживанием жидким азотом (Махнев А.В., Шнейдер B.C., Стрелин С.А. и др. Обоснование применения криохиругического лечения при повреждениях поджелудочной железы в эксперименте // Материалы научно - практической конференции, посвященной 40-летию кафедры госпитальной хирургии ГОУ ВПО Тюм. Росздрава, 2008, с.84-85), введением спирта 95%, трипсина (Егоров Д.В. Особенности диагностики и лечения геморрагического панкреонекроза. Автореф. дис. канд. мед. наук 14.00.27 / Новосибирск, 2002), яда гадюки (Двинянинова Н.А., Вискунов В.Г. // Тайна панкреатической драмы. - Новосибирск, 2000, с.170).

Во всех 42-х проведенных опытах снижение значения показателя СКА/с достоверно зарегистрировано в 100% случаев развития экспериментального панкреонекроза. Среднее значение показателя СКА/с в различных экспериментальных группах составило ниже 11,3 мкВ²/с. Патологическая активность зарегистрирована в более 50% случаев, панкреонекроз определен в 100% случаев, а площадь этого некроза была от 6% до 45%.

Для получения объективных данных, подтверждающих изменения в железе, проводили компьютерную морфометрию с определением относительной площади некроза в ткани поджелудочной железы. Измерения производили с помощью морфометрической программы AxioVision 3.1 на базе компьютерного комплекса, состоящего из светового микроскопа AxioStar+ фирмы Carl Zeiss, компьютера Pentium IV IBM, цифровой видеокамеры JVC ½". Для получения адекватной характеристики выбранных групп наблюдений применяли метод случайного бесповторного отбора объектов исследования (объем выборки определяли по критерию «достаточная точность среднего»). При морфометрии структур ткани исследовали 5-10 полей зрения в 10-20 гистологических срезах ткани в каждом наблюдении. Измеряли общую площадь среза поджелудочной железы, площадь некроза и их отношение по формуле Р=S1×100/S2, где S1 - площадь некроза, S2 - общая площадь среза, и сопоставляли полученную площадь некроза с показателем СКА/с (Автандилов Г.Г. Медицинская морфометрия. - М.: Медицина, 1990. - с.233-247).

Изобретение иллюстрируется следующими примерами конкретного выполнения способа.

Пример 1

После лапаротомии у животного в эксперименте № 38 в ткань поджелудочной железы ввели трипсин в дозе 50 мг/кг. Установили нулевой электрод на ухо животного, а активные биполярные электроды погрузили в ткань железы в трех стандартных отведениях: «головка-тело» (I), «тело-хвост» (II), «головка-хвост» (III), и регистрировали электрические сигналы поджелудочной железы в течение 10 минут с помощью прибора БИ-01Р, входящего в состав аппаратного комплекса «Бослаб», имеющего возможность экспортировать сигнал в программу Microsoft Excel. Далее с помощью программы Microsoft Excel рассчитывали среднее значение (Me) показателя СКА/с. Среднее значение показателя СКА/с составило 0,9 мкВ²/с, на основании чего было сделано заключение о некротической форме острого панкреатита. Площадь некроза составила 30%.

Пример 2

После лапаротомии у животного в эксперименте № 47 ткань железы была повреждена этиловым спиртом в дозе 5 мл/кг. Установили нулевой электрод на ухо животного, а активные биполярные электроды погрузили в ткань железы в трех стандартных отведениях: «головка-тело» (I), «тело-хвост» (II), «головка-хвост» (III), и регистрировали электрические сигналы поджелудочной железы в течение 14 минут в каждом отведении с помощью прибора БИ-01Р, входящего в состав аппаратного комплекса «Бослаб», далее рассчитали среднее значение показателя суммы квадратов амплитуды сигнала в секунду (СКА/с). Среднее значение показателя СКА/с составило 1,6 мкВ²/с, на основании чего было сделано заключение о некротической форме острого панкреатита. Площадь полученного некроза составила 24%.

Использование изобретения позволит повысить точность диагностики за счет исключения ложноположительных результатов, связанных с изменением сопротивления тканей поджелудочной железы, обусловленных снижением кровотока, а также упростить способ и расширить объем его применения за счет исключения необходимости использования дорогостоящего сложного оборудования.

Таблица 1
Экспериментальная группа	Кол-во 10-ти мин отрезков	Среднее значение СКА/с	% высоких СКА/с	% низких СКА/с	Кол-во случаев патолог. активн.	Ср. значение СКА/с при пат. активности
Здоровая железа	257	Ме - 11,3 (1,3-100)	8,5%	5,8%	нет	-
Повреждение спиртом	211	Me - 1,5 (0,2-93,5)	7,5%	62,9%	15	Me-109 (104-787)
Повреждение ядом гадюки	28	Me - 2,6 (1,2-248)	21,4%	53,7%	6	141±97,8
Повреждение трипсином	130	Me - 4,4 (0,5-164)	13,9%	32,5%	18	Me - 115,7 (101-2709)
Повреждение жидким азотом	118	3,6±3,4	нет	35,5%	нет	нет
Повреждение механически	121	Me - 1,9 (0,4-30)	0,8%	50,4%	1	148