Оценка жизнеспособности мышечных тканей конечностей при выборе объёма оперативного вмешательства. (экспериментальное исследование)
На правах рукописи
ПОЛУНИН
Сергей Викторович
Оценка жизнеспособности мышечных тканей конечностей при выборе объёма оперативного вмешательства.
(экспериментальное исследование)
14.00.02 - анатомия человека
14.00.27 - хирургия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Москва
2008
Работа выполнена в ГОУ ВПО ММА им. И.М. Сеченова и в 1586 Окружном военном клиническом госпитале Московского военного округа.
Научный руководитель:
доктор медицинских наук Милюков Владимир Ефимович
Официальные оппоненты:
доктор медицинских наук, профессор Лысов Павел Константинович
доктор медицинских наук, профессор Дыдыкин Сергей Сергеевич
Ведущее научное учреждение: ГОУ ВПО Российский государственный медицинский университет.
Защита состоится «____» ________________2008 г. в ________час.
На заседании диссертационного совета Д 208.040.01 в Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова по адресу: 11999, г.Москва, ул.Трубецкая, д.8, стр.1.
С диссертацией можно ознакомится в библиотеке ММА им. И.М.Сеченова по адресу: 117998, г.Москва, Нахимовский пр., д.49.
Автореферат разослан «____» _____________2008 г.
Ученый секретарь диссертационного совета Бартош
Доктор медицинских наук, профессор Николай Олегович
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ.
Актуальность проблемы. В настоящее время в практической медицине сохраняется проблема объективной оценки жизнеспособности тканей организма человека. Особенно эта проблема значима в ургентной хирургии и травматологии, при массовом поступлении раненых и больных, при оказании помощи пострадавшим во время стихийных бедствий и военных конфликтов [Войновский Е.А., Колтович А.П., 2006; Галстян Г.Р., 2006; Гуманенко Е.К., 2001; Ерёмин А.В., 1996; Мусалатов Х.А., 1998; Николенко В.К., Брижань Л.К., Борисенко Л.В., 2004]. Объективность оценки жизнеспособности тканей во время оперативных вмешательств на мягких тканях конечности определяет уровень ампутации и объём некрэктомии. До сих пор при определении жизнеспособности тканей хирург, полагаясь на свой опыт, ориентируется на макроскопические изменения ткани, которые не всегда объективны. Риск оставления нежизнеспособных тканей грозит осложнениями, влияющими на исход заболевания. Так, несмотря на значительный опыт хирургов и кажущуюся простоту операции, при ампутации нижних конечностей сохраняется значительное число послеоперационных осложнений и высокая летальность, достигающая по данным литературы 67% [Бурлеева Е.П., Смирнов О.А., 1999; Иванов В.В., 2000; Степанов Н.Г., 2005; Шор Н.А., 20001]. Такие осложнения, как некроз мягких тканей и нагноение послеоперационных ран после ампутации ниже колена приводят к реампутации на уровне бедра в 50% случаев [Фоменко А.А., 2005; Царёв О.А., Прокин Ф.Г., 2006].Частота осложнений, обусловленных гнойно-некротическими процессами в послеоперационной ране, составляет 40-60%, [Анциферов М.Б., Галстян Г.Р., Токмакова А.Ю., 1998; Бунакова Е.А., 2001; Павлов Ю.А., 2005], а летальность среди больных с нагноением культи достигает 43,7% [Галстян Г.Р., 2006; Рытова О.П., 2002; Шор Н.А., 1994].
В выборе уровня ампутации важным является стремление сохранить возможно большую часть конечности при условии, что культя будет пригодной для протезирования. После высоких ампутаций на уровне бедра отмечается низкое качество жизни больных - лишь 30,3% из них пользуются протезом [Рифель А.В., 2007; Рытова О.П., 2002], в то время как после ампутаций на уровне голени пользуются протезом 69,4% пациентов [Рифель А.В., 2007].
Выбор оптимального уровня и типа ампутаций определяется на основе выявления границ жизнеспособной и нежизнеспособной ткани. Данных по объективному определению жизнеспособности тканей в современной литературе достаточно мало. До настоящего времени ни один из методов оценки жизнеспособности мягких тканей не нашел широкого применения в практике. Причиной тому, по нашему мнению, служит недостаточная доступность методов: относительная дороговизна оборудования, расходных материалов, сложность применения методики и (или) анализа результатов, а также потребность в высококвалифицированном персонале для оценки результатов исследования, большом количестве времени на проведение исследования.
Таким образом, активное хирургическое лечение заболеваний и травм мягких тканей конечностей поставило перед хирургами вопросы, касающихся определения зон повреждения и выбора границ хирургической агрессии. Объективная оценка морфофункционального состояния мышечных тканей конечностей в динамике некробиоза, обуславливающая выбор оптимальных объемов иссечения мягких тканей – актуальная, имеющая большое практическое значение проблема.
Цель исследования. Целью работы является исследование морфологических изменений мышечной ткани конечности, её морфофункционального состояния и электрофизических показателей при некробиозе. Обосновать и доказать способ объективной оценки жизнеспособности мышечной ткани по её электрофизическим свойствам.
Задачи исследования.
1. Исследовать мышечную ткань в процессе некробиоза с одновременным изучением её электрофизических свойств, в зависимости от времени, прошедшего после гибели животного.
- Исследовать характер изменений электрофизических свойств мышечной ткани в процессе ее некробиоза.
- Изучить морфологические изменения мышечной ткани конечности в процессе ее некробиоза по данным гистологических исследований и сопоставить с выявленными изменениями её электрофизических показателей.
- Определить математическую значимость изменений электрофизических показателей в процессе морфофункциональных изменений мышечной ткани от жизнеспособного состояния до необратимого некробиоза.
- Обосновать возможность применения способа в клинической практике.
Научная новизна. В результате проведенного экспериментально-морфологического исследования впервые на достаточно большом материале выявлены закономерности, исследован характер изменений электрофизических показателей мышечной ткани конечности в динамике развития в ней процессов некробиоза. Установлено, что с увеличением времени от момента гибели животного уменьшается амплитуда напряжения в мышечной ткани, то есть при изменении жизнеспособности мышечной ткани изменяются её электрофизические свойства. Выявлена корреляционная зависимость электрофизических свойств мышечной ткани и её жизнеспособности (живая ткань, паранекроз, некробиоз, некроз) на различных участках конечности, подтверждённая данными гистологического исследования. Определена математическая значимость изменений электрофизических показателей в процессе морфофункциональных изменений мышечной ткани от жизнеспособного состояния до необратимого некробиоза. Выявлено, что электрическая ёмкость жизнеспособной мышечной ткани отличается от таковой с необратимыми морфофункциональными изменениями не менее, чем в 1,6 раза, что является теоретическим обоснованием возможности применения данного способа в экспресс – диагностики для выбора объема оперативного вмешательства в клинической практике.
Теоретическая и практическая ценность исследования.
Разработан научно обоснованный и апробированный в экспериментальных исследованиях на животных новый способ определения жизнеспособности мышечной ткани. Данный способ может быть предложен для количественной научно обоснованной экспресс-диагностики жизнеспособности мышечной ткани в клинической хирургии. Это позволит разработать методику быстрого интраоперационного определения границ жизнеспособности мышечной ткани конечностей, что будет способствовать улучшению результатов лечения и профилактике послеоперационных осложнений данных категорий больных и раненых, повышению юридической защищенности врачей.
Внедрение результатов исследования.
Основные положения работы используются в учебном процессе на кафедре анатомии человека ММА им. И.М.Сеченова. Подана заявка в Роспатент о выдаче патента на полезную модель № 2008119072.
Положения, выносимые на защиту:
1. Биологическим тканям присущи специфические для данной ткани электрофизические свойства.
2. При изменении жизнеспособности мышечной ткани изменяются её электрофизические свойства.
3. Изменение электрофизических показателей мышечной ткани является объективных критерием её морфофункционального состояния.
Основные материалы диссертации докладывались на IV Всероссийской конференции общих хирургов с международным участием «Раны и раневая инфекция» (Ярославль, 14-15 мая 2007года) «К вопросу об объективной оценке жизнеспособности мягких тканей конечностей при определении объёма некрэктомии и выборе уровня ампутации» Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Полунин С.В.
Апробация диссертации состоялась на межкафедральном совещании кафедр анатомии человека и общей хирургии Московской медицинской академии им. И.М.Сеченова (12 мая 2008г.)
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 научных работ, из них в центральной печати - 2.
Объем и структура работы:
Диссертация состоит из введения, 4 глав, выводов, практических рекомендаций и указателя литературы.
Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, иллюстрирована 49 рисунками, содержит 9 таблиц. Библиография включает 201 источник, из них 81 иностранный.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.
Материал и методы исследования:
Объект исследования.
Объектом исследования служили лабораторные крысы и собаки. Выбор их в качестве экспериментальных животных обусловлен тем, что мышечная ткань у крысы и собаки сходны по строению с мышечной тканью человека. Достаточно высокое положение в филогенетическом ряду крысы, собаки и человека обусловливает однотипность протекания реакций. Имеет немаловажное значение и доступность данных видов животных для эксперимента.
Исследование выполнено с соблюдением правил работы с использованием экспериментальных животных. Объектом исследования являются 30 половозрелых крыс линии Wistar восьмимесячного возраста, средней массой около 300 г и 12 взрослых беспородных собак обоего пола весом 7-20 кг.
Постановка экспериментов разделена на две части:
1 часть - выполнена на крысах. Целью её было изучение в динамике изменения электрофизических показателей мышечной ткани животного в зависимости от времени после его гибели, то есть в процессе некробиоза ткани.
2 часть – выполнена на собаках. Целью второй части экспериментального исследования явилось изучение изменения электрофизических показателей мышечной ткани при нарушении её трофики у живого животного и корреляции их с результатами гистологического исследования.
Распределение животных по частям экспериментов и срокам наблюдения представлены в таблицах 1, 2.
Таблица 1. Распределение животных первой части экспериментов.
| животное | время после эвтаназии | количество исследуемых животных | количество измерений |
| крыса | сразу после эвтаназии | 30 | 90 |
| крыса | 1час | 30 | 90 |
| крыса | 2часа | 30 | 90 |
| крыса | 3часа | 30 | 90 |
| крыса | 4часа | 30 | 90 |
| крыса | 5часов | 30 | 90 |
| крыса | 6часов | 30 | 90 |
| крыса | 7часов | 30 | 90 |
| крыса | 8часов | 30 | 90 |
Таблица 2. Распределение животных второй части экспериментов.
| животное | время после начала ишемии мышечных пучков | количество животных | количество измерения |
| собака | до начала ишемии | 12 | 144 |
| собака | 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 1 час | 12 | 144 |
| собака | 1 час 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 2 часа | 12 | 144 |
| собака | 2часа 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 3 часа | 12 | 144 |
| собака | 3 часа 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 4 часа | 12 | 144 |
| собака | 4 часа 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 5 часов | 12 | 144 |
| собака | 5 часов 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 6 часов | 12 | 144 |
| собака | 6 часов 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 7 часов | 12 | 144 |
| собака | 7 часов 30 минут | 12 | 144 |
| собака | 8 часов | 12 | 144 |
Методы исследования.
Методы исследования включали в себя:
1 - метод измерения электрофизических показателей мышечной ткани.
2 - методики постановки экспериментов - проведения операций.
3 - методы гистологического исследования мышечной ткани.
4- методика расчёта основных математических соотношений для обработки результатов экспериментов.
5- методика статистической обработки.
Метод измерения электрофизических показателей мышечной ткани.
Способ определения жизнеспособности мышечной ткани основан на:
1. регистрации изменения амплитуды напряжения между электродами специального устройства при отсутствии исследуемых тканей между этими электродами и при захвате исследуемых тканей электродами устройства.
2. определении относительного изменения амплитуды напряжения по результатам замеров, отличающейся тем, что толщина захватываемого слоя мышечных тканей должна составить 1,5 мм, что контролируется по показаниям датчика перемещений устройства для регистрации электрофизических параметров ткани.
Устройство для регистрации электрофизических параметров ткани состоит из двух электродов, образованных браншами пинцета, электрически изолированными друг от друга. Бранши пинцета электрически соединены с генератором переменного напряжения синусоидальной формы амплитудой 3В и частотой 20 кГц через последовательно включенное активное сопротивление величиной 1,8 кОм, на одной из браншей пинцета закреплен потенциометрический датчик перемещения, позволяющий определить толщину, захватываемых тканей.
Методы гистологического исследования мышечной ткани.
Морфофункциональное состояние мышечной ткани оценивалось по изменению её морфологических структур согласно критериям, предложенным Юшканцевой С.Н., Быковым В.Л. (2006г.) Гистологические препараты были окрашены гематоксилином и эозином с толщиной среза в пределах 7-15 микрон. Оценка проводилась в продольных и поперечных срезах мышечной ткани при двухсот- и четырёхсот - кратном увеличении. Корреляция изменения морфологических структур и степени изменения мышечной ткани и её функции представлены в таблице 3.
Таблица 3. Корреляция изменений морфологических структур и степени изменения мышечной ткани и её функции.
| морфологические критерии оценки мышечной ткани | степень изменения мышечной ткани и её функции | ||
| минимальные изменения с возможным восстановлением функции | изменения средней степени с возможным частичным восстановлением функции | выраженные необратимые изменения с утратой функции | |
| 1.Эндомизий (отёк) | слабовыраженный | умеренный | выраженный |
| 2. Сарколемма (толщина и степень выраженности) | не выражена, тонкая | отчётливая, утолщена | выраженная, толстая |
| 3. Поперечная исчерченность (степень выраженности) | выражена | не отчётливая | отсутствует |
| 4. Миофибриллы (поля Конгейма) Степень повреждения (на поперечн. срезах) | выражена слабо | умеренно | значительно |
Методика расчёта основных математических соотношений
для обработки результатов экспериментов.
Эквивалентная электрическая схема датчика:
 (частота),  Uвых- напряжение, снимаемое с браншей пинцета и регистрируемое вольтметром, при исследовании ткани между браншами. |
Действующее значение тока (I), протекающего в цепи равно:
;
R- активное сопротивление.
- реактивное сопротивление.
Оценим величину реактивного сопротивления (
) для исходного состояния пинцета, когда между браншами находится воздух:
, где
- частота питающего напряжения.
- ёмкость плоского конденсатора образованного браншами пинцета.
- электрическая постоянная = 8,85
Ф – Фарада, м – метр, А – ампер, с – секунда, В – вольт, м – метр.
S – площадь браншей пинцета, захватывающих ткань, для нашего случая 
- диэлектрическая проницаемость воздуха = 1,00058
- толщина слоя изолятора (воздуха) между браншами. Примем 
=1,5мм.
Тогда 
Емкость составляет всего с=0,07 пикофарады.
Найдем отношение:
Т.е., если между браншами 1.5 мм воздуха, то 
, поскольку 
Даже если между браншами будет 10-12 мм воздуха, что соответствует полному раскрытию пинцета, то все равно 
. Это объясняется очень малым значением произведения 
для воздуха.
Если же выходное напряжение изменилось значительно, составило порядка 1В или долей вольта, что наблюдается при помещении между браншами мышечной ткани, то объяснить это можно только весьма значительным увеличением эквивалентной емкости за счет увеличения коэффициента 
- величины диэлектрической проницаемости мышечной ткани. Для оценки этой величины по данным эксперимента преобразуем выражение напряжения цепи 
к виду:
Отмеченный скобкой комплекс параметров обозначим 
- он постоянен для прибора, если условиться взять за постоянную величину 
- толщину захватываемой ткани 1,5 мм.
Произведем количественную оценку величины 
.
Тогда 
Пусть 
Если 
падает, то диэлектрическая проницаемость растет, т.е. диэлектрические свойства ткани ухудшаются. Это имеет место быть до определенной границы, начиная с которой в тканях мышц происходят необратимые изменения, при этом диэлектрические свойства ткани практически перестают изменяться.
Проанализируем влияние составляющих параметров на величину 
- несомненные константы для предлагаемого прибора. А величина 
- толщина захватываемой мышечной ткани должна строго контролироваться по показаниям датчика перемещения. Используя формулу 
надо обработать результаты экспериментов и найти критическое значение 
, ниже которого в тканях наступают обратимые изменения и 
, ниже которого наступают необратимые изменения. Формулу (Uвых) можно представить в виде:
и преобразовать к виду:
Величина 
определяется на основе гистологической обработки результатов эксперимента, а соответствующее отношение напряжений вычисляется по формуле: 
Представляется возможным дать следующую эквивалентную электрическую схему замещения живой ткани. Ее можно представить как совокупность последовательно соединенных между собой одинаковых емкостей,
Тогда  , если все элементарные емкости одинаковые, то  ; тогда   |
Таким образом, если морфофункциональное состояние ткани изменяется, то число элементарных емкостей изменяется (n) уменьшается, а, следовательно, изменяется и суммарная ёмкость ( 
).
Методика статистической обработки.
Достоверность полученных результатов определяли на основании обработки цифровых данных по критерию Стьюдента. Достоверной считалась разница вероятностью не менее 95% (р<0,05). Характер и выраженность связи между вариационными рядами устанавливали коэффициентом корреляции (r) по уравнению Pearson.
Таким образом, совокупность используемых в экспериментах материалов и методик позволяет судить об объективности исследования изучаемой проблемы и достоверности результатов экспериментов.
Результаты собственных исследований:
Анализ результатов первой части эксперимента.
Первая часть экспериментов была проведена на 30 половозрелых крысах линии Wistar восьмимесячного возраста, средней массой около 300 (г). Целью первой части являлось - изучение в динамике изменения электрофизических показателей мышечной ткани животного в зависимости от времени после его гибели, то есть в процессе некробиоза ткани. После эвтаназии на бедре животного обнажался мышечный массив, который для предотвращения высыхания, укрывался отсепарованными кожными лоскутами. Далее, в течение 8 часов, проводилось динамическое наблюдение за изменением электрофизических показателей мышечной ткани в процессе развития в ней некробиотического процесса. Пинцетом захватывался поперек участок мышечного массива и сжимался до соприкосновения внутренних поверхностей бранш пинцета на площади 2х6 (мм). При этом ежечасно, по осциллографу определялась амплитуда напряжения между браншами пинцета. При отсутствии исследуемых тканей исходная амплитуда составила 3.00 ± 0.05 В. В дальнейшем, динамика изменения амплитуды напряжения представлялась следующим образом: непосредственно после гибели животного амплитуда напряжения составила 1,14 ± 0,06 В, через 1 час - 0,95 ± 0,05В, через 2 часа - 0,8 ± 0,04 В, через 3 часа – 0,63 ± 0,03В, через 4 часа – 0,3 ± 0,15 В, через 5 часов – 0,26 ± 0,013В, через 6 часов – 0,21 ± 0,01В, через 7 часов – 0,22 ± 0,01В, через 8 часов – 0,2 ± 0,01В.
Из представленных выше результатов, видно, что биологическим тканям присущи специфические электрофизические свойства. С увеличением времени от момента гибели животного увеличивается эквивалентная емкость браншей с помещенной между ними тканью, а амплитуда напряжения уменьшается в процессе развития в тканях некробиотических изменений. После 6 часов от момента гибели животного амплитуда напряжения существенно не изменялась, что связываем с наступлением некроза тканей. Графически закономерность изменения амплитуды напряжения от времени после гибели животного соответствует практически прямой линейной зависимости.
Рис. 1. Динамика изменения электрофизических
показаний мышечной ткани после эвтаназии животного (крыса).
Эту корреляционную кривую можно разделить на три отрезка. Первый отрезок - в течение первых трёх часов от момента эвтаназии соответствует изменению электрофизических показателей от 1,14 ± 0,06 В до 0,63 ± 0,03В - расцениваем как ткань с обратимыми морфофункциональными изменениями, так как согласно данным литературы, после нарушения трофики в течение 3 часов мышечная ткань жизнеспособна. На втором отрезке в течение четвёртого часа после гибели животного наблюдается резкое изменение (снижение) электрофизических показателей мышечной ткани от 0,63 ± 0,03В до 0,3 ± 0,015В, что связываем с наступлением в ткани необратимых морфофункциональных изменений. После четырёх часов от момента эвтаназии график изменения электрофизических показателей представлен изоэлектрической линией от 0,3 ± 0,015В до 0,2 ± 0,01В, что связываем с наступлением некроза мышечной ткани. Гистологическое исследование соответствия электрофизических свойств и морфофункциональных изменений мышечной ткани не проводилось в связи с малым количеством объёма мышечного массива.
Таким образом, на основании первой части эксперимента можно сделать вывод, что электрофизические свойства мышечной ткани зависят от протекающих в ней некробиотических процессов, при изменении жизнеспособности мышечной ткани изменяются её электрофизические свойства.
Анализ результатов второй части эксперимента.
Вторая часть эксперимента произведена на 12 взрослых беспородных собак обоего пола весом 7-20 кг. Целью второй части явилось – изучение изменения электрофизических показателей мышечной ткани при нарушении её трофики у живого животного и корреляция их с результатами гистологического исследования. Под общей анестезией на бедре животного обнажался мышечный массив, выделялись и перевязывались с двух концов на расстоянии 2,5-3 (см) мышечные пучки размерами около 3х0,5 (см). Для предотвращения высыхания, мышцы также укрывались отсепарованными кожными лоскутами с фиксацией их провизорными швами. Определялась амплитуда напряжения между браншами пинцета при взятом поперек между ними участке мышечного массива, ограниченного площадью захвата - 2х6 (мм). Толщина захватываемых тканей была одинаковая - 1,5 (мм), контролировалась с помощью датчика перемещения. В динамике развития некробиоза мышечной ткани проводилось измерение амплитуды напряжения до и сразу после наложения лигатур, обеспечивающих ишемию мышечных пучков на бедре, а также - через каждые 30 минут в течение 8 часов на нескольких ишемизированных пучках. При этом проводился забор материала для гистологического исследования. В среднем на каждом мышечном пучке исследовалось по 3 участка. При динамическом наблюдении за изменением электрофизических показателей мышечной ткани изучалась корреляция расчётных показателей и данных макроскопической картины с сопоставлением, в последующем, с результатами гистологического исследования. Корреляция экспериментальных и расчётных величин электрических переменных мышечной и времени от момента начала нарушения трофики ткани представлена в сводной таблице №4.
Таблица 4. Корреляция амплитуды напряжения, электрической ёмкости мышечной ткани и времени от момента начала нарушения трофики ткани.
| № п/п | название объекта | экспериментальные электрофизические показатели,Uвых. (В) | расчётные показатели электрической ёмкости мышечной ткани,  (пФ) | время от начала ишемии мышечных пуков |
| 1. | мышца (собака) | 0,95 ± 0,47 |  ±0,0049 | до перевязки мышечных пучков |
| 2. | мышца (собака) | 0,95 ± 0,47 |  ±0,0049 | сразу после перевязки мышечных пучков |
| 3. | мышца (собака) | 0,86 ± 0,43 |  ±0,005 | 30 минут |
| 4. | мышца (собака) | 0,81 ± 0,40 |  ±0,006 | 1 час |
| 5. | мышца (собака) | 0,75 ± 0,37 |  ±0,0065 | 1 час 30 минут |
| 6. | мышца (собака) | 0,62 ± 0,31 |  ±0,008 | 2 часа |
| 7. | мышца (собака) | 0,58 ± 0,29 |  ±0,0085 | 2 часа 30 минут |
| 8. | мышца (собака) | 0,52 ± 0,26 |  ±0,0095 | 4 часа |
| 9. | мышца (собака) | 0,46 ± 0,23 |  ±0,01 | 5 часов |
| 10. | мышца (собака) | 0,39 ± 0,19 |  ±0,012 | 6 часов |
| 11. | мышца (собака) | 0,33 ± 0,16 |  ±0,014 | 7 часов |
| 12. | мышца (собака) | 0,25 ± 0,12 |  ±0,019 | 8 часов |
На основании корреляции данных, представленных в таблице №4 сделан вывод, что с увеличением времени от момента выделения мышечного массива снижался биопотециал тканей, то есть амплитуда напряжения уменьшалась в процессе развития в тканях некробиотических изменений. Следовательно, если ткань патологически изменяется, то число элементарных емкостей уменьшается (n), а суммарная ёмкость (
) возрастает, что согласуется с теоретическим обоснованием физической модели эксперимента. Таким образом, изменения электрофизических показателей ткани являются объективным критерием некробиоза.
Морфофункциональное состояние мышечной ткани исследовалось гистологическими методами на препаратах окрашенных гематоксилином и эозином при двухсот- и четырёхсоткратном увеличении. На основании изменения морфологических структур в продольных срезах (отёка эндомизия, толщины и степени выраженности сарколеммы, степени выраженности поперечной исчерченности) и в поперечных срезах (степени повреждения миофибрилл, полей Конгейма) оценивались степень изменения мышечной ткани и её функции.
В результате исследования корреляции данных макро- и микроскопической картины и электрофизических показателей выявлены три степени изменения мышечной ткани и её функции.
1. Макроскопически, мышечная ткань была розово-красного цвета, чуть блестящая влажная, эластичной консистенции, наблюдалось сокращение мышечных волокон, выделенный мышечный пучок не отёчен, при иссечении участка для гистологического исследования наблюдалась кровоточивость из мышечной ткани. По данным гистологического исследования выявлены следующие изменения: в продольных срезах - отек эндомизия слабо выражен, сарколемма тонкая, не выражена, поперечная исчерченность чётко выражена; в поперечных срезах - степень повреждения миофибрилл (полей Конгейма) выражена слабо. Изменения электрофизических показателей: амплитуда напряжения от 0,95±0,047 до 0,75±0,37 (электрическая ёмкость 0,099±0,0049 - 0,13±0,0065 пикоФарад) соответствуют минимальным изменениям состояния ткани с возможным восстановлением функции.
2. Макроскопически, мышечная ткань была тёмно-красного цвета, чуть влажная, не блестящая, плотно-эластичной консистенции, тургор снижен, наблюдались единичные сокращения лишь отдельных групп мышечных волокон, выделенные мышечные пучки увеличены в объёме за счет слабовыраженного отёка мышечных волокон, при иссечении участка для гистологического исследования, по сравнению с предыдущим часом, кровоточивость из мышечной ткани наблюдалась в меньшей степени. При гистологическом исследовании выявлены изменения: в продольных срезах отек эндомизия выражен умеренно, сарколемма отчётливая, утолщена, поперечная исчерченность не отчётливая; в поперечных срезах степень повреждения миофибрилл (полей Конгейма) выражена умеренно. Амплитуда напряжения ткани от 0,75±0,37 до 0,58±0,29В (электрическая ёмкость 0,13±0,0065 - 0,17±0,0085 пикоФарад) соответствует изменениям средней степени с возможным частичным восстановлением функции.
3. Макроскопически, мышечная ткань грязно-бурого, местами синюшного цвета, дряблой консистенции, сократимость и тургор отсутствуют, выделенные мышечные пучки увеличены в объёме за счет резко-выраженного отёка между мышечными волокнами, при иссечении участка для гистологического исследования мышечной ткани наблюдалось выделение мутного геморрагического характера. При гистологическом исследовании выявлены следующие изменения: в продольных срезах отек эндомизия - выраженный; сарколемма - выраженная, толстая; поперечная исчерченность отсутствует; в поперечных срезах степень повреждения миофибрилл (полей Конгейма) выражена значительно. Изменения амплитуды напряжения от 0,58±0,29В до 0,25±0,12В (электрической ёмкости 0,17±0,0085 -0,39±0,019 пикоФарад) – выраженным необратимым изменениям с утратой функции.
Таким образом, определена корреляционная зависимость жизнеспособности (некробиоз обратимый, некробиоз необратимый, живая ткань) мышечной ткани на различных участках конечности и её электрофизических свойств. В соответствии с данными гистологического исследования, изменение электрических свойств мышечной ткани является математически значимым и достоверным критерием её жизнеспособности. Электрическая ёмкость жизнеспособной и мышечной ткани с необратимыми изменениями отличается не менее, чем в 1,6 раза.
На основании нашего экспериментального исследования доказана теоретическая обоснованность электрофизического способа оценки жизнеспособности мышечной ткани. Предложенный способ определения жизнеспособности мышечной ткани, после технической и эстетической модернизации может быть предложен для клинического испытания, а использование его в клинической практике может обеспечить профилактику послеоперационных осложнений и улучшение результатов лечения раненых и больных.
ВЫВОДЫ:
- С увеличением времени от момента гибели животного уменьшается амплитуда напряжения мышечной ткани, то есть при изменении жизнеспособности мышечной ткани изменяются её электрофизические свойства. Таким образом, установлено, что от степени выраженности некробиотических процессов в мышечной ткани зависят её электрофизические свойства.
- Выявлена прямая линейная зависимость изменения электрофизических показателей мышечной ткани в зависимости от времени гибели животного, состоящая из трёх отрезков. Первый отрезок - в течение первых трёх часов от момента эвтаназии соответствует изменению электрофизических показателей от 1,14 ± 0,06 В до 0,63 ± 0,03В. Мышечную ткань конечности расцениваем как ткань с обратимыми морфофункциональными изменениями.
На втором отрезке в течение четвёртого часа после гибели животного наблюдается резкое изменение (снижение) электрофизических показателей мышечной ткани от 0,63 ± 0,03В до 0,3 ± 0,015В, что связано с наступлением в ткани необратимых морфофункциональных изменений.
На третьем отрезке после четырёх часов от момента эвтаназии электрофизические показатели практически не изменялись от 0,3 ± 0,015В до 0,2 ± 0,01В, что обусловлено наступлением некроза мышечной ткани.
- Определена корреляционная зависимость жизнеспособности (некробиоз обратимый, некробиоз необратимый, живая ткань) мышечной ткани конечности и её электрофизических свойств, подтверждённая данными гистологического исследования.
По данным гистологического исследования, амплитуда напряжения от 0,95±0,047 до 0,75±0,37В (электрическая ёмкость 0,099±0,0049 - 0,13±0,006 пикоФарад) соответствует минимальным изменениям мышечной ткани с возможным восстановлением ее функции.
Амплитуда напряжения от 0,75±0,37 до 0,58±0,29В (электрическая ёмкость 0,13±0,0065 - 0,17±0,0085 пикоФарад) – изменениям средней степени с возможным частичным восстановлением функции.
Амплитуда напряжения от 0,58±0,29 до 0,25±0,12В (электрической ёмкости 0,17±0,0095 - 0,39±0,019 пикоФарад) – выраженным необратимым изменениям мышечной ткани - наступлением некроза мышечной ткани с утратой её функции.
- Электрическая ёмкость жизнеспособной мышечной ткани конечности отличается от электрической емкости мышечной ткани с необратимыми морфофункциональными изменениями не менее, чем в 1,6 раз, следовательно изменения данного показателя в процессе некробиоза являются математически значимыми.
- Изменения электрофизических свойств мышечной ткани являются объективным критерием её морфофункционального состояния, что является основой для применения способа оценки электрических свойств мышечной ткани при оценке её жизнеспособности в клинической практике.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ.
Способ определения жизнеспособности мышечной ткани на основе изменения ее электрофизических свойств, после технической и эстетической модернизации может быть предложен для клинического испытания экспресс-диагностики жизнеспособности мышечной ткани в практической хирургии, что будет способствовать профилактике послеоперационных осложнений и улучшению результатов лечения раненых и больных.
Список работ, опубликованных по теме диссертации :
1. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Полунин С.В. //Объективная оценка жизнеспособности мягких тканей конечностей при выборе уровня ампутации.// Сб. тезисов: ХХХVI научно-практической конференции врачей 5 ЦВКГ ВВС «60 лет на страже здоровья».- 25 мая 2006.- Красногорск- С. 324-326.
2. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Нурахметов Т.М., Полунин С.В. //Изменение удельного сопротивления мягких тканей конечностей при выборе уровня ампутации.//- Морфология.- 2006.- Том 129, №4.- С. 110.
3. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Нурахметов Т.М., Полунин С.В. //К вопросу об объективной оценке мягких тканей конечностей при выборе уровня ампутации.// Материалы международной конференции «Новые технологии в военно-полевой хирургии и хирургии повреждений мирного времени» 26-28 октября 2006г.- СПб.- С. 252-253.
4. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Галаева В.Н, Нурахметов Т.М., Полунин С.В. //Электрофизический способ объективной оценки мягких тканей конечностей.// Материалы научно-практической конференции врачей России, посвящённой 70-летию Тверской государственной медицинской академии. (Успенские чтения, выпуск 4).- Тверь.- 2006.-С. 98-99.
5. Полунин С.В. //О вопросе об объективной оценки жизнеспособности мягких тканей конечностей.// Материалы VIII Всероссийской научно-практической конференции «Актуальные вопросы клиники, диагностики и лечения больных в многопрофильном лечебном учреждении» 24-25 апреля 2007г.- Вестник Российской военно-медицинской академии, приложение 1(17), часть II.- СПб.- С. 742-743.
6. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Полунин С.В. //К вопросу об объективной оценке жизнеспособности мягких тканей конечностей при определении объёма некрэктомии и выборе уровня ампутации.// Материалы IV Всероссийской конференции общих хирургов с международным участием «Раны и раневая инфекция» 14-15 мая 2007г.- Ярославль.- С. 469-470.
7. Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Нурахметов Т.М., Полунин С.В. //Электрофизический способ оценки мягких тканей конечностей.// Материалы «Первого Съезда хирургов Южного Федерального округа с международным участием» 27-28 сентября 2007г.- Ростов-на-Дону.- С. 229-230.
8. Полунин С.В. //Объективная диагностика состояния мягких тканей конечности при хирургических заболеваниях.// Материалы VII Всеармейской международной конференции «Актуальные вопросы профилактики, диагностики и терапии хирургической инфекции» 1-2 ноября 2007г., ЦВДО Подмосковье.- ГВМУ МО РФ, РАСХИ.- 2007.- С. 75-76.
9. Полунин С.В. //Выбор оптимального уровня ампутации нижних конечностей в профилактике послеоперационных раневых осложнений на культе.// Материалы VII Всеармейской международной конференции «Актуальные вопросы профилактики, диагностики и терапии хирургической инфекции» 1-2 ноября 2007г., ЦВДО Подмосковье.- ГВМУ МО РФ, РАСХИ.- 2007.- С. 27-28.
10.Сапин М.Р., Милюков В.Е., Лашнев С.Т., Полунин С.В. //Электрофизический способ выявления границы между тканью с необратимыми патологическими изменениями и жизнеспособной тканью.// Вестник новых медицинских технологий.- 2008.- Том ХV.- №1.- С. 177-178.
