Анатомометрическая характеристика пищевода в грудном возрасте
На правах рукописи
ЕРЕМЧЕНКО Наталья Викторовна
АНАТОМОМЕТРИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПИЩЕВОДА
В ГРУДНОМ ВОЗРАСТЕ
14.00.02. – Анатомия человека
Автореферат
диссертации на соискание ученой степени
кандидата медицинских наук
Уфа – 2009
Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Пермская государственная медицинская академия имени академика Е.А. Вагнера Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Научный руководитель: доктор медицинских наук, профессор
Баландина Ирина Анатольевна
Официальные оппоненты: доктор медицинских наук, профессор
Валишин Эдуард Салихович
кандидат медицинских наук, доцент
Стрижков Алексей Евгеньевич
Ведущая организация: Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Саратовский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Защита состоится «___»______________2009 года в _____часов на заседании диссертационного совета Д 208.006.02 при Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию» по адресу: 450000, г. Уфа, ул. Ленина, 3.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Башкирский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию».
Автореферат разослан «_____»________________2009 года
Ученый секретарь
диссертационного совета,
доктор медицинских наук Федоров С.В.
Общая характеристика работы
актуальность проблемы
Изучение морфологических особенностей пищевода новорожденных и детей младенческого возраста имеет важное значение не только в связи с его важной функцией, но и большой ролью данного органа в терапевтической и хирургической практике (Ф. Ф. Сакс с соавт, 1984; С. В. Бельмер с соавт, 2005; Л. М. Беляева, 2006; H. Zhang, 2004). У детей первых недель и месяцев жизни встречаются как пороки развития пищевода, так и преходящие нарушения его моторики. Практические наблюдения показывают, что у 38% новорожденных и детей грудного возраста наблюдается синдром срыгивания, который, как правило, прекращается на втором-третьем месяце жизни. Организм ребенка и организм взрослого имеют качественные и количественные различия. Эти различия заключаются в морфологической незрелости организма ребенка первого года жизни, которая является основной причиной недостаточного развития его функций. Правильное решение диагностических и лечебных вопросов невозможно без комплексного изучения строения и особенностей всех структурных элементов пищевода в различные возрастные периоды. В доступной нам литературе мы не встретили работ, посвященных исследованию зависимости макроскопических характеристик пищевода от анатомометрических параметров грудной клетки у детей грудного возраста. До настоящего времени не определены изменения пространственного расположения пищевода у младенцев, детально не изучена возрастная динамика микроскопической анатомии пищевода с момента рождения до конца первого года жизни.
Цель исследования
Установить взаимосвязь морфологических и морфометрических характеристик пищевода с параметрами грудной клетки и туловища у детей первого года жизни.
Задачи исследования
- Изучить анатомометрические параметры грудной клетки и туловища у детей первого года жизни.
- Исследовать особенности анатомического развития пищевода и выявить зависимость его макроскопических характеристик от анатомометрических параметров грудной клетки и туловища у детей первого года жизни.
- Определить топографические изменения пищевода в течение первого года жизни.
- Изучить возрастную динамику микроскопической анатомии пищевода детей грудного возраста.
- Провести сравнительный анализ анатомометрических, макроскопических и микроскопических особенностей пищевода в течение грудного возраста и обосновать клиническое значение выявленной закономерности.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучены анатомометрические параметры грудной клетки и туловища (окружность грудной клетки, длина туловища, индекс пропорциональности между ростом и окружностью грудной клетки) и определены периоды увеличения и замедления темпов их прироста у детей первого года жизни.
Разработан инструмент для измерения диаметра полых органов (патент на полезную модель №78055 от 20.11.2008).
Получен комплекс новых данных о закономерностях анатомического развития и анатомометрических особенностях пищевода в грудном возрасте: о динамике увеличения длины пищевода в целом и его отделов в частности, об изменении размеров наружного диаметра пищевода в области сужений и расширений.
Изучена и доказана прямая зависимость прироста анатомометрических параметров пищевода от развития грудной клетки и туловища у детей в течение первого года жизни.
Существенно дополнены имеющиеся сведения об особенностях синтопии отделов пищевода в течение первого года жизни. Исследована скелетотопия сужений пищевода в течение первого года жизни. Представлены новые данные об изменении скелетотопии изгибов пищевода и их проекции относительно срединной линии. Установлено пространственно-проекционное расположение пищевода относительно позвоночника.
Новыми являются сведения о возрастной динамике микроскопической анатомии пищевода детей грудного возраста: толщине оболочек и их слоев, клеточного состава соединительной ткани подслизистой основы пищевода.
Проведено иммуногистохимическое исследование и получены данные об особенностях экспрессии антигена Ki-67 и цитокератинов 5 и 14 в эпителии пищевода у детей грудного возраста.
Разработан «Способ определения возраста младенца по фрагменту пищевода при посмертной идентификации личности» (приоритетная справка на изобретение от 14.05.2009).
Проведен сравнительный анализ анатомометрических, макроскопических и микроскопических особенностей пищевода в течение грудного возраста и показано клиническое значение выявленных закономерностей.
Основные положения диссертации,
выносимые на защиту
- Прирост анатомометрических параметров пищевода на первом году жизни находится в прямой зависимости от развития грудной клетки и туловища, общая тенденция динамики анатомического развития которых заключается в наличии трех периодов: интенсивного роста, замедления темпов увеличения окружности грудной клетки на фоне продолжающегося интенсивного роста туловища, замедления темпов увеличения окружности грудной клетки на фоне умеренного роста туловища.
- Выявленные изменения синтопии и скелетотопии структурных компонентов пищевода в течение первого года жизни могут служить основой возрастной топографии у детей грудного возраста.
- Особенности микроскопической анатомии пищевода от рождения к концу первого года жизни выражаются различиями качественных и количественных характеристик всех оболочек, составляющих его стенку и структурных компонентов.
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ И практическая значимость исследования
Описанные особенности анатомического развития пищевода в грудном возрасте имеют практическую значимость в качестве показателей нормы, что позволяет использовать эти данные в диагностической работе эндоскопистов, рентгенологов и врачей кабинетов компьютерной и магнитно-резонансной томографии. Выявленная зависимость макроскопической анатомии пищевода от анатомометрических характеристик грудной клетки и туловища может служить основой для изучения возрастной динамики данного органа у детей в течение первого года жизни.
Полученные данные синтопии и скелетотопии отделов пищевода в различные периоды первого года жизни расширяют диагностические возможности инструментальных методов исследования и имеют важное практическое значение в выборе оптимального индивидуализированного оперативного доступа. Выявленные сведения о микроскопической анатомии пищевода на первом году жизни дополняют и расширяют имеющиеся представления о качественной и количественной характеристике всех оболочек данного органа с целью оценки его нормального развития.
Апробация рЕЗУЛЬТАТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ
Основные положения работы доложены и обсуждены на международной дистанционной научно-практической конференции, посвященной памяти профессора В.Н. Парина «Внедрение инновационных технологий в хирургическую практику (фундаментальные и прикладные аспекты)» (Пермь, 2008), научно-практической конференции, посвященной 175-летию Пермской краевой клинической больницы (Пермь, 2008), международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы морфологии», посвященной 50-летию кафедры анатомии человека Гродненского ГМУ (Гродно, 2008), научно-практической конференции, посвященной 60-летию со дня рождения профессора Ю.С. Винника (Красноярск, 2008), II международной научной конференции молодых ученых-медиков (Курск, 2008), научно-практической сессии ПГМА, (Пермь, 2008, 2009), международной дистанционной научно-практической конференции, посвященной памяти основателя Уральской научной школы анатомов, гистологов и эмбриологов профессора В.К. Шмидта «Внедрение инновационных технологий в хирургическую практику (фундаментальные и прикладные аспекты)» (Пермь, 2009), IXIX Всероссийской научно-практической конференции молодых ученых, аспирантов и студентов «Молодежная наука: технологии и инновации» (Пермь, 2009), международной научно-практической конференции «Клинические и морфологические аспекты хирургических болезней детского возраста» (Пермь, 2009), VI Всероссийском съезде АГЭ (Саратов, 2009).
ВНЕДРЕниЕ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОТЫ В ПРАКТИКУ
Данные, полученные в результате исследования, внедрены в практику работы эндоскопического, рентгенологического и хирургического отделений Пермской городской клинической больницы №15. Материалы проведенных исследований включены в практические занятия для студентов 1 - 4 курсов на кафедре нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии ГОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава», а также в программу обучения ординаторов и интернов.
По результатам исследования получено свидетельство на полезную модель «Инструмент для измерения диаметра полых органов» №78055 от 20.11.2008 и приоритетная справка на изобретение «Способ определения возраста младенца по фрагменту пищевода при посмертной идентификации личности» от 14.05.2009.
ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ диссертации
Опубликовано 15 научных работ, из них 1 – в журнале, рекомендованном ВАК для публикации результатов диссертационных исследований.
Объем и структура диссертации
Диссертация написана на русском языке, изложена на 176 страницах машинописного текста и состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы, который содержит 102 отечественных и 79 зарубежных источников.
содержание работы
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Работа выполнена на кафедре нормальной, топографической и клинической анатомии, оперативной хирургии Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Пермская государственная медицинская академия имени академика Е.А. Вагнера Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию». Анатомометрические исследования секционного материала проведены в патоморфологическом отделении Пермская краевая детская клиническая больница. Гистологические, гистохимические, иммуногистохимические, микроморфометрические исследования выполнены в отделе патоморфологических исследований Центральной научно-исследовательской лаборатории ГОУ ВПО «ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава». Работа основана на анализе результатов исследований трупов 108 детей, поступивших в патоморфологическое отделение Пермской краевой детской клинической больницы в период с 2002 по 2008 год, погибших от заболеваний, не связанных с патологией желудочно-кишечного тракта. Возраст детей составлял от момента рождения до 1 года: 57 мальчиков и 51 девочка.
С целью выявления закономерностей анатомического развития и анатомометрических особенностей пищевода у детей грудного возраста объекты исследования распределяли по следующим возрастным группам: в I группу включили 12 новорожденных, возраст которых составил от момента рождения до 10 суток, во II группу вошли 15 детей в возрасте от 10 суток до 1 месяца, в III группу – 13 детей в возрасте от 1 до 3 месяцев, в IV группу – 14 детей в возрасте от 3 до 6 месяцев, в V группу – 11 детей в возрасте от 6 до 8 месяцев, в VI группу – 13 детей в возрасте от 8 до 10 месяцев, в VII группу – 16 детей в возрасте от 10 до 11 месяцев и VIII группу составили 14 детей в возрасте от 11 до 12 месяцев включительно. Все дети являлись доношенными, со средней массой тела при рождении 3036±0,5 г, оценка по шкале Апгар при рождении соответствовала 4±0,4 балла. Материал распределили по возрастно-росто-весовым группам и анализ морфометрических показателей провели в каждой из групп и между группами при различиях в росте 25 см, так как при этом разница длины пищевода в каждой рассматриваемой группе не превышала допустимых норм развития органа у детей грудного возраста, что не являлось препятствием для проведения математической обработки цифровых данных.
Были проведены следующие методы исследования: антропометрический, включая торакометрию, органометрический пищевода, гистологический, гистохимический, иммуногистохимический, микроморфометрический.
Антропометрическое исследование с выполнением торакометрии провели у всех 108 трупов детей первого года жизни, при этом использовали следующий инструментарий: весы медицинские детские, скользящий циркуль, измерительную ленту, линейку. Измеряли вес трупа ребенка, рост, длину туловища (от яремной вырезки до лонного сочленения). С целью подтверждения объективности произведенной выборки у исследуемых объектов вычисляли росто-весовой показатель (РВП=М100/Р, М – масса тела; Р – рост) и индекс Пинье (IP=Р-(ОГК+М).; ОГК – окружность грудной клетки). При выполнении торакометрии измеряли окружность грудной клетки (ее горизонтальный периметр) сантиметровой лентой на уровне сосков, подмышечных впадин, мечевидного отростка грудины и XI ребра. Для определения соответствия роста органов грудной полости вычисляли индекс пропорциональности между ростом и окружностью грудной клетки по следующей формуле: ИП =Р100/ОГК,
Площадь передней грудной стенки определяли по методу Г.Д. Вилявина (1940) с использованием рентгеновских снимков. Сущность метода заключается в том, что на изучаемую поверхность наносится карта, разлинованная на квадраты заданной площади, с помощью которых оценивается площадь изучаемой поверхности.
Макрометрическое исследование пищевода включало изучение топографии пищевода и определение линейных размеров органа и его отделов: исследование длины пищевода, длин его отделов (шейного, грудного, брюшного), полуокружности пищевода на уровнях сужений (фарингеального, бронхиальное, диафрагмального) и расширений (верхнего, нижнего). Определив размер полуокружности, вычисляли диаметр исследуемого органа на уровнях сужений и расширений по формуле: l=2R, откуда D=2R=l/, где D – диаметр окружности; R – радиус окружности; l – длина окружности; =3,14. Высчитывали процентные показатели А.Н. Шкарины (отношение длины пищевода к длине туловища) и М.Н. Умовиста (отношение длины пищевода к длине тела). Для измерений диаметров фарингеального, бронхиального, диафрагмального сужений, верхнего и нижнего расширений был использован измерительный циркуль, линейка и предложенный нами инструмент для измерения диаметра полых органов (патент на полезную модель № 78055 от 20.11.2008). Изучали скелетотопию изгибов пищевода и их проекции относительно срединной линии, скелетотопию сужений пищевода; исследовали синтопию отделов пищевода; исследовали пространственные координаты пищевода в грудной и брюшной полостях; определяли площадь пищевода и его объемные параметры (вес, длина, объем пищевода и его отделов) в проекции на переднюю грудную стенку. Методика получения данных для расчета пространственного расположения пищевода заключалась в измерении расстояния от срединной линии, которая условно проходит по позвоночнику и прилежит к центру тел позвонков, до ближайшего края пищевода (при измерении расстояния во фронтальной плоскости) и до заднего края пищевода (при измерении расстояния в сагиттальной плоскости). Замеры проводили измерительным микрометрическим циркулем, с помощью которого полученное расстояние переносили на измерительную линейку, данные заверяли микрометром. Путем сложения полученных данных о длине и диаметре пищевода с проекционными линиями, проведенными на основании полученных координат, вычисляли пространственное расположение пищевода в грудной полости относительно позвоночника. Для расчета пространственных координат использовали показатели вариационной статистики: М – среднее значение ширины проекции пищевода в той или иной плоскости; m – значение, в пределах которого при измерении допускается ошибка; max – максимальное значение показателя; min – минимальное значение показателя; – среднее квадратичное отклонение среднего значения, V – коэффициент вариации.
Материалом для гистологического и гистохимического исследований служили участки передней стенки верхне-грудного отдела пищевода, взятые на уровне II грудного позвонка. Изготавливали серийные поперечные срезы толщиной в 5 микрон. При визуальной оценке изучали не менее 3 срезов у каждого человека. Препараты окрашивали гематоксилином и эозином, по ван Гизону. Для выявления нейтральных мукополисахаридов проводили ШИК-реакцию, с контролем амилазой. Для проведения иммуногистохимического исследования материал фиксировали в 10%-ном забуференном по Лилли формалине (pH-7,2), гистологические препараты готовили по стандартным методикам с заливкой в гистамикс. Для выявления в исследуемых образцах пищеводов фактора пролиферации Ki-67, десмина и цитокератинов 5 и 14 (ЦКР5, ЦКР14) использовали антитела и полный диагностический набор компании Diagnostic BioSystems (DAB) (США). При проведении иммуногистохимического исследования использовали позитивные контроли. Далее срезы трехкратно промывали в трис-буфере, после чего подвергали экспозиции с вторичными антителами (мышиные и кроличьи биотинилированные антитела) DAB в течение 10 минут. При определении экспрессии Ki-67 ядерная реакция любой интенсивности фиксировалась как позитивная. Оценка интенсивности пероксидазной метки и определение индекса пролиферации Ki-67 проводились полуколичественным методом – учитывалось число позитивных на 100 учтенных ядер (при учете 500-1000 клеток), а также при помощи специализированного программного обеспечения для медицины и биологии BioVision, version 4,0.
Микроморфометрию препаратов поперечных срезов пищеводов выполняли при 50- и 100-кратном увеличении микроскопа с использованием цифровой камеры для микроскопа САМ V200. Результаты обрабатывали при помощи специализированного программного обеспечения BioVision, версия 4,0. Для статистического исследования использовали программы Microsoft Excel «Biostat». Морфометрические исследования слизистой оболочки включали определение толщины эпителиального пласта, собственной и мышечной пластинок. В эпителии подсчитывали число слоев эпителиальных клеток. В мышечной пластинке слизистой оболочки определяли диаметр пучков мышечных волокон. В соединительнотканном компоненте исследовали плотность расположения фибробластов, фиброцитов, агранулоцитов, гранулоцитов и тучных клеток. Подсчёт производили при увеличении 630 в пределах тест-сетки площадью 25600 мкм2 с последующим перерасчётом на условный 1 мм2 площади соединительной ткани. Измеряли толщину мышечной оболочки, дифференцируя ее составляющие: внутренний слой, прослойка, наружный слой. Изучали толщину адвентициальной оболочки.
Результаты исследований подвергали статистической обработке на персональном компьютере в программе Microsoft Excel – 2007. Для оценки силы связи между исследуемыми параметрами определяли коэффициент корреляции. Для характеристики некоторых показателей применяли методику вариационной статистики.
результаты исследования
У 86 (79,63%) исследуемых трупов детей в возрасте от 0 до 10 месяцев росто-весовой показатель имел нормальные значения от 6 до 15. У 22 (20,37%) детей в возрасте от 10 до 12 месяцев отмечали допустимые увеличения значения росто-весового показателя (от 16 до 17), входящие в диапазон индивидуальных колебаний данного анатомического признака.
Окружность грудной клетки на первом году жизни увеличивалась с 31 до 55 см. При определении средних показателей изменения окружности грудной клетки в течение первого года жизни отметили их равномерное увеличение на протяжении первых 6 месяцев. Далее выявились 2 срока замедления темпов увеличения окружности, которые приходились на возрастной период от 6 до 8 месяцев и период от 10 до 11 месяцев. В результате проведенного исследования нами выделены следующие периоды формирования грудной клетки и туловища: а) период интенсивного увеличения окружности грудной клетки и длины туловища (от 3 до 6 месяцев); б) период замедления темпов увеличения окружности грудной клетки на фоне продолжающего интенсивного роста туловища (от 6 до 8 месяцев); в) период замедления темпов увеличения окружности грудной клетки на фоне умеренного роста туловища (от 10 до 11 месяцев).
При макрометрическом исследовании пищевода у трупов детей грудного возраста его длина составила от 10,5 до 19,1 см. Определялись два периода интенсивного увеличения длины пищевода: от 1 до 3 месяцев жизни (длина пищевода увеличилась в среднем с 10,5 до 13,4 см) и от 6 до 8 месяцев после рождения (длина пищевода увеличилась в среднем с 13,5 до 16,9 см). У 38 (35,19%) детей различных возрастных групп показатель А.Н. Шкарины находился в пределах нормы и выражался отношением 0,54-0,53:1. У 2 (1,85%) новорожденных наблюдалась физиологическая диспропорция грудной клетки, что обусловило увеличение данного показателя в сравнении с нормальными значениями до 0,58-0,57:1. У 9 (8,33%) детей отмечали допустимое увеличение показателя А.Н. Шкарины, который составил 0,58-0,57:1. У 50 (46,30%) детей, в состав которых входили представители всех возрастных групп, кроме новорожденных, имелось допустимое уменьшение показателя А.Н. Шкарины в интервале 0,52-0,51:1. У 9 (8,33%) детей в возрасте старше 11 месяцев данный показатель был ниже нормальных значений и составлял 0,5:1. Мы полагаем, что интенсивность роста пищевода у этих младенцев превышала интенсивность роста туловища. У 13 (12,04%) детей в возрасте от 0 до 3 месяцев показатель М.Н. Умовиста находился в пределах нормальных значений, при этом отношение длины пищевода составляло 19,00 - 19,99% от длины тела. У 8 (7,41%) детей также в возрасте от 0 до 3 месяцев отмечалось допустимое уменьшение значений показателя М.Н. Умовиста, при котором отношение длины пищевода составляло 17,00 - 18,99% от длины тела. У 81 (75%) исследуемых, относящихся к различным возрастным группам, выявили допустимое увеличение значений показателя М.Н. Умовиста, при котором отношение длины пищевода составляло 20,00 - 25,99% от длины тела. У 6 (5,56%) детей (возраст 1 (0,93%) принадлежит к возрастному периоду от 10 до 11 месяцев и 5 (4,63%) – к периоду от 11 до 12 месяцев) значения показателя М.Н. Умовиста превышали допустимые границы. При этом отношение длины пищевода составляло 26,00 - 27,99% от длины тела.
Обращает внимание то, что шейный отдел пищевода у новорожденных в сравнении со всей длиной органа был достаточно протяженным и достигал 2,7±0,06 см при общей длине пищевода, равной 10,6±0,1 см. Наиболее интенсивный рост грудного отдела наблюдался в возрасте от 1 до 8 месяцев (от 8,3±0,1 см до 11,3±0,1 см). В течение первого месяца жизни брюшной отдел пищевода не визуализировался. Далее длина данного отдела также равномерно увеличивалась с возрастом до 10 месяцев. После 10-и месяцев этот показатель оставался стабильным и составлял 0,6±0,05. Среднюю величину диаметра пищевода вычисляли путем сложения следующих значений: диаметров 3 сужений и 2 расширений. Получив средний показатель величины диаметра пищевода, выделили два периода интенсивного увеличения данного показателя. Первый период приходился на временной промежуток от 3 до 6 месяцев, второй период – от 10 до 11 месяцев жизни. В периоде новорожденности у ребенка наблюдали наличие только диафрагмального сужения (диаметром 4,0±0,05 мм). В возрастном периоде от 10 суток до 1 месяца наблюдалось формирование бронхиального сужения (диаметр 4,5±0,07 мм). В периоде от 1 до 3 месяцев были сформированы все сужения. Самыми узкими были диафрагмальное (диаметр 5,2±0,03 мм) и бронхиальное (диаметр 5,2±0,08 мм) сужения, самым широким – фарингеальное (диаметр 6,1±0,07 мм). К концу грудного возраста самым узким оставалось диафрагмальное сужение, диаметр которого составлял 8,5±0,07 мм против средней величины диаметра пищевода, равной 13,2±0,09 мм. Самым широким было фарингеальное сужение (диаметр 10,0±0,04 мм). В возрасте от 0 до 10 суток диаметры верхнего и нижнего расширений были одинаковыми. При исследовании изменений диаметра верхнего расширения отмечали тенденцию к его постоянному увеличению в течение всего первого года жизни, исключение составил период от 8 до 11 месяцев, когда диаметр верхнего расширения возрос с 12,0±0,03 мм до 12,8±0,07 мм. Нижнее расширение наиболее интенсивно увеличивалось в возрастном периоде от 1 до 6 месяцев, когда диаметр его возрос с 9,5±0,02 мм до 11,5±0,04 мм.
Нами было выявлено, что на протяжении первого года жизни наиболее интенсивный прирост анатомометрических параметров пищевода приходится на возрастные периоды от 1 до 3 и от 6 до 8 месяцев.
Скелетотопически начало пищевода проецировалось на диск между III и IV шейными позвонками, а конец – на XI грудной позвонок. Шейный его отдел заканчивался на уровне нижнего края VII шейного позвонка. Граница между верхним и средним грудными отделами располагалась между III и IV позвонками, граница между средним и нижним грудными отделами проецировалась между VI и VII позвонками, а граница между грудным и брюшным отделами скелетотопически была на уровне между IX и X позвонками. В начале шейного отдела пищевод, как правило, располагался симметрично позвоночному столбу. Первый левый фронтальный изгиб в течение всего первого года жизни определялся на уровне VII шейного позвонка. Максимальная амплитуда отклонений измерялась от срединной линии до левого края пищевода. В возрастном периоде от 1 до 3 месяцев с момента рождения наблюдалось отклонение пищевода влево от срединной линии на 2,5±0,015 мм, а к концу грудного возраста оно достигало 4,0±0,01 мм. Правый фронтальный изгиб в течение первого года жизни имел минимальную амплитуду отклонений, которая была нами зафиксирована на уровне межпозвонкового диска III и IV грудных позвонков. В первые три месяца жизни пищевод отклонялся относительно срединной линии вправо на 3,0±0,015 мм, к концу первого года жизни – на 4,5±0,022 мм. Второй левый фронтальный изгиб в течение первого года жизни имел максимальные отклонения амплитуды от срединной линии (в сравнении с другими изгибами), которые зафиксированы на уровне X грудного позвонка. С периода новорожденности до двенадцатимесячного возраста отклонение влево менялось с 1,5±0,026 мм до 8,0±0,026 мм соответственно.
Сагиттальные изгибы пищевода в течение первых трех месяцев жизни визуально практически не выявлялись. Мы полагаем, что это связано с отсутствием шейного лордоза и практически не сформировавшегося грудного кифоза позвоночника. В периоде от 3 до 6 месяцев отклонение верхнего сагиттального изгиба, которое было зафиксировано на уровне IV грудного позвонка, относительно срединной линии составляло 1,5±0,026 мм; в возрасте от 11 до 12 месяцев данное отклонение уже составляло 5,0±0,022 мм. В периоде от 3 до 6 месяцев отклонение проекции среднего сагиттального изгиба, которое было зафиксировано на уровне VII грудного позвонка относительно срединной линии, составляло 2,5±0,019 мм, а концу грудного возраста данное отклонение составляло 7,0±0,026 мм. В периоде от 3 до 6 месяцев отклонение проекции нижнего сагиттального изгиба, которое было зафиксировано на уровне VII грудного позвонка, относительно срединной линии составляло 3,0±0,026 мм; к завершению первого года жизни данное отклонение достигало 8,0±0,022 мм.
Начало формирования фарингеального сужения пришлось на возрастной период от 1 до 3 месяцев. В этом возрасте оно располагалось на уровне VII шейного позвонка. В последующих возрастных периодах оно становилось более выраженным и проецировалось в периоде от 3 до 6 месяцев на уровне VI шейного позвонка; в периоде от 6 до 8 месяцев – V шейного позвонка; в периоде от 8 до 10 месяцев – между V и IV шейными позвонками; в периоде от 10 до 12 месяцев – на уровне IV шейного позвонка. Начало формирования бронхиального сужения пришлось на возрастной период от 10 суток до 1 месяца. До 6 месяцев включительно бронхиальное сужение проецировалось на уровень IV грудного позвонка. В периоде от 6 до 11 месяцев данное сужение располагалось между IV и V грудными позвонками. В возрастном периоде от 11 до 12 месяцев бронхиальное сужение проецировалось на уровне V грудного позвонка. Диафрагмальное сужение пищевода в течение первого месяца жизни проецировалось на уровене IX грудного позвонка. В возрасте от 1 до 8 месяцев данное сужение располагалось между IX и X грудными позвонками, а в возрасте от 8 до 12 месяцев – на уровне X грудного позвонка. С целью определения изменения пространственного расположения пищевода в течение первого года жизни исследовали расположение пищевода в грудной и брюшной полостях в трех взаимно-перпендикулярных плоскостях. Ось X проходит через основание X грудного позвонка; ось Y – это срединная линия грудной клетки, которая проходит по центру тел позвонков; ось Z – линия, проведенная перпендикулярно осям Х и Y в месте их пересечения. В шейном отделе выбрана одна контрольная точка фарингеальное сужение на уровне IV шейного позвонка. Ее координаты соответствуют расположению пищевода позади трахеи без отклонения от срединной линии. В грудном отделе было выбраны четыре контрольные точеки, которые соответствуют максимальным отклонениям пищевода от срединной линии в зависимости от его синтопии и скелетотопии. Так, например, точка верхнее расширение на уровне VII шейного позвонка отклонена влево на 0,2±0,002 см и на 0,2±0,007 см вперед в зависимости от синтопии с дугой аорты и бифуркацией трахеи, а также скелетотопически в соотношении с кифозом грудного отдела позвоночника. Точка бронхиальное сужение на уровне IV грудного позвонка отклоняется в левую сторону и еще больше кпереди: вправо на 0,25±0,004 см, а кпереди – на 0,4±0,007 см. Следующей точкой является нижнее расширение на уровне VIII грудного позвонка, имеет отклонение влево на 0,2±0,004 см и кпереди на 0,6±0,01 см в зависимости от синтопии с сердечной сумкой, а скелетотопически связана с переходом кифоза в лордоз. Точка диафрагмальное сужение на уровне X грудного позвонка имеет большее значение отклонений от осей в грудном отделе пищевода: влево отклоняется на 0,5±0,005 см, кпереди имеет наибольшее значение отклонений на протяжении всего пищевода 0,8±0,015 см. В брюшном отделе имеется одна контрольная точка кардиальное отверстие на уровне XI грудного позвонка. Она имеет отклонение влево на 0,6±0,005 см и кпереди – на 0,7±0,01 см. Средние показатели пространственных координат пищевода относительно трех плоскостей в грудной и брюшной полостях на первом году жизни приводятся в таблице 1. Отрицательное значение некоторых точек связано с тем, что они распложены в отрицательных плоскостях системы координат.
Таблица 1
Средние показатели пространственных координат пищевода
в грудной и брюшной полостях на первом году жизни, см (n=108)
| № | Контрольные точки пищевода с проекцией на позвоночник | Оси | М±m | Max | Min | V | |
| 1 | Фарингеальное сужение на уровне CIV | X | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Y | 13,5±0,188 | 15,3 | 11,4 | 1,95 | 0,2830 | ||
| Z | -0,2±0,007 | -0,1 | -0,2 | 0,07 | 0,0250 | ||
| 2 | Верхнее расширение на уровне CVII | X | 0,2±0,007 | 0,2 | 0,1 | 0,07 | 0,0250 |
| Y | 10,4±0,183 | 12,4 | 8,6 | 1,90 | 0,3481 | ||
| Z | -0,2±0,007 | -0,1 | -0,2 | 0,07 | 0,0250 | ||
| 3 | Бронхиальное сужение на уровне TV | X | -0,25±0,004 | -0,22 | -0,30 | 0,04 | 0,0068 |
| Y | 6,3±0,121 | 7,7 | 5,2 | 1,26 | 0,2508 | ||
| Z | -0,4±0,007 | -0,3 | -0,4 | 0,07 | 0,0125 | ||
| 4 | Нижнее расширение на уровне TVIII | X | 0,2±0,004 | 0,25 | 0,18 | 0,04 | 0,0070 |
| Y | 4,2±0,089 | 5,3 | 3,5 | 0,92 | 0,2024 | ||
| Z | -0,6±0,01 | -0,5 | -0,7 | 0,10 | 0,0167 | ||
| 5 | Диафрагмальное сужение на уровне TX | X | 0,5±0,005 | 0,56 | 0,45 | 0,05 | 0,0060 |
| Y | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | ||
| Z | -0,8±0,015 | -0,6 | -0,9 | 0,16 | 0,0313 | ||
| 6 | Кардиальное отверстие на уровне TXI | X | 0,6±0,005 | 0,67 | 0,56 | 0,05 | 0,0043 |
| Y | -3,6±0,074 | 0,0 | -2,5 | 0,77 | 0,1667 | ||
| Z | -0,7±0,01 | -0,6 | -0,8 | 0,10 | 0,0143 |
Достоверность различий p < 0,005
Была определена площадь передней грудной стенки (ПГС) по методу Г.Д. Вилявина (1940), которая составила в среднем 213,0±0,28 см2.
В таблице 2 представлены площадь пищевода, а также площади шейного, грудного и брюшного его отделов и их процентное соотношение к площади пищевода.
Таблица 2
Средние показатели площади пищевода в проекции
на переднюю грудную стенку на первом году жизни (n=108)
| № | Площадь отделов пищевода | М±m | Max | Min | V | ||
| 1 | Общая | см | 9±0,009 | 16 | 3,1 | 0,089 | 0,0009 |
| S ПГС | 213±0,28 | 285 | 139 | 2,9 | 0,0395 | ||
| % от S ПГС | 2±0,0004 | 6 | 1 | 0,005 | 0,000013 | ||
| 2 | Шейный отдел | см | 2±0,006 | 4 | 0,7 | 0,059 | 0,0017 |
| % от S пищевода | 23±0,003 | 25 | 22,5 | 0,036 | 0,0001 | ||
| 3 | Грудной отдел | см | 6±0,008 | 10 | 2,4 | 0,087 | 0,0013 |
| % от S пищевода | 67±0,0009 | 62,5 | 77,5 | 0,009 | 0,000001 | ||
| 4 | Брюшной отдел | см | 1±0,006 | 2 | 0 | 0,1 | 0,0049 |
| % от S пищевода | 7±0,004 | 12,5 | 0 | 0,038 | 0,0001 | ||
Достоверность различий p < 0,005
Вес пищевода в среднем составил 0,341±0,01 кг, а процентное соотношение его массы к массе тела было равно 0,59±0,01%. Длина пищевода в среднем была равна 26±0,35 см, а процентное соотношение его длины к общей длине тела составило 16±0,01%. Объем пищевода в среднем составил 0,007±1010-8 литров, а его процентное соотношение к объему грудной клетки достигало 0,52±0,00005%. Объем шейного отдела в среднем составил 0,0018±310-7 литра, объем грудного отдела – 0,005±210-7 литра, объем брюшного отдела в среднем был равен 0,0009±410-8 литров.
При микроморфометрическом исследовании стенки пищевода в I возрастной группе (0 – 10 суток) выявили, что общая толщина стенки пищевода новорожденного составила 497,77±5,2 мкм. В слизистой оболочке визуализировались три пластинки: эпителиальная, собственная и мышечная. По толщине среди всех пластинок превалировала мышечная. Адвентициальная оболочка была представлена отдельными рыхло расположенными коллагеновыми волокнами и содержала сосуды. Во II возрастной группе (от 10 суток до 1 месяца) выявили, что общая толщина стенки пищевода составляла 547,08±5,6 мкм. Увеличение общей толщины стенки пищевода в основном было обусловлено развитием мышечной оболочки, общая толщина которой увеличилась в большей степени за счет внутреннего слоя. В III возрастной группе (от 1 до 3 месяцев) обнаружили, что интенсивно увеличилась толщина всех оболочек, кроме адвентициальной. Именно в эти сроки наблюдался первый интенсивный скачок увеличения толщины стенки пищевода. При проведении иммуногистохимического исследования экспрессия ЦКР5 и ЦКР14 в эпителии пищевода у детей в возрасте от 1 до 3 месяцев выявлялась во всех слоях многослойного плоского эпителия, исключая отдельные поверхностные клетки. Выраженная экспрессия ЦКР5 и ЦКР14 отмечалась также в клетках, образующих выводные протоки собственных желез пищевода. В концевых отделах желез экспрессия цитокератинов выявлялась в ограниченном количестве эпителиальных клеток. При гистологическом исследовании стенки пищевода в IV возрастной группе (от 3 до 6 месяцев) определили, что увеличение толщины стенки продолжалось и она составила 1091,22±5,5 мкм. Период характеризовался достаточно равномерным увеличением абсолютно всех оболочек и их слоев. Начиная с трехмесячного возраста в препаратах выявлялась неравномерная экспрессия цитокератинов в эпителиальных клетках: более выраженная экспрессия отмечалась, в основном, в клетках базального и шиповатого слоев. При этом клетки эпителия были более густо заполнены гранулами коричневого цвета в базальном и нижних рядах шиповатого слоя. В вышележащих слоях, в цитоплазме клеток эпителия количество гранул постепенно уменьшалось, и клетки выглядели более бледными. В клетках, образующих выводные протоки собственных желез пищевода, отмечалась выраженная экспрессия ЦКР5 и ЦКР14. При определении экспрессии антигена Ki-67 установлено, что индекс пролиферации у детей первого полугодия жизни составил – 1,6±1,14%. Для IV возрастной группы характерно значительное увеличение толщины адвентициальной оболочки. В V возрастной группе (от 6 до 8 месяцев) общая толщина стенки пищевода увеличилась в среднем до 1488,89±5,8 мкм. Наиболее прогрессивно увеличилась толщина подслизистой основы, в сравнении с другими слоями, в среднем на 130±3,7 мкм. Индекс пролиферации составил 0,6±0,54%. Особенность развития мышечной оболочки заключалась в более интенсивном утолщении прослойки. Увеличился диаметр отдельных мышечных волокон. Толщина стенки пищевода в VI возрастной группе (от 8 до 10 месяцев) была равна 1898,91±4,9 мкм. Наблюдалось увеличение толщины всех оболочек, за исключением адвентициальной, толщина которой и в этом возрастном периоде не изменилась. Из всех слоев слизистой оболочки в этот период наиболее интенсивно увеличивалась собственная пластинка слизистой. В мышечной оболочке заметно увеличивалась толщина внутреннего слоя мышечных волокон. В VII возрастной группе (от 10 до 11 месяцев) выявили, что общая толщина стенки пищевода составляла 2358,78±5,6 мкм. В данной возрастной группе отмечалось самое интенсивное увеличение толщины слизистой оболочки пищевода. Это, очевидно, объясняется высоким темпом увеличения размеров каждой пластинки. Увеличение толщины мышечной оболочки в данном периоде происходило преимущественно за счет ее внутреннего слоя. Было отмечено увеличение размеров адвентициальной оболочки. Общая толщина стенки пищевода у младенцев VIII возрастной группы (от 11 до 12 месяцев) достигала 3143,27±5,8 мкм. Толщина слизистой оболочки продолжала увеличиваться, а величина подслизистой основы практически не изменилась. В сравнении со всеми оболочками значительно изменилась в размерах мышечная оболочка, в среднем ее толщина увеличилась на 600±4,8 мкм.
Изменения толщины стенки пищевода и толщины мышечной оболочки и ее слоев в течение первого года жизни отражены на рисунках 1 и 2.
Рис. 1. Изменения толщины стенки пищевода и ее оболочек
в течение первого года жизни, мкм (n=108)
Рис. 2. Изменения толщины мышечной оболочки пищевода и ее слоев
в течение первого года жизни, мкм (n=108)
На основании проведенных исследований разработаны нормативные таблицы анатомометрических показателей для различных возрастных периодов первого года жизни. Таким образом, полученные данные позволяют повысить точность диагностики и оценку патологических изменений в пищеводе для выполнения оптимальных хирургических доступов и оперативных приемов.
Выводы
- Анатомометрические особенности развития грудной клетки и туловища у детей первого года жизни характеризуются следующими периодами: а) период интенсивного роста (от 3 до 6 месяцев), проявляющийся наиболее выраженным увеличением окружности грудной клетки и длины туловища; б) период замедления темпов увеличения окружности на фоне продолжающегося интенсивного роста туловища (от 6 до 8 месяцев); в) период замедления темпов увеличения окружности на фоне умеренного роста туловища (от 10 до 11 месяцев).
- Возрастные особенности макроскопической анатомии пищевода на первом году жизни заключаются в различии длины органа (которая увеличивается с 10,6±0,1 до 19,0±0,1 см) и его отделов, а также вариабельности наружных диаметров и уровней расположения сужений и расширений. Прирост анатомометрических параметров пищевода находится в прямой зависимости от развития грудной клетки и туловища.
- Диафрагмальное сужение (диаметром 4,0±0,05 мм) определяется в периоде новорожденности. Начало формирования бронхиального сужения (диаметром 4,5±0,07 мм) приходится на возрастной период от 10 суток до 1 месяца, фарингеального сужения (диаметром 6,1±0,07 мм) – на период от 1 до 3 месяцев.
- Расширения пищевода выявляются в течение всего первого года жизни: наружный диаметр верхнего расширения возрастает с 7,0±0,07 до 14,0±0,08 мм, нижнего – с 7,0±0,04 до 15,0±0,04 мм.
- Для пищевода и его структурных компонентов характерны топографические изменения, зависящие от возраста ребенка, что является объективным диагностическим критерием оценки его нормального развития.
- Возрастная динамика микроскопической анатомии пищевода детей грудного возраста выражается различиями в строении и величине его оболочек, вариабельностью качественного и количественного состава его структурных компонентов. Толщина стенки пищевода в течение первого года жизни увеличивается с 497,77±5,2 до 3143,27±5,8 мкм.
- В возрасте до шести месяцев жизни выраженная экспрессия цитокератинов 5 и 14 отмечается во всех слоях эпителия пищевода; индекс пролиферации эпителия достигает 1,6±1,14%. В возрасте старше шести месяцев экспрессия цитокератинов 5 и 14 выявляется в базальном и шиповатом слоях эпителия; индекс пролиферации достигает 0,6±0,54%.
- Полученные данные о возрастной анатомии пищевода на первом году жизни позволяют повысить точность диагностики и оценку патологических изменений в пищеводе для выполнения оптимальных хирургических доступов и оперативных приемов.
ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ
- При диагностическом инструментальном исследовании пищевода на первом году жизни следует ориентироваться на установленные для каждой возрастной группы анатомометрические параметры грудной клетки.
- Выявленное соответствие (или несоответствие) анатомометрических характеристик пищевода в грудном возрасте необходимо отмечать в протоколе исследования, что является важным для оценки нормального развития данного органа, а также при следующих патологических состояниях пищевода у детей: атрезии, трахео-пищеводный свищ, последствия химического ожога пищевода и некоторые другие.
- Разработанная трехмерная координатная система позволяет выявить особенности пространственного расположения пищевода в грудной и брюшной полостях, установить взаимосвязь этих параметров с возрастом ребенка и использовать как объективный диагностический критерий оценки его нормального развития.
- Установленные анатомометрические параметры пищевода могут являться основой к составлению нормативных таблиц для различных возрастных периодов первого года жизни.
- При планировании оперативных вмешательств на пищеводе в грудном возрасте следует учитывать возрастные особенности его синтопического и скелетотопического расположения, нюансы проекции тех или иных анатомических образований пищевода на кожные покровы и с учетом этих возможностей индивидуализировать хирургические доступы.
- При секционном исследовании пищевода на первом году жизни необходимо учитывать особенности его макроскопической анатомии пищевода, характерные для каждой возрастной группы.
Список публикаций по теме диссертации
- Еремченко Н.В. Возрастная динамика анатомометрических показателей пищевода у детей младенческого возраста / Н.В. Еремченко // Пермский медицинский журнал. – Пермь, 2009. – С. 117- 121.
- Еремченко Н.В. Строение мышечной оболочки пищевода младенцев/ И.А. Баландина, Ф.З. Сапегина, Н.В. Еремченко // Материалы научной конференции студентов и молодых ученых, посвященной памяти профессора В.К. Сологуба. – Красноярск, 2008. – С. 46-48.
- Еремченко Н.В. Морфометрические данные пищевода детей грудного возраста / И.А. Баландина, Ф.З. Сапегина, Н.В. Еремченко // Материалы Международной дистанционной научно-практической конференции посвященной памяти профессора В.Н. Парина «Внедрение инновационных технологий в хирургическую практику (фундаментальные и прикладные аспекты)». – Пермь, 2008. – С. 23-25.
- Еремченко Н.В. Морфологические особенности пищевода детей раннего возраста / И.А. Баландина, Ф.З. Сапегина, Н.В. Еремченко // Материалы Международной научно-практической конференции «Актуальные вопросы морфологии». – Гродно, 2008. – С. 15-16.
- Еремченко Н.В. Морфометрическая характеристика пищевода детей грудного возраста / И.А. Баландина, Н.В. Еремченко, Ф.З. Сапегина // Материалы научно-практической конференции «Актуальные вопросы современной хирургии», посвященной 60-летию со дня рождения профессора Ю.С. Винника. – Красноярск, 2008. – С 37-38.
- Еремченко Н.В. Особенности строения стенки пищевода у детей раннего возраста / Н.В. Еремченко, В.П. Хоринко // Материалы научной сессии ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера Росздрава – Пермь, 2008. С. 124-126.
- Еремченко Н.В. Влияние экологии города на морфологию слизистой оболочки и подслизистой основы пищевода у детей грудного возраста / А.Д. Пастухов, И.А. Баландина, Н.В. Еремченко // Материалы XVI Всероссийской научно-практической конференции студентов, аспирантов, молодых ученых «Экология – проблемы и пути решения». - Пермь, 2008 – С. 173-175.
- Еремченко Н.В. Гистотопографические особенности пищевода детей раннего возраста / И.А. Баландина, П.В. Косарева, Н.В. Еремченко, Ф.З. Сапегина, В.П. Хоринко // Материалы научно-практической конференции, посвященной 175-летию Пермской краевой клинической больницы. – Пермь, 2008. – С. 58-61.
- Еремченко Н.В. Анатомометрическая характеристика пищеводов детей младенческого возраста / И.А. Баландина, Ф.З. Сапегина, Н.В. Еремченко, И.И. Мельников, В.П. Хоринко // Материалы научной сессии ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера. - Пермь, 2009. – С. 80-81.
- Еремченко Н.В. Анатомометрические особенности пищевода у людей зрелого возраста с различными типами конституции / И.А. Баландина, Ф.З. Сапегина, Н.В. Еремченко. Ф.А. Шилова, П.В. Косарева // Материалы научной сессии ПГМА им. ак. Е.А. Вагнера. Пермь, 2009. – С. 62.
- Еремченко Н.В. Морфология нервных сплетений пищевода у детей младенческого возраста / В. П. Хоринко, Н. В. Еремченко, Д. С. Фадеев // Материалы 73-й итоговой студенческой научно-практической конференции с международным участием им. профессора В.Ф. Войно-Ясенецкого, посвящённой 100-летию со дня рождения академика Л.В. Киренского. – Красноярск, 2009. – С. 667-668.
- Еремченко Н.В. Интрамуральные нервные ганглии в стенке пищевода у детей младенческого возраста / Н.В. Еремченко, В.П. Хоринко, Д.С. Фадеев // Материалы Международной дистанционной научно-практической конференции, посвященной памяти основателя Уральской научной школы анатомов, гистологов и эмбриологов профессора В. К. Шмидта. – Пермь, 2009. – С. 35-37.
- Еремченко Н.В. Строение мышечной оболочки пищевода в грудном возрасте / И.А. Баландина, Н.В. Еремченко, Ф.З. Сапегина // Материалы Международной дистанционной научно-практической конференции, посвященной памяти основателя Уральской научной школы анатомов, гистологов и эмбриологов профессора В.К. Шмидта. – Пермь, 2009. – С. 22-24.
- Еремченко Н.В. Микроанатомия мышечной оболочки пищевода младенцев / И.А. Баланидна, Н.В. Еремченко, Ф.З. Сапегина, И.И. Мельников // Клинические и морфологические аспекты хирургических болезней детского возраста: материалы международной научно-практической конференции. – Пермь: изд. Богатырев П.Г., 2009. – С. 3-5.
- Еремченко Н.В. Анатомометрические особенности микроциркуляторного русла пищевода в постнатальном онтогенезе / И.А. Баландина, И.И. Мельников, Н.В. Еремченко Н.В., Ф.З. Сапегина // Клинические и морфологические аспекты хирургических болезней детского возраста: материалы международной научно-практической конференции. – Пермь: изд. Богатырев П.Г., 2009. – С. 8-13.
