способ оценки моторно-эвакуаторной функции толстого и тонкого отделов кишечника у детей от 7 до 15 лет

Формула изобретения

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

Описание изобретения к патенту

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Предлагаемый нами способ осуществляется следующим образом.

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

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

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

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

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

Полученные данные представлены в таблице и на рисунке 1.

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

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

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

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

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

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

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

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

Клинический пример 1

Обследуемая З., 10 лет, диагноз - здорова.

Оценка всей совокупности акустических сигналов.

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

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

Показатель соотношения - 0,73

К_ср=1,00; 0,73<1,00

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

Клинический пример 2

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

Оценка всей совокупности акустических сигналов.

Плотность мощности спектра в диапазоне 100-350 Гц - 13,84 ms ²

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

Показатель соотношения - 1,43

К_ср=1,01; 1,43>1,01

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

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

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