Сайт издательства «Медиа Сфера»
содержит материалы, предназначенные исключительно для работников здравоохранения. Закрывая это сообщение, Вы подтверждаете, что являетесь дипломированным медицинским работником или студентом медицинского образовательного учреждения.

Саяпин С.Н.

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Москва

Назыров Ф.Г.

Девятов А.В.

Отделение хирургии печени, портальной гипертензии и панкреатодуоденальной зоны, Республиканский специализированный центр хирургии им. акад. В. Вахидова, Ташкент, Республика Узбекистан

Соколова А.С.

Институт машиноведения им. А.А. Благонравова РАН, Москва

Анализ состояния и перспективы развития трансформируемых зондов для остановки кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода

Авторы:

Саяпин С.Н., Назыров Ф.Г., Девятов А.В., Соколова А.С.

Подробнее об авторах

Журнал: Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2010;(12): 58‑64

Просмотров: 268

Загрузок: 2

Как цитировать:

Саяпин С.Н., Назыров Ф.Г., Девятов А.В., Соколова А.С. Анализ состояния и перспективы развития трансформируемых зондов для остановки кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода. Хирургия. Журнал им. Н.И. Пирогова. 2010;(12):58‑64.
Saiapin SN, Nazyrov FG, Deviatov AV, Sokolova AS. Treatment of esophageal varices bleeding with the use of transformable probes. Pirogov Russian Journal of Surgery = Khirurgiya. Zurnal im. N.I. Pirogova. 2010;(12):58‑64. (In Russ.).

?>

Введение

Лечение больных с кровотечениями из варикозно-расширенных вен пищевода остается трудной и до конца не решенной задачей. По данным литературы, повсеместно в медицинской практике применяется два основных метода лечения - консервативный и хирургический, а также их комбинации. Следует отметить, что оперативное вмешательство, даже в минимальном объеме, труднопереносимо и дает высокий процент осложнений [7, 13]. В связи с этим разработка новых эффективных методов и средств для лечения кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода является актуальным и перспективным направлением [2, 7, 13].

На рис. 1

Рисунок 1. Классификация методов и средств, применяемых в современной практической медицине для остановки и лечения кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода.
представлена классификация методов и средств, применяемых в современной практической медицине для остановки кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода. При этом первый иерархический уровень классификации включает собственно методы, а последующие - лишь средства, применяемые для их практической реализации. Классификация выполнена с учетом новых существенных конструктивных признаков на основе сравнительного анализа научно-технической и патентной информации [1-14].

Анализ показал, что на сегодняшний день одним из самых распространенных и повсеместно применяемых в медицинской практике методов консервативной терапии данных кровотечений является тампонада кровоточащих вен пищевода с помощью зонда-обтуратора типа зонда Блэйкмора [2, 7, 13]. Однако его установка в пищеводе на длительное время сопряжена с опасностью для здоровья и жизни, особенно ослабленных и тяжелобольных. Кроме того, после установки в пищеводе зонд-обтуратор не оставляет просвета, крайне необходимого для проведения эндоскопических манипуляций и визуального контроля за эффективностью остановки кровотечения. В связи с этим ведутся активные поиски новых эффективных методов и устройств для остановки кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода [1-14].

Материал и методы

Из известных методов выделен спирально-компрессионный [4], при котором в просвет пищевода вводят упругую металлическую спираль, скрученную поверх дистального конца эндоскопа и фиксированную манжетой (рис. 2).

Рисунок 2. Схематическое изображение спирально-компрессионного метода лечения кровотечений из варикозно-расширенных вен пищевода. 1 - просвет пищевода; 2 - металлическая спираль; 3 - эндоскоп; 4 - манжета.
На уровне кровоточащего участка манжету подтягивают в сторону проксимального конца эндоскопа. Освобожденная спираль разворачивается, вызывая боковую компрессию кровоточащего сосуда. Удостоверившись при эндоскопическом исследовании в остановке кровотечения, через биопсийный канал эндоскопа к месту кровотечения доставляют инструмент, с помощью которого в узлы между витками спирали вводят склерозирующее вещество. Спираль удаляют при контрольной эзофагоскопии после окончательной остановки кровотечения путем экстракции за ее дистальный конец биопсийными щипцами или за заранее запрессованную в дистальный конец спирали лигатуру, конец которой выведен наружу через ротовую полость. Указывается, что установку спирали в пищеводе можно осуществить также через биопсийный канал эндоскопа путем ее выталкивания биопсийными щипцами. В отличие от зонда-обтуратора типа Блэйкмора упругая спираль после компрессии кровоточащих вен пищевода оставляет просвет последнего свободным для эндоскопических манипуляций, в частности для визуального контроля за эффективностью остановки кровотечения и проведения склеротерапии. Применение упругой спирали позволяет исключить замывание оптики эндоскопа и вымывание склерозирующих веществ, клеевых пленок и т.д. током крови в процессе проведения эндоскопических исследований и манипуляций. Эти особенности упругой спирали обеспечивают ей неоспоримые преимущества перед другими средствами, используемыми в практической медицине. Однако указанный метод имеет следующие недостатки [10, 11].

1. Для снижения травматизма при введении металлической упругой спирали в пищевод и обеспечения после ее развертывания надежной остановки кровотечения она должна обладать способностью к свертыванию на цилиндрической поверхности минимального диаметра и развертыванию без остаточных деформаций до диаметра, превышающего диаметр пищевода. При этом должно быть обеспечено необходимое усилие компрессии на вены пищевода. Однако применяемые материалы для изготовления спирали малоэффективны из-за ограничений, накладываемых значениями пределов упругих деформаций и модулей упругости используемых материалов. Например, при изготовлении спирали из стальной проволоки, диаметр которой превышает диаметр пищевода для обеспечения свертывания спирали на дистальном конце эндоскопа без остаточных деформаций после развертывания, диаметр проволоки не должен превышать десятых долей миллиметра, что не позволяет достигнуть необходимой величины компрессии вен пищевода. Увеличение диаметра проволоки неизбежно приведет к необходимости увеличения диаметра дистального конца эндоскопа и как следствие к повышению травматизации тканей.

2. При освобождении спирали в пищеводе путем осевого перемещения фиксирующей манжеты, установленной на дистальном конце эндоскопа, или при ее выталкивании биопсийными щипцами через биопсийный канал эндоскопа в процессе установки спирали в пищеводе движение освобождаемого конца спирали в пищеводе происходит непредсказуемо. При этом возможно появление кровотечения в новом месте. Проталкивание спирали через биопсийный канал может привести к деформациям, лежащим за пределами упругих деформаций, способствовать выходу из строя спирали и необходимости ее замены.

3. К травматизации тканей пациента может привести также удаление спирали путем либо вытягивания ее за прикрепленную к концу лигатуру через рот, либо удаления через биопсийный канал с помощью щипцов. При этом в процессе удаления спирали через биопсийный канал происходит ее распрямление с деформациями, которые могут лежать за пределами значений упругих деформаций. В результате спираль оказывается непригодной для повторного использования.

Изготовление спирали из сплава с памятью формы [12] или из сверхупругого материала [4, 10, 11] позволит уменьшить ее габаритные размеры в исходном (свернутом) положении и снизить травматизацию тканей пациента при ее введении в пищевод. На рис. 3

Рисунок 3. Фотография образца спирали из сверхупругого материала, установленного в полости, имитирующей пищевод.
показан образец спирали из сверхупругого материала, установленный в полости, имитирующей пищевод. Как видно, спираль после развертывания и компрессии оставляет внутри пищевода просветы, достаточные для введения эндоскопа и проведения манипуляций, а ее сверхупругие свойства позволяют сворачивать ее без остаточных деформаций до диаметра, не превышающего диаметр дистального конца эндоскопа. Указанную спираль можно использовать многократно. Однако в процессе ее развертывания в пищеводе и последующего удаления ей присущи приведенные выше недостатки, что снижает эффективность ее применения. Для развертывания спирали из сплава с памятью формы требуется дополнительно температурное воздействие. При этом отмечается недостаточная точность восстановления заданной формы.

Представлена новая концепция реализации спирально-компрессионного метода остановки кровотечения из варикозно-расширенных вен пищевода с помощью трансформируемого зонда (устройства для введения спирали в пищевод и удаления из него) [10, 11]. Предлагаемая концепция лишена указанных недостатков и направлена на снижение травматизации тканей при введении спирали в пищевод и ее удалении, сокращение сроков выздоровления больного, а также на расширение функциональных возможностей трансформируемого зонда.

Трансформируемый зонд для остановки кровотечения из варикозно-расширенных вен пищевода (рис. 4, I)

Рисунок 4. Схемы: устройство трансформируемого зонда (I), проведение эндоскопических манипуляций в пищеводе (II) и больной с установленной в пищеводе развернутой упругой спиралью (III). I - трансформируемый зонд (а), механизм трансформации (б) с упругой спиралью в исходном положении и последовательность (циклограмма) ее установки в пищеводе (в); II - проведение эндоскопических манипуляций в пищеводе при установленной спирали. Показан общий вид извлеченной из пищевода спирали; III - больной с установленной в пищеводе развернутой упругой спиралью и зафиксированными снаружи ее концами. 1 - спираль; 2 - устройство для ввода спирали; 3 - проксимальный конец спирали; 4 - дистальный конец спирали; 5 - корпус; 6 - червячная передача; 7 - входной вал; 8 - ручка управления; 9 - зубчатая передача; 10 - счетчик оборотов; 11 - выходной вал; 12 - подшипниковые узлы; 13 - активная часть зонда; 14 - тубус; 15 - подшипниковый узел активной части; 16 - сквозной канал; 17 - окно; 18 - полый элемент; 19 - насадки; 20 - корпус; 21 - окуляр
включает съемную трансформируемую насадку, выполненную в виде упругой спирали (далее просто спирали) из сверхупругого материала [4, 12], и устройство для ее ввода в пищевод и удаления из него через ротовую полость [10, 11]. Минимальный радиус изгиба элементов конструкции из сверхупругого материала без последующего проявления остаточных деформаций равен их толщине. Благодаря этому свойству спираль из сверхупругого материала можно в отличие от спирали из стальной проволоки свернуть до диаметра, не превышающего диаметр дистального конца эндоскопа, без проявления остаточных деформаций после ее развертывания и обеспечить требуемое усилие компрессии. В результате снижается травматизация тканей пациента в процессе введения спирали в пищевод, ее развертывания и последующего удаления. Концы спирали (дистальный и проксимальный) направлены в одну сторону параллельно ее оси. При этом дистальный конец проходит внутри спирали. Устройство для ввода спирали в пищевод и удаления из него выполнено в виде механизма трансформации, включающего корпус, внутри которого установлена самотормозящая червячная передача. Входной вал самотормозящей червячной передачи соединен с ручкой управления через зубчатую передачу со счетчиком оборотов. Выходной вал установлен в подшипниковых узлах, выполнен полым и связан с активной частью трансформируемого зонда через гибкий вал (на рис. 2 условно не показан), проходящий с возможностью вращения внутри гибкого тубуса. Один конец тубуса соединен с корпусом, другой - с подшипниковым узлом активной части, установленной с возможностью вращения. Внутри активной части гибкого вала и выходного вала, а также в корпусе выполнен эксцентрично оси сквозной канал круглого сечения для прохождения дистального конца спирали. Снаружи гибкого тубуса и корпуса выполнен сквозной канал круглого сечения для прохождения проксимального конца спирали. На наружной поверхности корпуса расположено окно для визуального контроля показаний счетчика оборотов. На рис. 4 представлена последовательность установки спирали на механизм трансформации, ввода спирали в пищевод, развертывания до диаметра, обеспечивающего требуемую компрессию кровоточащих варикозно-расширенных вен пищевода и (после остановки кровотечения) удаления из него в обратном порядке.

Дистальный конец спирали выполнен с возможностью использования в качестве направляющей для перемещения по нему внутрь пищевода полых элементов с насадками, а также эндоскопов (рис. 4, II), включающих расположенные на корпусе окуляр, ручку управления, вход в биопсийный канал, проходящий внутри корпуса, гибкого тубуса и дистальный конец эндоскопа с направляющей.

На рис. 4, III представлено схематичное изображение больного с установленной в пищеводе развернутой спиралью и зафиксированными снаружи ее концами. При этом дистальный конец спирали можно использовать в качестве направляющей для организации доставки питательных веществ непосредственно в желудок. Дистальный и проксимальный концы спирали выполнены с возможностью их вывода наружу через ротовую полость и прикрепления к наружным участкам головы и тела с помощью элементов фиксации (лейкопластыря).

Результаты и обсуждение

Метод остановки кровотечения из варикозно-расширенных вен пищевода реализован следующим образом.

По направляющим каналам круглого сечения сквозных отверстий механизма трансформации на активную часть надевается спираль требуемого диаметра с дистальным и проксимальным концами. Дистальный конец спирали проходит в сквозном канале, выполненном эксцентрично продольной оси, внутри активной части, гибкого вала и выходного вала самотормозящей червячной передачи и корпуса. Снаружи гибкого тубуса и корпуса выполнен сквозной канал для прохождения проксимального конца спирали (см. рис. 4). Далее вращением ручки управления движение передается от самотормозящей червячной передачи через выходной и гибкий валы к активной части, установленной с возможностью вращения в подшипниковом узле на конце гибкого тубуса. В результате спираль переводится из свободного положения в транспортное (при этом диаметр свернутой спирали не превышает диаметр гибкого тубуса, снаружи полностью идентичного гибкому тубусу эндоскопа). Счетчик оборотов показывает количество оборотов активной части с дистальным концом спирали относительно неподвижных проксимального конца спирали, гибкого тубуса и корпуса (степень закрутки), которое фиксируется. Степень закрутки спирали зависит от ее типа (детская или взрослая) и подбирается экспериментально.

Затем гибкий тубус со свернутой спиралью вводится в пищевод больного на глубину, при которой активная часть располагается в нижней трети пищевода (на уровне кровоточащего участка). Глубина введения активной части в пищевод определяется с помощью меток длины, нанесенных на наружной поверхности гибкого тубуса (см. рис. 4).

С помощью ручки управления производится развертывание спирали на заранее экспериментально определенное количество оборотов, которое фиксируется по счетчику оборотов через окно. При этом витки спирали пережимают кровоточащие участки варикозно-расширенных вен пищевода и происходит остановка кровотечения (см. рис. 4).

После этого трансформируемый зонд по дистальному и проксимальному концам спирали, являющимся направляющими, извлекается из пищевода. Выведенные через рот наружу дистальный и проксимальный концы спирали прикрепляются к участкам головы и тела пациента с помощью элементов фиксации, например лейкопластыря. При этом остаются свободными просвет в пищеводе внутри спирали и доступ к варикозно-расширенным венам пищевода между витками спирали для проведения лечебных манипуляций (см. рис. 4).

По дистальному концу спирали с помощью направляющей в пищевод вводят гибкий тубус с дистальным концом эндоскопа для проведения наблюдений через окуляр и лечебных манипуляций с помощью ручки управления и инструментов, вводимых через биопсийный канал. Благодаря тому, что предварительно кровотечение остановлено пережатием вен пищевода упругими витками спирали, исключается замывание кровью оптики дистального конца эндоскопа. Это позволяет отыскать пораженные участки и с помощью инструментов через биопсийный канал ввести в них склерозирующее вещество (склеротерапия), которое позволит исключить возобновление кровотечения после удаления спирали из пищевода (см. рис. 4).

Дистальный конец установленной в пищеводе спирали при необходимости можно использовать в качестве направляющей для непосредственной доставки к пораженному участку пищевода (с помощью средств, выполненных в виде полых элементов с насадками) лекарственных веществ и проведения орошения пораженного участка. Его также можно использовать и для доставки питательных веществ при кормлении больного непосредственно в желудок, минуя пораженный участок пищевода (см. рис. 4).

При необходимости спираль с дистальным и проксимальным концами можно выполнить полой. Это позволит организовать физиотерапевтические воздействия непосредственно на пораженный участок пищевода, например его охлаждение путем пропускания внутри полости спирали с концами низкотемпературной охлаждающей жидкости. По изменению электрического сопротивления между дистальным и проксимальным концами спирали можно судить о состоянии слизистой пищевода. Это позволит вести непрерывную диагностику процесса заживления пораженного участка.

После проведения всех лечебных манипуляций по результатам контрольной диагностики принимается решение об удалении спирали из пищевода. При этом дистальный и проксимальный концы спирали освобождаются от элементов фиксации (см. рис. 4). Затем трансформируемый зонд по дистальному и проксимальному концам спирали (направляющим) вводится в пищевод (см. рис. 4). Вращением ручки управления движение передается от самотормозящей червячной передачи через выходной и гибкий валы к активной части, установленной с возможностью вращения в подшипниковом узле на конце гибкого тубуса. В результате спираль переводится из свободного положения в транспортное. После совпадения показаний счетчика оборотов с количеством оборотов, зафиксированным ранее, прекращают вращение ручки управления и извлекают гибкий тубус со свернутой спиралью из пищевода больного. Затем с помощью ручки управления производят развертывание спирали до ее свободного состояния, соответствующего зафиксированному ранее количеству оборотов. После этого спираль с дистальным и проксимальным концами снимают с трансформируемого зонда.

Далее проводят стандартную обработку составных частей трансформируемого зонда, контактирующих с органами пациента, включающую предстерилизационную очистку, дезинфекцию и стерилизацию. Только после этого трансформируемый зонд со сверхупругой спиралью готов для повторного применения.

В настоящее время изготовлены и испытаны образцы спиралей из сверхупругого материала (бронза алюминиево-никелевая БрА14,3Н4), предназначенные для взрослых пациентов и имеющие следующие параметры (см. рис. 3): диаметр монокристаллической проволоки 1,5 мм, наружный диаметр спирали 50 мм (для детей - 35 мм), шаг спирали в свободном состоянии 20 мм, количество полных витков 6, минимально допустимый радиус изгиба монокристаллической проволоки без остаточных деформаций и поломки равен ее диаметру (1,5 мм), диапазон рабочих температур от –60-70 °C до +200 °C. Параметры спирали были подобраны экспериментально, исходя из условия обеспечения свободного доступа дистального конца эндоскопа к пораженному участку и обеспечения необходимой компрессии вен пищевода. Экспериментальные исследования показали реальную возможность безопасного сворачивания спирали без остаточных деформаций не только на дистальном конце эндоскопа, но и на цилиндрических поверхностях значительно меньшего диаметра (до 5 мм). Установлено, что для повышения устойчивости и предсказуемости процесса развертывания спирали ее сечение следует выполнять овальной формы, при этом выпуклость внешней дуги большего радиуса обращена к месту контакта со стенками пищевода. На основании результатов испытаний определены медико-технические требования к разработке и освоению зонда пищеводного трансформируемого с ручным управлением для лечения больных с варикозно-расширенными венами пищевода и кровотечениями из них.

Таким образом, предлагаемый метод остановки кровотечения из варикозно-расширенных вен пищевода и трансформируемый зонд для его осуществления позволят: снизить травматизацию тканей при проведении диагностических и лечебных манипуляций, связанных с выявлением пораженных участков пищевода и остановкой кровотечений; снизить риск провоцирования повторных кровотечений; дополнительно организовать физиотерапевтические воздействия и доставку питательных веществ непосредственно в желудок, минуя пораженный участок пищевода. Пациент с установленной спиралью и закрепленными снаружи ее концами сохраняет подвижность, что повышает комфортность и способствует сокращению срока выздоровления.

Подтверждение e-mail

На test@yandex.ru отправлено письмо с ссылкой для подтверждения e-mail. Перейдите по ссылке из письма, чтобы завершить регистрацию на сайте.

Подтверждение e-mail