CC BY
26
МЕДИЦИНСКИЕ НАУКИ
А.В. Штейнле
канд. мед. наук, доцент, доцент кафедры экологии и безопасности жизнедеятельности, ФГОУ ВПО «Томский политехнический университет», доцент кафедры травматологии, ортопедии, военно-полевой хирургии, ФГОУ ВПО «Сибирский государственный медицинский университет»
АНГИОГРАФИЧЕСКИЙ И УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ДОППЛЕРОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ ПОСЛЕ РЕКОНСТРУКТИВНО-ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫХ ОПЕРАЦИЙ ПО ПОВОДУ ОГНЕСТРЕЛЬНЫХ КОСТНО-АРТЕРИАЛЬНЫХ РАНЕНИЙ КОНЕЧНОСТЕЙ
Аннотация. В статье представлена сравнительная эффективность ангиографии и ультразвуковой допплерографии как метода послеоперационного контроля в хирургии огнестрельных кост-но-артериальных повреждений конечностей.
Ключевые слова: ангиография, ультразвуковая допплерография, огнестрельные костно-артериальные повреждения конечностей.
A.V. Shteinle, Tomsk Polytechnic University, Siberian State Medical University
ANGIOGRAPHIC AND ULTRASONIC DOPPLEROGRAPHIC CONTROL AFTER
RECONSTRUCTIVE-RESTORATIVE SURGERIES OF GUNSHOT BONE-ARTERIAL INJURIES
OF EXTREMITIES
Abstract. The comparative efficiency of angiography and ultrasonic Doppler sonography as a method of postoperative control in the surgery of gunshot bone-arterial injuries of extremities is represented in the article.
Keywords: angiography, ultrasonic Doppler sonography, gunshot bone-arterial injuries of extremities.
В январе 1896 г. S. Haschek и O.T. Lindental выполнили первую артериографию (АГ), в 1923 г. J. Berberich и S. Hirsch [1], а в 1924 г. S. Brocks [2] выполнили первые успешные АГ конечностей. Однако клиническое применение артериографии стало возможным лишь во втором десятилетии ХХ века после создания соответствующих контрастных веществ. В хирургии ранений конечностей АГ применялась со Второй мировой войны [3]. С тех пор, по мнению одних авторов, показания к её применению на войне встречаются редко [4], другие выполняют её у каждого пятого [5], третьи - у всех раненых (91%) c повреждениями сосудов конечностей [6, 7]. Препятствиями для широкого применения АГ являются технические сложности выполнения, травматичность, продолжительность и возможность развития опасных осложнений [8].
25 мая 1842 года на заседании Королевского Научного общества Богемии профессор математики и практической геометрии Пражского технического института Ch. Doppler доложил «О цветном свойстве двойных звёзд и ряда других небесных тел», где описал явления смещения красного света в излучении двойных звезд, что легло в
основу теории измерения скоростей движущихся объектов и названо в честь Ch. Doppler. Более 100 лет прошло с кончины Ch. Doppler, когда H. Kalmus в 1954г. и S.Satomuro в 1957г. обнаружили возможность использования его практических рекомендаций в медицине для анализа скоростных показателей кровотока на основе явления отражения ультразвуковых волн от эритроцитов [9].
Сегодня, благодаря современной ультразвуковой допплерографической (УЗДГ) аппаратуре достоверность результатов обследования достигла 95-97%, что сравнимо с возможностями ангиографии [10]. Но столь впечатляющие результаты относятся к плановой ангиохирургии [4]. В экстренной ангиохирургии УЗДГ либо не используется [6], либо применяется простейшая аппаратура [9].
В 60-х годах XX века американские военные хирурги G. Lavenson, N. Rich и J. Baugh во время войны США во Вьетнаме впервые применили, специально разработанный портативный УЗДГ индикатор скорости кровотока [11]. На основании положительного опыта вскоре были сформулированы основные показания к использованию УЗДГ в полевых лечебных учреждениях. N. Rich и F. Spencer доказали, что выслушивание на периферии конечности пульса даже с не определяющимся сегментарным артериальным давлением, несмотря на признаки ишемии, позволяет отсрочить реконструктивно-восстановительную операцию на сосуде без угрозы развития гангрены [11, 12].
Таким образом, уже с конца 60-х годов XX века неинвазивная УЗДГ в диагностике повреждений магистральных сосудов конечностей проявила свою эффективность. Тем не менее, в начале XXI века, когда преимущества УЗДГ в диагностике повреждений магистральных сосудов конечностей несомненны, это исследование остаётся равноценным с технически сложной, травматичной и продолжительной АГ [13, 14, 15] в диагностике и послеоперационном контроле
Цель исследования - изучение состояния кровообращения в артериях путём проведения сравнительных ультразвукового допплерографического и контрастного ар-териографического исследований после оригинальной реконструктивно-восстановительной операции по поводу сочетанных огнестрельных костно-сосудистых повреждений конечностей в экспериментах на животных.
Планирование, организация, материал и методы исследования Экспериментальные исследования выполнены на 36-ти беспородных собаках в соответствии с «Европейской конвенцией по защите позвоночных животных, используемых для экспериментальных и других научных целей», согласно «Правилам проведения работ с использованием экспериментальных животных» (приказ МЗ СССР № 755 от 12.08.1987 г.) и Федеральному закону «О защите животных от жестокого обращения» от 01.01.1997 г., а также Директиве 86/609 ЕЭС, основанной на тексте соглашения «Dr. Robert Hubrecht, Current EU Legislation Controlling Animal Experiments».
Оперативное восстановление сочетанных огнестрельных костно-артериальных повреждений конечностей было основано на развитии дистракционных усилий в системе «аппарат чрескостного остеосинтеза - сегмент конечности» [16, 17].
УЗДГ исследования восстановленных и контралатеральных артерий осуществляли с помощью системы «Nemio» модель SSA-550A (Toshiba corporation) линейным датчиком 7,5-11 мГц. За 30 минут перед УЗДГ животным внутримышечно вводили 2 мл
(50 мг) раствора аминазина и 2 мл 1% раствора димедрола. В артериях определяли скорость кровотока (СК) и диаметр (О), индекс пульсативности (Р1), отражающий упруго-эластические свойства артерий и характеризующий выраженность периферического русла и индекс резистентности (Я/), характеризующий выраженность сопротивления сосудов. Сразу после УЗДГ выполняли АГ исследование на рентгеновском аппарате ТУР-Д 800 (ГДР). Фокусное расстояние - 100 см, напряжение - 55 кВ, сила тока - 150 А, экспозиция - 2 с. Для профилактики спазма сосуда перед введением контраста (20 мл тразографа) выполняли внутриартериальную инъекцию 2% раствора новокаина. Пусковую кнопку рентгеновского аппарата нажимали в тот момент, когда в артерию было уже введено 50% контраста. УЗДГ и АГ выполняли 15, 30, 45, 60, 120-е сутки и через 1 год после ранения и реконструктивно-восстановительной операции.
Статистическая обработка результатов исследования осуществлялась с применением методов анализа, используемого в биологии и медицине. Нормально распределяемые показатели приведены в их среднем значении со стандартным отклонением: Х±о.
Результаты и обсуждение
В 1-е сутки при УЗДГ исследовании СК в восстановленных артериях составила 148,18±3,63 см/с, что превышало аналогичный показатель в контралатеральных (рис. 1). О восстановленной артерии (2,93±0,04) был гораздо меньше контралатеральной (рис. 2). Я/ в восстановленной артерии составлял 0,91 ±0,01, в контралатеральной -0,82±0,04 (рис. 3). Р/ в восстановленной артерии достигал 2,98±0,18, что было ниже аналогичного показателя в контралатеральной (рис. 4). Наряду с зафиксированной в этот срок исследования максимальной СК в артериях, конечная диастолическая скорость кровотока в них была слишком низкая, благодаря чему Я/ в восстановленной артерии в отличие от контралатеральной был близок к единице. Показатель Я/ в этот срок свидетельствует в пользу того, что соотношение разницы между максимальной систолической СК в артериях и конечной диастолической скоростью в них было максимальным в восстановленной артерии по сравнению с контралатеральными. Сравнение показателей Р/ восстановленной и контралатеральной конечностей свидетельствуют в пользу того, что разница между максимальной и минимальной СК в восстановленных артериях была незначительна. Полученные в данный срок исследования показатели СК, О просвета сосуда, Я/ и Р/ в восстановленных артериях согласуются с уже выявленной нами в эксперименте патогенетической картиной сочетанного огнестрельного костно-сосудистого повреждения конечности [16, 17], где важная роль принадлежит периферическому сопротивлению кровотока в сегменте конечности, что обусловлено посттравматическим отёком и гофрированием мягких тканей. В данный период «выключается» часть микроциркуляторного русла, а кровоток, осуществляется по единственной магистрали, суженой и натянутой, а значит, ограниченной в упругоэластических свойствах бедренной артерии.
На 15-е сутки эксперимента СК в восстановленных артериях снизилась до 98,73±8,58 см/с, что превышало аналогичный показатель в контралатеральных (рис. 1). О восстановленной артерии увеличивался (3,14±0,05 мм), оставаясь уже диаметра контралатеральной (рис. 2). Я/ вырос и составлял 0,98±0,01, т.е. был выше, чем в контралатеральной (0,81 ±0,05) (р<0,05) (рис. 3). Р/ в восстановленной артерии снизился
до 2,39±1,03, в контралатеральной (4,19±0,71) (р<0,05) (рис. 4). Снижение СК в артериях и увеличение их О связано с осуществлением дистракции в системе «аппарат чре-скостного остеосинтеза - сегмент конечности», потому уменьшились отёк и гофрирование мягких тканей конечности. Повышение Я1 до предельного значения (0,98±0,01) связано с уменьшением конечной диастолической скорости, что также обусловлено началом дистракции в условиях, когда посттравматический отёк мягких тканей бедра ещё сохранялся, а коллатеральные сосуды ещё не начали функционировать. Понижение Р1 является адекватной реакцией на дистракцию в условиях малой скорости магистрального кровотока и не функционирующих коллатеральных сосудов.
На 30-е сутки СК в восстановленных артериях снизилась до 83,23±7,80 см/с, а О увеличился до 3,21 ±0,06 мм (рис. 1, 2). ЯI в восстановленной артерии снизился до 0,93±0,06, а Р1 возрос до 3,50±0,61 (рис. 3, 4). Снижение почти до первоначального значения (1-е сутки эксперимента) Я1 и резко приближающийся к показателю контралатеральной конечности Р1 явились прогностически благоприятными признаками восстановления микроциркуляции в конечности. Значимость этих признаков УЗДГ исследования можно сравнить только с прогностическими признаками, полученными американскими военными хирургами при применении УЗДГ аппаратуры ещё во время войны во Вьетнаме. Тогда регистрируемый кровоток только на периферии конечности при отсутствии сегментарного артериального давления и пульса на фоне признаков ишемии конечности означал, что восстановление сосуда можно отсрочить или отказаться от этой операции без угрозы развития гангрены [11, 12].
160,00 -150,00 -140,00 -130,00 -| 120,00 -
^ 110,00 -
ц
в 100,00 -
о ' а
й 90,00 -
о о
§ 80,00 -и
70,00 -60,00 -50,00 -40,00
1 сутки 15 сутки 30 сутки 45 сутки 60 сутки 90 сутки 120 сутки 1 год
Рисунок 1 - Динамика скорости кровотока в восстановленной и контралатеральной артериях
Ценность прогностических УЗДГ критериев превосходила значимость, полученных в этот же срок данных АГ, в которых существенного увеличения О и контрастирования ветвей в области перелома не определялось [15, 16].
На 45-е сутки дистракция в системе «аппарат чрескостного остеосинтеза - сегмент конечности» была прекращена, а аппарат чрескостного остеосинтеза находился в режиме стабилизации. СК в восстановленных артериях снизилась до 77,19±4,01 см/с
(рис. 1), а й увеличился до 3,25±0,13 мм (р<0,05) (р<0,05) (рис. 2). Я1 «перешёл Рубикон» - снизился ниже показателя 1-х суток исследования и составил 0,89±0,05, оставаясь выше аналогичного показателя в контралатеральной артерии (рис. 3). Р1 в восстановленной артерии достиг 3,61±0,46, приблизившись к показателю контралатеральной (рис. 4). Значимое восстановление кровообращения в сегменте конечности только в этот срок было подтверждено результатами инвазивных АГ исследований [16, 17] и совпало с клиническими проявлениями полного восстановление длины сегмента конечности, устранения отёка и гофрирования мягких тканей.
Рисунок 2 - Изменения диаметра просветов восстановленной и контралатеральной артериях
На 60-е сутки СК в восстановленных артериях продолжала снижаться и составила 70,14±5,01 см/с, увеличивался й (рис. 1, 2). ЯI (0,86±0,05), оставался выше аналогичного показателя в контралатеральной артерии (рис. 3), Р1 в восстановленной артерии достиг 3,81±0,64 и приблизился к показателю контралатеральной артерии (рис. 4). Продолжающееся снижение СК в артериях, увеличение диаметра последних, снижение Р1 и повышения Я1 отражают процесс восстановления анатомии и функции сегмента конечности за счёт укрепляющегося в этот срок развитого дистракционного регенерата бедренной артерии и кости.
На 120-е сутки СК в восстановленных артериях продолжала снижаться и составила 61,63±1,99 см/с, что уже незначительно превышало аналогичный показатель в контралатеральных (рис. 1). Одновременно увеличивался й восстановленной артерии (рис. 2). Я1 снизился и составил 0,83±0,04, оставаясь выше аналогичного показателя в контралатеральной (рис. 3). Р1 в восстановленной артерии достиг 3,96±0,24, приближаясь к показателю контралатеральной (рис. 4). Несмотря на восстановление кости, позволившее опираться животным на восстановленную конечность в полной мере, восстановительные процессы в бедренных артериях и их ветвях продолжались.
Через 1 год СК в восстановленных артериях и их й составили соответственно
59,97±0,64 см/с и 3,39±0,07 мм, что соответствовало данным показателям в контралатеральной (рис. 1, 2). RI снизился и составил 0,82±0,03, оставаясь незначительно выше аналогичного показателя в контралатеральной (рис. 3). PI в восстановленной артерии составил 4,01±0,28, чем максимально приблизился к показателю контралатеральной (рис. 4). Все показатели артериальной гемодинамики, полученные УЗДГ методами, максимально приблизились к соответствующим данным в контралатеральной конечности. Результаты УЗДГ исследований артерий совпадают с данными, представленными в прежних публикациях по динамике морфологических исследований в артериях и костях [16, 17].
Рисунок 3 - Динамика индекса резистентности (RI) в восстановленной и контралатеральной артериях
Рисунок 4 - Динамика индекса пульсативности (PI) в восстановленной и контралатеральной артериях
Заключение
Артериальный кровоток в восстановленном сосуде характеризуется значительным увеличением скорости (в 2,6 раза) и приближается к аналогичному показателю в контралатеральной артерии только к 60-м суткам. Диаметр восстановленной артерии характеризуется уменьшением (в 1,2 раза) и приближается к аналогичному показателю в контралатеральной артерии только к 45-60-м суткам. Индекс резистентности восстановленной артерии увеличивается (в 1,1 раза) после операции, достигает максимума на 15-е сутки (в 1,2 раза), постепенно снижается и приближается к норме не ранее 4560-х суток. Индекс пульсативности восстановленной артерии уменьшается (в 1,4 раза) после операции, достигает минимума на 15-е сутки (в 1,8 раза), постепенно повышается и приближается к норме не ранее 45-60-х суток. Вышеперечисленные особенности составляют ультразвуковую прогностическую картину динамики восстановления кровообращения после огнестрельного костно-артериального повреждения, которую невозможно поучить при артериографических исследованиях.
Выводы
Неинвазивная ультразвуковая допплерография после оригинальной реконструктивной восстановительной операции по поводу огнестрельных костно-сосудистых повреждений конечностей и последующего устранения анатомических дефектов сегмента конечности за счёт развития дистракционных усилий, в отличие от инвазивной артериографии, является прогностически более информативной в оценке динамики кровообращения в сегменте конечности.
Ультразвуковая допплерография прогнозирует восстановление кровотока в конечности в более ранние сроки (30 суток) по сравнению с артериографией (45 суток).
Список литературы:
1. Berberich J., Hirsch S. Die Rontgenographisc hedrastelung der arterien und venen im lebenden menschen // Klin. Wehnscher. 1924. V 49. P. 22-26.
2. Brooks B. Intra-arterial injection of sodium iodide // J.A.M.A. March 29. 1924. V. 82. № 13. P. 1016-1019.
3. Петровский Б. В. Заключение // Опыт советской медицины в великой отечественной войне 1941-1945 гг. - М.: Медгиз, 1955. Т. 19. С. 432-441.
4. Campbell W. B. Assessment of the distal lower limb arteries: A comparison of arteriography and Doppler ultrasound // Ann. Roy. Coll. Surg. Engl. 1986. Vol. 68. № 1. P. 37-39.
5. Нгуен Хань Зы. ранения крупных периферических кровеносных сосудов и их последствия. М.: Медицина, 1985. 192 с.
6. Махлин И.А., Хомутов В.П. Организация оказания специализированной ангио-травматологической помощи пострадавшим. // Воен. -мед. журнал. 1991. №8. С. 1-22.
7. Махлин И. А., Хомутов В.П. Организация оказания специализированной ангио-хирургической помощи пострадавшим. // Воен. - мед. журнал. - 1993. - №10. - С.12-14.
8. Климов В.Н., Васютков В.Я. Неотложная хирургия сосудов. Красноярск: Изд-во Краснояр. ун-та. 1987. 195с.
9. Савельев В.С., Затевахин И.И., Степанов Н.В. Острая непроходимость бифуркации аорты и магистральных артерий конечностей. М.: Медицина, 1987. 304 с.
10. Гамбарин Б. Л. Оценка регионарного кровотока нижних конечностей методом ультразвуковой допплерографии // Клин. Медицина. 1985. Т. 43. № 8. С.123-126.
11. Lavenson G.S., Rich N.M. Value of ultrasonic flow detecnor in the management of peripheral vascular disease // Amer. J. Surg. 1970. Vol.120. № 4. P. 522-526.
12. Rich N.M., Spencer F.C. Vascular trauma. Philadelphia etc.: Saunders Co.1978. 610 p.
13. Emergency War Surgery, Third United States Revision. Washington: US Government Printing Off., 2004. 405 p.
14. Wahlberg E., Olofsson P, Goldstone J. Emergency Vascular Surgery /A Practical Guide Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. 201 p.
15. War surgery in Afghanistan and Iraq: a series of cases, 2003-2007 / Edited by S.
C. Nessen, D. E. Lounsbury, S. P. Hetz. 2008. Published by the Office of The Surgeon General Borden Institute, Walter Reed Army Medical Center, Washington. 442 p.
16. Патент на изобретение 2349282 РФ, МПК7 А 61B 17/56 Способ лечения огнестрельных костно-сосудистых повреждений конечностей / Е.В. Гаврилин (РФ), А. В. Штейнле (РФ), К.Ю. Дудузинский (РФ). - № 2007106623/14; Заявл. 21.02.2007; Опубл. 20.03.2009. Бюл. №8., Приоритет 21.02.2007 (Россия). - 5 с.
17. Штейнле А.В., Хандорин Г.П., Гаврилин Е.В. и др. Чрескостный остеосинтез нанотехнологии в лечении сочетанных огнестрельных костно-артериальных повреждений // Сиб. мед. журн. (Томск) 2009. Том 24. Вып. 1. № 2. С. 45-54.
List of references:
1. Berberich J., Hirsch S. Die Rontgenographisc hedrastelung der arterien und venen im lebenden menschen // Klin. Wehnscher. 1924. V 49. P. 22-26.
2. Brooks B. Intra-arterial injection of sodium iodide // J.A.M.A. March 29. 1924. V. 82. № 13. P. 1016-1019.
3. Petrovsky D.W The conclusion // Experiense of Soviet Medicine in Great Patriotic War of 19411945. - М.: Medgiz, 1955. Vol. 19. P. 432 - 441.
4. Campbell W. B. Assessment of the distal lower limb arteries: A comparison of arteriography and Doppler ultrasound // Ann. Roy. Coll. Surg. Engl. 1986. Vol. 68. № 1. P. 37-39.
5. Nguen Khan Zy/ Injuries of large peripheral blood vessels and their implications. Moscow.: Publisher medicine, 1985. 192 p.
6. Mashlin I.A., Khomutov W.P. The organization providing specialized to angiotravmatology victims. // Mil. -med. journal. 1991. №8. P. 1-22.
7. Mashlin I.A., Khomutov W.P. The organization providing specialized to angiotravmatology in-gured. // Mil. -med. journal. 1993. №10. P. 12-14.
8. Klimov W.N., Wasutkov W.J. Emergensy Vascular Surgery. Krasnoyarsk. Pudlished University of Krasnoyarsk. 1987. 195 p.
9. Savelyev W.S., Zatevakhin I.I., Stepanov N.W. Acute obstruction of the aortic bifurcation and major arteries. Moscow.: Publisher medicine, 1987. 304 p.
10. Gambarin B.L. Assessment of regional blood flow of the lower exnremities using Doppler ultrasound // Clinical medicine. 1985. V. 43. № 8. P.123-126.
11. Lavenson G.S., Rich N.M. Value of ultrasonic flow detecnor in the management of peripheral vascular disease // Amer. J. Surg. 1970. Vol.120. № 4. P. 522-526.
12. Rich N.M., Spencer F.C. Vascular trauma. Philadelphia etc.: Saunders Co.1978. 610 p.
13. Emergency War Surgery, Third United States Revision. Washington: US Government Printing Off., 2004. 405 p.
14. Wahlberg E., Olofsson P, Goldstone J. Emergency Vascular Surgery /A Practical Guide Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2007. 201 p.
15. War surgery in Afghanistan and Iraq: a series of cases, 2003-2007 / Edited by S. C. Nessen,
D. E. Lounsbury, S. P. Hetz. 2008. Published by the Office of The Surgeon General Borden Institute, Walter Reed Army Medical Center, Washington. 442 p.
16. The patent for an invention Патент на изобретение 2349282 RF, IPC7 А 61B 17/56 A method of treating gunshot injuries of bone and vascular limbs / E.W. Gawrilyn (RF), АЖ Shteinle (RF), K.J. Duduzinsky (RF). - № 2007106623/14; Ap. 21.02.2007; Publ. 20.03.2009. Bull. №8., Priority 21.02.2007 (Russia). - 5 p.
17. Shteinle A.V., Khandorin G.P., Gavrilin E.V./ Transosseous osteosynthesis and nanotechnolo-gies in treatment of associated gunshot bone arterial injuries//Siberian Medical Journal, 2009, Vol.24, Issue 1, No.2, P.45-44
