CC BY
22
УДК: 612.13-073.43:616.718.5/.6-001.5-089.227.84-003.93 В.А. Щуров
Российский научный центр «Восстановительная травматология и ортопедия» имени академика Г.А.Илизарова Минздрава РФ
ПОЛЯРОГРАФИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СОСТОЯНИЯ РЕГИОНАРНОГО КРОВООБРАЩЕНИЯ ПРИ ЛЕЧЕНИИ ЗАБОЛЕВАНИЙ И ТРАВМ ГОЛЕНИ
Аннотация. С целью определения маркеров ишемических расстройств в тканях при лечении переломов костей (33 чел.) и оперативном удлинении по Илизарову отстающих в росте конечностей (80 чел.) исследован кислородный режим в тканях и скорость кровотока голени. У детей до лечения выявлен более высокий уровень напряжения кислорода и капиллярного кровотока в тканях голени и стопы. В период дистракции напряжение кислорода в тканях голени снижалось в пределах 30%, а углекислого газа повышалось, определялся магистральный тип кровотока в сосудах костного регенерата. Критическим уровнем снижения напряжения кислорода является 35 мм рт.ст., после чего скорость регионарного кровотока в регенерате и тканях голени начинала существенно возрастать.
Ключевые слова: полярография, удлинение голени, переломы костей, лазерная флоуметрия
V.A. Schurov
Russian Ilizarov Scientific Center for Restorative Traumatology and Orthopaedics of the RF Ministry of Healthcare and Social Development, Kurgan
POLAROGRAPHIC MONITORING OF CONDITION OF BLOOD SUPPLY IN THE TREATMENT OF LEG DISEASES AND INJURIES
Annotation. In order to identify markers of ischemic lesions in the tissues in the treatment of bone fractures (33 pers.) and operational lengthening of stunted limbs by Ilizarov method (80 pers.) the oxygen regime and blood flow velocity was investigated in crus tissues. Before treatment children revealed a higher level of oxygen tension and capillary blood flow in leg and foot tissues. During distraction oxygen tension in leg tissues reduced within 30%, and carbon dioxide increased. The trunk type of blood flow was determined in vessels of the bone regenerate. The critical level of reduction in
oxygen tension is 35 mm Hg, after reaching which the rate of regional blood flow in regenerate tissues and in leg tissues started to increase significantly.
Key words: polarography, leg lengthening, laser flowmetry, fractures
Полярографический контроль напряжения кислорода и углекислого газа в тканях конечностей широко используется в хирургической практике при лечении облитерирующих заболеваний артерий [1; 2; 3]. В клинике ортопедии и травматологии он начал применяться с появлением методики чрескожного определения напряжения газов в тканях. Информативность применения метода при лечении этой категории больных остается недостаточно изученной [4].
Потребность в таких исследованиях возникает при повреждении магистральных сосудов, сдавле-нии тканей, пересадке лоскутов кожи, а также при оперативном удлинении конечности, темп увеличения продольных размеров которых на порядок выше, чем в темп естественного продольного роста, что сопровождается увеличением напряжения растяжения тканей, опасностью нарушения их кровоснабжения и последующим нарушением восстановления функции мышц. Нарушения сократительной способности мышц, выявляемые в процессе функциональной реабилитации, могут возникнуть при условии существенного повышения внутритканевого давления, сопоставимого с давлением перекрытия артериоляр-ного русла (50 мм рт.ст.) и приводящего к их ишеми-ческому повреждению [5]. Поэтому важно своевременно оценить угрозу ишемических повреждений тканей, способных лимитировать скорость и уровень последующего восстановления функциональных способностей опорно-двигательной системы.
Цель исследования - определить динамику кровоснабжения тканей удлиняемой голени с использованием современных методик оценки кровотока, в том числе чрескожной полярографии.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Обследованы группы больных с винтообразными и оскольчатыми переломами костей голени в процессе лечения по Илизарову в возрасте от 14 до 62 лет (33 чел.) и 80 больных в возрасте от 3 до 40 лет (в среднем 10,5 ±0,5 лет) с врожденным отставанием в росте одной из нижних конечностей на величины от 3 до 8 см в процессе оперативного удлинения голени по методикам, разработанным Г.А. Илизаро-вым. Контрольную группу составили 33 практически здоровых обследуемых в возрасте от 11 до 21 года (14,4 ±0,6 лет).
Линейная скорость кровотока исследована в зоне формирующегося костного регенерата и исследована после ультразвуковой эхолокации сосуда [6] с помощью датчика (8 МГц) установки «Ангиодин-2КМ» (Россия). Исследования проводились в покое, в положении лежа, а также в положении стоя в условиях возрастающей функциональной нагрузки на оперированную конечность [7]. Интенсивность кро-
воснабжения кожных покровов определялась с помощью лазерного флоуметра «Transonic BLF-21» (США), а уровень напряжение кислорода и углекислого газа в тканях голени - с помощью транскутан-ного полярографа «Novametrix-840» (США). Дополнительно осуществлялась функциональная проба с вдыханием чистого кислорода.
При обработке материалов исследований использованы стандартные статистические программы, заложенные в пакете «Microsoft Office Excel 2010», позволяющие использовать параметрические методы исследования с анализом показателей достоверности различий по Стьюденту.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
С увеличением возраста обследуемых напряжение кислорода в тканях голени у здоровых обследуемых имеет тенденцию к снижению (рисунок 1). С возрастом у обследуемых прирост напряжения кислорода в тканях при проведении функциональной пробы с вдыханием чистого кислорода становился меньше. В группе здоровых обследуемых этот прирост составлял 8,7% (р < 0,05), в то время, как у травматологических больных - 6,2% (р < 0,05).
рОг = 67,8-0,24 г =-0,720
Z4
о;
о Q----о Оо о—-----
о -----О
А А рС02 =36,8 -0,09*t; Г = -0,230
А
А А
Возраст (годы)
Рисунок 1 - Возрастная динамика напряжения кислорода и углекислого газа в тканях голени
При лечении больных с переломами костей напряжение кислорода после чрескостного остеосин-теза повышалось вследствие ускорения регионарного кровотока. При этом чем больше было смешение отломков по ширине в момент травмы, тем в последующем выше напряжение кислорода (рисунок 2). И лишь при тяжелых травмах с полным смещением отломков оно было снижено.
При открытых и оскольчатых переломах напряжение кислорода в большей степени увеличено, а
углекислого газа в тканях - снижено, чем при более легких закрытых винтообразных переломах костей голени (рисунок 3).
Рисунок 2 - Зависимость р02 в тканях голени и максимального р02 после вдыхания чистого кислорода от степени смещения отломков в момент травмы
Рисунок 3 - Зависимость напряжения кислорода и углекислого газа в тканях от вида перелома костей голени
У больных с отставанием в росте одной из конечностей показатели газового режима тканей не отличались от нормы (таблица 1). Относительно более высокие значения напряжения кислорода в тканях голени у больных по сравнению со здоровыми не столько обусловлены возрастными различиями обследуемых групп, сколько являются следствием отставанием пораженной конечности в росте и развитии.
В процессе оперативного удлинения голени на первые 5 см напряжение кислорода в её тканях снижалось на 28% (р < 0,01). В дальнейшем показатель приближался к уровню условно исходной нормы (рисунок 4). Напряжение углекислого газа к концу периода дист-ракции возрастало на 38% (р < 0,01) и оставалось высоким в период нейтральной фиксации.
Таблица 1 - Напряжение газов в тканях голени у обследуемых двух групп (М±т)
Группы Возраст рО2 рО 2-мх рСО2 рСО2-мх
обследуемых (годы) (мм рт.ст.) (мм рт.ст.) (м м р т. ст. ) (мм рт.ст.)
Здоровые (n=33) 12,7±0,7 59,5± 1,5 64,7± 1,7 35,6± 5,6 39,4± 7,9
Больные (n=80) 10,5±0,3 67,6±1,0** 71,8± 1,1** 39,1± 2,6 36,2± 12,2
Примечание.**Различие показателей с группой здоровых достоверны (р < 0,01)
СЕРИЯ «ФИЗИОЛОГИЯ, ПСИХОЛОГИЯ, МЕДИЦИНА», ВЫПУСК 6
121
Рисунок 4 - Динамика напряжения кислорода и углекислого газа в тканях голени на разных этапах её оперативного удлинения
Скорость кровотока в костном регенерате становилась выше по мере прироста длины голени в условиях её дистракции (рисунок 5). Это обусловлено увеличением сроков после начала лечения, необходимых для формирования сосудистого русла в этом бассейне. Скорость кровотока оставалась высокой в период фиксации, сосуды продолжали хорошо лоцироваться и в ближайшие сроки после окончания лечения больных (рисунок 6). Заметим, что после сращения костных отломков у больных с нео-сложненными переломами костей голени лоцировать артериальные сосуды удавалось не всегда [7].
Рисунок 5 - Зависимость скорости кровотока в области костного регенерата от величины удлинения голени
Рисунок 6 - Динамика скорости кровотока в сосудах костного регенерата в процессе лечения больных
При возникновении ишемии тканей и уменьшения уровня напряжения кислорода в кожных покровах ниже 35 мм рт.ст. линейная скорость кровотока в сосудах костного регенерата существенно возрастала (рисунок 7).
Рисунок 7 - Взаимосвязь скорости кровотока в зоне костного регенерата и напряжения кислорода в тканях голени
При оперативном удлинении голени у больных детского и подросткового возраста её ткани крово-снабжались более интенсивно, чем кожные покровы стопы (рисунок 8). По мере увеличения продольных размеров конечности в процессе лечения скорость кровотока в кожных покровах голени (Ус, п. ед.) становилась выше, а показатели интенсивности кровоснабжения стопы (V,, п. ед.) при этом снижались. Между этими величинами выявлена обратная корреляционная взаимосвязь: Vc=-0,76*Vf+5,63; г=0,503.
Рисунок 8 - Соотношение скорости кровотока в кожных покровах голени и стопы удлиняемой конечности у больных разного возраста
У больных с переломами костей голени при проведении функциональной пробы с увеличением аксиальной функциональной нагрузки на оперированную конечность с шагом по 10 кГс выявлено снижение линейной скорости кровотока по сосудам костного регенерата (рисунок 9). У больных после удлинения голени (в период фиксации) под влиянием увеличения нагрузки на конечность скорость кровотока по сосудам костного регенерата также замедлялась (рисунок 10), а пульсаторный индекс Гослинга становился выше. Снижение линейной скорости крово-
тока при аксиальной нагрузке на конечность может быть следствием снижения сосудистого сопротивления и увеличения просвета артерий в условиях повышения тканевого давления.
Рисунок 10 - Динамика кровоснабжения дистракционного регенерата при увеличении функциональной нагрузки на конечность
Таким образом, при лечении переломов костей происходит увеличение напряжения кислорода и снижение напряжения углекислого газа, а при оперативном удлинении по методу Илизарова отстающей в росте голени также увеличивается скорость кровотока не только в костном регенерате, но и в окружающих мягких тканях. При этом наблюдается снижение напряжения кислорода и увеличение напряжения углекислого газа в кожных покровах.
Известно, что в течение первых недель лечения у больных обычно наблюдается уменьшение повышенного минутного объёма сердца, в том числе за счет избирательного перераспределения кровотока между поврежденными и неповрежденными конечностями [8]. Избирательное перераспределение скорости кровотока между сегментами одной конечности возможно при достаточной зрелости центральных регуляторных структур и относительно невысоком уровне патологической афферентации.
Очень важно своевременно выявить развития гипоксических расстройств, способных повлиять на формирование дистракционного регенерата, и оценить состояние сократительных элементов мышц. Об
угрозе таких расстройств можно судить при снижении уровня напряжения кислорода ниже 35 мм рт.ст., когда существенно возрастает скорость кровотока в тканях удлиняемой голени.
ВЫВОДЫ
1 С помощью метода высокочастотной ультразвуковой допплерографии у больных можно контролировать динамику кровотока в микрососудах костного регенерата в периоды дистракции, фиксации и в ближайшие сроки после окончания удлинения конечности.
2 У детей с отставанием в росте одной из конечностей в состоянии покоя наблюдается высокий уровень капиллярного кровотока и напряжения кислорода в тканях. В процессе лечения больных первого взрослого возраста формируется механизм избирательного перераспределения кровотока между сегментами оперированной конечности.
3 В период дистракции напряжения кислорода в тканях голени снижается, а углекислого газа повышается. При снижении уровня напряжения кислорода ниже 35 мм рт.ст. начинается неадекватное ускорение кровотока в зоне костного регенерата.
Список литературы
1 Got, I. Transcutaneous oxygen pressure (Тср02) :
advantages and limitations /1. Got // Diabetes Metab., 1998. № 24 (4). P. 379-384.
2 Wutschert, R. Utilite clinique de la mesure transcutanee de la
pression partielle d oxygene / R. Wutschert, O. Bongard, H. Bounameaux // STV : Sang, thrombose, vaisseaux., 1998. № 9. P. 581-585.
3 Щуров И.В., Бойчук С.П., Щуров B.A. Полярографический
контроль кровоснабжения тканей при лечении переломов костей голени //Гений ортопедии. 2008. № 2. С. 13-15.
4 Щурова Е.Н., Долганова Т.И., Менщикова Т.И. К вопросу
об информативности чрескожного определения напряжения кислорода и углекислого газа у травматологических больных // Гений ортопедии. 2011. № 1. С. 124-133.
5 Анализ факторов, определяющих объёмную скорость
кровотока голени при лечении заболеваний конечности по Илизарову / В.А. Щуров, Т.И. Долганова, Е.Н. Щурова, Л.Ю. Горбачева // Травматол. ортопед России. 1994. № 2. С. 91-96.
6 Динамика кровоснабжения костного регенерата в
период лечения переломов различных костей при оперативном удлинении конечности / Щуров В.А., Шигарев В.М., Новиков К.И., Гоебенюк Е.Б. // Мед. наука и образ. Урала. 2013. Т. 14. №3 (75). С. 69-71.
7 Патент на изобретение РФ № 2503415 МПК Ф 61 И 8/06
Способ оценки состояния костного регенерата. Авторы: Щуров В.А., Мацукатов А.Ф. Опубл. Бюл. № 1. 10.01.2014.
8 Котельников Г.П., Труханова И.Г. Травматическая
болезнь. М.: Изд-во ГЗОТАР-Медиа, 2009. 272 с.
Рисунок 9 - Динамика кровоснабжения костного регенерата при увеличении нагрузки на конечность у больных с переломами костей
СЕРИЯ «ФИЗИОЛОГИЯ, психология, МЕДИЦИНА», ВЫПУСК 6
123
