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编号:10273400
肠肌电图判断肠活力的实验研究
http://www.100md.com 《医学新知杂志》 2000年第1期
     作者:张萍 谢宝珊 江志清

    单位:张萍(湖北医科大学附属第一医院小儿科 武汉 430060); 谢宝珊(湖北医科大学附属第一医院小儿科 武汉 430060); 江志清(湖北医科大学附属第一医院小儿科 武汉 430060)

    关键词:缺血;小肠;肠肌电图;诊断;动物实验;家兔

    医学新知杂志000103 摘 要:为探讨术中肠肌电图法(EMG)对肠活力的评价作用,将32只家兔随机分为4组,选取10 cm长末端小肠制成肠袢肠缺血模型,分别造成缺血1、2、3和4 h。双极银电极记录缺血前(a)、缺血末(b)和再灌注30 min(c)时的EMG变化。48 h后再次开腹,取原缺血肠段作光镜和电镜观察。结果显示:缺血≥3 h的肠段,BER的fc明显低于fa(P<0.05);缺血<3 h的肠段,fc变化不明显;(fa-fc)的变化与48 h后肠的病理损伤程度呈正相关(r=0.507);EMG振幅在再灌注后降低。表明EMG能用于术中评价缺血肠活力,对预测术后近期肠管生存质量有一定的临床价值。
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    The Experiment Study:Assessment of

    Intestinal Viability by Electromyogram

    Zhang Ping, Xie Baoshan, Jiang Zhiqing

    (The Department of Pediatric Surgery, The First Affiliated Hospital, Wuhan 430060)

    Abstract:To realize the intraoperative intestinal electromyogram (EMG) which may have a reliable role in assessment of intestinal viability. Thirty-two albino rabbits were divided into four groups randomly. An isolated ischemic bowel loop in 10 cm length was made in each rabbits. The clamp and rubber bands were released at intervals of 1,2,3 and 4 hours in different groups. Bipolar EMGs of the ischemic loop were taken before, just before the end of and 30 minutes after the clamping. The involved intestines were observed under light-and electro-scope 48 hours after the first operation. In all loops encountering over three hours ischemia the postreperfusion BER(Basic electric rythm) frequency(fc) dropped significantly compared with those(fa) before ischemia (P<0.05). However, in those ischemia less than three hours, the frequency didnt change obviously. there was positive correlation between the decrement of BER frequency and pathological degree(r=0.507). The wave amplitude decreased after reperfusion. The operative EMG plays a role in assessing the viability of ischemic bowel.
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    Key words:Ischemia; Small bowel; Electromyogram; Diagnosis; Animal experiment; Rabbits.

    肠缺血是一种常见的外科急腹症,手术中正确评价缺血肠段的活力,选择适当的处理办法,直接关系到患者的生存质量。近年来发展了多种术中客观评价肠活力的方法[1,2],但是到目前为止,仍无一特别理想的评价方法和手段。本实验通过家兔小肠完全性缺血梗阻模型,研究缺血后肠管的肌电图(Electromyogram, EMG)变化,以及EMG变化与术后48 h肠管形态学变化的关系,探讨其对缺血肠管近期生存质量的预测价值。

    1 材料和方法

    1.1 动物及分组 日本大耳白兔32只,雌雄不拘,体重2.0 kg左右,随机分为4组,每组8只。各组缺血梗阻时间分别为A组1 h,B组2 h,C组3 h和D组4 h。
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    1.2 步骤 距回盲部约40 cm近端选择约10 cm一段小肠,浆膜下植入双极银电极,电极输出端接二道生理记录仪。参照Bussemaker等[3]的方法制作肠缺血模型。分别于缺血前(a)、缺血末(b)和再灌注后30 min(c)记录EMG各10 min。48 h后再次开腹,取原缺血肠段固定后作光镜和电镜检查。光镜评分参照Park评分标准[4]

    1.3 电极和仪器 参考黄淑英等[5]的方法自制双极银电极,电极直径0.4 mm,间距及浆膜下长度均为4 mm。LMS-2A型二道生理记录仪(生理教研室提供)配用FS-2前置放大器。放大器参数如下:灵敏度0.5 mV/cm,时间常数2 s,高波滤波10Hz,走纸速度1 mm/s。

    1.4 统计学处理 计量资料以6-1.gif (86 bytes)±s表示,组内比较用方差分析,组间比较用成组设计的方差分析,EMG与光镜评分间关系用直线相关分析。P<0.05判别为有显著性意义。
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    2 结果

    2.1 EMG 缺血前小肠基本电节律(Basic electric rhythm, BER)节律性明显,频率波动在10~17.33次/min。缺血后BER形态不规则,节律性逐渐消失,频率变慢。至缺血≥2 h,仅出现基线干扰波。再灌注以后,立即出现BER,10 min内节律和形态已较规整,至30 min时BER基线稳定,节律性完全恢复,频率的恢复程度因缺血时间长短而异(表1)。再灌注后的曲线不似缺血前光滑,BER上负载峰电位(Spike potential,SP)簇。EMG振幅波动较大。再灌注后振幅相对较低,幅值变动范围也较窄(表2)。

    表1 缺血肠段BER频率变化/6-1.gif (86 bytes)±s

    组 别
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    缺血

    时间

    (h)

    BER 频 率 (f,次/min)

    频率差值

    (fa-fc)

    再灌注后

    恢复程度

    (%)

    a

    b

    c

    A
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    1

    13.79±1.88

    8.57±3.73

    12.31±2.09

    1.96±1.56

    89

    B

    2

    13.67±1.79…

    11.91±2.38

    2.38±2.35
, 百拇医药
    87

    C

    3

    14.96±1.44…

    12.48±1.45

    2.48±1.36

    83

    D

    4

    14.41±2.14…

    11.51±2.40
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    2.90±2.77

    79

    注:①…表示记录不到曲线;②与缺血前相比P<0.05,与D组比△P<0.05。

    表2 缺血肠段EMG振幅变化范围

    组别

    缺血时间(h)

    EMG振幅(Mv)

    a

    c

    A

    1
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    0.10~0.45

    0.07~0.26

    B

    2

    0.08~0.22

    0.19~0.52

    C

    3

    0.14~0.38

    0.14~0.35

    D

    4

    0.10~0.28
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    0.06~0.23

    2.2 48 h后肠管形态学变化

    (1) 肉眼见A、B组肠管色泽粉红,无粘连,蠕动与邻近肠段相同。C组状况略次于邻近正常肠管。D组肠管暗红,梗阻征象明显,病变肠段僵硬、缩短、狭窄、无收缩,对刺激无反应。 表3 术后48 h病变肠段病理评分

    组 别

    病理评分

    A

    3 (3~5)

    B

    3 (3~6)

    C
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    7 (5~8)

    D

    7.5(6~8)

    注:表中数值以中位数(变动范围)表示

    (2) 光镜下见A、B组炎症反应较轻,肠壁完好;C组平滑肌细胞和肌间神经节细胞部分变性;D组部分肠壁节段性坏死,坏死区及附近大量炎性细胞浸润。评分见表3。BER频率变化值(fa-fc)与病理评分有正相关关系,r=0.507(P<0.05)。

    (3) 电镜下见平滑肌细胞A组超微结构正常;B组基本正常,仅肌间隙轻度增宽;C组核变形裂解,胞质浓缩,细胞突起增多,大量线粒体扩张;D组细胞结构模糊不清。

    3 讨论

    小肠的电活动包括BER和SP两个基本成分。无论肌肉静止或收缩,BER均存在;SP出现在BER上,与平滑肌的收缩相对应。应用肌电描记术可记录小肠的肌电活动[6]。通常认为纵肌层平滑肌细胞自发规律性产生BER,内在神经(肌间神经)对其有频率增强作用[7]。BER的频率在小肠的某一段内是固定的,振幅的变化常不规律[8~10]。BER的产生与钠泵活性的周期性变化有关[9,10],产生之后沿平滑肌细胞间的缝隙连接向周围及远端扩布。BER控制着肠道运动的时间、频率、部位及传播方向[12],当BER除极达某一阈值并爆发SP时,即引起平滑肌的收缩。SP的数目与肌张力大小成正比[10]
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    我们观察到,缺血使小肠电活动减弱甚至消失,再灌注以后电活动不同程度恢复,并与原缺血损伤程度有关。Bussemaker等[3,13]认为再灌注后,BER紊乱或丢失的肠段表明有严重损伤,可能导致肠坏死或者无功能狭窄区域;反之,再灌注后BER变化规律,提示肠段有活力。本实验结果与之基本相符。所不同的是,术后48 h存在形态、功能异常的D组肠段,再灌注30 min内 BER 已恢复形态和节律性,仅仅频率降低,似与前人结论相悖,但是小肠组织耐受缺血的能力很强。狗的小肠在完全缺血7 h后,仍然能够存活[14]。我们观察到,D组肠段病理检查虽然存在节段性或局灶性肠壁坏死,但坏死区大量炎性细胞浸润,说明生机组织内的坏死,仍有恢复结构完整的可能。本实验模型既造成组织缺血缺氧,又直接损伤了内在神经。缺血使平滑肌细胞受损,平滑肌细胞间的连接结构破坏[15],还能导致肠肌间神经节细胞空泡化[7]。 平滑肌细胞本身的损伤以及低氧状态对胞膜钠泵的影响,直接妨碍 BER 的产生。 肌细胞间缝隙连接的破坏(电镜结果可以证实)使电冲动的传布受到影响,而肌间神经的功能障碍不仅降低了BER的频率,而且降低了纵环肌层间的协调性。 所有这些因素的综合效应,导致了 BER 频率和振幅的变化。
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    我们还观察到,BER频率的变化与术后48 h肠段的病理损伤程度成正相关关系,即与缺血前相比:再灌注后BER频率越低、可以预见48 h后肠段病理损伤越严重。迟发性肠坏死多发生在手术后2~3 d,术中常常无法预见。如果能够找到可经预示迟发性肠坏死的临界BER频率变化值,可能对临床工作有一定的指导意义。

    另外,从EMG振幅的变化情况来看,似对评价肠活力无多大参考价值。Semmlow等[2]将EMG振幅作标准化处理后的RMS(Root-mean-square)值作为评价指标,结果发现RMS评价肠活力比其它方法更可靠。RMS更多地受SP的影响[2]。SP可能在评价肠活力方面有相当的潜力。

    通过以上实验可以得出下列结论:① 缺血使肠EMG频率和振幅降低甚至消失,再灌注以后小肠电活动可以恢复,其恢复程度与原缺血程度有关;② 再灌注以后的EMG可以评价肠活力,其中BER频率的变化值对预测术后近期肠管的生存质量有一定临床价值。
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    作者简介:张萍,女,24岁,硕士;武汉,湖北医科大学附属第一医院小儿科(430060)

    参考文献:

    1 Horgan P G, Gorey T F. Operative assessment of in-testinal viability. Surg Clin North Am, 1992, 72(1):143

    2 Semmlow J L, Orland P J, Reddell M T, et al. Eval-uation of quantitative approaches to assessment of bowel viability. Biomed Instrum Technol, 1997,31(6):591

    3 Bussemaker J B, Lindeman J. Comparison of methods
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    to determine viability of small intestine. Ann Surg 1972,76(1):97

    4 Park P O,Haglund U,Bulkley G B,et al.The sequence

    of development of intestinal tissue injury after strangulation ischemia and reperfusion. Sugery, 1990,107(5):574

    5 黄淑英,陈国志,王广义等.各种清醒动物小肠肌电的记录方法.生理科学,1984,4(3):30

    6 侯晓华主编.消化道运动学.北京:科学出版社,1998.33

    7 Szurszewski J, Steggerda F R. The effect of hypoxia on the electrical slow wave of the canine small intestine. Am J Dig Dis, 1968, 13(2):169
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    8 陈国志.小肠电活动研究的进展.生理科学,1984,4(3):12

    9 潘群皖,汪 桐.胃肠道慢波的起源及其在肌层间的传导.生理科学,1988,8(增刊):435

    10 梅懋华著.消化道生理学与临床.北京:人民卫生出版社,1990.141

    11 张经济,连至诚,许冠荪等主编.消化道生理及病理生理学. 广州: 广东科技出版社,1997.15

    12 徐光尧.胃肠起搏.国外医学(生理病理科学与临床分册),1995,15(2):122

    13 Katz S, Wahab A, Murry W, et al. New parameters of viability in ischemic bowel disease. Am J Surg, 1974,127(2):136
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    14 Glotzer D J, Villegas A H, Anekamaya S, et al. Heal-

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    15 Brolin R E, Semmlow J L, Sehonanda A, et al. Comp-

    arison of five methods of assessment of intestinal viability. Surg Gyneco Obstet.1989,168(1):6

    收稿日期:1999-05-10, 百拇医药