RU2317117C1 - Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment - Google Patents
Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment Download PDFInfo
- Publication number
- RU2317117C1 RU2317117C1 RU2006146821/14A RU2006146821A RU2317117C1 RU 2317117 C1 RU2317117 C1 RU 2317117C1 RU 2006146821/14 A RU2006146821/14 A RU 2006146821/14A RU 2006146821 A RU2006146821 A RU 2006146821A RU 2317117 C1 RU2317117 C1 RU 2317117C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- electrical activity
- electrode
- electrodes
- stomach
- jejunum
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к экспериментальной медицине и может быть использовано в оперативной гастроэнтрологии для медико-биологических экспериментов с использованием электромиографии.The invention relates to experimental medicine and can be used in operative gastroenterology for biomedical experiments using electromyography.
Нарушения электрической активности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) различной степени тяжести развиваются практически после всех операций при острых хирургических заболеваниях, а также при травматических повреждениях органов брюшной полости. При этом в раннем послеоперационном периоде возможна эндотоксемия. Следствием указанных обстоятельств в этом периоде может быть развитие функциональной кишечной непроходимости или воспаление кишечника, которые неизменно сопровождаются нарушением электрической активности ЖКТ и координации между его отделами. Изучение причин нарушений электрической активности ЖКТ требует тщательного анализа для получения данных о лечении.Disorders of the electrical activity of the gastrointestinal tract (GIT) of varying severity develop after almost all operations in acute surgical diseases, as well as in traumatic injuries of the abdominal organs. In the early postoperative period, endotoxemia is possible. The consequence of these circumstances in this period may be the development of functional intestinal obstruction or inflammation of the intestine, which are invariably accompanied by a violation of the electrical activity of the digestive tract and coordination between its departments. Studying the causes of disturbances in the gastrointestinal tract electrical activity requires careful analysis to obtain treatment data.
Известен способ регистрации электрической активности желудка и тонкой кишки. Способ состоит в контроле биопотенциалов электродами, вживленными в желудочно-кишечный тракт, информация с которых характеризует состояние электрической активности ЖКТ. Сигнал с электродов по проводам, скрепленным с иглами электродов пайкой, поступает в электрическую цепь с согласующими, усиливающими и фильтрующими, а также с регистрирующими приборами. Оценку электрической активности выполняют по временным параметрам миоэлектрического комплекса. Однако способ ограничен в возможностях, поскольку при контроле электрической активности не производят замеров интенсивности генерации потенциала действия в различных отделах ЖКТ. Такие замеры необходимы в качестве количественной оценки как динамики восстановления электрической активности в отделах ЖКТ, также как и ответной реакции этих отделов на фармакологические действия. При этом исследуют либо электрическую активность двух отделов ЖКТ, либо только двенадцатиперстной и тощей кишки (см. Zenilman M.E., Parodi J.E., Becker J.M. Preservation and Propagation of Cyclie Myoelectrric Activity After Feeding in Rat Small Intestine // Am. J. Physiol. - 1992 - Vol.263-G248-253), либо электрическую активность только тощей кишки, располагая в ней несколько электродов (см. Per M.Hellstrom, Mikael Thollander, Elvar Theodorsson Nociceptive inhibition of migrationg myoelectric complex by nitric oxide and monoaminergic pathways in the rat // Am. J. Physiol, 1998 - Vol.274-G 480-G486), либо электроды размещают в трех отделах - желудке, двенадцатиперстной кишке и начальном участке тощей кишки (см. Ping Fang, Lei Dong, jin-Yan luo, Xiao-Long Wan, Ke-Xin Du, Ning-Li Chai Effects of motilin and ursodeoxycholic acid on gastrointestinal myoelectric activity of different origins in fasted rats // WorldJ Gastroenterol 2004; 10(17)ж2509-2513).A known method of recording the electrical activity of the stomach and small intestine. The method consists in monitoring the biopotentials with electrodes implanted in the gastrointestinal tract, information from which characterizes the state of electrical activity of the gastrointestinal tract. The signal from the electrodes through wires bonded to the needles of the electrodes by soldering enters the electric circuit with matching, amplifying and filtering, as well as with recording devices. Assessment of electrical activity is performed by the time parameters of the myoelectric complex. However, the method is limited in capabilities, since when monitoring electrical activity do not measure the intensity of the generation of the action potential in various departments of the gastrointestinal tract. Such measurements are necessary as a quantitative assessment as the dynamics of the restoration of electrical activity in the gastrointestinal tract, as well as the response of these departments to pharmacological actions. In this case, either the electrical activity of two sections of the gastrointestinal tract, or only the duodenum and jejunum, is examined (see Zenilman ME, Parodi JE, Becker JM Preservation and Propagation of Cyclie Myoelectrric Activity After Feeding in Rat Small Intestine // Am. J. Physiol. - 1992 - Vol.263-G248-253), or the electrical activity of only the jejunum, having several electrodes in it (see Per M. Hellstrom, Mikael Thollander, Elvar Theodorsson Nociceptive inhibition of migrationg myoelectric complex by nitric oxide and monoaminergic pathways in the rat // Am. J. Physiol, 1998 - Vol.274-G 480-G486), or the electrodes are placed in three sections - the stomach, duodenum and the initial section of the jejunum (see Ping Fang, Lei Dong, jin-Yan luo, Xiao-Long Wan, Ke-Xin Du, Ning-Li Chai Effects of motilin and ursodeoxycholic acid on gastrointestinal myoelectric activity of different origins in fasted rats // WorldJ Gastroenterol 2004; 10 (17) w2509- 2513).
Известен способ моделирования послеоперационной эндотоксемии, при котором крысам с поврежденной брюшиной в брюшину вводили в качестве эндотокситна липолисахарид (см. статью «Effects of peritoneal injury and endotoxin on myoelectric activity and transit» Tanabe Y, Calland J.F., Schirmer B.D.J Sung Res.2004 Feb; 116(2)330-6 Department of Surgery, Universiti of Virginia Health Sciences, Center, Charlottesville, Virginia 22908-0709, USA). В этой статье описано исследование влияния эндотоксина совместно с повреждением брюшины на электрическую активность ЖКТ крыс и приведены результаты, полученные с использованием миографии.There is a known method for modeling postoperative endotoxemia in which rats with a damaged peritoneum were injected with a lipolysaccharide as an endotoxin (see Effects of peritoneal injury and endotoxin on myoelectric activity and transit Tanabe Y, Calland JF, Schirmer BDJ Sung Res.2004 Feb; 116 (2) 330-6 Department of Surgery, Universiti of Virginia Health Sciences, Center, Charlottesville, Virginia 22908-0709, USA). This article describes a study of the effect of endotoxin together with damage to the peritoneum on the electrical activity of the gastrointestinal tract of rats and presents the results obtained using myography.
Однако в этом способе анализ проведен только по временным параметрам миоэлектрического комплекса, без учета потенциала действия, что ограничивает достоверность и требует дополнительного исследования для получения количественной оценки состояния ЖКТ. К тому же в эксперименте крысам были вживлены лишь три электрода в тонкую кишку и не проведена проверочная оценка электрической активности двенадцатиперстной кишки и желудка, которая также нарушается при эндотоксемии. Это снижает достоверность исследования, в котором проведена только оценка состояния одновременно двенадцатиперстной кишки и желудка.However, in this method, the analysis was carried out only on the time parameters of the myoelectric complex, without taking into account the action potential, which limits the reliability and requires additional research to obtain a quantitative assessment of the gastrointestinal tract. In addition, in the experiment, only three electrodes were implanted into the small intestine in rats and a verification assessment of the electrical activity of the duodenum and stomach, which is also impaired by endotoxemia, was not performed. This reduces the reliability of the study, which only assessed the condition of the duodenum and stomach at the same time.
К тому же, в этом способе липополисахарид был введен в брюшную полость и неизвестно, сколько эндотоксина попало в кровь. При этом введение липополисахарида в брюшную полость может привести к локализации воспалительного процесса в отдельных местах брюшной полости, что дополнительно снизит достоверность информации о состоянии электрической активности всех отделов ЖКТ и может привести к необходимости дополнительных экспериментов, что требует значительного времени.In addition, in this method, the lipopolysaccharide was introduced into the abdominal cavity and it is not known how much endotoxin entered the bloodstream. In this case, the introduction of lipopolysaccharide into the abdominal cavity can lead to the localization of the inflammatory process in certain places of the abdominal cavity, which will further reduce the reliability of information about the state of electrical activity of all sections of the gastrointestinal tract and may lead to the need for additional experiments, which requires considerable time.
Наиболее близким аналогом выбран способ исследования электрической активности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ)в эксперименте, включающий срединную лапаротомию, вживление биполярных электродов в серозно-мышечный слой желудка и тонкой кишки, введение зонда в тонкую кишку, проведение проводов от электродов и зонда через мягкие ткани передней брюшной стенки и тазовой области, выведение их наружу под кожей хвоста и мониторинг электрической активности ЖКТ (см. книгу «Искусственное питание в неотложной хирургии травматологии», изд. Москва, НИИ скорой помощи им. Н.В.Склифасовского, 2001 г., с.112-115, с.126-129).The closest analogue was chosen as a method for studying the electrical activity of the gastrointestinal tract (GIT) in the experiment, including median laparotomy, implanting bipolar electrodes into the serous-muscular layer of the stomach and small intestine, introducing the probe into the small intestine, conducting wires from the electrodes and probe through soft tissues the anterior abdominal wall and pelvic area, removing them outside under the skin of the tail and monitoring the electrical activity of the gastrointestinal tract (see the book “Artificial nutrition in emergency surgery of traumatology”, ed. Moscow, N I.I. ambulance named after N.V. Sklifassovsky, 2001, p.112-115, p.126-129).
Однако как в этом, так и во всех описанных выше аналогах при проведении экспериментов на крысах не предложено оптимальное расположение электродов и зонда, их взаимное расположение в отделах ЖКТ, позволяющее усилить уровень сигнала, поступающего с электродов, повысить точность показаний регистрирующей аппаратуры в послеоперационный период с возможностью исключить взаимное влияние выходных электрических сигналов. В этом способе не приведено оптимально возможное время проведения отдельных этапов эксперимента в раннем послеоперационном периоде для исследования электрической активности и не предложена необходимая последовательность действий, необходимая при контроле электрической активности крыс, что снижает достоверность и точность показаний. Ни в этом аналоге, ни в одном из перечисленных выше нет наиболее полного исследования электрической активности одновременно желудка, двенадцатиперстной кишки, тощей и подвздошной кишок методом вживления электродов в экспериментах на крысах.However, both in this and in all the analogs described above, when conducting experiments on rats, the optimal location of the electrodes and probe, their relative position in the gastrointestinal tract, which allows increasing the signal level from the electrodes, increasing the accuracy of the recording equipment in the postoperative period with the ability to eliminate the mutual influence of the output electrical signals. In this method, the optimum possible time of the individual stages of the experiment in the early postoperative period for the study of electrical activity is not shown, and the necessary sequence of actions required for monitoring the electrical activity of rats is not proposed, which reduces the reliability and accuracy of the readings. Neither in this analogue, nor in any of the above, is the most complete study of the electrical activity of the stomach, duodenum, jejunum and ileum simultaneously by implanting electrodes in experiments on rats.
Задачей предложенного технического решения является увеличение достоверности, точности и объективности оценки функционального состояния электрической активности ЖКТ в раннем послеоперационном периоде, с рассмотрением всех характерных причин патологий у крыс, возможных в этом периоде, в повышении надежности и достоверности прогнозирования и в улучшении профилактики и лечения нарушений электрической активности при операции при одновременном сокращении времени эксперимента на крысах.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability, accuracy and objectivity of assessing the functional state of the electrical activity of the gastrointestinal tract in the early postoperative period, with consideration of all the characteristic causes of pathologies in rats that are possible in this period, to increase the reliability and reliability of prediction and to improve the prevention and treatment of electrical disorders activity during surgery while reducing the time of the experiment in rats.
Для решения поставленной задачи в предложенном способе исследования электрической активности желудочно-кишечного тракта (ЖКТ) в эксперименте, включающем срединную лапаротомию, вживление биполярных электродов в серозно-мышечный слой желудка и тонкой кишки, введение зонда в тонкую кишку, проведение проводов от электродов и зонда через мягкие ткани передней брюшной стенки и тазовой области, выведение их наружу под кожей хвоста и мониторинг электрической активности ЖКТ, согласно изобретению при вживлении электродов оси их располагают поперек продольной оси, при этом первый электрод вживляют в антральный отдел желудка, второй - в начальную часть двенадцатиперстной кишки, третий - в начальный участок тощей кишки на 10-15 см дистальнее дуадено-еюнального перехода, четвертый - в среднюю часть подвздошной кишки, а зонд устанавливают в начальном участке тощей кишки на 5 см проксимальнее третьего электрода, затем до и после введения прикинетиков осуществляют одновременную регистрацию и исследование динамики электрической активности ЖКТ, а оценку электрической активности осуществляют по изменению интенсивности потенциала действия, временных параметров миоэлектрического комплекса и координации работы ЖКТ.To solve the problem in the proposed method for studying the electrical activity of the gastrointestinal tract (GIT) in an experiment that includes median laparotomy, implanting bipolar electrodes into the serous-muscular layer of the stomach and small intestine, introducing a probe into the small intestine, conducting wires from electrodes and a probe through soft tissues of the anterior abdominal wall and pelvic region, bringing them out under the skin of the tail and monitoring the electrical activity of the gastrointestinal tract, according to the invention, when the electrodes are implanted, their axes are positioned along a longitudinal axis, with the first electrode being implanted in the antrum of the stomach, the second in the initial part of the duodenum, the third in the initial section of the jejunum 10-15 cm distal to the duodenal junction, the fourth in the middle part of the ileum, and the probe set in the initial section of the
Кроме того, для решения поставленных задач, согласно изобретению, во время лапаротомии вводят эндотоксин путем инъекции в бедренную вену крысы 0,1 мл раствора липополисахарида Esherichia coli в дозе, изменяющейся в пределах 200-500 мкг на кг массы животного.In addition, to achieve the objectives of the invention, endotoxin is administered during laparotomy by injection of 0.1 ml of Esherichia coli lipopolysaccharide solution into the femoral vein of the rat in a dose ranging from 200-500 μg per kg of animal weight.
Технический результат состоит в возможности при экспериментах на крысах наиболее полного рассмотрения характерных причин нарушений электрической активности ЖКТ в раннем послеоперационном периоде с возможностью исследования влияния этих причин на электрическую активность желудка, двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки методом игольчатых электродов в экспериментах на крысах, в увеличении достоверности получаемой информации, в повышении точности и объективности оценки функционального состояния электрической активности ЖКТ крыс в раннем периоде после операции, в повышении надежности рекомендаций по лечению нарушений электрической активности ЖКТ при одновременном сокращении времени эксперимента.The technical result consists in the possibility in experiments on rats of the most complete consideration of the characteristic causes of disturbances in the electrical activity of the gastrointestinal tract in the early postoperative period with the possibility of studying the influence of these causes on the electrical activity of the stomach, duodenum, jejunum and ileum using needle electrodes in experiments on rats, in increasing the reliability information obtained, in improving the accuracy and objectivity of assessing the functional state of the electrical activity of the digestive tract rats in the early period after surgery, in improving the reliability of recommendations for the treatment of disorders of the electrical activity of the gastrointestinal tract while reducing the time of the experiment.
На фиг.1 приведена схема расположения крысы в клетке при проведении эксперимента, показано подключение электродов к регистрирующей аппаратуре.Figure 1 shows the location of the rat in the cage during the experiment, shows the connection of the electrodes to the recording equipment.
На фиг.2 приведено расположение электродов и зонда в ЖКТ при экспериментах.Figure 2 shows the location of the electrodes and probe in the gastrointestinal tract during experiments.
На фиг.3 приведена конструкция электрода.Figure 3 shows the design of the electrode.
Устройство содержит клетку 1, предназначенную для размещения в ней крысы 2. Клетка имеет объем, обеспечивающий комфортную подвижность крысы, и выполнена с дверцей 11. Устройство снабжено крепежной втулкой 3, имеющей форму шпульки для крепления на хвосте крысы. С помощью втулки, встраиваемой в клетку 1, крысу фиксируют в клетке.The device contains a cage 1, designed to accommodate rat 2. The cage has a volume that provides comfortable mobility of the rat, and is made with the door 1 1 . The device is equipped with a mounting sleeve 3 having the form of a bobbin for mounting on the tail of a rat. Using a sleeve built into cage 1, the rat is fixed in the cage.
В состав устройства входят электроды 4I, 4II, 4III, 4IV (см. фиг.2, 3), каждый из которых состоит из двух параллельных игл 5, 6, которые одной стороной скреплены припоем 7 с соответствующим приводом 8, 9.The structure of the device includes
Иглы 5, 6 электродов закреплены в корпусе 10 на постоянном расстоянии друг относительно друга. Каждый электрод снабжен упругой пластиной 11, предназначенной для надежного закрепления вживленных концов игл электродов в желудке 12 и кишечнике 121 крысы при эксперименте.
Первый электрод 4I располагают в антральном отделе желудка 12, второй 4II и третий 4III электроды - соответственно в начальной части двенадцатиперстной кишки и в начальном участке тощей кишки, а четвертый электрод 4IV вживляют в среднюю часть подвздошной кишки, при этом зонд 13 устанавливают перед третьим 4III электродом, в начальном участке тощей кишки.The
Зонд 13 предназначен для введения лекарственных веществ. Зонд 13 и провода 8, 9 протягивают под кожей хвоста крысы 2 и выводят через прокол 2II в ее хвосте 2I
Выходы проводов 8, 9 электродов подключают через согласующее устройство 14 к регистрирующему устройству 15, что предназначено для получения информации об изменениях электрической активности ЖКТ крысы при проведении экспериментов сразу после операции.The outputs of the wires 8, 9 of the electrodes are connected through a matching device 14 to a recording device 15, which is intended to obtain information about changes in the electrical activity of the gastrointestinal tract of the rat during experiments immediately after the operation.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Крысам под наркотиком проводили срединную лапаратомию. В антральный отдел желудка 12 вживляли первый электрод 4I. В начальную часть двенадцатиперстной кишки, начальный участок тощей кишки (на расстоянии 10-15 см дистальнее от дуадено-еюнального перехода) и в среднюю часть подвздошной кишки вживляли еще три электрода - второй 4II, третий 4III, четвертый электрод 4IV. Концы игл электродов фиксировали упругой пластиной 11. Оси электродов располагали поперек продольной оси отделов ЖКТ, что позволяет исключить искажение сигнала о состоянии электрической активности и повысить точность получаемой информации.Rats under the drug underwent median laparatomy. The
Вживление первого электрода 4I в антральный отдел желудка 12 позволяет повысить чувствительность сигнала при контроле потенциала действия, поскольку в антральном отделе наиболее сильная сократительная активность по сравнению с другими отделами желудка.The implantation of the
Вживление второго электрода 4II в начальный участок двенадцатиперстной кишки при наличии первого электрода 4I позволяет оценить состояние электрической активности двенадцатиперстной кишки по сравнению с состоянием желудка.The implantation of the
Вживление третьего электрода 4III в начальный участок тощей кишки, на 10-15 см дистальнее дуадено-еюнального перехода дает возможность получения наиболее точной информации о электрической активности тощей кишки и координации работы выше лежащих отделов.The implantation of the
Вживление четвертого электрода 4IV в среднюю часть подвздошной кишки позволяет оценить электрическую активность дистальных отделов кишечника и координацию работы подвздошной кишки относительно выше лежащих отделов - тощей, двенадцатиперстной кишки и желудка.Implantation of the
Наличие четырех электродов 4I-4IV, установленных указанным образом, позволяет получить информацию, одновременно снятую со всех отделов ЖКТ: с антрального отдела желудка, двенадцатиперстной кишки, с тощей и подвздошной кишки, что позволяет получить наилучшую достоверность контроля о состоянии электрической активности всех отделов ЖКТ в данный период времени, а также получить информацию о координации работы отделов. Возможно исследование электрической активности верхних отделов ЖКТ с установкой трех электродов в желудок, двенадцатиперстную и тощую кишку. Вживление менее трех электродов (двух-одного) не позволит изучить характеристики мигающего миоэлектрического комплекса.The presence of four electrodes 4 I -4 IV , installed in this way, allows you to get information simultaneously taken from all sections of the gastrointestinal tract: from the antrum of the stomach, duodenum, from the jejunum and ileum, which allows you to get the best reliability of control about the state of electrical activity of all departments GIT in a given period of time, as well as obtain information on the coordination of departments. It is possible to study the electrical activity of the upper gastrointestinal tract with the installation of three electrodes in the stomach, duodenum and jejunum. Implantation of less than three electrodes (two or one) will not allow to study the characteristics of a blinking myoelectric complex.
Установка зонда 13 в начальном участке тощей кишки позволяет получить наиболее интенсивное всасывание веществ, поступающих через зонд, поскольку только этот участок тощей кишки имеет способность наиболее интенсивного всасывания. Установка зонда на 5 см проксимальнее третьего электрода 4III позволяет по сигналу с третьего электрода 4III получить информацию с достаточной степенью точности о изменении электрической активности отделов ЖКТ после подачи веществ через зонд 13.The installation of the
Зонд 13 и провода электродов проводили через мягкие ткани тазовой области и между кишками, проводили под кожей хвоста крысы и выводили из хвоста 2 через прокол 2II в хвосте. После этого на хвости животного надевали втулку 3. Крысу с надетой на хвост втулкой 3 помещали в клетку 1 и закрепляли в клетке иглой (на чертеже не показана), прокалывающей ткани хвоста 2 и проходящей через поперечные отверстия (на чертеже не показаны) в стенке втулки.
Электрическую активность ЖКТ измеряли регистрирующим устройством 15 (с помощью компьютера) по сигналам от вживленных электродов, которые по проводам 8, 9 поступали в согласующее устройство 14 для обработки, затем в программу регистрирующего устройства 15 (в компьютер). Контроль электрической активности участков ЖКТ проводили по программе, составленной с использованием изменения интенсивности потенциалов действия и временных параметров миоэлектрического комплекса отделов ЖКТ. Методика расчета электрической активности по потенциалам действия описана в пат.RU №2057483. Такой подход оценки динамики ЖКТ позволяет в каждый момент времени оценить с хорошей точностью среднюю интенсивность и длительность генерации потенциалов действия, с получением информации на экране регистрирующего устройства о изменениях электрической активности ЖКТ. Компьютерная программа преобразует и обобщает полученные результаты контроля, проводит их статистическую обработку и выдает информацию об изменениях интенсивности потенциалов действия и изменениях временных параметров миоэлектрического комплекса. Эта информация является характеристикой электрической активности как всего ЖКТ, так и его отделов, в которые вживлены электроды. При этом по полученным данным выявляют нарушения электрической активности ЖКТ, с учетом которых возможно последующее восстановление.The electrical activity of the gastrointestinal tract was measured by a recording device 15 (using a computer) using signals from implanted electrodes, which were sent through wires 8, 9 to a matching device 14 for processing, and then to a program of a recording device 15 (to a computer). The electrical activity of the gastrointestinal tract was monitored according to a program compiled using changes in the intensity of action potentials and time parameters of the myoelectric complex of the gastrointestinal tract. The methodology for calculating electrical activity by action potentials is described in US Pat. No. 2057483. This approach to assessing the dynamics of the gastrointestinal tract makes it possible at each moment of time to estimate with good accuracy the average intensity and duration of the generation of action potentials, with obtaining information on the screen of the recording device about changes in the electrical activity of the gastrointestinal tract. A computer program converts and summarizes the obtained control results, carries out their statistical processing and provides information on changes in the intensity of action potentials and changes in the time parameters of the myoelectric complex. This information is a characteristic of the electrical activity of the entire digestive tract and its departments into which the electrodes are implanted. At the same time, according to the data obtained, violations of the electrical activity of the gastrointestinal tract are detected, taking into account which subsequent recovery is possible.
Контроль электрической активности выполняли ежедневно в течение не менее одного часа, поскольку регистрация в течение меньшего времени не дает достоверных данных об уровне электрической активности и о деталях ее организации. Это связано с длительностью физиологического цикла, включающего все фазы электрической активности, который в среднем составляет 10-15 мин, а в час регистрируют от 4 до 6 периодов миоэлектрического комплекса. Кроме того, в раннем послеоперационном периоде нарушается генерация мигрирующего миоэлектрического комплекса и требуется время для восстановления его динамики. В это время при восстановлении динамики электрической активности органов ЖКТ появляются хаотичные единичные потенциалы действия, пачки потенциалов действия, начиная со слабой и переходя в сильную интенсивность. После чего формируются различные фазы миоэлектрического комплекса. Первыми восстанавливаются ритмические фазы тощей кишки, затем двенадцатиперстной кишки и в последнюю очередь нормализуются ритмические фазы желудка. Наличие распространяющегося миоэлектрического комплекса от желудка к тощей и подвздошной кишке свидетельствует о высокой степени координированности отделов ЖКТ. Отсутствие восстановления миоэлектрического комплекса с появлением в сигнале паттернов, не характерных для нормальной электрической активности, свидетельствует о явно выраженном нарушении электрической активности ЖКТ.Electrical activity was monitored daily for at least one hour, since recording for less time does not provide reliable data on the level of electrical activity and on the details of its organization. This is due to the duration of the physiological cycle, which includes all phases of electrical activity, which averages 10-15 minutes, and from 4 to 6 periods of the myoelectric complex are recorded per hour. In addition, in the early postoperative period, the generation of the migrating myoelectric complex is disrupted and time is required to restore its dynamics. At this time, when the dynamics of the electrical activity of the gastrointestinal organs is restored, chaotic single action potentials appear, packs of action potentials, starting from weak and turning into strong intensity. Then various phases of the myoelectric complex are formed. The rhythmic phases of the jejunum are restored first, then the duodenum, and the rhythmic phases of the stomach are normalized last. The presence of a spreading myoelectric complex from the stomach to the jejunum and ileum indicates a high degree of coordination of the gastrointestinal tract. The absence of restoration of the myoelectric complex with the appearance of patterns in the signal that are not characteristic of normal electrical activity indicates a pronounced violation of the electrical activity of the gastrointestinal tract.
В способе предусмотрено в раннем послеоперационном периоде введение в ЖКТ через зонд прокинетиков, влияющих на электрическую активность ЖКТ. После этого в течение не менее 2 часов регистрировали ответную реакцию желудка и кишечника крысы. При сохранных механизмах регуляции введение препаратов, стимулирующих электрическую активность, вызывает, как правило, усиление генерации потенциалов действия в соответствующих отделах ЖКТ. При одновременной регистрации электрической активности в желудке и различных отделах тонкой кишки тестовое фармакологическое воздействие позволяет определить также степень координированности работы желудка и кишки, что дополнительно повышает достоверность информации.The method provides for the introduction of prokinetics into the gastrointestinal tract through the probe in the early postoperative period, affecting the electrical activity of the gastrointestinal tract. After that, the response of the stomach and intestines of the rat was recorded for at least 2 hours. With preserved regulatory mechanisms, the introduction of drugs that stimulate electrical activity, as a rule, causes an increase in the generation of action potentials in the corresponding sections of the gastrointestinal tract. With the simultaneous registration of electrical activity in the stomach and various parts of the small intestine, the test pharmacological effect also allows you to determine the degree of coordination of the stomach and intestines, which further increases the reliability of the information.
В способе во время лапаротомии в бедренную вену животного вводили 0,1 мл раствора липополисахарида Esherichija coli в дозе, изменяющейся в пределах 200-500 мкг на кг массы животного, после чего выполняли оценку влияния эндотоксемии в послеоперационном периоде на электрическую активность ЖКТ, которую контролировали по изменению интенсивности генерации потенциала действия, координации отделов работы желудка, двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки и временных параметров миоэлектрического комплекса. Проводили анализ динамики, характеризующий введение эндотоксинов. В течение послеоперационной эндотоксемии обнаружили исчезновение миоэлектрического комплекса и появление характерного патологического сигнала в верхних отделах тонкой кишки, длительность которого в 4-6 раз больше периода медленной волны, амплитуда потенциала действия - в 2-3 раза больше, чем максимальная амплитуда потенциалов действия при норме. Скорость распространения потенциалов действия от двенадцатиперстной к тощей кишке составляла 0,8-1,0 см/сек.In the method, during laparotomy, 0.1 ml of Esherichija coli lipopolysaccharide solution was injected into the animal’s femoral vein in a dose ranging from 200-500 μg per kg of animal weight, after which the effect of endotoxemia in the postoperative period on the gastrointestinal electrical activity was monitored, which was controlled by changes in the intensity of the generation of the action potential, coordination of the departments of the stomach, duodenum, jejunum and ileum and the temporal parameters of the myoelectric complex. A dynamic analysis was carried out characterizing the administration of endotoxins. During postoperative endotoxemia, the disappearance of the myoelectric complex and the appearance of a characteristic pathological signal in the upper sections of the small intestine were detected, the duration of which is 4-6 times the period of the slow wave, the amplitude of the action potential is 2-3 times greater than the maximum amplitude of the action potentials under normal conditions. The speed of propagation of action potentials from the duodenum to the jejunum was 0.8-1.0 cm / sec.
Пример 1.Example 1
Исследования предложенного способа выполняли на 10 половозрелых крысах-самцах с исходной массой тела 300-400 г, которые до проведения эксперимента содержались на полноценном рационе из натуральных продуктов. После восемнадцатичасовой пищевой депривации под кетаминовым наркозом крысам производили срединную лапаротомию. Поперек продольной оси желудка и кишечника крысам вживляли иглы четырех биполярных электродов: в стенку антральной части желудка, в начальной части двенадцатиперстной кишки и в начальной части тощей кишки, на 10-15 см дистальнее дуодено-еюнального перехода, и в среднюю часть повздошной кишки. Зонд устанавливали на 5 см проксимальнее третьего электрода, в начальном участке тощей кишки. Электроды фиксировали в организме упругими пластинами, а зонд пришивали к кишке двойным швом. После фиксации в организме животного зонд и электроды проводили через мягкие ткани брюшной стенки и тазовой области, затем протаскивали под кожей хвоста и выводили наружу на расстоянии, равном 0,3 от длины хвоста крысы. После этого на хвосты крыс надевали втулку для крепления хвоста крыс в клетках и крыс распределяли по клеткам для проведения эксперимента и разделяли на две группы: первая - контрольная, вторая - опытная с ежедневным введением прокинетика «координакс» в течение 3-х суток после операции.Studies of the proposed method were performed on 10 sexually mature male rats with an initial body weight of 300-400 g, which were kept on a complete diet of natural products prior to the experiment. After eighteen-hour food deprivation, rats underwent ketamine anesthesia with a median laparotomy. Across the longitudinal axis of the stomach and intestines, the rats were implanted with needles of four bipolar electrodes: into the wall of the antrum, in the initial part of the duodenum and in the initial part of the jejunum, 10-15 cm distal to the duodenal junction, and into the middle part of the ileum. The probe was mounted 5 cm proximal to the third electrode, in the initial section of the jejunum. The electrodes were fixed in the body with elastic plates, and the probe was sewn to the intestine with a double suture. After fixation in the animal’s body, the probe and electrodes were passed through the soft tissues of the abdominal wall and pelvic region, then dragged under the skin of the tail and brought out at a distance equal to 0.3 from the length of the tail of the rat. After that, a sleeve was mounted on rat tails to attach the rat tail in the cells, and the rats were distributed in the cells for the experiment and divided into two groups: the first was the control, the second was tested with the daily introduction of the Coordinax prokinetics for 3 days after the operation.
В контрольной группе анализ электрической активности исследуемых отделов ЖКТ показал, что у всех крыс в первые сутки после операции на электромиограммах регистрировались единичные потенциалы действия, отдельные пачки потенциалов действия слабой интенсивности. На электромиограммах двенадцатиперстной и тощей кишки наблюдали чередующиеся ритмы с периодом покоя и активности длительностью 25±5 сек и 50±10 сек. Мигрирующий миоэлектрический комплекс отсутствовал. На третьи сутки после операции в фоновых записях желудка отмечали группы пачек потенциалов действия слабой интенсивности. На электромиограммах двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки пиковая активность была более выражена. Характер электрической активности соответствовал фазе II.In the control group, an analysis of the electrical activity of the studied sections of the gastrointestinal tract showed that in all rats on the first day after the operation, single action potentials, individual packs of low-intensity action potentials were recorded on electromyograms. On electromyograms of the duodenum and jejunum, alternating rhythms were observed with a period of rest and activity lasting 25 ± 5 seconds and 50 ± 10 seconds. Migratory myoelectric complex was absent. On the third day after the operation, groups of packs of action potentials of low intensity were noted in the background records of the stomach. On electromyograms of the duodenum, jejunum and ileum, peak activity was more pronounced. The nature of the electrical activity corresponded to phase II.
Также отмечали появление кратковременных хаотичных фаз III различной длительности. К пятым суткам после операции отмечалось формирование фаз III на электромиограммах желудка и двенадцатиперстной кишки, однако их длительность была нарушена. На электромиограммах тощей и подвздошной кишки наблюдали все три фазы нормальной продолжительности, однако их генерация не носила стабильного характера. На седьмые сутки регистрировали нормальный миоэлектрический комплекс, распространяющийся от желудка к подвздошной кишке. Период миоэлектрического комплекса составлял от 650+50 сек. Продолжительность фазы III - 210+60 сек. Появление стабильного миоэлектрического комплекса на седьмые сутки после операции и восстановление суммарной спайковой активности исследуемых отделов ЖКТ свидетельствует о нормализации координированного распространения сокращений вдоль ЖКТ и нормализации сократительной способности гладких мышц желудка, двенадцатиперстной кишки, тощей и подвздошной кишки.The appearance of short-term chaotic phases III of various durations was also noted. By the fifth day after the operation, the formation of phases III on the electromyograms of the stomach and duodenum was noted, but their duration was impaired. On the electromyograms of the jejunum and ileum, all three phases of normal duration were observed, but their generation was not stable. On the seventh day, a normal myoelectric complex spreading from the stomach to the ileum was recorded. The period of the myoelectric complex ranged from 650 + 50 sec. The duration of phase III is 210 + 60 sec. The appearance of a stable myoelectric complex on the seventh day after the operation and the restoration of the total spike activity of the studied sections of the gastrointestinal tract indicates the normalization of the coordinated distribution of contractions along the gastrointestinal tract and the normalization of the contractility of the smooth muscles of the stomach, duodenum, jejunum and ileum.
В опытной группе у всех крыс в первые сутки после операции на электромиограммах отмечались единичные потенциалы действия, отдельные пачки потенциалов действия слабой интенсивности.In the experimental group, in all rats, on the first day after the operation, single action potentials and separate packs of low-intensity action potentials were noted on electromyograms.
На электромиограммах двенадцатиперстной и тощей кишки наблюдали чередующиеся ритмы с периодом покоя и активности длительностью 25+5 сек и 50+10 сек. Мигрирующий миоэлектрический комплекс отсутствовал. В момент введения раствора прокинетика «координакса» в тощую кишку регистрировали кратковременное (в течение 20 сек) появление потенциалов действия на электромиограммах тощей кишки, что, по-видимому, может быть связано с непосредственной стимуляцией слизистой оболочки тощей кишки. При анализе электромиограмм, зарегистрированных на протяжении 2 часов после действия этого препарата, через 30-40 минут наблюдали чередование периодов четко распространяющихся потенциалов действия от желудка к тощей кишке длительностью 1-2 минуты с периодами покоя продолжительностью до 5 минут. При этом отсутствовали синхронные и хаотичные потенциалы действия в указанных отделах ЖКТ. В фоновых записях этой группы уже на вторые сутки после операции наблюдали появление миоэлектрического комплекса с нормальным периодом, но сниженной амплитуды, распространяющегося от желудка к подвздошной кишке. На электромиограммах исследуемых отделов присутствовали все фазы. На третьи сутки после операции в фоновых записях регистрировался нормальный миоэлектрический комплекс, начинающийся в желудке и распространяющийся к подвздошной кишке. Период миоэлектрического комплекса составлял 680+30 сек. Продолжительность фазы III - 280+40 сек.On electromyograms of the duodenum and jejunum, alternating rhythms were observed with a period of rest and activity lasting 25 + 5 seconds and 50 + 10 seconds. Migratory myoelectric complex was absent. At the moment of administration of the coordinateinax prokinetics solution into the jejunum, a short-term (within 20 sec) appearance of action potentials on the jejunum electromyograms was recorded, which, apparently, can be associated with direct stimulation of the jejunum mucosa. In the analysis of electromyograms recorded within 2 hours after the action of this drug, after 30-40 minutes, alternating periods of clearly propagating action potentials from the stomach to the jejunum were observed for a duration of 1-2 minutes with rest periods of up to 5 minutes. There were no synchronous and chaotic action potentials in the indicated sections of the gastrointestinal tract. In the background recordings of this group, on the second day after the operation, the appearance of a myoelectric complex with a normal period, but of a reduced amplitude, spreading from the stomach to the ileum, was observed. All phases were present on the electromyograms of the studied departments. On the third day after the operation, normal myoelectric complex was recorded in the background recordings, starting in the stomach and spreading to the ileum. The period of the myoelectric complex was 680 + 30 sec. The duration of phase III is 280 + 40 sec.
Таким образом, в раннем периоде после операции выявили выраженные нарушения электрической активности ЖКТ с исчезновением миоэлектрического комплекса. В исследовании восстановление миоэлектрического комплекса желудка и тонкой кишки происходило на 7 сутки после операции. Внутрикишечное введение прокинетика координакса укорачивало общие сроки восстановления миоэлектрического комплекса до 3 суток.Thus, in the early period after the operation, pronounced disturbances in the electrical activity of the gastrointestinal tract with the disappearance of the myoelectric complex were revealed. In the study, the restoration of the myoelectric complex of the stomach and small intestine occurred on the 7th day after the operation. Intraintestinal administration of the coordinax prokinetics shortened the overall recovery time of the myoelectric complex to 3 days.
Пример 2Example 2
Исследования предложенного способа выполняли на 10 половозрелых крысах-самцах. Во время лапаратомии помимо вживления зонда и электродов по вышеописанной методике крысам в бедренную вену вводили 0,1 мл раствора Lipopolysaccharides from Escherichija coli, начиная с дозы 200 мкг на кг массы животного. Ежедневно на протяжении 8 суток после операции проводили электрофизиологический мониторинг электрической активности ЖКТ.Studies of the proposed method was performed on 10 sexually mature male rats. During laparotomy, in addition to implanting the probe and electrodes according to the above procedure, rats were injected with 0.1 ml of Lipopolysaccharides from Escherichija coli in the femoral vein, starting with a dose of 200 μg per kg of animal weight. Daily for 8 days after the operation, electrophysiological monitoring of the electrical activity of the gastrointestinal tract was performed.
В первые сутки после операции на электромиограммах наблюдали хаотичные единичные потенциалы действия и пачки слабой интенсивности в желудке, двенадцатиперстной кишке, тощей и подвздошной кишке. На вторые сутки и третьи сутки суммарная интенсивность потенциалов действия в желудке была снижена. На электромиограммах двенадцатиперстной, тощей и подвздошной кишки в основном регистрировались нерегулярные потенциалы действия слабой интенсивности. Однако средняя суммарная интенсивность потенциалов действия этих отделов существенно повышалась за счет мощных распространяющихся потенциалов действия. Этот паттерн характеризовался чередованием периодов активности длительностью 10 сек и периодов покоя длительностью 10 сек. Амплитуда потенциалов действия была в 2-3 раза больше, чем максимальная амплитуда потенциалов действия при нормальном состоянии. Скорость распространения потенциалов действия от двенадцатиперстной к тощей кишке составляла 0.8-1 см/сек.In the first days after the operation, chaotic single action potentials and packs of low intensity were observed on the electromyograms in the stomach, duodenum, jejunum and ileum. On the second day and third day, the total intensity of the action potentials in the stomach was reduced. On the electromyograms of the duodenum, jejunum and ileum, irregular action potentials of low intensity were mainly recorded. However, the average total intensity of the action potentials of these departments increased significantly due to the powerful propagating action potentials. This pattern was characterized by alternating periods of activity lasting 10 seconds and rest periods lasting 10 seconds. The amplitude of the action potentials was 2-3 times greater than the maximum amplitude of the action potentials in the normal state. The speed of propagation of action potentials from the duodenum to the jejunum was 0.8-1 cm / sec.
В последующие сроки такого паттерна не наблюдали. Динамика электрической активности характеризовалась постепенным формированием фаз III на электромиограммах желудка, двенадцатиперстной и тощей кишки. К восьмым суткам после операции регистрировали нормальный миоэлектрический комплекс, распространяющийся от желудка к тонкой кишке. Интенсивность генерации потенциала действия во всех отделах не отличалась от нормальных значений.In the subsequent periods, such a pattern was not observed. The dynamics of electrical activity was characterized by the gradual formation of phases III on the electromyograms of the stomach, duodenum and jejunum. By the eighth day after surgery, a normal myoelectric complex was recorded, extending from the stomach to the small intestine. The intensity of action potential generation in all departments did not differ from normal values.
Технико-экономический эффект предложенного технического решения состоит в возможности получить достоверную и точную оценку электрической активности и функционального состояния ЖКТ в раннем послеоперационном периоде, в получении оценки моделирования эндотоксемии в раннем периоде после операции, в возможности по полученным параметрам изменений интенсивности потенциалов действия и временных параметров миоэлектрического комплекса, с учетом координации работы отделов ЖКТ, составления прогнозов с достаточной точностью и назначения лечения.The technical and economic effect of the proposed technical solution consists in the possibility of obtaining a reliable and accurate assessment of the electrical activity and functional state of the gastrointestinal tract in the early postoperative period, in obtaining an assessment of modeling of endotoxemia in the early period after surgery, in the possibility of the change in the intensity of action potentials and temporal parameters of the myoelectric according to the obtained parameters complex, taking into account the coordination of the gastrointestinal tract, making forecasts with sufficient accuracy and purpose l cheniya.
Claims (2)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006146821/14A RU2317117C1 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2006146821/14A RU2317117C1 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2317117C1 true RU2317117C1 (en) | 2008-02-20 |
Family
ID=39267111
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2006146821/14A RU2317117C1 (en) | 2006-12-28 | 2006-12-28 | Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2317117C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499549C1 (en) * | 2012-08-02 | 2013-11-27 | Максим Евгеньевич Николаев | T-shaped monopolar needle electrode for registration of electric activity of gastrointestinal tract organs of animals |
-
2006
- 2006-12-28 RU RU2006146821/14A patent/RU2317117C1/en not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Искусственное питание в неотложной хирургии и травматологии. - М.: НИИ Скорой помощи им. Н.В.Склифасовского, 2001, стр.112-115, 126-129. * |
| ТРОПСКАЯ Н.С.Теоретические предпосылки и экспериментальное обоснование использования электрогастроэнтерографии - Росс. журн. гастроэнтерологии, гепатологии, колопроктологии, 2005, 15, 5, стр.82-88. ROSSI Z et al. Electrogatrography - Eur Rev Med Pharmacol Sci 2005 Sep-Oct; 9 (5 Suppl l): 29-35. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2499549C1 (en) * | 2012-08-02 | 2013-11-27 | Максим Евгеньевич Николаев | T-shaped monopolar needle electrode for registration of electric activity of gastrointestinal tract organs of animals |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20200359961A1 (en) | Meal detection devices and methods | |
| US8565885B2 (en) | Ileal electrical stimulation | |
| US8467874B2 (en) | Gastrointestinal electrical stimulation | |
| US11413452B2 (en) | Peripheral nerve electrode array | |
| US20020010494A1 (en) | Uterus muscle controller | |
| Yin et al. | Mechanisms and potential applications of intestinal electrical stimulation | |
| AU2012249906A1 (en) | Detecting food intake based on impedance | |
| WO2008154660A1 (en) | Hepatic electrical stimulation | |
| CN107106841A (en) | Monitored via posterior tibial nerve stimulation and sanatory method and system | |
| Xu et al. | Two-channel gastric pacing with a novel implantable gastric pacemaker accelerates glucagon-induced delayed gastric emptying in dogs | |
| RU2317117C1 (en) | Method of monitoring electric activity of alimentary canal during experiment | |
| Abo et al. | Impairment of gastric and jejunal myoelectrical activity during rectal distension in dogs | |
| Lu et al. | Centrally located GLP-1 receptors modulate gastric slow waves and cardiovascular function in ferrets consistent with the induction of nausea | |
| Akin et al. | Non-invasive gastric motility monitor: fast electrogastrogram (fEGG) | |
| Shon et al. | A real-time electrocolonogram monitoring and electrical stimulation system for promoting mass peristalsis of the colon | |
| FAMILONI et al. | Measurement of gastric and small bowel electrical activity at laparoscopy | |
| Ueno et al. | Vomiting and gastric electrical dysrhythmia in dogs | |
| US20060058589A1 (en) | Animal model to evaluate visceral pain perception | |
| Baker | Electrical activity of small intestinal smooth muscle | |
| Schmit et al. | The effects of epimysial electrode location on phrenic nerve recruitment and the relation between tidal volume and interpulse interval | |
| Liu et al. | Inhibitory effects and mechanisms of colonic electric stimulation on gastric and rectal tone in conscious dogs | |
| Han et al. | Endoscopic mucosal electrodes: New directions for recording and regulating gastric myoelectric activity | |
| Miller | High-resolution Electrophysiological Mapping of the Mid-gut in Rabbits | |
| Berry | Human gastric slow wave activity redefined through high-resolution mapping | |
| Alighaleh | New Foundations for Pacing the Stomach |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20101229 |