Влияние хирургической техники на микроструктуру и микроциркуляцию культи тонкой кишки при отсроченном наложении анастомоза по данным мультимодальной ОКТ

Е.Б. Киселева, М.Г. Рябков, М.А. Сизов, Е.Л. Бедерина, А.Д. Комарова, А.А. Моисеев, М.В. Багрянцев, А.Н. Воробьев, Н.Д. Гладкова

Ключевые слова: острая интестинальная ишемия; мультимодальная оптическая когерентная томография; ММ ОКТ; кросс-поляризационная оптическая когерентная томография; КП ОКТ; оптическая когерентная ангиография; ОКА; жизнеспособность кишки; энтеростома; энтероанастомоз.

2021, том 13, номер 4, стр. 36.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2021.13.4.04

Полный текст статьи

html pdf

1324

1227

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Цель исследования — оценить влияние хирургической техники на параметры микроциркуляции и микроструктуры в приводящем и отводящем концах кишки после ее экстренной резекции по поводу острой мезентериальной ишемии с помощью мультимодальной оптической когерентной томографии (ММ ОКТ).

Материалы и методы. Исследование проведено на трех группах крыс-самцов линии Wistar массой 270–435 г (n=18). Всем животным моделировали острую окклюзивную артериальную ишемию тонкой кишки, через 80–90 мин резецировали ишемизированный нежизнеспособный участок кишки и завершали операцию выведением стомы (группа 1, n=6), наложением кисетных швов (группа 2, обструктивная резекция, n=6) или внутренним дренированием приводящего и отводящего концов тонкой кишки (группа 3, шунтирование, n=6). Через 2 сут выполняли релапаротомию и формирование анастомоза.

С использованием метода ММ ОКТ на каждом этапе хирургического вмешательства изучали картину микроструктуры (слоев) кишечной стенки (в режиме кросс-поляризационной ОКТ) и интрамурального кровообращения (в режиме оптической когерентной ангиографии — ОКА) со стороны серозной оболочки. Данные ММ ОКТ, полученные в терминальных отделах кишечника сразу после резекции и через 2 сут (перед формированием анастомоза), сравнивали между исследуемыми группами, а также с данными до моделирования ишемии (норма). Все резецированные участки кишки подвергали гистологическому исследованию. Полученные ММ ОКТ-данные сопоставляли с результатами гистологического и прижизненного макроскопического исследования.

Результаты. В ходе изучения микроструктуры кишечной стенки in vivo методом КП ОКТ установлено, что при стомировании (группа 1) и обструктивной резекции (группа 2) на КП ОКТ-изображениях наблюдались признаки отека тканей и деструктивных изменений в слизистой оболочке, подтвержденные гистологически, в то время как при шунтировании (группа 3) изменения по сравнению с нормой были минимальными.

По данным ОКА было установлено, что на 2-е сутки при стомировании в приводящем и отводящем концах кишки произошло заметное выпадение большей части кровеносных сосудов мелкого и среднего диаметра, визуализировались в основном крупные артерии и вены. При обструктивной резекции (наложении кисетов) и шунтировании наиболее заметные изменения (уменьшение количества визуализируемых кровеносных сосудов) наблюдались в отводящем конце кишки. Динамика показателя L, рассчитанного по ОКА-изображениям и характеризующего общую длину интрамуральной перфузируемой сосудистой сети, показала статистически значимое снижение значений в культях кишки при стомировании: 12,18 [10,40; 14,20] мкм — в приводящем и 10,67 [7,98; 13,05] мкм — в отводящем отделах по сравнению со значениями показателя до ишемии — 18,90 [17,98; 19,73] и 18,74 [17,46; 19,90] мкм соответственно (p=0,0001). При обструктивной резекции (группа 2) статистически значимые различия в значениях параметра L обнаружены только для отводящего отдела кишки: 16,39 [12,37; 18,10] мкм по сравнению с показателем до ишемии — 18,74 [17,46; 19,90] мкм (p=0,041). После шунтирования (группа 3) статистически значимых изменений показателя L относительно нормы не произошло.

Заключение. При использовании ММ ОКТ установлено, что хирургическая техника обработки культи кишки после ее экстренной резекции по поводу острой мезентериальной ишемии существенно меняет состояние тканей в период до наложения отсроченного анастомоза. Наименее выраженные и наиболее сбалансированные изменения происходят в приводящем и отводящем концах кишки в случае ее шунтирования. Однако для рекомендации преимущественно этого вида хирургической техники необходима разработка надежных, безопасных и эффективных инструментов шунтирования.

Acosta-Mérida M.A., Marchena-Gómez J., Saavedra-Santana P., Silvestre-Rodríguez J., Artiles-Armas M., Callejón-Cara M.M. Surgical outcomes in acute mesenteric ischemia: has anything changed over the years? World J Surg 2020; 44(1): 100–107, https://doi.org/10.1007/s00268-019-05183-9.
Bala M., Kashuk J., Moore E.E., Kluger Y., Biffl W., Gomes C.A., Ben-Ishay O., Rubinstein C., Balogh Z.J., Civil I., Coccolini F., Leppaniemi A., Peitzman A., Ansaloni L., Sugrue M., Sartelli M., Di Saverio S., Fraga G.P., Catena F. Acute mesenteric ischemia: guidelines of the World Society of Emergency Surgery. World J Emerg Surg 2017; 12: 38, https://doi.org/10.1186/s13017-017-0150-5.
Острые сосудистые болезни кишечника у взрослых. Клинические рекомендации. М; 2018. URL: http://общество-хирургов.рф/stranica-pravlenija/klinicheskie- rekomendaci/ostraja-mezenterialnaja-ishemija-nkr.html.
Tilsed J.V., Casamassima A., Kurihara H., Mariani D., Martinez I., Pereira J., Ponchietti L., Shamiyeh A., Al-Ayoubi F., Barco L.A., Ceolin M., D'Almeida A.J., Hilario S., Olavarria A.L., Ozmen M.M., Pinheiro L.F., Poeze M., Triantos G., Fuentes F.T., Sierra S.U., Soreide K., Yanar H. ESTES guidelines: acute mesenteric ischaemia. Eur J Trauma Emerg Surg 2016; 42(2): 253–270, https://doi.org/10.1007/s00068-016-0634-0.
Malik T.A.M., Lee M.J., Harikrishnan A.B. The incidence of stoma related morbidity — a systematic review of randomised controlled trials. Ann R Coll Surg Engl 2018; 100(7): 501–508, https://doi.org/10.1308/rcsann.2018.0126.
Steinhagen E., Colwell J., Cannon L.M. Intestinal stomas — postoperative stoma care and peristomal skin complications. Clin Colon Rectal Surg 2017; 30(3): 184–192, https://doi.org/10.1055/s-0037-1598159.
Yu Y.M., Lai F.J., Feng C., Chen B.L., Cao Y.S. Pyoderma gangrenosum around an ileostoma: a case report. Medicine (Baltimore) 2018; 97(48): e13415, https://doi.org/10.1097/md.0000000000013415.
Yang S., Guo J., Ni Q., Chen J., Guo X., Xue G., Ye M., Zhang L. Enteral nutrition improves clinical outcome and reduces costs of acute mesenteric ischaemia after recanalisation in the intensive care unit. Clin Nutr 2019; 38(1): 398–406, https://doi.org/10.1016/j.clnu.2017.12.008.
Niu D.G., Yang F., Tian W.L., Huang Q., Zhao Y.Z., Li C., Ding L.A., Fang H.C. Method for establishing continuous reinfusion of succus entericus in complex high-output fistula. Surg Laparosc Endosc Percutan Tech 2020; 30(3): 227–232, https://doi.org/10.1097/sle.0000000000000757.
Adaba F., Uppara M., Iqbal F., Mallappa S., Vaizey C.J., Gabe S.M., Warusavitarne J., Nightingale J.M.D. Chronic cholestasis in patients on parenteral nutrition: the influence of restoring bowel continuity after mesenteric infarction. Eur J Clin Nutr 2016; 70(2): 189–193, https://doi.org/10.1038/ejcn.2015.147.
Adaba F., Rajendran A., Patel A., Cheung Y.K., Grant K., Vaizey C.J., Gabe S.M., Warusavitarne J., Nightingale J.M. Mesenteric infarction: clinical outcomes after restoration of bowel continuity. Ann Surg 2015; 262(6): 1059–1064, https://doi.org/10.1097/sla.0000000000001100.
Karampinis I., Keese M., Jakob J., Stasiunaitis V., Gerken A., Attenberger U., Post S., Kienle P., Nowak K. Indocyanine green tissue angiography can reduce extended bowel resections in acute mesenteric ischemia. J Gastrointest Surg 2018; 22(12): 2117–2124, https://doi.org/10.1007/s11605-018-3855-1.
Su H., Wu H., Bao M., Luo S., Wang X., Zhao C., Liu Q., Wang X., Zhou Z., Zhou H. Indocyanine green fluorescence imaging to assess bowel perfusion during totally laparoscopic surgery for colon cancer. BMC Surg 2020; 20(1): 102, https://doi.org/10.1186/s12893-020-00745-4.
Bryski M.G., Frenzel Sulyok L.G., Kaplan L., Singhal S., Keating J.J. Techniques for intraoperative evaluation of bowel viability in mesenteric ischemia: a review. Am J Surg 2020; 220(2): 309–315, https://doi.org/10.1016/j.amjsurg.2020.01.042.
Khripun A.I., Priamikov A.D., Shurygin S.N., Mironkov A.B., Petrenko N.V., Grigor'eva S.G., Latonov V.V., Abashin M.V., Izvekov A.A. The possibilities of laser Doppler flowmetry for the estimation of the intestine resection volume by the acute mesenteric ischemia. Khirurgiia (Mosk) 2012; 10: 40–44.
Berge S.T., Safi N., Medhus A.W., Ånonsen K., Sundhagen J.O., Hisdal J., Kazmi S.S.H. Gastroscopy assisted laser Doppler flowmetry and visible light spectroscopy in patients with chronic mesenteric ischemia. Scand J Clin Lab Invest 2019; 79(7): 541–549, https://doi.org/10.1080/00365513.2019.1672084.
Milstein D.M.J., Ince C., Gisbertz S.S., Boateng K.B., Geerts B.F., Hollmann M.W., van Berge Henegouwen M.I., Veelo D.P. Laser speckle contrast imaging identifies ischemic areas on gastric tube reconstructions following esophagectomy. Medicine (Baltimore) 2016; 95(25): e3875, https://doi.org/10.1097/md.0000000000003875.
Ambrus R., Achiam M.P., Secher N.H., Svendsen M.B.S., Rünitz K., Siemsen M., Svendsen L.B. Evaluation of gastric microcirculation by laser speckle contrast imaging during esophagectomy. J Am Coll Surg 2017; 225(3): 395–402, https://doi.org/10.1016/j.jamcollsurg.2017.06.003.
de Bruin A.F.J., Tavy A.L.M., van der Sloot K., Smits A., Ince C., Boerma E.C., Noordzij P.G., Boerma D., van Iterson M. Can sidestream dark field (SDF) imaging identify subtle microvascular changes of the bowel during colorectal surgery? Tech Coloproctol 2018; 22(10): 793–800, https://doi.org/10.1007/s10151-018-1872-4.
Jansen S.M., de Bruin D.M., van Berge Henegouwen M.I., Bloemen P.R., Strackee S.D., Veelo D.P., van Leeuwen T.G., Gisbertz S.S. Quantitative change of perfusion in gastric tube reconstruction by sidestream dark field microscopy (SDF) after esophagectomy, a prospective in-vivo cohort study. Eur J Surg Oncol 2021; 47(5): 1034–1041, https://doi.org/10.1016/j.ejso.2020.09.006.
Tavy A.L.M., de Bruin A.F.J., Smits A.B., Boerma E.C., Ince C., Noordzij P.G., Boerma D., van Iterson M. Intestinal mucosal and serosal microcirculation at the planned anastomosis during abdominal surgery. Eur Surg Res 2019; 60(5–6): 248–256, https://doi.org/10.1159/000505325.
Mehdorn M., Köhler H., Rabe S.M., Niebisch S., Lyros O., Chalopin C., Gockel I., Jansen-Winkeln B. Hyperspectral imaging (HSI) in acute mesenteric ischemia to detect intestinal perfusion deficits. J Surg Res 2020; 254: 7–15, https://doi.org/10.1016/j.jss.2020.04.001.
Lawson R.M. Mesenteric ischemia. Crit Care Nurs Clin North Am 2018; 30(1): 29–39, https://doi.org/10.1016/j.cnc.2017.10.003.
Al-Diery H., Phillips A., Evennett N., Pandanaboyana S., Gilham M., Windsor J.A. The pathogenesis of nonocclusive mesenteric ischemia: implications for research and clinical practice. J Intensive Care Med 2019; 34(10): 771–781, https://doi.org/10.1177/0885066618788827.
Atre I.D., Eurboonyanun K., O'Shea A., Lahoud R.M., Shih A., Kalva S., Harisinghani M.G., Hedgire S. Predictors of transmural intestinal necrosis in patients presenting with acute mesenteric ischemia on computed tomography. Abdom Radiol (NY) 2020; https://doi.org/10.1007/s00261-020-02558-8.
Drexler W., Liu M., Kumar A., Kamali T., Unterhuber A., Leitgeb R.A. Optical coherence tomography today: speed, contrast, and multimodality. J Biomed Opt 2014; 19(7): 071412, https://doi.org/10.1117/1.jbo.19.7.071412.
Leitgeb R.A., Baumann B. Multimodal optical medical imaging concepts based on optical coherence tomography. Front Phys 2018; 6: 114, https://doi.org/10.3389/fphy.2018.00114.
Ibne Mokbul M. Optical coherence tomography: basic concepts and applications in neuroscience research. J Med Eng 2017; 2017: 3409327, https://doi.org/10.1155/2017/3409327.
Olsen J., Holmes J., Jemec G.B.E. Advances in optical coherence tomography in dermatology — a review. J Biomed Opt 2018; 23(4): 1–10, https://doi.org/10.1117/1.jbo.23.4.040901.
Wang J., Xu Y., Boppart S.A. Review of optical coherence tomography in oncology. J Biomed Opt 2017; 22(12): 1–23, https://doi.org/10.1117/1.jbo.22.12.121711.
Ryabkov M.G., Kiseleva E.B., Baleev M.S., Bederina E.L., Sizov M.A., Vorobyov A.N., Moiseev A.А., Karabut M.M., Plekhanova M.A., Gladkova N.D. Trans-serosal multimodal optical coherence tomography for visualization of microstructure and blood circulation of the small intestine wall. Sovremennye tehnologii v medicine 2020; 12(2): 56–66, https://doi.org/10.17691/stm2020.12.2.07.
Kiseleva E.B., Ryabkov M.G., Bederina E.L., Shirmanova M.V., Baleev M.S., Lukina M.M., Sirotkina M.A., Chilipenok A.S., Beschastnov V.V., Moiseev A.A., Zagaynova E.V., Gladkova N.D. Observations of the bowel wall in the case of acute ischemia: optical coherence tomography, FLIM macro-imaging and histological analysis data. Proc. SPIE 11232, Multimodal Biomedical Imaging XV, 112320M 2020, https://doi.org/10.1117/12.2550667.
Kiseleva E., Ryabkov M., Baleev M., Bederina E., Shilyagin P., Moiseev A., Beschastnov V., Romanov I., Gelikonov G., Gladkova N. Prospects of intraoperative multimodal OCT application in patients with acute mesenteric ischemia. Diagnostics (Basel) 2021; 11(4): 705, https://doi.org/10.3390/diagnostics11040705.
Kiseleva E.B., Ryabkov M.G., Baleev M.S., Vorobyov A.N., Gelikonov G.V., Romanov I.N., Gubarkova E.V., Gladkova N.D. Intraoperative use of optical coherence angiography in ischemic bowel disease: a pilot study. Proc. SPIE 11457, Saratov Fall Meeting 2019: Optical and Nano-Technologies for Biology and Medicine, 114570B 2020, https://doi.org/10.1117/12.2559615.
Seylaz J., Charbonné R., Nanri K., Von Euw D., Borredon J., Kacem K., Méric P., Pinard E. Dynamic in vivo measurement of erythrocyte velocity and flow in capillaries and of microvessel diameter in the rat brain by confocal laser microscopy. J Cereb Blood Flow Metab 1999; 19(8): 863–870, https://doi.org/10.1097/00004647-199908000-00005.
Gelikonov V.M., Romashov V.N., Shabanov D.V., Ksenofontov S.Yu., Terpelov D.A., Shilyagin P.A., Gelikonov G.V. Cross-polarization optical coherence tomography with active maintenance of the circular polarization of a sounding wave in a common path system. Radiophys Quant El 2018; 60: 897–911, https://doi.org/10.1007/s11141-018-9856-9.
Moiseev A., Ksenofontov S., Sirotkina M., Kiseleva E., Gorozhantseva M., Shakhova N., Matveev L., Zaitsev V., Matveyev A., Zagaynova E., Gelikonov V., Gladkova N., Vitkin A., Gelikonov G. Optical coherence tomography-based angiography device with real-time angiography B-scans visualization and hand-held probe for everyday clinical use. J Biophotonics 2018; 11(10): e201700292, https://doi.org/10.1002/jbio.201700292.
Gora M.J., Suter M.J., Tearney G.J., Li X. Endoscopic optical coherence tomography: technologies and clinical applications [Invited]. Biomed Opt Express 2017; 8(5): 2405–2444, https://doi.org/10.1364/boe.8.002405.
Tsai T.H., Leggett C.L., Trindade A.J., Sethi A., Swager A.F., Joshi V., Bergman J.J., Mashimo H., Nishioka N.S., Namati E. Optical coherence tomography in gastroenterology: a review and future outlook. J Biomed Opt 2017; 22(12): 1–17, https://doi.org/10.1117/1.jbo.22.12.121716.
Jansen S.M., de Bruin D.M., van Berge Henegouwen M.I., Strackee S.D., Veelo D.P., van Leeuwen T.G., Gisbertz S.S. Optical techniques for perfusion monitoring of the gastric tube after esophagectomy: a review of technologies and thresholds. Dis Esophagus 2018; 31(6): dox161, https://doi.org/10.1093/dote/dox161.

Kiseleva E.B., Ryabkov M.G., Sizov M.A., Bederina E.L., Komarova A.D., Moiseev A.A., Bagryantsev M.V., Vorobiev A.N., Gladkova N.D. Effect of Surgical Technique on the Microstructure and Microcirculation of the Small Intestine Stump during Delayed Anastomosis: Multimodal OCT Data. Sovremennye tehnologii v medicine 2021; 13(4): 36, https://doi.org/10.17691/stm2021.13.4.04