Биомеханика передней брюшной стенки, выбор оптимального операционного доступа и техники закрытия лапаротомной раны (клинико-экспериментальное исследование) 14. 01. 17 хирургия

ЦАПЛИН СЕРГЕЙ НИКОЛАЕВИЧ

(клинико-экспериментальное исследование)

14.01.17 – хирургия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертация на соискание ученой степени

кандидата медицинских наук

Москва - 2011

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Российский государственный медицинский университет Федерального агентства по здравоохранению и социальному развитию»
Научный руководитель:

доктор медицинских наук, профессор Кузнецов Николай Алексеевич

доктор медицинских наук, профессор Филимонов Михаил Иванович

Защита состоится «10» октября 2011 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного совета Д 208.072.03 при Российском государственном медицинском университете по адресу: 117997, г. Москва, ул. Островитянова, д. 1.

Автореферат разослан «24» июня 2011 года

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор медицинских наук, профессор М.Ш. Цициашвили

Возрастание числа операций, несмотря на современные достижения в хирургии и внедрение новых технологий, привело к увеличению числа больных с послеоперационными вентральными грыжами. Даже с учетом широкого внедрения лапароскопических методик, ежегодно в Германии выполнятся 700 тысяч открытых абдоминальных операций, в России около 1 миллиона, а в США более 2 миллионов [Cobb W.S., et al., 2005; Дадвани С.А., и соавт. 2009; Rahbari N.N., et al., 2009].

Послеоперационные грыжи возникают в 7,4-24%, от общего числа операций на органах брюшной полости [Andersen L.P., et al., 2008; den Hartog D., et al., 2009; Dur A.H., et al., 2009]. Рецидивы после хирургического лечения послеоперационных вентральных грыж достигают от 8,2 до 67% [Тимошин А.Д., и соавт. 2003; Burger J.W., et al., 2004; Mohebali K., et al., 2009; Itani K.M., et al., 2010]. Летальность после операций по поводу послеоперационных вентральных грыж составляет 1-5,3% [Dur A.H., et al., 2009; Mohebali K., et al., 2009]. Из этого следует, что проблема профилактики развития послеоперационных вентральных грыж остается актуальной до настоящего времени.

В настоящее время имеются противоречивые данные о сроках возникновения послеоперационных вентральных грыж. По одним данным грыжи формируются в сроки от нескольких месяцев до 3-8, и даже 10 лет [Mudge M., et al., 1985; Regnard J.F., et al., 1988; Höer J., et al., 2002] после операции. Другие авторы придерживаются мнения о возникновении грыж в первые 6-12 месяцев после первичной операции [Cengiz Y., et al., 1998; Franz M.G., et al., 2001; Dubay D.A., et al., 2004].

Многочисленные исследования, в том числе мультицентровые рандомизированные, выявили следующие факторы, способствующие развитию послеоперационных вентральных грыж: перитонит, диабет, цирроз печени, уремия, старческий возраст, раковая кахексия, ожирение, авитаминоз, анемия, приводящая к гипоксии тканей, стероидная, лучевая терапия, гипопротеинемия, нагноение раны, воспалительные изменения в сшиваемых тканях, пневмония, кашель, рвота, курение, парез кишечника [Gislason H., et al., 1995; Brolin R.E., 1996, Mingoli A., et al., 1999; Franchi M., et al., 2001; Höer J., et al., 2002; Langer C., et al., 2005; Sorensen L.T. et al., 2005; Togo S., et al., 2008]. Однако, единого мнения о роли вышеуказанных факторов нет [Hsiao W.C., et al., 2000; Kahn J., et al., 2007; Halm J.A., et al., 2009].

Каким бы не было отношение к вышеуказанным факторам, влияние хирурга на них в момент выполнения операции чаще всего невозможно. Мы не можем их контролировать или даже стандартизировать [Knaebel H.P., et al, 2005].

В то же время выбор оперативного доступа и техника ушивания лапаротомной раны являются факторами, целиком зависящими от хирурга [Cengiz Y., et al., 2002; Millbourn D., et al., 2009; Rahbari N.N., et al., 2009]. Процесс заживления апоневроза в первые месяцы после операции не в состоянии обеспечить прочность лапаротомной раны, вследствие чего надежность шва целиком зависит от механических свойств апоневроза и техники его сшивания. Однако эти аспекты до настоящего времени не были достаточно изучены. Вопрос о роли операционного доступа в развитии послеоперационных грыж также изучен мало, что требует дальнейших исследований в этой области.

.
Цель исследования

Выявить оптимальный хирургический доступ и рациональную технику ушивания лапаротомной раны для снижения риска развития послеоперационных вентральных грыж.

Для реализации цели исследования предстояло решить следующие задачи:

1. 
   Изучить механические свойства апоневроза передней брюшной стенки и выявить хирургический доступ с наилучшими прочностными характеристиками.
   
2. 
   Оценить частоту развития послеоперационных вентральных грыж при различных хирургических доступах.
   
3. 
   Разработать рациональный подход к выбору операционного доступа и техники ушивания лапаротомной раны с целью профилактики грыжеобразования.
   
4. 
   Определить сроки развития послеоперационных вентральных грыж.
   

1. 
   Разработана и применена объективная экспериментальная методика определения механических свойств апоневроза передней брюшной стенки.
   
2. 
   Впервые разработана экспериментальная модель исследования срединного и парамедианного лапаротомных доступов, позволяющая изучить и сравнить их биомеханические свойства.
   
3. 
   Выявлен лапаротомный доступ, обладающий наилучшими прочностными характеристиками, и позволяющий снизить частоту грыжеобразования.
   
4. 
   Разработана рациональная техника закрытия лапаротомной раны.
   
5. 
   Установлены сроки развития послеоперационных вентральных грыж.
   

Разработанная экспериментальная модель исследования срединного и парамедианного лапаротомного доступов позволила изучить их механические свойства, что сделало возможным их объективное сравнение. Проведенное исследование выявило лапаротомный доступ с наилучшими механическими характеристиками. Доказано, что применение парамедианного доступа является оптимальным и позволяет снизить частоту развития послеоперационных вентральных грыж. Указанный доступ прост в освоении и может быть использован в широкой хирургической практике. Проведенное исследование позволит улучшить отдаленные результаты хирургических операций, путем снижения частоты развития послеоперационных вентральных грыж.

1. 
   Для хирургических вмешательств на органах брюшной полости предпочтительно использовать парамедианный лапаротомный доступ.
   
2. 
   Косой подреберный доступ, вследствие его значительной травматичности и высокой частоты развития послеоперационных вентральных грыж, должен иметь ограниченное применение.
   
3. 
   При закрытии лапаротомной раны при парамедианном и срединном лапаротомном доступах края рассеченных апоневрозов предпочтительно сшивать непрерывным швом, особенно при сшивании заднего листка апоневроза при парамедианном доступе.
   
4. 
   Для своевременного выявления послеоперационных вентральных грыж необходимо активное наблюдение за пациентами в сроки до 1 года после хирургического вмешательства.
   

Результаты исследования внедрены в клиническую практику кафедры общей хирургии лечебного факультета РГМУ, хирургических отделений клинических больниц №12 и №13 Департамента здравоохранения г. Москвы.

Основные положения диссертации доложены на совместной научно-практической конференции кафедры общей хирургии лечебного факультета ГОУ ВПО РГМУ и хирургических отделений ГКБ №13 Департамента здравоохранения г. Москвы 25.06.2010г.

Автор принимал непосредственное участие во всех этапах исследования от постановки задач до обсуждения результатов для научных публикаций и докладов. Автором проведен анализ отечественной и зарубежной литературы по изучаемой проблеме. Проведено анкетирование и обследование больных, проанализирована медицинская документация. Изучены биомеханические свойства апоневроза передней брюшной стенки, как интактного, так и сшитого различными видами хирургических швов. Проведен статистический анализ и обработка полученных данных.

По материалам диссертации опубликовано 3 научные работы в рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК для публикации научных исследований на соискание ученой степени кандидата медицинских наук.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, выводов, практических рекомендаций и списка литературы. Библиография состоит из 75 отечественных и 199 зарубежных источников. Диссертация изложена на 135 страницах машинописного текста, иллюстрирована 10 таблицами и 34 рисунками.

В основу работы положен анализ результатов хирургического лечения 508 больных, оперированных в клиниках кафедры общей хирургии лечебного факультета РГМУ (зав. кафедрой д.м.н., проф. Н.А. Кузнецов) на базе ГКБ №12 (главный врач – А.В. Саликов) и ГКБ №13 (главный врач – Л.С. Аронов) Департамента здравоохранения г. Москвы, а также результаты 140 экспериментов. Экспериментальная часть работы выполнена на базе паталогоанатомического отделения ГКБ №12 (зав. отделением Н.В. Петренко) и Института Химической Физики им. Н.Н. Семенова РАН (академик РАН, проф. А.А. Берлин).

Экспериментальная часть работы выполнена совместно с доцентом кафедры общей хирургии лечебного факультета РГМУ, кандидатом медицинских наук И.В. Счастливцевым и доктором физико-математических наук, профессором, лауреатом государственной премии СССР Р.А. Турусовым.

В качестве основного оборудования для измерения деформационно-прочностных показателей апоневроза передней брюшной стенки использована универсальная испытательная машина “Инстрон 1122” фирмы “INSTRON Ltd.” (Великобритания).

Механические испытания материала – апоневроза передней брюшной стенки проводились на растяжение. Исследование проведено на 30 трупах обоего пола в возрасте от 47 до 82 лет. Смерть всех больных наступила от острого инфаркта миокарда или острого нарушения мозгового кровообращения. Вышеуказанные пациенты ранее на органах брюшной полости оперированы не были. Взятие образцов апоневроза производили в сроки до 24 часов после смерти пациента. Ширина образцов составляла 30 мм, а длина 100 мм. Апоневроз до исследования хранили в 0,89% растворе хлорида натрия при температуре 4ºС. Испытание образцов проводилось в течении последующих суток.

Подготовленный образец апоневроза закрепляли в пневматические зажимы испытательной машины. Давление в зажиме составляло 3 атмосферы. База растяжения (расстояние между зажимами испытательной машины) была 75 мм. Скорость растяжения равнялась 50 мм/мин и была постоянна.

Основными показателями, характеризующими механические свойства апоневроза являлись:

ε, % - относительная геометрическая деформация препарата в процентах (отношение абсолютного удлинения к первоначальной длине образца).

σ - напряжение в мегапаскалях (10 Мпа=1 кг/ мм²). Данная величина характеризует прочность образца апоневроза.
Образцы, моделирующие парамедианный доступ, были рассечены, отступя 20 мм от белой линии.

Исследовано 140 образцов апоневроза передней брюшной стенки, из них 20 - цельных, 120 – рассеченных и сшитых различной техникой шва образцов апоневроза. В качестве шовного материала использовался полипропилен 2-0. Сшивание проводилось четырьмя швами: расстояние между стежками 8 мм., расстояние от вкола до края среза 8 мм. Сшитые образцы были представлены следующими видами:

1. 
   Срединный доступ, узловой шов;
   
2. 
   Срединный доступ, непрерывный шов;
   
3. 
   Парамедианный доступ (передний листок апоневроза), узловой шов;
   
4. 
   Парамедианный доступ (передний листок апоневроза), непрерывный шов;
   
5. 
   Парамедианный доступ (задний листок апоневроза), узловой шов;
   
6. 
   Парамедианный доступ (задний листок апоневроза), непрерывный шов.
   

В клинической части работы использован анализ отдаленных результатов хирургического лечения больных оперированных в клинике за период с 2005 по 2008 год. В качестве модели исследования, с целью минимизации возможного вмешательства внешних факторов, влияющих на грыжеобразование и учет которых крайне затруднителен, были взяты пациенты, которым выполнялась одна операция – холецистэктомия. За указанный период было прооперировано 645 пациентов. У 467 пациентов выполнена холецистэктомия из парамедианного доступа, у 126 пациентов из верхнесрединной лапаротомии и у 52 пациентов использовался косой подреберный доступ. У всех пациентов, независимо от доступа, апоневроз ушивался узловым швом нитью капрон №5.

Отдаленные результаты операций оценены у 508 из 645 больных (78,76%). Из них у 351 из 467 пациентов с парамедианным доступом (75,16%); у 109 из 126 – с верхнесрединным доступом (86,51%); у 48 из 52 из больных с косым подреберным доступом (92,31%). В работе анализировались отдаленные результаты только у отслеженных пациентов.

Среди 508 пациентов мужчин было 143, женщин 365 в возрасте от 15 до 81 года. В экстренном порядке оперировано 433, в плановом - 75 больных.

Результаты лечения оценивали путем анкетирования пациентов, физикального обследования с фотографированием послеоперационного рубца, выполнения УЗИ зоны послеоперационного рубца.

Размеры грыж оценивались по классификации SWR, разработанной J.P.Chevrel и A.M. Rath, принятой на XXI Международном конгрессе герниологов в Мадриде (1999г.) и рекомендованной в нашей стране V конференцией «Актуальные вопросы герниологии», Москва. Октябрь 2006 г. Классификация предусматривает три позиции, из которых мы пользовались критерием ширины грыжевых ворот (W), где W1 – до 5 см, W2 – 5-10 см, W3 – 10-15 см, W4 – свыше 15 см.

Результаты экспериментальных и клинических исследований были подвергнуты статистическому анализу. Достоверность различий сравниваемых показателей определяли по критерию Стьюдента с использованием для множественных сравнений поправки Бонферрони. Для анализа качественных признаков высчитывался критерий ² для таблицы сопряженности.
Результаты исследований

Изучены механические свойства апоневроза на растяжение. На рисунке 1 приведена полученная кривая деформация-напряжение испытаний поперечных образцов трупного апоневроза. Получена почти симметричная колоколообразная кривая с одним максимумом. На полученной нами диаграмме мы выделили 3 точки: Н, 1 и 2, отражающие свойства полученной диаграммы.

Точка Н характеризуется одним параметром: ε_нач – это деформация, при которой начинается быстрый рост нагрузки. Тангенс угла наклона этого линейного участка есть эффективный модуль упругости Е.

Точка 1 характеризуется двумя показателями: σ_р - максимум напряжения (отражает механическую прочность апоневроза); ε_р – соответствующая данному напряжению относительная деформация;

Точка 2 характеризуется одним параметром: ε_кон – деформация разрушения. Это величина, при которой происходит полное разрушение образца апоневроза.

В процессе обработки результатов испытаний при сравнении полученных кривых деформация-напряжение сходные значения ε_нач – показывают, что испытуемые образцы были закреплены в зажимы испытательной машины в одинаковых условиях.

Результаты испытаний поперечных образцов апоневроза представлены на рисунке 1 и в таблице 1.

Рис. 1. Диаграмма напряжение-деформация испытания образцов цельного апоневроза.

Таблица 1.

Результаты испытаний поперечных образцов трупного апоневроза при растяжении.

	εнач, %	εкон, %	σp, МПа	εр, %
Трупный апоневроз	1,8±1,2	59,62±18,24	4,5±1,69	26,21±12,56

Проведено исследование механических свойств поперечных образцов трупного апоневроза на растяжение с наложенными швами. Результаты испытаний представлены на рисунке 2 и в таблице 2.

Рис. 2. Диаграмма напряжение-деформация испытания образцов цельного и сшитого апоневроза.

Результаты испытаний образцов апоневроза с наложенными швами.

При анализе кривых деформация-растяжение, полученных при испытании как цельного апоневроза, так и апоневроза с наложенными швами, получены однотипные кривые - колоколообразные, почти симметричные кривые с одним максимумом. Обращает на себя внимание, что разрушение всех образцов, как цельных, так и со швами, независимо от техники шва и операционного доступа, происходило при одной и той же деформации, составляющей от 33,65 до 38,41%. При одинаковых деформациях разрушения и разрыва образца, при использовании как узлового, так и непрерывного шва, для срединного и парамедианного доступов (передний листок), разрыв образца происходил при одном и том же напряжении. В свою очередь прочность задних листков апоневроза, сшитых узловыми и непрерывными швами оказалась более чем в 2 раза меньше, чем при сшивании других образцов.

Следует отметить, что какой бы техникой не накладывались швы, где бы не производился разрез апоневроза, сшитый апоневроз всегда уступает по прочности цельному (см.рисунок 2). Важно отметить, что разрыв образцов апоневроза со швами всегда происходил в зоне шва.

В нашей работе мы не получили разницы в механической прочности при использовании узлового и непрерывного шва как для срединного, так и для сшивания передних листков при закрытии парамедианного доступа (см.рисунок 3). В то время как при сшивании задних листков апоневроза влагалища прямых мышц живота наилучший результат показала непрерывная техника шва. Образцы задних листков апоневроза, сшитые непрерывным швом выдерживают нагрузки на 30% больше, что представлено на рисунке 3 .

Рис. 3. Диаграмма напряжение-деформация испытания образцов задних листков апоневроза сшитых узловым и непрерывным швом.

Рис. 4. Диаграмма напряжение-деформация сравнения срединного и парамедианного доступов, сшитых узловым швом.

При применении узлового шва разрывная нагрузка для парамедианного доступа на 38% выше, чем для срединного, а при применении непрерывного шва разрывная нагрузка для парамедианного доступа выше на 33,8%, по сравнению со срединным.

Результаты проведенных экспериментальных исследований позволили сделать следующие заключения:

• 
  Какую бы технику шва и операционный доступ не использовал хирург – зона шва является слабым местом и прочность зашитой раны всегда уступает прочности интактной брюшной стенки.
  
• 
  Зашитый парамедианный доступ выдерживает большие нагрузки по сравнению со срединным, независимо от техники закрытия лапаротомной раны.
  
• 
  При закрытии парамедианного доступа задний листок апоневроза следует сшивать непрерывным швом.
  

Данные, полученные при экспериментальном исследовании апоневроза передней брюшной стенки, нашли свое подтверждение в результате клинических наблюдений.

Послеоперационные вентральные грыжи были выявлены у 45 пациентов, что составило 8,86%. При использовании срединной лапаротомии грыжа сформировалась у 18 больных, что составило 16,51% случаев; при парамедианном доступе у 17 пациентов, что составило 4,84% случаев; при косом подреберном – у 10 пациентов, что составило 20,83% (рисунок 6).

Рис. 6. Частота развития послеоперационных вентральных грыж при различных хирургических доступах.

Наилучшие результаты были получены при применении парамедианного доступа. Помимо высокой прочности формируемого шва данный доступ характеризуется простотой выполнения, предоставляет уверенный визуальный контроль за зоной манипуляции и обеспечивает достаточную свободу действий в брюшной полости. Все это позволяет рекомендовать использование парамедианного доступа как наиболее оптимального.
Сроки развития послеоперационных вентральных грыж

Проведенный анализ клинических наблюдений показал, что сроки развития грыж после хирургической операции от вида доступа не зависят. Во всех случаях грыжевое образование появилось в первые 12 месяцев после хирургического вмешательства и постепенно увеличивалось в размерах. Следует отметить, что у подавляющего числа пациентов грыжа возникла в первые 6 месяцев после хирургической операции.

При анализе способов диагностики послеоперационных вентральных грыж установлено, что в 46,67% случаев послеоперационная грыжа была обнаружена самим пациентом в сроки от 1 до 12 месяцев (табл. 3).

Таблица 3.

Сроки выявления грыж после операции пациентом.

Сроки, мес. Доступ	1-2	3-4	5-6	7-8	9-10	11-12
Срединный	2	2	4		1
Косой подреберный	1	1	2
Парамедианный	1	2	3	1		1
Всего:	4	5	9	1	1	1

В 53,33% наблюдений послеоперационные вентральные грыжи были выявлены нами во время клинического исследования. Эти пациенты считали себя полностью здоровыми и на момент осмотра жалоб не предъявляли. При измерении размеров у 16 пациентов ширина грыжевых ворот была до 5 см. (W1), а у 5 больных составила 5-10 см. (W2).

Следует отметить, что лишь у 3 пациентов грыжевые образования были выявлены нами визуально: у одного пациента размер грыжевого образования составил 9 см (W2), а у двух других – 4 см в диаметре (W1). У 21 пациента грыжевое образование визуально не определялось и дефект апоневроза был выявлен нами лишь пальпаторно и подтвержден данными УЗИ (рис.7).

Рис. 7. Распределение пациентов по способу диагностики послеоперационной грыжи.

Рис. 8. Распределение пациентов по размеру грыжевых ворот и способу диагностики.

Известно, что длительность существования грыжи является фактором, приводящим к дегенеративным изменениям мышц передней брюшной стенки и морфофункциональной недостаточности соединительной ткани. Чем длительнее сроки грыженосительства, тем сильнее у больного выражены атрофические процессы в передней брюшной стенке. Своевременная диагностика позволяет избежать образования больших грыж, хирургия которых сопровождается большим процентом осложнений с высокой летальностью и частым возникновением рецидивов.

1. 
   Любой вид лапаротомии значительно снижает механическую прочность передней брюшной стенки. Наиболее надежный хирургический шов формируется после сшивания краев раны при использовании парамедианного доступа.
   
2. 
   Срединный и косой подреберный доступы у значительной части пациентов приводят к развитию послеоперационных вентральных грыж. Гораздо реже послеоперационные грыжи возникают при парамедианном хирургическом доступе.
   
3. 
   Использование непрерывного хирургического шва для закрытия лапаротомной раны позволяет добиться наибольшей прочности шва, уменьшить массу шовного материала в ране и сократить время манипуляции.
   
4. 
   Послеоперационные вентральные грыжи развиваются в первые 6-12 месяцев после операций на органах брюшной полости. Более поздние сроки выявления грыж обусловлены их несвоевременной диагностикой.
   

1. 
   Для снижения риска развития послеоперационных вентральных грыж при хирургических операциях следует шире использовать парамедианный лапаротомный доступ. Ушитая лапаротомная рана при данном доступе выдерживает большие нагрузки по сравнению со срединным доступом.
   
2. 
   Косой подреберный доступ, вследствие его значительной травматичности и высокой частоте развития послеоперационных вентральных грыж, должен иметь ограниченное применение.
   
3. 
   При закрытии лапаротомной раны края рассеченных апоневрозов предпочтительно сшивать непрерывным швом. Ушитая лапаротомная рана при данной технике хирургического шва выдерживает большие нагрузки, особенно при зашивании заднего листка апоневроза, по сравнению с узловыми швами и содержит меньше шовного материала.
   
4. 
   Для своевременного выявления послеоперационных вентральных грыж необходимо активное наблюдение за пациентами в сроки до одного года после хирургического вмешательства. Для эффективного выявления грыж следует шире использовать ультразвуковое сканирование передней брюшной стенки в зоне хирургического доступа.
   

1. 
   Кузнецов Н.А., Счастливцев И.В., Цаплин С.Н. К вопросу о сроках развития послеоперационных вентральных грыж. // Хирург. – 2010. - №9. – С.11-15.
   
2. 
   Счастливцев И.В., Цаплин С.Н. Частота развития грыж после традиционной холецистэктомии. // Вестник РГМУ. – 2010. - №5. – С.73-75.
   
3. 
   Счастливцев И.В., Цаплин С.Н. Факторы риска развития послеоперационных вентральных грыж. // Хирург. – 2011. - №1. – С.68-72.
   
4. 
   Цаплин С.Н. Опыт применения парамедианного доступа для выполнения холецистэктомии. // Вестник РГМУ. Материалы VI Международной (XV Всероссийской) Пироговской научной медицинской конференции студентов и молодых ученых. – 2011. - №1. – С.343.