Оценка безопасности контактной электроимпульсной литотрипсии в желчевыводящих путях

Резюме

Актуальность. Для повышения эффективности эндоскопических методов лечения холедо-холитиаза все чаще используют процедуру контактной билиарной литотрипсии. Актуальным остается вопрос о выборе наиболее подходящей методики малоинвазивной литотрипсии, которая была бы безопасна для окружающих тканей, не способствовала вклинению и миграции частей конкрементов, была максимально эффективна и наименее требовательна в контексте затрачиваемых ресурсов. Один из таких методов - контактная билиарная электроимпульсная литотрипсия.

Цель - оценка безопасности контактной электроимпульсной литотрипсии.

Материал и методы. 1-й этап - воздействие электроимпульсного электрода на стенку желчного пузыря. 2-й этап - контактная литотрипсия в жидкой среде in vitro. Для литотрипсии использовали электроимпульсную установку с диапазоном энергии в импульсе от 0,05 до 1,0 Дж, частотой 0,5-5,0 Гц. Группа контроля - интактный желчный пузырь. Проводили по 3 экспериментальные процедуры в 3 группах, выделенных на основе режимов мощности. В зависимости от состава конкременты разделили на 3 группы. Каждая группа подвергалась контактной электроимпульсной литотрипсии на всех исследуемых режимах мощности. Оценивали повреждение стенки желчного пузыря, выполняли гистологическое исследование на светооптическом уровне места воздействия "дробящей искры", степень разрушения, характер миграции частей конкрементов, режим мощности, при котором происходит максимальное дробление.

Результаты. При визуальном осмотре стенки желчного пузыря во всех группах исследования с воздействием электроимпульсного разряда визуализировался незначительный участок струпа, перфорации стенки желчного пузыря во всех группах не выявлено. При дроблении желчных камней в водной среде электроимпульсным электродом при помощи разработанного оригинального устройства происходила их полная фрагментация вне зависимости от состава.

Заключение. Использование электроимпульсов для литотрипсии желчных конкрементов при холедохолитиазе является эффективным и безопасным методом, так как даже в случае попадания "искры дробления" на стенку холедоха риск развития его перфорации и связанных с этим осложнений минимален. При дроблении камней желчных протоков с помощью электроимпульсной литотрипсии происходит их полная фрагментация без миграции и вероятного травмирования окружающих тканей.

Ключевые слова:электроимпульсная литотрипсия, механическая желтуха, холедохолитиаз

Финансирование. Исследование не имело спонсорской поддержки. 
Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Для цитирования: Семичев Е.В., Подгорнов В.Ф., Кокорин А.С. Оценка безопасности контактной электроимпульсной литотрипсии в желчевыводящих путях // Клиническая и экспериментальная хирургия. Журнал имени академика Б.В. Петровского. 2021. Т. 9, № 3. С. 67-73. DOI: https://doi.org/10.33029/2308-1198-2021-9-3-67-73 

На данный момент желчнокаменная болезнь (ЖКБ) является актуальной медико-социальной проблемой. Доля заболеваемости данной патологией составляет ~10-30% взрослого населения преимущественно трудоспособного возраста. Также имеет место тенденция к росту числа больных, расширение возрастного диапазона, причем в сторону омоложения [1]. Рост заболеваемости отмечается в большинстве экономически развитых стран. Так, в Германии в конце XX - начале XXI вв. было зарегистрировано более 5 млн пациентов с ЖКБ, в США - 15 млн. Наиболее высокие показатели отмечены в Китае -11% взрослого населения [2]. В России, по данным ряда авторов, заболеваемость колеблется в пределах 3-12%. ЖКБ и холедохолитиаз становятся самыми распространенными причинами острой хирургической патологии. [3] Так, обострение калькулезного холецистита является причиной ~30% всех вызовов скорой медицинской помощи и, как следствие, последующей госпитализации в стационар [4].

К числу наиболее грозных осложнений ЖКБ относится холедохолитиаз, возникающий более чем у 15-33% больных. При этом у 60% из них развивается механическая желтуха, требующая ургентной помощи [3].

В случае вклинения конкремента в общем желчном протоке блок оттока желчи может быть различным по уровню. Если при низком блоке, например на уровне терминального отдела холедоха или большого дуоденального сосочка, остается возможность нивелировать обструкцию путем ретроградных транспапиллярных вмешательств, то наибольшую опасность представляет высокий блок (супрадуоденальный отдел, ворота печени), когда имеются технические ограничения для ряда используемых на данный момент малоинвазивных процедур. Если вклинение конкремента и уровень блока не позволяют выполнить широко используемые манипуляции в ходе эндоскопической ретроградной холангиопанкреатографии, можно прибегнуть к другим современным методам лечения холедохолитиаза [5].

В настоящее время эндоскопические методы приобретают все большее значение. И для повышения их эффективности все чаще используют процедуру контактной билиарной литотрипсии [3, 6].

Выделяют целый ряд вариантов данной методики: лазерную, механическую, электрогидравлическую. Однако все они имеют те или иные недостатки, ограничивающие возможность их широкого применения при холедохолитиазе.

Так, лазерная контактная литотрипсия требует больших временных, энергетических и финансовых затрат. Механическая литотрипсия имеет ограничения в зависимости от состава камней, а также является наиболее травматичной для окружающих тканей. При разрушении конкрементов с помощью электрогидравлического литотриптора в результате воздействия ударной волны существует риск повреждения общего желчного протока [7-9].

В таком случае актуальным становится вопрос о выборе самой подходящей методики малоинвазивной литотрипсии, которая бы соответствовала требованиям безопасности для окружающих тканей, не повреждала их, не способствовала вклинению и миграции частей конкрементов, была максимально эффективной, а соответственно и наименее требовательной в контексте затрачиваемых ресурсов, как энергетических, так и финансовых.

Наиболее близко к таким требованиям использование эндоскопической контактной билиарной электроимпульсной литотрипсии - метода разрушения конкрементов в желчных путях с помощью электроимпульсов высокой частоты.

Помимо выбора метода литотрипсии, необходимо учитывать и тот факт, что сам процесс разрушения камней зависит от состава конкрементов. На сегодняшний день известны 3 вида камней, образующихся в желчевыводящих путях: холестериновые, билирубиновые и смешанные [10, 11].

Как известно, холестериновые камни имеют светло-серый или светло-коричневый цвет, однородную мелкозернистую структуру и относительно большую плотность, нежели другие типы. Пигментные - темного, вплоть до черного цвета, в виде рыхлых гранул, при механическом воздействии пластичны. Кроме того, согласно имеющимся данным, чаще всего встречаются холестериновые конкременты (до 80% всех камней), остальная часть представлена пигментными и смешанными [10-12].

В таком случае можно говорить, что примерно 2/3 пациентов с холедохолитиазом имеют блок более плотными, менее поддающимися механическому воздействию холестериновыми конкрементами. Следовательно, представляется целесообразным воздействие на них импульсами на больших режимах мощности и в большем количестве, однако это может быть чревато повреждением окружающих тканей.

Таким образом, цели настоящей работы - определение возможностей контактной билиарной электроимпульсной литотрипсии, а также оценка ее безопасности в желчевыводящих путях.

Материал и методы

Исследование проводилось в несколько этапов.

1- й этап - воздействие "дробящей искры" стандартного электроимпульсного электрода на стенку холедоха. Учитывая анатомо-гистологическую схожесть строения стенки холедоха и желчного пузыря (ЖП), а также трудность получения холедоха с минимальными трупными изменениями, в эксперименте использовалась стенка ЖП, полученного в первые минуты после лапароскопической холецистэктомии.

2- й этап - контактная литотрипсия проводилась в жидкой среде in vitro (0,9% NaCl) в стеклянном сосуде. Конкременты разделили на 3 группы в зависимости от их состава: холестериновые, билирубиновые и смешанные. Каждая группа подвергалась контактной электроимпульсной литотрипсии на всех исследуемых режимах мощности.

Для литотрипсии использовалась электроимпульсная установка с диапазоном энергии в импульсе от 0,05 до 1,0 Дж, частотой 0,5-5,0 Гц, режим следования импульсов - однократный. Схема 1-го этапа эксперимента представлена в таблице.

Схема эксперимента: 1-й этап

Использовали следующие методы исследования:

1. Визуальная оценка степени разрушения, характер миграции частей конкрементов, а также

режим мощности, при котором происходит максимальное дробление.

2. Визуальный контроль повреждения стенки

ЖП.

3. Гистологическое исследование на светооптическом уровне места воздействия "дробящей искры" на стенку ЖП (окраска гематоксилином и эозином).

Результаты

1-й этап - воздействие "дробящей искры" стандартного электроимпульсного электрода на стенку холедоха

При визуальном осмотре стенки ЖП во всех группах исследования с воздействием электроимпульсного разряда визуализировался незначительный участок струпа, также выявлено, что перфорации стенки ЖП во всех группах исследования не выявлено. Стенка ЖП в контрольной группе имела обычное гистологическое строение.

В гистологических препаратах контрольной группы определялась слизистая, волокнисто-мышечная и серозные оболочки. Слизистая образовывала многочисленные складки, была представлена эпителием, собственной пластинкой слизистой оболочки. Эпителий однослойный, цилиндрический, клетки которого продуцируют слизь (рис. 1). Собственная пластинка слизистой оболочки представлена рыхлой волокнистой соединительной тканью с кровеносными сосудами. В собственной пластинке слизистой оболочки локализуются единичные лимфоциты и макрофаги.

Рис. 1. Желчный пузырь человека (группа контроля). Однослойный цилиндрический эпителий (1)и собственная пластинка слизистой оболочки желчного пузыря (2). Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 1. The human gallbladder (Control group). Monolayer columnar epithelium (1) and lamina propria of the gallbladder mucosa (2). Stained with hematoxylin-eosin

В гистологических препаратах ЖП после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 1 четко определялись слизистая, волокнисто-мышечная и серозные оболочки. Слизистая оболочка была представлена эпителием, собственной пластинкой слизистой оболочки (рис. 2). Во многих участках слизистой оболочки отмечалось повреждение эпителия. Рыхлая волокнистая соединительная ткань содержала большое количество коллагеновых волокон и единичных фибробластов. Некоторые сосуды собственной пластинки слизистой оболочки были расширены. Визуализировались единичные очаговые лимфогистиоцитарные инфильтраты, преимущественно локализующиеся под базальной мембраной. Волокнисто-мышечная оболочка представлена пучками гладкомышечных клеток. Между ними расположены разволокненные коллагеновые волокна. Серозная оболочка состоит из рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани и брюшины.

Рис. 2. Желчный пузырь человека после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 1. Дистрофические изменения в цилиндрическом эпителии слизистой оболочки (1), незначительный отек собственной пластинки слизистой оболочки желчного пузыря (2). Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 2. Human gallbladder after exposure to an electric pulse discharge in power mode No. 1. Dystrophic changes in the columnar epithelium of the mucous membrane (1), slight edema of the lamina propria of the gallbladder mucosa (2). Stained with hematoxylin-eosin

При исследовании гистологических препаратов стенки ЖП после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 2 определялись слизистая, волокнисто-мышечная и серозные оболочки. Слизистая оболочка была представлена эпителием, собственной пластинкой слизистой оболочки. Эпителий с выраженными дистрофическими изменениями (рис. 3).

Рис. 3. Желчный пузырь человека после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 2. Дистрофические изменения в эпителии (1), венозное полнокровие (2) и отек (3) собственной пластинки слизистой оболочки желчного пузыря. Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 3. Human gallbladder after exposure to an electric pulse discharge in power mode No. 2. Dystrophic changes in the epithelium (1), venous congestion (2) and edema (3) in the lamina propria of the gallbladder mucosa. Stained with hematoxylin-eosin

Визуализировался умеренный отек собственной пластинки слизистой оболочки с небольшим очаговым лимфоцитарным инфильтратом, а также волокнисто-мышечной оболочки с преимущественной локализацией отечной жидкости между коллагеновыми волокнами. Серозная оболочка имеет типичное строение и представлена рыхлой волокнистой неоформленной соединительной тканью и брюшиной.

В экспериментальной группе с воздействием электроимпульсного разряда на стенку ЖП в максимальном режиме мощности № 3 в наибольшей степени были выражены воспалительные и дистрофические процессы.

В препарате определялись слизистая, волокнисто-мышечная и серозные оболочки. Слизистая оболочка была представлена эпителием и собственной пластинкой слизистой оболочки (рис. 4).

Рис. 4. Желчный пузырь человека после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 3. Дистрофические и некротические изменения в эпителии (1), венозное полнокровие (2), отек (3) собственной пластинки слизистой оболочки желчного пузыря. Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 4. Human gallbladder after exposure to an electric pulse discharge in power mode No. 3. Dystrophic and necrotic changes in the epithelium (1), venous congestion (2), edema (3) of the lamina propria of the gallbladder mucosa. Stained with hematoxylin-eosin

Практически во всех участках гистологического препарата отмечалось повреждение эпителия или его отсутствие. Выявляли отек собственной пластинки слизистой оболочки с локализацией преимущественно под базальной мембраной. В собственной пластинке слизистой оболочки имелся диффузный лимфогистиоцитарный инфильтрат (рис. 5). Сосуды собственной пластинки слизистой оболочки расширены. Отмечается выраженный отек волокнисто-мышечной оболочки с локализацией отечной жидкости между мышечными и коллагеновыми волокнами (рис. 6). Серозная оболочка состоит из рыхлой волокнистой неоформленной соединительной ткани и брюшины с выраженными признаками отека.

Рис. 5. Желчный пузырь человека после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 3. Диффузный лимфогистиоцитарный инфильтрат (1), отек (2) собственной пластинки слизистой оболочки желчного пузыря. Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 5. Human gallbladder after exposure to an electric pulse discharge in power mode No. 3. Diffuse lympho-histiocytic infiltrate (1), edema (2) of the lamina propria of the gallbladder mucosa. Stained with hematoxylin-eosin

Рис. 6. Желчный пузырь человека после воздействия электроимпульсного разряда в режиме мощности № 3. Выраженный отек волокнисто-мышечной оболочки желчного пузыря. Набухание и разволокнение коллагеновых волокон (1), утолщение мышечных волокон (2). Окраска гематоксилином и эозином

Fig. 6. Human gallbladder after exposure to an electric pulse discharge in power mode No. 3. Severe edema of the fibrous-muscular membrane of the gallbladder. Swelling and dissociation of collagen fibers (1), thickening of muscle fibers (2). Stained with hematoxylin-eosin

Таким образом, в препаратах 1-й группы (мощность 0,4 Дж, частота 2 Гц, количество импульсов 1) отмечалось повреждение слизистой оболочки, а также имели место отдельные изменения в собственной пластинке слизистой и под базальной мембраной.

В препаратах 2-й группы (мощность 0,8 Дж, частота 2 Гц, количество импульсов 1) повреждение распространялось до волокнисто-мышечной оболочки.

После воздействия электроимпульсным электродом на препараты 3-й группы (мощность 1,0 Дж, частота 2 Гц, количество импульсов 1) отмечались наиболее выраженные воспалительные и дистрофические процессы, повреждение распространялось до серозной оболочки.

2-й этап - контактная литотрипсия конкрементов

С целью проведения методики было разработано устройство для эндоскопической электроимпульсной литотрипсии, представляющее собой гибкий двухканальный зонд, соединенный с источником импульсов, которые доставляются непосредственно к захваченному корзинкой типа Дормиа конкременту с помощью электрода. На основании проведенного исследования нами было зарегистрировано ноу-хау и получена приоритетная справка Федерального института промышленной собственности №2016147097/14(075611) от 21.02.2017.

При дроблении желчных камней в водной среде электроимпульсным электродом при помощи разработанного оригинального устройства происходила их полная фрагментация вне зависимости от состава. Конкременты были разделены на 3 группы: преимущественно холестериновые, пигментные и смешанные (рис. 7). Для большинства камней режим дробления варьировал в пределах средних значений мощности, но не доходил до пределов режима, используемого в исследовании в 3-й группе (мощность 1,0 Дж, частота 2 Гц, количество импульсов 1). Тем не менее для полной фрагментации преимущественно холестериновых конкрементов требовалось наибольшее число импульсов (до 10), для пигментных - наименьшее (2-3 импульса).

Рис. 7. Группы камней: 1 - конкременты преимущественно холестериновые; 2  - конкременты пигментные; 3  - конкременты смешанные

Fig. 7. Groups of stones: 1 - predominantly cholesterol stones; 2 - pigment stones; 3 - mixed stones

Обсуждение

Учитывая данные гистологического исследования, можно сделать вывод о том, что возможная перфорация холедоха с развитием последующих грозных осложнений может произойти только при использовании наивысшего режима мощности электроимпульсного электрода, так как в препаратах только данной группы наблюдалось поражение всех слоев стенки ЖП. Кроме того, стоит заметить, что стенка ЖП тоньше стенки холедоха, а достаточная фрагментация желчных конкрементов наблюдалась на средних режимах мощности, что также снижает риск перфорации холедоха при эндоскопической электроимпульсной литотрипсии.

Таким образом, использование электроимпульсного метода литотрипсии способно нивелировать минусы, присущие использованию механических и электрогидравлических методик: миграцию и вклинение частей конкрементов, повреждение окружающих тканей.

Заключение

Использование электроимпульсов для литотрипсии желчных конкрементов при холедохолитиазе является эффективным и относительно безопасным методом, так как даже в случае попадания "искры дробления" на стенку холедоха риск развития его перфорации и связанных с этим осложнений минимален. Кроме того, при дроблении камней желчных протоков с помощью электроимпульсной литотрипсии происходит их полная фрагментация без миграции и вероятного травмирования окружающих тканей.

Литература

1.    Пронина ГМ., Быстровская Е.В., Ильченко А.А., Орлова Ю.Н., Селезнева Э.Я. Оценка эффективности литолитической терапии у больных желчнокаменной болезнью // Медицинский совет. 2012. № 9. С. 34-36.

2.    Schirmer B.D., Edlich R.F., Winters K.L. Cholelithiasis and cholecystitis // J. Long Term Eff. Med. Implants. 2005. Vol. 15, N 3. P. 329-338.

3. Мерзликин Н.В., Подгорнов В.Ф., Семичев Е.В., Бушланов П.С., Талачева В.Д. Методы лечения холедо-холитиаза // Бюллетень сибирской медицины. 2015. Т. 14, № 4. С. 99-109.

4.    Sun H., Tang H., Jiang S. et al. Gender and metabolic differences of gallstone diseases // World J. Gastroenterol. 2009. Vol. 15, N 15. P. 1886-1891.

5. Ничитайло М.Е., Грубник В.В., Ковальчук А.Л. и др. Минимально инвазивная хирургия патологии желчных протоков. Киев : Здоров'я, 2005. 424 с.

6. Шаповальянц С.Г, Мыльников А.Г, Паньков А.Г, Ардасенов Т.Б. и др. Рецидивный холедохолитиаз диагностика, профилактика и лечение // Экспериментальная и клиническая гастроэнтерология. 2012. № 4. С. 32-38.

7. Binmoeller K.F., Bruckner M., Thonke F. et al. Treatment of difficult bile duct stones using mechanical, electrohydraulic and extracorporeal shock wave lithotripsy // Endoscopy. 1993. Vol. 25. P. 201-206.

8.    Blind PJ., Lundmark M. Management of bile duct stones: lithotripsy by laser, electrohydraulic, and ultrasonic techniques // Eur. J. Surg. 1998. Vol. 164. P. 403409.

9.    Тарасенко С.В., Брянцев Е.М., Мараховский С.Л., Копейкин А.А. Осложнения эндоскопических транспапиллярных вмешательств у больных доброкачественными заболеваниями желчных протоков // Анналы хирургической гепатологии. 2010. Т. 15, № 1. С. 21-26.

10. Страхов А.В., Гордецов А.С. Определение химического состава желчных камней у больных желчнокаменной болезнью с использованием метода инфракрасной спектрометрии // Современные технологии в медицине. 2012. № 2. С. 86-90.

11. Асланов А.М., Яловега Г.Э., Колмакова Т.С., Бржезинская М.М. Микроэлементный состав и ультраструктура желчных камней разного типа // Современные проблемы науки и образования. 2015. № 3. С. 132.

12. Асланов А.М., Колмакова Т.С., Тенчурин РШ. Особенности элементного состава камней желчевыводящей системы и желчи у пациентов с желчнокаменной болезнью // Фундаментальные исследования. 2014. № 4-1. С. 17-21.

ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
ГЛАВНЫЙ РЕДАКТОР
Дземешкевич Сергей Леонидович
Доктор медицинских наук, профессор (Москва, Россия)
РОСМЕДОБР 2021
Вскрытие
Медицина сегодня
Конференция "Молекулярная диагностика"

Уважаемые коллеги ! Приглашаем Вас принять участие в X Юбилейной конференции "Молекулярная диагностика", которая пройдёт 9-11 ноября 2021 г. в Москве в ГК "Космос" (Проспект Мира, 150). На сегодняшний день согласно приказу Мэра Москвы с 8 ноября все массовые мероприятия с...

III Конгресс "Психическое здоровье человека XXI века"

ДЕТИ. ОБЩЕСТВО. БУДУЩЕЕ. III Конгресс "Психическое здоровье человека XXI века" Более 10 тысяч медицинских и немедицинских специалистов в сфере охраны психического здоровья, а также представителей социально-ориентированных НКО, деловых кругов, СМИ из 37 стран стали...

II Национальный междисциплинарный конгресс "Времена года. Женское здоровье от юного до серебряного и золотого возраста".

Пресс-релиз 21 и 22 октября 2021 года состоится II Национальный междисциплинарный конгресс "Времена года. Женское здоровье от юного до серебряного и золотого возраста" . Конгресс будет посвящен 20-летию Российской Ассоциации Маммологов и 15-летию первой кафедры клинической...


Журналы «ГЭОТАР-Медиа»