Gastroenteroanastomosis using NOTES-technologies — results of an experimental study

Full Text

ВВЕДЕНИЕ

Обструкция выходного тракта желудка и двенадцатиперстной кишки — распространенное состояние, которое может быть обусловлено доброкачественными и злокачественными причинами. Традиционные варианты лечения, такие как хирургическое шунтирование и стентирование, имеют свои преимущества и ограничения. Несмотря на использование минимально инвазивных лапароскопических методов, хирургические гастроеюнальные анастомозы по-прежнему сопровождаются риском развития осложнений, связанных с самой операцией и общей анестезией [1–4].

Эндоскопическая хирургия через естественные отверстия (Natural Orifice Transluminal Endoscopic — NOTES) может представлять альтернативу открытой или лапароскопической хирургии для создания межкишечного анастомоза. Однако только несколько исследователей оценили возможность выполнения подобной процедуры у людей [5–8]. Большинство этих сообщений связаны с рядом ограничений, в том числе обусловленных небольшим размером выборки, отсутствием изучения отдаленных итогов и гистологических данных. Несколько приспособлений были предложены для формирования трансорального гастроэнтероанастомоза, включая устройства T-tag, клипсы G Padlock и систему OVESCO [9–12]. Единственным примером использования NOTES-гастроэнтеростомии (NOTES-ГЭ) в детском возрасте стало сообщение B. Liu и соавт. [7] о демонстрировании успешного выполнения гастроэнтероанастомоза у 15-летнего мальчика с синдромом верхней брыжеечной артерии.

Целью этого экспериментального исследования была демонстрация эффективности и воспроизводимости гастроеюнального анастомоза с использованием NOTES-технологии.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Общая характеристика экспериментальных моделей животных

Настоящее проспективное экспериментальное исследование на животных было выполнено в ветеринарном центре «Эндовет» Кургана в кооперации с хирургическими командами из детского госпиталя Иркутска (Ивано-Матренинская детская клиническая больница), Санкт-Петербурга (Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. акад. И.П. Павлова) и Казахского НИИ онкологии и радиологии, Алматы.

Проведение эксперимента было одобрено локальными этическими комитетами заинтересованных организаций, участвующих в исследовании. Операции проводили на здоровых домашних свиньях разного пола (в возрасте от 3 до 4 мес. и весом от 25 до 30 кг). Процедуру NOTES выполняли под общей анестезией. Предварительная фаза исследования позволила отработать технику на 2 животных с выведением из эксперимента после его успешного окончания. Заключительная фаза включала реализацию гастроеюноанастомоза у 6 животных, которых затем наблюдали на протяжении 4 недель. У 3 животных она выполнена с лапароскопической ассистенцией с применением одноканального видеогастроскопа, а у следующих 3 животных — без лапароскопии, используя двухканальный видеогастроскоп.

Животные голодали на протяжении 24 ч до операции. Вводную анестезию выполняли путем внутримышечной инъекции препаратом Zoletil (Тилетамин) в дозировке 10 мг/кг. Индукцию в наркоз проводили с помощью внутримышечного введения препарата Domitor (Медетомидин) в дозе 0,05 мг/кг. Поддержание анестезии осуществлялось постоянным введением Propofol (Пропофол) в дозе 10 мг/кг в час на фоне оротрахеальной интубации и дополнительной подачи в контур наркозного аппарата газового анестетика Isoflurane (Изофлюран) в концентрации 2 об%. В течение всего наркоза проводился мониторинг частоты сердечных сокращений и насыщения крови кислородом, а также контроль артериального давления и температуры тела. Все животные получали внутривенную инъекцию по 1 г цефотаксима за 40 мин до начала операции и один раз в день по 1 г в течение последующих 7 дней.

Эндоскопическое оборудование

В исследовании был использован видеопроцессор эндоскопический Pentax ERP-i7010 Optivista, к которому подключались гибкие эндоскопы: одноканальный видеогастроскоп Pentax EG29-i10 (Pentax, Tokyo, Япония) диаметром 9,8 мм и каналом 3,2 мм с прикрепленным силиконовым дистальным колпачком FineMedix (Finemedix Co., LTd, Daegu, Южная Корея) или двухканальный видеогастроскоп Pentax EG-3890TK с диаметром 12,8 мм и каналами 3,8 и 2,8 мм. Для коагуляции и рассечения мышечного слоя применяли эндоскопический нож Q-type FineMedix (Finemedix Co., Ltd, Daegu, Южная Корея), на который подавался ток от электрохирургического коагулятора ERBE VIO300D (ERBE Elektromedizin GmbH, Германия).

Техника операции (рис. 1, 2)

 

Рис. 1. Гастроэнтеростомия NOTES с использованием одноканального эндоскопа и лапароскопии: a — установка проводника через стенку желудка; b — дилатация отверстия желудка с помощью баллонного катетера; c — пункция петли тощей кишки; d — установка проводника в просвет тощей кишки; e — установка металлического стента LAMS, соединяющего просветы; f — вид во время лапароскопии

Fig. 1. Gastroenterostomy NOTES using a single-channel endoscope and laparoscopy: a — inserting the guide through the stomach wall; b — dilating the opening in the stomach with a balloon catheter; c — puncturing the jejunum loop; d — inserting the guide into the jejunum lumen; e — installing the metal LAMS stent connecting the lumens; f — view during laparoscopy

 

Рис. 2. Гастроэнтеростомия NOTES с использованием двухканального эндоскопа без применения лапароскопии: a — пункция стенки желудка; b — коагуляция отверстия в желудке; c — дилатация отверстия баллонным катетером; d — захват зажимами петли тощей кишки; e — установка проводника в просвет тощей кишки; f — вид во время гастроскопии

Fig. 2. Gastroenterostomy NOTES using a double-channel endoscope without laparoscopy: a — puncturing the stomach wall; b — coagulating the opening in the stomach; c — dilating the opening with a balloon catheter; d — capturing the jejunum loop by clamps; e — inserting the guide into the jejunum lumen; f — view during gastroscopy

 

Пошаговая техника гастроэнтероанастомоза, использованная в текущем исследовании, состояла в следующем:

1. Разрез желудка. Животных размещали на операционном столе в положении лежа на спине, чтобы обеспечить лучший доступ к органам брюшной полости. Гастротомия производилась с помощью ножа FineMedix (Finemedix Co., Ltd, Daegu, Южная Корея) в передней антральной зоне на равном удалении от малой и большой кривизны. Затем в брюшную полость устанавливался нитиноловый проводник диаметром 0,025 дюйма, по которому через канал эндоскопа заводился баллонный катетер с диаметром расширения до 10 мм (для двухканального эндоскопа использовался баллон диаметром 12 мм). С помощью баллонного катетера производилась дилатация разреза, для того чтобы выполнить введение эндоскопа в брюшную полость. После этого баллон опорожнялся и удалялся наружу вместе со струной.

При использовании двухканального видеогастроскопа техника гастротомии отличалась и состояла в пункции стенки желудка иглой 19G (рис. 2). Затем через просвет иглы устанавливался проводник диаметром 0,025 дюйма, по которому проводился баллонный катетер. Дальнейшие шаги этого этапа были сопоставимы с техникой, воспроизводимой с помощью одноанального видеогастроскопа и лапароскопической ассистенции.

2. Доступ и исследование брюшной полости. Создавался карбоксиперитонеум с помощью нагнетания в брюшную полость углекислого газа. В случаях, если возникали гемодинамические или респираторные нарушения выполнялось удаление избыточного количества газа.
3. Установка лапароскопических инструментов. Телескоп диаметром 10 мм устанавливался в мезогастрии по средней линии. Дополнительный 5 мм порт для атравматичного зажима размещался справа от оптического порта. Лапароскопическая ассистенция процедуры NOTES-ГЭ применялась у первых 3 животных. В дальнейшем этот этап был исключен и выполнялась чистая процедура NOTES-ГЭ с использованием двухканального гастроскопа.
4. Идентификация петли тощей кишки. Выбор петли тощей кишки для анастомозирования основывался на близости ее расположения к месту разреза желудка, чтобы минимизировать напряжение в области соустья и возможную ишемию. Петля захватывалась 5 мм лапароскопическим атравматичным зажимом. Начиная с 4-го животного, мы стали использовать двухканальный эндоскоп, что позволило отказаться от лапароскопической ассистенции. Через меньший по диаметру канал видеогастроскопа устанавливался эндоскопический атравматичный зажим, который фиксировал сегмент тощей кишки на протяжении манипуляции.
5. Установка проводника в просвет тощей кишки. На противобрыжеечной стороне петли тощей кишки производилась коагуляция и микроразрез стенки с помощью электроножа и введение в просвет кишки проводника диаметром 0,025 дюйма.
6. Выполнение анастомоза с использованием устройства LAMS (Lumen-Apposing Metal Stent — металлический стент, соединяющий просветы). Устройство, содержащее стент на конце, вводилось в просвет тощей кишки, где выполнялось раскрытие дистального диска. Затем петля кишки подтягивалась к желудку и выполнялось раскрытие проксимального диска. Устройство освобождалось от средства доставки и размещалось таким образом, что оба диска теперь соединяли между собой просвет желудка и тощей кишки.
7. Контроль проходимости гастроэнтероанастомоза (рис. 3). Через внутренний канал стента в тощую кишку устанавливался видеогастроскоп, чтобы визуализировать положение стента и отсутствие видимой утечки анастомоза. На заключительном этапе производилось извлечение всех лапароскопических устройств и эндоскопов из тела животного, сопровождающееся удалением углекислого газа из брюшной полости.

 

Рис. 3. Контроль проходимости при гастроэнтеростомии NOTES

Fig. 3. Controlling patency during gastroenterostomy NOTES

 

Послеоперационный период

Последующий послеоперационный протокол состоял в наблюдении животных в течение 4 нед. Обязательная отмена кормления действовала на протяжении 48 ч. Старт кормления начинался с того, что энтеральная диета животного расширялась постепенно так, чтобы на протяжении следующих 4 дней перейти на полный энтеральный объем пищи.

Эвтаназия и гистологическое исследование

Эвтаназия была выполнена после 28-го дня наблюдения путем введения сверхдозы кетамина. Во время вскрытия животных, анастомоз удаляли в полном объеме для гистологической экспертизы. Все анастомозы были исследованы для определения строения серозных и мышечных оболочек тощей кишки и желудка в месте соприкосновения этих органов. Ткани были также изучены на наличие признаков инфекции, перитонита, ишемии и местного некроза.

Статистический анализ

Описательный статистический анализ количественных переменных выражался в виде средних значений с их стандартными отклонениями и диапазонами. Небольшой размер исследования не позволил выполнить сравнительные тесты в одномерном анализе точным тестом Фишера или использование распределения χ² для поиска прогностических факторов неблагоприятных исходов.

РЕЗУЛЬТАТЫ

Эндоскопическая процедура, описанная выше, была выполнена во всех случаях в полном объеме у всех 6 животных с использованием технологии NOTES. Воспроизведение процедуры и последовательность шагов были выполнены одинаково для всех животных. Эпизод десатурации крови (<90 %) и тахикардии (>150 уд./мин) наблюдался во время операции у 1 животного. Эти события были связаны с избыточным карбоперитонеумом. Своевременное удаление СО₂ нормализовало гемодинамические показатели.

Средняя продолжительность операции составила 133,3 ± 43,8 мин (диапазон 80–200 мин). У животных № 4, 5 и 6 средняя продолжительность эндоскопического вмешательства составила 115, 100 и 80 мин соответственно по сравнению с 200 мин для первого животного. Этот факт продемонстрировал достаточно короткий период освоения навыка трансорального гастроэнтероанастомоза и хорошую прогнозируемую кривую обучения этой процедуре.

Один случай артериального кровотечения был отмечен во время разреза желудка, которое было успешно остановлено коагуляционными щипцами в режиме мягкой коагуляции (Soft Coag). Это кровотечение было связано с ранением ветви желудочно-сальниковой артерии. У других животных кровотечения не наблюдалось.

В общей сложности 5 животных выжили до конца периода наблюдения и находились в хорошем клиническом состоянии. Одно животное погибло на 5-й день после операции из-за несостоятельности анастомоза, что было подтверждено наличием сепсиса и перитонита, верифицированных при вскрытии. Область несостоятельности располагалась на задней полуокружности анастомоза, что привело к миграции стента в брюшную полость. Очевидно, что причиной неблагоприятного исхода послужило слишком большое для этого стента отверстие в желудке и тощей кишке, которое вызвало расслоение анастомоза. Из-за ограниченного числа животных, включенных в это исследование, предикторы летального исхода в результате утечки анастомоза не были установлены. При выполнении лапаротомии оставшимся животным не было отмечено признаков перитонита, приводящая и отводящая петли хорошо определялись. У 2 животных стент мигрировал в желудок, у 3 животных он остался на месте. У каждого из них было хорошо визуализировано отверстие анастомоза.

Гистологический анализ

Были исследованы желудочно-кишечные срезы в области анастомоза у 5 животных, которые выжили в течение 28 дней после операции. Желудок и тощая кишка были соединены отверстием со средним диаметром 10 ± 2,5 мм (диапазон 4–15 мм). В центральной части анастомоза наблюдались изменения в виде легкой хронической воспалительной реакции, в том числе обнаружена высоко полиморфная гранулематозная ткань с лимфоцитами, плазматическими клетками, макрофагами и нейтрофилами. Гранулематозная ткань содержала больше фибробластов и демонстрировала признаки ранней коллагенизации. Подслизистая оболочка содержала фибробласты и новые кровеносные сосуды. Слизистые оболочки во всех случаях покрывали зону анастомоза с явлениями умеренного воспаления.

ДИСКУССИЯ

Первое описание перитонеоскопии через естественные отверстия тела принадлежит A. Kalloo и соавт. [13]. Это событие стало одним из самых влиятельных и радикальных изменений, произошедших не только в терапевтической эндоскопии, но и в хирургии. NOTES во многом изменила взгляд гастроэнтерологов на эндоскопию, которая когда-то считалась исключительно внутрипросветной. Концепция выполнения эндоскопии в пространстве, расположенном снаружи органа, проложила путь для многих транслюминальных методов, таких как туннельная подслизистая диссекция и гастроэнтеростомия под контролем эндо-УЗИ (ЭУС-ГЭ от англ. EUS-GE).

С точки зрения выполнимости гастроэнтеростомии с использованием технологий NOTES (NOTES-ГЭ), то только несколько исследований на животных показали осуществимость и безопасность NOTES-ГЭ [14–17]. Методы NOTES-ГЭ отличаются от ЭУС-ГЭ, при которой используется эхоэндоскоп, чтобы найти связку Treitz, где всегда находится сегмент кишки, ближайший по расположению к желудку [5]. Различия состоят в том, что для доступа в брюшную полость используется игла для тонкоигольной биопсии и проводник, который проводится за пределы желудка. Следующим этапом отверстие в желудке расширяется баллоном, позволяя установить двухканальный эндоскоп в брюшную полость. Иногда прибегают к помощи лапароскопии и процедура NOTES-ГЭ превращается в лапароскопически ассистированную [4]. Далее используются щипцы для захвата петли тонкой кишки, расположенной дистальнее обструкции, и игла для тонкоигольной биопсии 19G. Пункция и катетеризация тонкой кишки проводится под прямым контролем. Как только проводник оказывается на месте, устанавливается LAMS при прямой эндоскопической визуализации раскрытия дистального диска (фланца) устройства внутри тонкой кишки. Стент и устройство доставки вместе с эндоскопом вытягиваются в желудок, где раскрывается проксимальный диск (фланец), создавая кишечное соустье.

Несмотря на то что данные экспериментов на животных продемонстрировали возможность выполнения NOTES-ГЭ, существуют немногочисленные сведения об использовании этой технологии у людей. В современной литературе представлено описание только нескольких случаев NOTES-ГЭ [5–7]. Хотя у всех пациентов были достигнуты хорошие технические и клинические результаты, дальнейшее распространение NOTES-ГЭ скорее всего будет ограниченным, пока не станут доступны дополнительные данные об ее эффективности.

Настоящая экспериментальная работа демонстрирует выполнимость трансорального гастроеюнального анастомоза с хорошими функциональными результатами с точки зрения выживания и эффективности. Техника разреза желудка и тощей кишки состояла в использовании коагуляционной иглы и баллона. Внутрибрюшная пространственная ориентация и выбор какую петлю тощей кишки использовать для интеграции с желудком — трудности, которые связанны с этой процедурой, — были решены путем использования гибридной техники с привлечением лапароскопии в начале исследования и применения двухканального видеогастроскопа в финальной части исследования.

Выполнение гастроеюнального анастомоза является наиболее технически сложным этапом этой операции, который определяет сложность и длительность этой процедуры. Продолжительность процедуры значительно уменьшилось к концу эксперимента, и для последних 3 животных снижение времени хирургического вмешательства достигло более 50 %. Через 4 нед. после операции целостность и функциональность гастроеюнальных анастомозов были подтверждены на примере 5 выживших животных. Размер отверстия, полученный в результате использования стента, составил от 4 до 15 мм. P. Chiu и соавт. [18] продемонстрировали средний размер анастомоза 30 мм во время вскрытия 11 животных, подвергшихся гастроеюностомии, используя гибридную технику с применением степлера.

Мы предположили, что в качестве гипотетических факторов, способствующих созданию нормального хорошо проходимого гастроэнтероанастомоза, могут служить следующие условия выполнения операции. Во-первых, разрезы желудка и тощей кишки должны быть намеренно не слишком широкими и соответствовать диаметру центральной втулки стента. Во-вторых, во время наложения анастомоза необходимо предупредить его натяжение и травму стенок в результате применения электрокоагулирующих устройств для создания разрезов желудка и тощей кишки. Эти факторы при ретроспективном рассмотрении очевидно послужили причиной несостоятельности анастомоза, которая наблюдалась у одного животного.

Описанная в исследовании процедура пока еще не позволяет полностью контролировать адекватную обоюдную компрессию стенок желудка и тощей кишки, способствующую аппроксимации этих органов. Возможно, что увеличенный диаметр дистального и проксимального дисков LAMS могут улучшить результат и будут применены на следующем этапе нашей исследовательской программы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Гастроеюнальный анастомоз с помощью технологий NOTES технически возможен, но подлежит дальнейшему изучению. Эта многообещающая техника требует работы врача-эндоскописта с опытом работы в области интервенционной эндоскопии и ультразвукового исследования. Наш опыт демонстрирует выполнимость процедуры NOTES-ГЭ с использованием лапароскопической ассистенции и без нее. Техника была воспроизводимой, с приемлемой длительностью операции и частотой осложнений. Трудности, с которыми сталкиваются хирурги при выполнении транслюминального гастроеюноанастомоза, имеют отношение к навигации в брюшной полости и надежности. Эти методы с течением времени улучшаются, но все еще не готовы быть полностью перенесены на людей.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Конфликт интересов. Авторы данной статьи подтвердили отсутствие конфликта интересов и финансовой поддержки, о которых необходимо сообщить.

Conflict of interest. The authors of this article confirmed the lack of interest and financial support, which should be reported.

About the authors

Aleksandr А. Smirnov

Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: smirnov-1958@yandex.ru

Сand. Sci. (Med.), Associate Professor of the Department of Hospital Surgery No. 2, Head of the Department of Endoscopy

Russian Federation, Saint Petersburg

Alexander V. Chernov

Veterinary Center Endovet

Email: chernov-av@inbox.ru

Cand. Sci. (Vet.), Head.

Russian Federation, Kurgan

Asem B. Kargabaeva

Kazakh Scientific Research Institute of Oncology and Radiology Republic of Kazakhstan

Email: assem_doc@mail.ru

Endoscopist

Kazakhstan, Almaty

Nadezhda V. Konkina

Pavlov First St. Petersburg State Medical University

Email: n_konkina@inbox.ru

Clinical resident

Russian Federation, Saint Petersburg

Natalya A. Baranova

Veterinary Center Endovet

Author for correspondence.
Email: vetcenter45@mail.ru

anesthesiologist-resuscitator

Russian Federation, Kurgan

Andrey A. Rasputin

Ivano-Matreninsky Children’s Clinical Hospital

Email: arasputin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5690-790X

Surgeon of Department of Neonatal Surgery

Russian Federation, Irkutsk

Chimit B. Ochirov

Ivano-Matreninsky Children’s Clinical Hospital

Email: Chimitbator@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-6045-1087

Surgeon of Department of Neonatal Surgery

Russian Federation, Irkutsk

Vladislav S. Cheremnov

Ivano-Matreninsky Children’s Clinical Hospital

Email: chervl@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-6135-4054

Clinical Ordinator of Department of Pediatric Surgery

Russian Federation, Irkutsk

Yury A. Kozlov

Ivano-Matreninsky Children’s Clinical Hospital; Irkutsk State Medical University

Email: yuriherz@hotmail.com

Head of Department of Neonatal Surgery; Professor of the Department of Pediatric Surgery

Russian Federation, Irkutsk

References

Supplementary files