Elektrogastroenterografie (nebo elektrogastrografie ) (z elektro + jiné řecké γαστήρ - žaludek + ἔντερον - střeva + γράφω - píšu) - metoda pro studium motoricko-evakuační funkce (MEF) gastrointestinálního traktu (GIT) současným zaznamenáváním biopotenciálů jeho různých odděleních.
První studie o elektrogastrografii provedl Walter C. Alvarez na počátku 20. let [1] .
Podpora potravy trávicím traktem , její mechanické zpracování, mísení s trávicími šťávami je jednou z důležitých funkcí trávicího traktu . Lékaři tomu říkají motorická evakuační funkce gastrointestinálního traktu .
Při spolknutí se bolus potravy pod tlakem dostává do jícnu a pohybuje se po něm pomocí rytmických vlnovitých kontrakcí. Poté, obcházením jícno-žaludeční junkce (nazývané také dolní jícnový svěrač ), vstupuje do žaludku .
V žaludku je potravní bolus smíchán s trávicími šťávami a mechanicky zpracován v důsledku krátkodobých peristaltických kontrakcí a pomalých, dlouhodobých změn tonusu.
Po zpracování v žaludku se potrava v malých porcích s periodou cca 20 sekund dostává do dvanáctníku , kde je dále zpracovávána enzymy vylučovanými slinivkou a žlučí . A zde jeho pohyb zajišťují peristaltické vlnovité kontrakce.
Poté se potrava, která se proměnila v jakousi kaši, chyme , dostává do libové hmoty, poté do ilea, kde se dále tráví a vstřebává živiny. A opět ne bez pomoci peristaltiky.
Jeho další cesta leží v tlustém střevě . Zde je jídlo zpožděno po dlouhou dobu - až 20 hodin. Jsou známy tři typy motorické aktivity tlustého střeva : přímý pohyb hmoty, retrográdní (reverzní) podpora a rytmické kontrakce v jednotlivých segmentech střeva. Toto komplexní chování střev zajišťuje úplnou absorpci soli a vody z výkalů a normální defekaci.
Právě koordinovaná práce jícnu, žaludku a střev zajišťuje normální trávení a právě poruchy jeho koordinace stojí nebo jsou důsledkem mnoha onemocnění trávicího traktu . A to je důvod, proč potřebujete vědět vše o motoricko-evakuační funkci gastrointestinálního traktu .
V současné době existují dvě skupiny metod pro studium motoricko-evakuační funkce gastrointestinálního traktu.
Do první skupiny patří metody, které umožňují zaznamenat kontraktilní aktivitu gastrointestinálního traktu měřením tlaku uvnitř určité části gastrointestinálního traktu pomocí balónků, mikrosenzorů, rádiových kapslí a otevřených vodních perfuzních katétrů. Bohužel zavedení cizího tělesa, kterým je některý z výše uvedených senzorů, vede k podráždění orgánu a mění jeho motorickou aktivitu.
Do druhé skupiny patří elektrofyziologické metody založené na vztahu mezi elektrickou a kontraktilní aktivitou gastrointestinálního traktu. Patří mezi ně buď registrace biopotenciálů z elektrod upevněných na stěnách orgánů , tzv. přímá elektrogastroenterografie, nebo registrace biopotenciálů z kožních elektrod upevněných na břiše nebo končetinách - nepřímá nebo periferní elektrogastroenterografie.
Nutnost implantace elektrod přirozeně omezuje použití přímé elektrogastroenterografie v klinické praxi.
Periferní elektrogastroenterografie, která je neinvazivní , to znamená, že nevyžaduje jakoukoli invazi do lidského těla, je dobře tolerována všemi pacienty. To umožňuje vyšetřovat i extrémně obtížné pacienty jak před operací, tak v prvních hodinách pooperačního období.
Registrovaný elektrogastroenterografický signál je studován různými metodami matematického zpracování, včetně použití lineární filtrace, spektrální analýzy , waveletové analýzy atd.
Fyziologové již v 50. letech zjistili, že buňky hladkého svalstva mají v klidu koncentrační gradient iontů, které pronikají buněčnou membránou . To určuje přítomnost tzv. klidového membránového potenciálu, jehož periodické změny se nazývají pomalé vlny nebo základní elektrický rytmus.
Tyto změny probíhají autonomně, nejsou spojeny s vlivem nervového systému , humorálních regulátorů. Když dojde ke kontrakci tkáně hladkého svalstva na pozadí pomalých vln, jsou zaznamenány skupiny rychlých elektrických oscilací, které se nazývají akční potenciály .
Vše výše uvedené platí přímo pro gastrointestinální trakt, jehož stěnu tvoří tkáň hladkého svalstva. Četné experimenty prokázaly úzký vztah mezi elektrickou a motorickou aktivitou hladkého svalstva gastrointestinálního traktu.
Do poloviny 70. let byly aktivně vyvíjeny 2 skupiny elektrofyziologických metod pro studium MEF gastrointestinálního traktu.
První skupinu tvoří metody pro záznam biopotenciálů přímo ze stěny žaludku nebo střev pomocí elektrod implantovaných při operaci nebo sacích elektrod. Nevýhodou těchto metod je invazivita a nemožnost posouzení bioelektrické aktivity celého gastrointestinálního traktu.
Ve stejné době vyvinul M. A. Sobakin metodu záznamu elektrických signálů z gastrointestinálního traktu z přední stěny břišní [2] .
Metoda umožnila vyhodnotit amplitudu a rytmus elektrických oscilací různých částí žaludku a dvanáctníku. M. A. Sobakin byl schopen identifikovat změny v elektrické aktivitě charakteristické pro exacerbaci peptického vředu žaludku a dvanáctníku , rakovinu žaludku a stenózu vývodu žaludku.
Na základě experimentů prokazujících postupné snižování frekvence kontrakcí z horního do dolního střeva a stálost frekvence kmitů různých úseků gastrointestinálního traktu vyvinul V. A. Stupin metodu periferní elektrogastroenterografie, při které se signál elektrická aktivita gastrointestinálního traktu nebyla zaznamenána z povrchu přední břišní stěny, ale z končetin. Tento typ výzkumu je v poslední době poměrně dobře rozvinutý a je poměrně široce využíván.
Frekvence kontrakcí různých částí gastrointestinálního traktu, jak bylo prokázáno v řadě studií, jsou stabilním parametrem. Hranice těchto frekvenčních intervalů jsou uvedeny v tabulce.
Frekvenční intervaly elektrické aktivity různých částí gastrointestinálního traktu
| Oddělení gastrointestinálního traktu | frekvence Hz) |
|---|---|
| Dvojtečka | 0,01 - 0,03 |
| Žaludek | 0,03 - 0,07 |
| Ileum | 0,07 - 0,13 |
| Jejunum | 0,13 - 0,18 |
| Duodenum | 0,18 - 0,25 |
Znalost těchto frekvencí umožňuje zpracovat elektrogastroenterografický signál takovým způsobem ( spektrální analýza , digitální filtrace atd.) za účelem izolace a samostatné analýzy motility různých úseků gastrointestinálního traktu.
Obrázek jako příklad ukazuje trojrozměrný graf výsledku spektrálního zpracování takového signálu, získaného pomocí elektrogastroenterografu. Na vertikální ose je na něm vynesena amplituda kontrakcí, na horizontální ose frekvence odpovídající kontrakcím různých úseků gastrointestinálního traktu. Graf je nasazen v čase a umožňuje vám tak vyhodnotit dynamiku změn kontrakcí.
Výsledkem zpracování signálu a jeho spektra jsou některé integrální parametry (celková elektrická aktivita, relativní elektrická aktivita, rytmický koeficient, srovnávací koeficient atd.), jejichž znalost hodnoty umožňuje usuzovat na motilitu gastrointestinálního traktu. a jeho koordinaci.
Periferní elektrogastroenterografie slouží především k vyšetření pacientů s různými známkami poruchy motorické aktivity trávicího traktu.
Účely jeho aplikace:
Jednu ze sledovaných skupin tvoří pacienti se žaludečními a duodenálními vředy, v jejichž patogenezi hraje důležitou roli dysmotilita horního gastrointestinálního traktu. Nemoci tenkého střeva . Pro odhalení jeho funkčních poruch je důležitá především periferní elektrogastroenterografie. Funkční poruchy tzv. "přechodových zón" ( gastroezofageální reflux , duodenogastrický reflux atd.). V břišní chirurgii diagnostika spastické a strangulační střevní neprůchodnosti, pooperační střevní parézy , časné adhezivní střevní obstrukce atd. Ve fázi léčby umožňuje možnost provedení více studií zvolit adekvátní terapii a sledovat obnovu motoriky. evakuační funkce gastrointestinálního traktu v dynamice.
Existují praktické zkušenosti s využitím periferní elektrogastroenterografie v diagnostice funkční dyspepsie , pylorobulbární stenózy, abdominální adhezivní choroby, mezenterické trombózy. [3]
Pro diagnostiku a korekci motoricko-evakuační funkce trávicího traktu u pacientů v intenzivní péči v pooperačním období se používá dlouhodobá elektrogastroenterografie (18-24 hodin) s použitím parenterálních stimulancií (prokinetika, prozerin , distigmin bromid ) místo jídla. [3]
Gastrointestinální trakt astronauta během letu je vystaven významným nárazům. Mezi dalšími experimenty „Dlouhodobého programu vědeckého a aplikovaného výzkumu a experimentů plánovaných na ruském segmentu ISS“ je poskytován experiment Splanch: „Studium vlastností strukturálního a funkčního stavu různých částí gastrointestinálního traktu traktu k identifikaci specifik změn v trávicím systému během kosmického letu“ [4] . V rámci projektu Mars-500 posádka provádí 24hodinovou elektrogastroenterografii pomocí gastroenterografu Splanchograf, palubního zařízení vyvinutého Ústavem biomedicínských problémů Ruské akademie věd za účasti Istok-System Research and Production Enterprise na základě sériově vyráběného elektrogastroenterografu Gastroscan-GEM. [5] [6]
Ve dnech 3. – 4. února 2014 byly poprvé v historii vesmírných letů na oběžné dráze provedeny studie motility gastrointestinálního traktu astronautů. Na studii se podíleli členové 38. dlouhodobé posádky Mezinárodní vesmírné stanice, ruští kosmonauti Oleg Kotov a Sergej Rjazansky . V rámci první etapy byly pomocí gastroenterografu Splanchograf zaznamenávány elektrogastroenterogramy astronautů. [7]