ИМПЕДАНСНЫЕ МЕТОДЫ В УРОЛОГИИ: ИССЛЕДОВАНИЕ

ИМПЕДАНСНЫЕ МЕТОДЫ В УРОЛОГИИ:
ИССЛЕДОВАНИЕ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ
ВЕРХНИХ МОЧЕВЫХ ПУТЕЙ
Мудрая И.С., Кирпатовский В.И.
НИИ урологии МЗ РФ (директор – академик РАМН Н.А.Лопаткин)
Диагностика нарушений уродинамики верхних мочевых путей (ВМП) важна
для выбора лечения ряда урологических заболеваний. Однако существующие в
клинике методы не всегда включают оценку
функционального состояния
мочеточника. Между тем, клинические данные свидетельствуют, что нарушение
транспорта мочи может происходить не только из-за препятствия в виде камня или
стриктуры,
но
также
быть
результатом
патологических
изменений
гладкомышечной стенки мочевыводящих путей. В НИИ урологии МЗ РФ
использованы следующие импедансные методы - многоканальная импедансная
уретерография (МИУГ) для изучения сократительной функции верхних мочевых
путей,
и
двухчастотная
импедансометрия
-
для
выявления
участка
склерозирования.
Апробация импедансных методов проведена у собак с неизмененными
мочевыми путями и с экспериментальным уретерогидронефрозом, моделирование
которого основано на вызванном склерозировании участка стенки мочеточника.
Функциональные обследования и оперативные вмешательства у собак проведены в
условиях премедикации и тиопенталового наркоза. Обследования урологических
больных выполнены в эндоскопических операционных, под рентгеновским
контролем измерительный многоконтактный электрод вводили в интересующий
отдел верхних мочевых путей через цистоскоп.
Принципиальная схема проведения функциональной диагностики верхних
мочевых путей импедансными методами представлена на рис.1. Электрод ПЭДМ-9
(Каменец-Подольское СКБ МЭТ) введенный непосредственно в исследующий
отдел ВМП, подсоединяли к реографу РПКА2-01 (МЕДАСС, Россия) для
осуществления МИУГ, а при проведении импедансной уретерометрии – к
двухчастотному урологическому импедансометру (ИДУ-2м). На крайние токовые
контакты электрода подается зондирующий ток, а с промежуточных пар контактов
отводится импеданс последовательно расположенных участков стенки мочевых
путей.
Метод МИУГ основан на регистрации моментальных изменений импеданса
(ток 2 мА при частоте 32 кГц) лоханки и мочеточника в связи с происходящими в
их стенке биоэлектрическими явлениями и перемещениями – сокращениями во
время заполнения мочой и опорожнения, что позволяет объективно качественно и
количественно оценивать двигательную активность верхних мочевых путей.
Мониторинг ведется на ЭВМ в “Windows-95-NT” по разработанной в НИИ
урологии МЗ РФ программе MCDP32. Помимо активных сокращений мочеточника
метод регистрирует его пассивные движения, обусловленные передаточным
давлением в результате дыхательной и сердечно-сосудистой активности. Мы
предложили использовать амплитуду этих движений в качестве характеристики
тонуса стенки верхних мочевых путей, исходя из положения, что чем выше тонус,
тем меньше стенка способна передавать колебания передаточного давления и тем
меньше ее пассивные движения. Количественными показателями сократительной
функции
почечной
лоханки
и
мочеточника
в
различных
его
отделах,
определяемыми методом МИУГ, являются амплитуда и частота перистальтики,
тонус стенки, длительность и скорость распространения сокращения. Метод
оценивает также качественные функциональные параметры, такие как форма
волны сокращения, ритмичность генерации
генерации,
направление
движения
волны
перистальтических волн, место их
сокращения
(антеградное
или
ретроградное).
Величина базового импеданса, измеренная при высокой и низкой частоте
зондирующего тока, является индикатором структурного состава тканей, так как
различаются их составляющие – величины активного и емкостного сопротивлений.
Этот принцип использован нами при осуществлении метода двухчастотной
имедансометрии мочеточника, который выполняется посредством такого же
многоконтактного
электрода,
введенного
в
мочеточник
(см.рис.1),
но
подключенного к двухчастотному импедансометру «ИДУ-6» (МЕДАСС, Россия).
Базовый
импеданс
последовательно
расположенных
участков
мочеточника
измеряется при низкой (16 кГц) и высокой (250-500 кГц) частоте зондирующего
тока (<2 мА) и производится автоматический расчет соотношения их импедансов
(Zн/Zв) при двух частотах. Этот метод оказался информативным для выявления
очагов
замещения
мышечной
ткани
в
стенке
мочеточника
рубцовой
соединительной тканью.
Экспериментально установлено, что выявленные участки верхних мочевых
путей с соотношением импедансов более 1,33 определяются как склерозированные
и нефункционирующие. У собак с экспериментальным уретерогидронефрозом,
которым повреждали участок мочеточника, соотношение значений импеданса
(Zн/Zв) в неизмененных участках мочеточника составляют 1,23—1,27, а в области
стриктур (замещенных соединительной тканью участков) - 1,38+0,02. Совпадение
локализации участков, в которых отношение Zн/Zв было выше 1,33 с фактической
локализацией области повреждения получены в 83%. Ложно положительные
результаты получены в 21% измерений. В последних случаях не исключено
структурное
спонтанное
повреждение
мочеточника.
Метод
двухчастотной
импедансометрии с успехом использован у пациентов с гидронефрозом для
диагностики стриктур ВМП, так как позволяет выявить нефункционирующий
рубцово измененный участок их стенки.
На записях МИУГ в области стриктуры мочеточника, в зависимости от
глубины и площади склерозирования, можно было наблюдать следующие
нарушения сократительной функции ВМП: возникновение самопроизвольных
сокращений
мочеточника;
деформированные
сократительные
комплексы,
уменьшение амплитуды или полное отсутствие сокращений (рис.2,3). В норме
волна сокращения распространяется по направлению от проксимальных (1-й) к
дистальным (6-й) каналам регистрации и имеют синусоподобную форму.
Появление дополнительных зубцов в сократительном комплексе (рис.2, А, 4-й и 5й канал) свидетельствует о неравномерном охвате сокращением гладкомышечных
клеток стенки ВМП. Распространение волны сокращения от дистальных к
проксимальным каналам регистрации (рис.2, Б, от 3-го к 1-му каналу) указывает на
наличие волн антиперистальтики по ВМП. Отсутствие сократительных комплексов
можно видеть в расслабленных, с низким тонусом ВМП (рис.3, В), а также в
области стриктуры мочеточника (рис.3, Г, 4-й и 5-й канал).
Получаемая импедансными исследованиями индивидуальная качественная и
количественная оценка нарушений сократительной функции ВМП,
позволила
выявить причину нарушенной уродинамики и осуществлять патогенетичски
обоснованное лечение каждого больного. Помимо этого, метод МИУГ дал
возможность
объективно
охарактеризовать
особенности
функционального
состояния ВМП при определенных урологических заболеваниях и оценивать
эффективность проводимой терапии.
Так, выделено 4 группы больных мочекаменной болезнью, функциональное
состояние которых различалось по количественным (амплитуда сокращений, тонус
стенки ВМП) и качественным показателям (табл.1). Для пациентов с наихудшими
показателями сократительной функции ВМП (4-й группа) были характерны низкая
амплитуда перистальтики и высокий тонус стенки, у них была высокая вероятность
выявления
аритмичных,
деформированных,
ретроградных
и
цистоидных
сокращений. Результаты лечения этих больных были хуже, чем у больных 1-й и 3й группы по данным клинических наблюдений (эффективность отхождения
раздробленных в результате дистанционной литотрипсии осколков камней,
возникновение воспалительных осложнений). Пациенты с более выраженными
функциональными нарушениями ВМП, отнесенные ко 2-4-м группам, нуждались в
дополнительных мероприятиях (дренирование мочевых путей, установка стентов)
для предотвращения повреждения функции почки.
Таблица 1. Показатели функционального состояния верхних мочевых путей
у больных мочекаменной болезнью.
Количественные показатели
Группы пациентов
I
Амплитуда перистальтики (Ом)
II
III
IV
1,8+0,4
1,3+0,2
0,5+0,1
0,3+0,03
Тонус ВМП (условные единицы) 2,2+0,2
7,9+1,8
2,9+0,2
13,2+2,1
Частота сокращений в минуту
2,2+0,6
3,3+0,3
3,0+0,2
2,6+0,2
Качественные показатели (% выявления)
Аритмии
Деформированные сокращения
Антеградные волны
перистальтики
Ретроградные волны
сокращений
Цистоидные сокращения
526
513
100
305
503
684
868
716
193
847
845
345
504
505
736
877
163
435
919
868
Сравнительная оценка сократительной функции ВМП, выполненная с
помощью метода МИУГ при различных урологических заболеваниях, определила
наиболее слабую сократительную функцию верхних мочевых путей у больных с
гидронефрозом (табл.2). У них найдена самая низкая амплитуда перистальтики, по
сравнению с другими группами обследованных больных. Амплитуда сокращений
стенки верхнего отдела мочеточника при гидронефрозе была ниже (-0,35+0,09 Ом,
р<0,01), по сравнению с больными мочекаменной болезнью, тонус был выше
(+1,9+2,2 усл.ед, р<0,5), сокращения были незначительно чаще (+2,5+1,6
сокращений в минуту, р<0,2).
Таблица 2. Характеристика сократительной функции мочеточника у
урологических больных.
Амплитуда
Тонус
Частота
Диагноз
перистальтики
(условные
сокращений
(Ом)
единицы)
в минуту
В/3
С/3
Н/3
В/3
С/3 Н/3 В/3
С/3 Н/3
Гидронефроз 0,35** 0,42
0,24*
7,4
2,5 8,6* 5,7* 3,4
2,9
+0,05 +0,12
+0,1
+1,9 +1,4 +1,1 +1,4 +1,3 +1,2
Гидронефроз
0,64
после лечения +0,20
0,83
+0,18
0,74
+0,12
1,9
+0,9
4,4 9,8 3,4
+1,9 +4,6 +0,6
3,9
+0,8
3,2
+2,7
Мочекаменная 0,70
болезнь
+0,08
0,61
+0,15
0,61
+0,13
5,5
+0,9
4,5 5,8 3,2
+1,4 +1,3 +0,8
3,1
+0,6
3,8
+0,9
Показатели сократительной функции мочеточника даны для верхней (В/3),
средней (С/3) и нижней (Н/3) третей мочеточника, * обозначена статистическая
достоверность разницы результатов по отношению к группе больных
мочекаменной болезнью (* - p < 0,05, ** - p < 0,01).
После
успешной
ликвидации
стриктуры
лоханочно-мочеточникового
сегмента или мочеточника контрольное исследование перистальтики мочеточника
у этих больных (через 1 мес.) выявило увеличение амплитуды сокращений во всех
отделах мочеточника, и в среднем ее значение не отличалось от амплитуды
перистальтики мочеточника больных мочекаменной болезнью. Тонус мочеточника
после лечения снизился в верхнем отделе, но несколько увеличился ниже
обструкции. Частота сокращений стала значительно реже в верхней трети
мочеточника, но возросла в среднем и нижнем отделах и стала более равномерной
на протяжении ВМП. Результаты свидетельствовали о декомпрессии верхнего
отдела мочеточника и усиленной сократительной активности ниже расположенных
отделов. Такие сдвиги функциональных показателей расценены как предвещающие
положительный
результат
лечения.
Учитывая
данные
экспериментальных
исследований, указывающих на хорошее прогностическое значение состояния
усиления сократительной функции верхних мочевых путей после коррекции
обструкции. Усиление и учащение сокращений, особенно дистальных отделов
мочеточника, смогут компенсировать нарушения уродинамики верхних мочевых
путей, которые предшествовали лечению. Клиническая картина свидетельствовала
о положительной динамике заболевания у обследованных больных за период
наблюдения (1 год).
К наблюдаемым результатам количественных показателей сократительной
функции мочеточника у больных гидронефрозом следует добавить положительные
сдвиги качественных характеристик перистальтики, зарегистрированные после
хирургического или эндоскопического лечения (Рис.4).
Отмечено улучшение
сокращений мочеточника по форме, направлению распространения и ритмичности.
Так, сокращения многозубчатой формы и ретроградные волны не выявлены ни у
одного
больного
после
лечения,
а
антеградные
волны
перистальтики
регистрировались у всех больных после лечения. Уменьшилось количество
больных
с
аритмичными
перистальтическими
волнами
(на
9%),
с
деформированными (на 38%) и одновременными (на 30%) сокращениями.
При обсуждении полученных результатов использования импедансных
методов в урологии следует отметить, что применительно к органам, обладающим
способностью к активному сокращению, регистрация импеданса является
адекватным методом изучения их двигательной или сократительной функции
(Geddes L.A., Baker L.E., 1968). Сообщалось об измерениях электрического
импеданса для регистрации продвижения мочи по мочеточнику (Harada T. et al.,
1984). Диагностика двигательной активности мочеточника на основе регистрации
его импеданса производилась у больных мочекаменной болезнью (Колесников
Г.Ф., Полубелов А.А., 1988). Предложен внутримочеточниковый катетер для
одновременного исследования трех составляющих перистальтики мочеточника –
возбуждения
(электроуретерография),
сокращения
(импедансный
метод)
и
внутрипросветного давления (Roshani H. et al., 1999). Синхронная регистрация
внутристеночного давления, электроуретерограммы, импедансной уретерограммы
и объемной скорости потока мочи по мочеточнику показала соответствие сигналов,
регистрируемых этими методами, в состоянии физиологического покоя и
нагрузочных тестов (Мудрая И.С.,
Морозов А.В., 1989), что подтвердило
объективность методов в оценке функционального состояния ВМП.
Импедансный
метод
позволяет
избежать
электроуретерографии (Мудрая И.С.,
возможность
его
применения
в
ряда
артефактов,
присущих
Морозов А.В.,1988), что облегчает
клинике.
Многоканальная
регистрация
импедансной уретерограммы, помимо количественных показателей сократительной
функции мочеточника, дает дополнительную информацию о направлении
следования волн перистальтики по ВМП, скорости их распространения и
появлении
эктопических
очагов
сокращений
у
пациентов
с
разными
урологическими заболеваниями и в процессе их лечения (Дзеранов Н.К. с соавт.,
2001).
Проведенные экспериментальные исследования и клинические наблюдения
продемонстрировали, что импедансные исследования верхних мочевых путей
могут служить объективными методами диагностики функционального состояния
их стенки при заболеваниях, связанных с нарушениями эвакуации мочи от почки, и
являются полезными для выбора тактики лечения, оценки прогноза и адекватности
лечения. Технически методы просто осуществимы при наличии необходимой
аппаратуры, которая является малогабаритной и мобильной. Импедансные
исследования возможны в операционных и эндоскопических кабинетах при
условиях отсутствия у пациентов противопоказаний к катетеризации мочевых
путей.
Список цитируемой литературы:
1. 1. Дзеранов Н.К., Мудрая И.С., Кирпатовский В.И., Бешлиев Дж.А.,
Москаленко С.А., Волков И.Н. Влияние нарушений уродинамики и
сократительной функции верхних мочевыводящих путей на отхождение
фрагментов камней после дистанционной литотрипсии. - Урология, 2001, №2, с.
6-9.
2. 2. Колесников Г.Ф., Жила В.В., Полубелов А.А., и др. Интралюминальная
импедансная пиело- и уретерография в оценке нарушений моторики верхних
мочевых путей.- Врач.дело, 1988, №5, с.17-19.
3. 3. Мудрая И.С., Морозов А.В. // VII Всеросс.съезд урологов. - Свердловск. 1988. - С.194-196),
4. 4. Мудрая И.С., Морозов А.В. // Урол. и нефрол. – 1989. - № 3. – С. 20-27.
5. 5. Geddes L.A., Baker L.E. Principles of Applied Biomedical Instrumentation. –
New York. 1968, P.150-205.
6. 6. Harada T., Miyagata S., Etora K., et al. Evaluation of the pelvioureteral function
through an impedance urine bolus-metry. – Nippon Heikatsukin Gakkai Zassha, 1984,
20, 6, 445-453.
7. 7. Roshani H; Dabhoiwala NF; Tee S., et al. A study of ureteric peristalsis using a
single catheter to record EMG, impedance, and pressure changes. - Tech Urol, 1999
Mar, 5:1, 61-6.
[TS1]
К1 –
К9
Ом
Zн/Zв
1,4
1,35
1,3
1,25
1,2
1,15
1,1
1
2
3
4
5
Э
Р
ПКА201
А
Б
Рис.2. Фрагменты мониторинга перистальтики ВМП у больных с мочекаменной
болезнью, имеющих деформированные (А) и ретроградные (Б) волны сокращений.
Стрелками указано направление перистальтики. Слева даны калибровочные
сигналы амплитуды отклонения импедансной уретерограммы, внизу - отметка
времени, справа цифрами указан номер канала регистрации.
В
Г
Рис.3. Фрагменты мониторинга перистальтики ВМП у пациента с мочекаменной
болезнью и низким тонусом стенки (В), и у пациента со стриктурой мочеточника
(Г).
Обозначения как на рис.2.
Многозубчатая
до
лечения
деформированная
нормальная
после
лечения
форма перистальтических волн
Аритмии
Направление перистальтики
хаотичное
одновременное
ретроградное
антеградное
0
20
40
60
80
100
% выявления качественных нарушений перистальтики мочеточника
Рис.4. Качественные показатели перистальтики верхних мочевых путей у
пациентов с гидронефрозом до и после лечения стриктуры мочеточника.