Un modelo de visualización del flujo del reflujo duodenogástrico después de la esofagectomía con interposition

gástrica Un modelo de visualización del flujo del reflujo duodenogástrico después de la esofagectomía con interposición gástrica
Resumen Antecedentes

Nuestro objetivo fue verificar los factores quirúrgicos que afectan a reflujo duodenogástrico (DGR) después esofagectomía a través del uso de un modelo de visualización de flujo que imitar un tubo gástrico intratorácico.
Métodos y modelos transparentes gástricos para tubos de diferentes rutas (espacio retroesternal [RS] y mediastino posterior [PM]) se fabricaron. Diversas presiones distales se aplicaron al modelo experimental lleno de agua, y el flujo se registró con una cámara de alta velocidad. El volumen y la altura máxima de la del reflujo a través de la pylori de dos tamaños diferentes (7.5 mm, 15 mm) en dos posturas diferentes (en posición vertical, semi-Fowler) se midió mediante el análisis de las secuencias de vídeo.
Resultados Opiniones sobre la gran ajuste píloro, cuando las presiones de 20, 30 y 40 mmHg se aplicaron en la posición vertical, los volúmenes de del reflujo en los RS /tubos PM fueron 87,7 ± 1,1 /96,4 ± 1,7 ml, 150,8 ± 1,1 /158,0 ± 3,2 ml, y 156,8 ± 3,3 /198,0 ± 4,7 ml (p < 0,05), y las alturas máximas fueron 101,6 ± 4,8 /113,4 ± 2,9 mm, 151,4 ± 2,2 /165,4 ± 1,5 mm, y 166,1 ± 1,7 /193.7 ± 6.6 mm (p < 0,05). Los datos para el pequeño ajuste de píloro o en la posición semi-Fowler mostraron tendencias similares. Para cualquier opción de la ruta, la postura o la presión dada, DGR en el modelo grande píloro fue definitivamente superior a la de uno pequeño.
Conclusiones
Este estudio de mecánica de fluidos demuestra la interposición del mediastino posterior gástrica o procedimiento de drenaje del píloro, o ambos, es asociada con una alta reflujo del contenido duodenal
Palabras clave
cirugía esofágica Los estudios in vitro Calidad de vida Antecedentes
duodenogástrico reflujo (DGR) es una secuela fisiopatológico común de la esofagectomía con interposición gástrica.; se ha documentado en 60 ~ 80% de los pacientes [1]. Los síntomas de reflujo afectan negativamente a la calidad de vida de estos pacientes [1-5]. Además, hay pruebas de que los contenidos duodenales son nocivos y pueden, a largo plazo, causar cambios en la mucosa tanto al conducto gástrico y el remanente de esófago [1]. Una vagotomía troncal que necesariamente acompaña el procedimiento se considera la causa principal de la DGR. Se deteriora el equilibrio fisiológico entre la actividad propulsora del antro y resistencia a piloroduodenal gástrica y salidas de la secreción biliopancreática [6].
Para eliminar esta complicación, algunos autores han abogado por la omisión de un procedimiento de drenaje del píloro [7], y el uso de un espacio extra-anatómica como una ruta de la reconstrucción de esófago en lugar de utilizar el mediastino posterior [3, 8]. Aún existe controversia acerca de la omisión de un procedimiento de drenaje del píloro y el uso de una vía extra-anatómica debido a que la evidencia de la literatura es contradictoria [4, 5, 9-12]. Una razón para estos resultados contradictorios es que los datos clínicos de los sujetos humanos no es fácilmente reproducible debido a muchos otros factores que afectan DGR y no puede ser completamente controlado en entornos clínicos. Comentario El objetivo de este estudio fue verificar el papel de la vía de reconstrucción y un procedimiento de drenaje del píloro en la DGR postoperatoria mediante el uso de un modelo de visualización del flujo del estómago intratorácico, que hemos descrito anteriormente [13].
Métodos Opiniones sobre el diseño de un modelo de tubo gástrico intratorácico, se revisaron las imágenes postoperatorias TC de tórax de 10 pacientes con cáncer de esófago que fueron sometidos a esofagectomía con interposición gástrica (5 en el espacio retroesternal (RS) y 5 en el mediastino posterior (PM)) en el hospital Universitario Gachon Gil. Este estudio ha sido aprobado por la Junta del Hospital de la Universidad de Gachon Gil de Revisión Institucional.
Recopilación de datos de imágenes de TC
Para cada paciente, todos los cortes de TC desde el lugar de la anastomosis esófago-gástrica a nivel del píloro eran tomada por el cambio de la posición z vertical, y se obtuvieron los datos sobre los centroides (x, y) en las secciones transversales de la sonda gástrica. Entonces, los centroides y alturas se promediaron para los 5 pacientes en cada grupo (Figura 1). Por último, los cursos tridimensionales de la sonda gástrica (en RS y PM) se promediaron y se usaron para reconstrucciones. Figura 1 Promediando el curso de la sonda gástrica. Las líneas en negrita representan la media de los centroides (x, y) de 5 tubos gástricos de acuerdo con la posición vertical (z) en cada ruta. A, X en la ruta retroesternal. B, Y ​​en la ruta retroesternal. C, modelo tubo gástrico retroesternal. D, x en la ruta mediastino posterior. E, y en la ruta del mediastino posterior. F, modelo tubo gástrico mediastinal posterior.
La fabricación del modelo y de la configuración
Los modelos experimentales se realizaron de la misma manera como se ha descrito anteriormente por los autores [13]. Para la comparación simple, los pasajes se modelaron tubos circulares con un diámetro interior de 40 mm (con un espesor de 5 mm), utilizando una técnica de prototipado rápido. Ellos fueron conectados a los modelos píloro con dos diámetros diferentes de apertura pilórica (7,5 mm o 15 mm) (Figura 1). La Figura 2 muestra el montaje experimental para la medición de DGR. Un bastidor de soporte del modelo de tubo gástrico fue diseñado para ser inclinado por una bisagra. Un compresor de aire suministra presión distal, y se utilizaron dos válvulas de solenoide (de suministro y escape) para controlar la anchura de un impulso de presión. Cuando la válvula de suministro se abre y la válvula de escape se cierra al mismo tiempo por un interruptor de relé, se aplica aire comprimido a la modelo lleno de agua hasta el nivel de la abertura del píloro y causó DGR. Al mismo tiempo, el flujo dentro del modelo se grabó con una cámara de alta velocidad (SVSi, Southern Vision Systems, Alabama, EE.UU.) a una velocidad de 30 cuadros /seg. Después de un intervalo de tiempo dado, la válvula de suministro estaba cerrada y la válvula de escape se abre al mismo tiempo para drenar del reflujo. Figura 2 Montaje experimental para la medición de reflujo.
Determinación de la presión distal causando DGR
Para representar gradientes de presión variables que causan DGR a través del píloro, tres presiones distales diferentes de 20, 30 y 40 mmHg (el ancho de un pulso de presión = 1 segundo) se determinaron arbitrariamente.
Medición de DGR
Después de grabar el flujo interno, el fluido se drena a través de la válvula de escape para medir el volumen. Para evaluar la accesibilidad de los del reflujo en el esófago, la altura máxima de la refluaxate (distancia perpendicular desde el plano de la abertura del píloro) se midió mediante el análisis de secuencias de vídeo utilizando un sistema de análisis de cuadro de vídeo asistido por ordenador (MemView 2.1.9, Southern Vision Systems, Alabama, EE.UU.) (Figura 3). En consecuencia, DGR se midió en 24 casos de 2 vías, 2, 3 pylori ajustes de presión y 2 posturas. Para cada caso, se llevaron a cabo 10 experimentos para comprobar la reproducibilidad. Figura 3 Modelo tubo gástrico en la posición semi-Fowler. Una, la vía retroesternal. B, ruta del mediastino posterior. h, España Altura máxima de el reflujo; Un
, anterior; Ca
, Caudal; Cr, España craneal; P, España posterior. Estadísticas
Todos los datos se presentan como la media ± desviación estándar. Se utilizó la prueba de Mann-Whitney para comparar el volumen y la altura de la del reflujo entre los dos grupos. Todos los análisis se realizaron con SPSS V12.0 para Windows (SPSS, Chicago, IL) y dieron valores de p de dos caras. Los valores de p < 0,05 se consideraron significativos.
Resultados
Los volúmenes medios y altos de el reflujo cuando las presiones distales de 20, se aplicaron 30 y 40 mmHg durante un segundo para el modelo en las posiciones verticales y semi-Fowler se muestran en la tablas 1 volumen 1 and2.Table media y la altura de el reflujo de acuerdo con el tamaño del píloro
Ruta
Postura
Presión (mmHg) guía empresas volumen (ml)
Altura (mm)

valor pequeño píloro
grande píloro
p
Pequeño píloro
grande píloro
p valor
RS
vertical
20
50,8 ± 4,0 87,8 ± 1,1

, 001
72,6 ± 3,6 101,6 ± 4,8

0.001
30
58,4 ± 1,5 150,8 ± 1,1

.008
87,3 ± 3,6
151,4 ± 2,2
.008
40
69,8 ± 2,6 156,8 ± 3,3

.008
111,0 ± 5,6 166,1 ± 1,7

.008
semi-Fowler
20
53,4 ± 4,0 114,7 ± 3,1
Hotel < 0,001
86,9 ± 11,6 137,5 ± 3,9
Hotel < 0,001
30
58,0 ± 0,7
158,8 ± 0,8
.008
132,7 ± 3,2 181,6 ± 1,0

.008
40
72,6 ± 0,9 200,2 ± 2,7

.008
135,8 ± 5,5 221,0 ± 3,4

.008
PM
vertical
20
56,4 ± 1,7 96,4 ± 1,7

0.001
72,5 ± 5.6
113,4 ± 2,9
0.001
30
61,2 ± 2,2 158,0 ± 3,2

.008
98,3 ± 3,84
165,4 ± 1,5
.008
40
75,6 ± 1,5 198,0 ± 4,7

.008
118,6 ± 5,0 193,7 ± 6,6

.008
semi-Fowler
20
59,0 ± 2,0 144,5 ± 2,8
Hotel < 0,001
164,0 ± 8,0 162,5 ± 5,0

.529
30
60,6 ± 0,9 176,0 ± 1,8

.004
191,3 ± 9,3 198,8 ± 6,4

.310
40
73,4 ± 1,3 227,7 ± 4,3

.004
217,8 ± 7,4
233,4 ± 4,2
.008 Francia El ancho de un pulso de presión fue de 1 segundo.
PM
mediastino posterior, RS
espacio retroesternal.
Tabla 2 volumen medio y alto del el reflujo de acuerdo con la ruta de la sonda gástrica
píloro
Postura
Presión (mmHg) guía empresas Volumen (ml) guía empresas Altura (mm)

RS
PM
p valor
RS
PM

valor de p
Pequeño
vertical
20
50,8 ± 4,0 56,4 ± 1,7

.002
72,6 ± 3,6 72,5 ± 5,6

.684
30
58,4 ± 1,5 61,2 ± 2,2

0.034
87,3 ± 3,6 98,3 ± 3,8

.016
40
69,8 ± 2,6
75,6 ± 1,5
.008
111,0 ± 5,6 118,6 ± 5,0

.008
semi-Fowler
20
53,4 ± 4,0 59,0 ± 2,0

.004
86,9 ± 11,6 164,0 ± 8,0
Hotel < 0,001
30
58,0 ± 0,7 60,6 ± 0,9

.040
132,7 ± 3.2
191,5 ± 9,3
.008
40
72,6 ± 0,9 73,4 ± 1,3

.421
135,8 ± 5,5 217,8 ± 7,4

.008
grande
vertical
20
87,7 ± 1,1 96,4 ± 1,7

.008
101,6 ± 4,8 113,4 ± 2,9

.008
30
150,8 ± 1,1 158,0 ± 3,2

.008
151,4 ± 2,2 165,4 ± 1,5

.008
40
156,8 ± 3,3 198,0 ± 4,7

.008
166,1 ± 1,7 193,7 ± 6,6

.008
semi-Fowler
20
114,7 ± 3,1 144,5 ± 2,8
Hotel <. 001
137,5 ± 3,9 162,5 ± 5,0
Hotel < 0,001
30
158,8 ± 0,8 175,6 ± 1,7

.004
181,6 ± 1,0
198,8 ± 6,4
.008
40
200,2 ± 2,7 227,6 ± 4,8

.004
221,0 ± 3,4 233,4 ± 4,2

.008 Francia El anchura de un impulso de presión fue de 1 segundo.
PM
mediastino posterior, RS
espacio retroesternal.
DGR acuerdo con el tamaño del píloro (procedimiento de drenaje del píloro)
para cualquier ruta, postura o posición de presión, los volúmenes medios de el reflujo en el modelo grande píloro siempre eran significativamente más grandes que los de la pequeña (p < 0,05 para todos). Los datos que refleja las alturas medias mostró tendencias similares a las de los volúmenes medios, con la excepción de dos casos (Tabla 1).
DGR de acuerdo con la ruta de la sonda gástrica
Para la gran ajuste píloro, la media volúmenes y alturas de el reflujo en el modelo de PM siempre eran significativamente más grandes que los del modelo RS (p < 0,05 para todos). Los datos de uso de la pequeña configuración píloro mostraron tendencias similares a las de la grande, con excepción de dos casos (Tabla 2).
Discusión
Los controversias acerca de la omisión de un procedimiento de drenaje pilórico y el uso de una ruta extraanatómico para minimizar DGR son causados ​​por las limitaciones de la metodología utilizada en la mayoría de los estudios clínicos. La mayoría de los estudios clínicos han evaluado DGR utilizando diversas técnicas indirectas, como la cuantificación de marcadores isotópicos (Tc99-HIDA) en el aspirado gástrico o esofágico [14], 24 horas de monitoreo del pH gástrico con la existencia de reflujo alcalino [15], o el uso de un cuestionario para los episodios de reflujo [7], etc. Todos tienen algunas limitaciones potenciales de verificar claramente la influencia de la ruta de reconstrucción o de un procedimiento de drenaje del píloro. Aparte de las limitaciones de cada método en sí mismo, muchas otras condiciones que afectan DGR, tales como la presión variable intra-abdominal, la motilidad intestinal, la postura y la actividad física de los pacientes durante el periodo de estudio puede interferir con los resultados de estudios.
es por esta razón que hemos diseñado el presente estudio. Nuestros objetivos fueron evaluar la cantidad de el reflujo y la «exposición al esófago para el reflujo puramente acuerdo con los factores quirúrgicos. Además, pensamos que la exclusión o el control de las variables que son muy variables en una situación clínica real fue esencial en el diseño de un modelo comprobable. Por lo tanto, hemos adoptado el 'modelo de flujo de visualización'; un tubo gástrico, donde el flujo interno se puede acceder fácilmente y observar directamente. Para simplificar la comparación para el propósito de este estudio, hemos hecho los tubos cilíndricos con sección circular del mismo diámetro. El diámetro de la abertura del píloro después de procedimiento de drenaje se determinó arbitrariamente, duplicando la de la abertura del píloro original [13]. Debido a que los valores de referencia de gradiente de presión que causa DGR a través del esfínter pilórico denervado no se ha encontrado en la literatura, que se determinaron de acuerdo con los datos manométricos duodenales en un estudio de la motilidad gastrointestinal superior de voluntarios sanos [16]. En ese estudio, la amplitud de las contracciones en el duodeno estaba en el intervalo de aproximadamente 22 a 27 mmHg durante el ayuno y después de la comida. Además, debido a que se ha establecido que, sobre todo después de la presión intra-abdominal cirugía abdominal puede ser elevado (5 ~ 15 cmH 2O) promover DGR [17], los ajustes gradiente de presión se establecieron como 20, 30, y 40 mmHg en este estudio. El ancho de un pulso de presión también se determinó de manera arbitraria porque no había valores de referencia disponibles en la literatura.
En la literatura, un procedimiento de drenaje del píloro se sabe que tiene un efecto claro sobre el reflujo [3-5, 9, 10] . En el presente estudio, el grado de DGR tenía la tendencia definitiva a ser mayor en un tubo gástrico con una abertura del píloro más grande. En términos de la mecánica de fluidos, DGR puede expresarse como un proceso en el que el gradiente de presión desarrollado a través de la abertura del píloro se hace cero a través de la pérdida de energía de presión (que puede ser transformado en otros tipos de energía). En nuestro modelo, la pérdida de energía de presión se produce a través proceso de dos etapas (en la abertura del píloro, y luego en el tubo gástrico en sí). En la primera etapa, la abertura del píloro se puede considerar un orificio existente en una tubería. La solución analítica de la pérdida de energía de presión Ap
través del píloro se puede dar mediante la resolución de la ecuación de Bernoulli obstrucción de la siguiente manera [18]: Ap
=
ρ
Q
2
1 | -
β
4
/
2
C
d
2
Un
t
2
donde ρ es la
la densidad del fluido, Q
es la tasa de flujo a través de la tubería de diámetro D
, β
es la relación de abertura del orificio d
(= d
/D)
, C
d
es el coeficiente de descarga, y A
t
es el área de la abertura. Si la relación de apertura β
se hace más pequeño (es decir, abertura del píloro se hace más pequeño), la pérdida de energía de presión se incrementa debido a que (1-β
4) se hace más grande y A
t
se hace más pequeño. Además es bien sabido que C
d
también se hacen más pequeños para el más pequeño β
[18]. Esto significa que en la configuración píloro pequeño, más energía de presión se agota con el fin de pasar de la pequeña abertura, y menos energía se transforma para causar reflujo, en comparación con el modelo grande píloro. Esto puede ser una explicación adecuada de los resultados del procedimiento de drenaje del píloro en el presente estudio.
Otra cuestión importante para quirúrgica DGR es la ruta de la reconstrucción esofágica. En el presente estudio, el grado de DGR tenía la tendencia definitiva a ser mayor en un tubo gástrico PM. En cuanto a la mecánica de fluidos, este problema está relacionado con la segunda etapa de reflujo (en el tubo gástrico en sí). En el segundo paso, la pérdida de energía de presión se produce principalmente por la gravedad y la fricción en la pared del tubo gástrico de la siguiente manera [18]: Ap
=
ρgh
+
f
L
D
ρ
v
2
2
donde g
es la aceleración de la gravedad, h
es la altura vertical de el reflujo de la línea horizontal, f
es el factor de fricción de Darcy, L
es la longitud de el reflujo desde el píloro, y v
es la velocidad del fluido. En la primera etapa de reflujo, la influencia de la gravedad es importante y relativamente sencillo, y se puede también estima intuitiva. Como se muestra en la Figura 1 y la Figura 3, el tubo RS es más vertical que el tubo PM en la porción inferior del tubo gástrico. Este aspecto es exagerado cuando el tubo está inclinado en una posición semi-Fowler. Por lo tanto, la presión más energía se consume para vencer la gravedad en el tubo RS que en el tubo de la tarde, ya que el primero está más influenciada por la gravedad debido a su forma vertical. Esta explicación puede ser utilizado para explicar los resultados de la mayoría de los casos en nuestro estudio. Sin embargo, sobre la influencia de la fricción de la pared, que se vuelve significativo como el reflujo asciende, más intuitiva estimación se hace difícil debido a que el factor de fricción se debe medir directamente en un ambiente diverso. Por lo tanto, la pérdida de energía de presión en la porción superior del tubo gástrico puede variar grandemente de acuerdo a la forma y su curso. En unos pocos casos, pensamos que la fricción de la pared puede haber jugado un papel en nuestra incapacidad para mostrar una diferencia significativa.
Hay algunas limitaciones en este estudio. El primero se refiere al diseño del modelo. El modelo de tubo gástrico fue muy simplificada intencionalmente con el propósito de este estudio. En un modelo más sofisticado que imita un verdadero tubo gástrico, tendríamos que tener en cuenta factores tales como la posible contracción del tubo gástrico y esófago remanente, y los factores ambientales tales como la pulsación del corazón o los grandes vasos, por nombrar sólo unos pocos. La influencia de la presión intrapleural negativa es otro factor importante que puede promover la DGR y no se demostró en nuestro modelo. Estas críticas son algo contrarrestados por el hecho de que las posibles funciones de estómago intratorácicas como un conducto pasivo sin contractilidad durante un período considerable, y todos los factores excepto la curva de los tubos y el tamaño del píloro son los mismos entre los grupos comparados. Tampoco creo que el tema de la presión intrapleural negativa debilita nuestra conclusión debido a que el efecto de la presión intrapleural negativa sería más definitivo en un tubo gástrico PM que en un tubo RS. La segunda limitación de nuestro estudio es que los ajustes de presión se establecieron arbitrariamente. En realidad, cuando DGR se produce en los pacientes, es difícil saber qué tan alto se desarrolla el gradiente de presión, y el tiempo que persiste. Sin embargo, ya que este estudio se centró en la diferencia en la dinámica de la del reflujo de acuerdo con la morfología de los tubos, no es problemático aplicar un cierto conjunto de presión distal con una corta duración, siempre y cuando se aplican mismas condiciones para los grupos comparados . La tercera limitación es si la conclusión del presente estudio de investigación clínica es lo suficientemente significativo para que un cambio en la práctica clínica. Aunque estadísticamente significativa, las diferencias reales en la cantidad y la altura de el reflujo eran pequeñas entre las diferentes vías de reconstrucción (Tabla 2). No está claro si estas diferencias relativamente menores tienen relevancia clínica significativa. Cuando se habla de un tema de relevancia clínica, debemos considerar el reflujo gastro-esofágico (RGE), así que no fue demostrado en nuestro modelo. Como se muestra en el presente estudio, es evidente que un procedimiento de drenaje pilórica promueve DGR y a su vez, aumenta el reflujo biliar en el estómago y el esófago. Por otro lado, como se muestra en nuestro trabajo previo [13], que facilita el vaciado gástrico y, por tanto, puede reducir GER. Por lo tanto, es difícil confirmar si la omisión de un procedimiento de drenaje pilórica podría reducir los síntomas de reflujo de los pacientes. Los estudios futuros de reflujo en el ámbito clínico, en correlación con los síntomas, endoscópicos e histológicos, pueden ser necesarios para obtener una información más completa.
Conclusiones
establecimos un método para observar y medir DGR dentro del estómago intratorácico como una sustituto del esófago mediante la elaboración del modelo de visualización de flujo. Utilizando este modelo, hemos demostrado que el grado de DGR fue significativamente mayor en el estómago intratorácico situado en PM y /o con un procedimiento de drenaje pilórico que se realiza en la mecánica de fluidos. Este hallazgo puede ayudar a reducir la incidencia de la DGR después de la esofagectomía con interposición gástrica en entornos clínicos reales
abreviaciones
DGR:.
Duodenogástrico reflujo
RS:
espacio retroesternal
PM:
mediastino posterior
GER:.
de reflujo gastro-esofágico

Declaraciones
Agradecimientos agradecemos
Hyejin Jeon y Heejin parque de asistencia técnica para el desarrollo del modelo experimental.
los autores originales presentados archivos de imágenes
a continuación se presentan los enlaces a original de los autores presentó archivos de imágenes. 'archivo original para la figura 1 13019_2013_1353_MOESM2_ESM.tif autores 13019_2013_1353_MOESM1_ESM.tif Autores archivo original para la figura 2 13019_2013_1353_MOESM3_ESM.tif autores archivo original para la figura 3 Conflicto de intereses México La autores declaran que no tienen intereses en competencia.
Autores' contribuciones
CP: literatura de investigación, adquisición de datos, análisis de datos, preparación de manuscritos, la edición de manuscritos; JL: conceptos de estudio, diseño del estudio, la definición del contenido intelectual, literatura de investigación, análisis de datos, preparación de manuscritos, la edición de manuscritos; JS: el diseño del estudio, el desarrollo del modelo experimental, adquisición de datos, la edición de manuscritos; SC: Diseño del montaje experimental, experimento, la adquisición de datos; KK: análisis de datos, análisis estadístico, la edición de manuscritos. Todos los autores leído y aprobado el manuscrito final.

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