Un modèle de visualisation d'écoulement du reflux duodéno après oesophagectomie avec interposition gastrique

Un modèle de visualisation d'écoulement du reflux duodéno après oesophagectomie avec interposition gastrique
Résumé de l'arrière-plan
Notre objectif était de vérifier les facteurs chirurgicaux qui affectent le reflux duodéno (DGR) après oesophagectomie par l'utilisation d'un modèle de visualisation de flux qui imiterait un tube gastrique intrathoracique.
Méthodes
modèles transparents gastriques tubulaires pour différentes voies (espace retrosternal [RS] et médiastin postérieur [PM]) ont été fabriqués. Diverses pressions distales ont été appliquées sur le modèle expérimental rempli d'eau, et le flux a été enregistré avec une caméra à grande vitesse. Les résultats du volume et la hauteur maximale de la reflué par le pylori de deux tailles différentes (7,5 mm, 15 mm) dans deux postures différentes (debout, semi-Fowler) a été mesurée par l'analyse des séquences vidéo.
Pour la un grand réglage pylore, lorsque les pressions de 20, 30 et 40 mm Hg ont été appliqués dans la position verticale, les volumes de la reflué dans la RS /PM tubes ont été de 87,7 ± 1,1 /96,4 ± 1,7 mL, 150,8 ± 1,1 /158,0 ± 3,2 mL et 156,8 ± 3,3 /198,0 ± 4,7 ml (p < 0,05) et les hauteurs maximales étaient de 101,6 ± 4,8 /113,4 ± 2,9 mm, 151,4 ± 2,2 /165,4 ± 1,5 mm et 166,1 ± 1,7 /193,7 ± 6,6 mm (p < 0,05). Les données pour le petit paramètre pylore ou dans la position semi-Fowler ont montré des tendances similaires. Pour toute route, la posture ou de pression réglage donné, DGR dans le grand modèle pylore était définitivement plus élevé que pour une petite.
Conclusions
Cette étude de mécanique des fluides démontre l'interposition postérieure médiastinale gastrique ou une procédure de drainage du pylore, ou les deux, est associée à une forte reflux du contenu duodénal
Mots-clés
chirurgie oesophagienne études in vitro qualité de vie Contexte
duodénogastrique reflux (DGR) est un sequela physiopathologique commun de oesophagectomie avec interposition gastrique. il a été documenté dans 60 ~ 80% des patients [1]. Les symptômes de reflux affectent négativement la qualité de vie chez ces patients [1-5]. En outre, il existe des preuves que le contenu duodénaux sont nocifs et peuvent, à long terme, provoquer des modifications de la muqueuse les deux à la conduite gastrique et le reste de l'œsophage [1]. Une vagotomie tronculaire qui accompagne nécessairement la procédure est considérée comme la principale cause de DGR. Il porte atteinte à l'équilibre physiologique entre l'activité de propulsion de l'antre et de la résistance à pyloroduodenal gastrique et sorties de la sécrétion biliopancréatique [6].
Pour éliminer cette complication, certains auteurs ont préconisé l'omission d'une procédure de drainage du pylore [7], et l'utilisation d'un espace extra-anatomique en tant que voie de la reconstruction de l'œsophage plutôt que d'utiliser le médiastin postérieur [3, 8]. La controverse existe encore sur l'omission d'une procédure de drainage du pylore et l'utilisation d'une voie extra-anatomique parce que la preuve de la littérature sont contradictoires [4, 5, 9-12]. Une raison de ces résultats contradictoires est que les données cliniques provenant de sujets humains ne sont pas facilement reproductibles en raison de nombreux autres facteurs qui influent sur DGR et ne peut pas être complètement contrôlés en milieu clinique.
Le but de cette étude était de vérifier le rôle du voie de la reconstruction et une procédure de drainage pylorique sur postopératoires DGR en utilisant un modèle de visualisation de l'écoulement de l'estomac intrathoracique, que nous avons décrit précédemment [13].
Méthodes
Pour la conception d'un modèle de sonde gastrique intrathoracique, nous avons examiné les images postopératoires poitrine CT de 10 patients atteints de cancer de l'œsophage qui ont subi une oesophagectomie avec interposition gastrique (5 dans l'espace rétrosternale (RS) et 5 dans le médiastin postérieur (PM)) à l'hôpital universitaire Gachon Gil.
Cette étude a été approuvée par le conseil de l'Hôpital Gil Université Gachon Institutional Review. La collecte des données à partir d'images CT
Pour chaque patient, toutes les tranches CT à partir du site d'anastomose oeso-gastrique au niveau du pylore étaient pris en changeant la position verticale z, ainsi que les données sur les centres de gravité (x, y) dans les sections transversales du tube gastrique ont été obtenus. Ensuite, les centres de gravité et de hauteurs ont été moyennes pour les 5 patients dans chaque groupe (figure 1). Enfin, les cours en trois dimensions de la sonde gastrique (en RS et PM) ont été moyennées et utilisées pour les reconstructions. Figure 1 Étalement cours du tube gastrique. Les lignes en gras représentent la moyenne de centroïde (x, y) de 5 tubes gastriques en fonction de la position verticale (z) dans chaque voie. A, x dans la route rétrosternale. B, y dans l'itinéraire rétrosternale. C, Rétrosternale modèle de sonde gastrique. D, x dans la route du médiastin postérieur. E, y dans le trajet du médiastin postérieur. F, Postérieur médiastinale modèle de sonde gastrique. Modèle de fabrication et de mise en
Les modèles expérimentaux ont été faites de la même manière que celle décrite précédemment par les auteurs [13]. A titre de comparaison simple, les passages ont été modélisés comme des tubes circulaires avec un diamètre intérieur de 40 mm (avec une épaisseur de 5 mm), en utilisant une technique de prototypage rapide. Ils ont été connectés aux modèles pylore avec deux diamètres différents, l'ouverture du pylore (7,5 mm ou 15 mm) (figure 1). La figure 2 montre le dispositif expérimental permettant de mesurer DGR. Un cadre de support du modèle de tube gastrique a été conçu pour être basculé par une charnière. Un compresseur d'air alimenté pression distale et deux électrovannes (d'alimentation et d'évacuation) sont utilisés pour contrôler la largeur d'une impulsion de pression. Lorsque la vanne d'alimentation est ouverte et la soupape d'échappement a été fermée simultanément par un commutateur à relais, l'air comprimé est appliqué sur le modèle rempli d'eau jusqu'au niveau de l'ouverture du pylore et a provoqué DGR. Dans le même temps, l'écoulement à l'intérieur du modèle a été enregistré avec une caméra haute vitesse (SVSi, Southern Vision Systems, Alabama, États-Unis) à un débit de 30 images /sec. Après un intervalle de temps donné, la vanne d'alimentation est fermée et la soupape d'échappement est ouverte simultanément à vider la reflué. Figure 2 Montage expérimental pour la mesure de reflux.
Détermination de la pression distale provoquant DGR
Pour représenter des gradients de pression variables provoquant DGR à travers le pylore, trois pressions différentes de distales 20, 30 et 40 mm Hg (la largeur d'une impulsion de pression = 1 seconde), on a déterminé de façon arbitraire.
mesure de la DGR
Après l'enregistrement de l'écoulement interne, le fluide a été drainé par la soupape d'échappement pour mesurer le volume. Pour évaluer l'accessibilité du reflué à l'oesophage, la hauteur maximale de la refluaxate (distance perpendiculaire par rapport au plan de l'ouverture du pylore) a été mesurée par l'analyse de séquences vidéo à l'aide d'un système d'analyse vidéo d'image assistée par ordinateur (MemView 2.1.9 Southern Vision Systems, Alabama, États-Unis) (Figure 3). En conséquence, DGR a été mesurée dans 24 cas de 2 voies, 2 pylori, 3 réglages de pression et 2 postures. Pour chaque cas, 10 expériences ont été menées pour vérifier la reproductibilité. La figure 3 Gastric modèle de tube dans la position semi-Fowler. A, route Rétrosternale. B, route médiastinale Postérieur. h,
Hauteur maximale de reflué; A
, Anterior; Ca
, Caudal; Cr,
Cranial; Statistiques P,
Postérieur.
Toutes les données sont présentées comme la moyenne ± écart-type. Le test de Mann-Whitney a été utilisé pour comparer le volume et la hauteur du reflué entre deux groupes. Toutes les analyses ont été effectuées en utilisant SPSS V12.0 pour Windows (SPSS, Chicago, IL) et ont donné des valeurs de p recto-verso. Les valeurs de p < 0,05 ont été considérées comme significatives.
Résultats
Les volumes moyens et hauteurs de reflué lorsque les pressions distales 20, 30 et 40 mmHg ont été appliqués pendant une seconde pour le modèle dans les positions verticales et semi-Fowler sont présentés dans tableaux 1 volume and2.Table 1 moyenne et la hauteur de reflué en fonction de la taille du pylore
Route
Posture
(mmHg)
Volume (ml)
Hauteur (mm)

Petit valeur pylore
Grand pylore
p
Petit pylore
Grand pylore
valeur p
RS
Upright
20
50,8 ± 4,0
87,8 ± 1,1
.001
72,6 ± 3,6
101,6 ± 4,8
.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
< .001
86,9 ± 11,6
137,5 ± 3,9
< .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
Upright
20
56,4 ± 1,7 96,4 ± 1,7

.001
72,5 ± 5.6
113,4 ± 2,9
.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
< .001
164,0 ± 8,0 162,5 ± 5,0

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
La largeur d'une impulsion de pression est de 1 seconde.
PM
médiastin postérieur, RS
espace rétrosternale.
Tableau 2 Volume moyen et la hauteur de reflué selon la voie du tube gastrique
Pylore
Posture
(mmHg)
Volume (ml)
Hauteur (mm)

RS
valeur p
PM
RS
PM

valeur de p
20
50,8 ± 4,0
56,4 ± 1,7
.002
72,6 ± 3,6
72,5 ± 5,6 de
Small Upright 0,684
30
58,4 ± 1,5 61,2 ± 2,2

.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
< .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
Grand
Upright 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

<. 001
137,5 ± 3,9 162,5 ± 5,0

< .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 The largeur d'une impulsion de pression était de 1 seconde.
PM
médiastin postérieur, RS
espace rétrosternale.
DGR selon la taille du pylore (procédure de drainage du pylore)
pour une route donnée, posture ou de réglage de pression, les volumes moyens des reflué dans le grand modèle pylore étaient toujours nettement supérieures à celles de la petite (p < 0,05 pour toutes). Les données reflétant les hauteurs moyennes a montré des tendances similaires à celles des volumes moyens, à l'exception de deux cas (tableau 1).
DGR selon la voie du tube gastrique
Pour le grand paramètre pylore, la moyenne volumes et hauteurs de reflué dans le modèle PM étaient toujours nettement plus grande que celles du modèle RS (p < 0,05 pour toutes). Les données de l'aide du petit paramètre pylore ont montré des tendances similaires à celles de la grande, à l'exception de deux cas (tableau 2). Es Discussion
Les controverses au sujet de l'omission d'une procédure de drainage du pylore et l'utilisation d'un parcours extra-anatomique pour minimiser DGR sont causés par les limites de la méthodologie utilisée dans la plupart des études cliniques. La plupart des études cliniques ont évalué DGR en utilisant diverses techniques indirectes, telles que la quantification des marqueurs isotopiques (TC99-HIDA) dans le liquide d'aspiration gastrique ou oesophagien [14], 24 heures gastrique surveillance du pH avec l'existence d'un reflux alcalin [15], ou à l'aide un questionnaire pour les épisodes de reflux [7], etc. Tous ont des limites potentielles pour vérifier clairement l'influence de la voie de la reconstruction ou d'une procédure de drainage du pylore. En dehors des limites de chaque méthode elle-même, de nombreuses autres conditions qui affectent DGR, telles que la pression variable intra-abdominale, de la motilité intestinale, la posture et l'activité physique des patients pendant la période d'étude peut interférer avec les résultats des études.
Il est pour cette raison que nous avons conçu la présente étude. Nos objectifs étaient d'évaluer la quantité de reflué et l'exposition de l'œsophage »pour reflué purement en fonction des facteurs chirurgicaux. En outre, nous avons pensé à exclure ou à contrôler les variables qui sont très variables dans une véritable situation clinique a été essentielle dans la conception d'un modèle testable. Par conséquent, nous avons adopté le «modèle de visualisation de flux '; un tube gastrique où le flux interne peut être facilement accessible et directement observé. Pour simplifier la comparaison pour le but de cette étude, nous avons fait les tubes cylindriques avec des sections transversales circulaires de même diamètre. Le diamètre de l'ouverture du pylore après la procédure de drainage a été déterminé de façon arbitraire, doublant celui de l'ouverture du pylore originale [13]. Parce que toutes les valeurs de référence de gradient de pression provoquant DGR à travers le sphincter pylorique dénervé n'a pu être trouvée dans la littérature, ils ont été déterminées selon les données manométriques duodénaux dans une étude de la motilité gastro-intestinale supérieure de volontaires en bonne santé [16]. Dans cette étude, l'amplitude des contractions au niveau du duodénum est dans la plage d'environ 22 à 27 mm de Hg pendant le jeûne et après le repas. En outre, parce qu'il a été établi que, surtout après une chirurgie abdominale pression intra-abdominale peut être élevée (5 ~ 15 cmH 2O) promotion DGR [17], les réglages de gradient de pression ont été mis en 20, 30 et 40 mmHg dans cette étude. La largeur d'une impulsion de pression a également été déterminé de façon arbitraire parce qu'il n'y avait pas de valeurs de référence disponibles dans la littérature.
Dans la littérature, une procédure de drainage pylore est connu pour avoir un effet clair sur le reflux [3-5, 9, 10] . Dans la présente étude, le degré de DGR avait tendance définitive à être plus élevée dans un tube gastrique avec une ouverture plus grande du pylore. En ce qui concerne la mécanique des fluides, DGR peut être exprimée comme un procédé dans lequel le gradient de pression développée à travers l'ouverture du pylore devient égale à zéro à travers la perte d'énergie de pression (qui peut être transformée en d'autres formes d'énergie). Dans notre modèle, la perte d'énergie de pression se produit par un processus en deux étapes (à l'ouverture du pylore, puis dans le tube gastrique lui-même). Dans la 1ère étape, l'ouverture du pylore peut être considéré comme un orifice existant dans un tuyau. La solution analytique de la perte d'énergie de pression Dp
travers le pylore peut être donnée par la résolution de l'équation de Bernoulli obstruction de la manière suivante [18]: Dp
=
ρ
Q
2
1
-
β
4
/ 2
C
d
2
A
t
2
où ρ
est la la densité du fluide, Q
est le débit à travers le tuyau de diamètre D
, β
est le rapport de l'orifice d
d'ouverture (= d
/D)
, C
d
est le coefficient de décharge, et A
t
est la zone d'ouverture. Si le rapport d'ouverture β
devient plus petite (qui est, l'ouverture du pylore devient plus petite), la perte d'énergie de pression est augmentée en raison (1-β
4) devient plus grande et une
t
devient plus petit. En outre, il est bien connu que de C d
obtenir également plus petit pour le plus petit β
[18]. Cela signifie que dans un petit paramètre pylore, plus d'énergie de pression est épuisée afin de passer la petite ouverture, et moins d'énergie est transformée pour provoquer le reflux, par rapport au grand modèle pylore. Cela peut être une explication suffisante pour les résultats de la procédure de drainage du pylore dans la présente étude.
Une autre question chirurgicale importante pour DGR est la voie de la reconstruction de l'œsophage. Dans la présente étude, le degré de DGR avait tendance définitive à être plus élevée dans un tube gastrique PM. En termes de mécanique des fluides, cette question est liée à la deuxième étape de reflux (dans le tube gastrique lui-même). Dans la 2ème étape, la perte d'énergie de pression se produit principalement par la gravité et la friction dans la paroi du tube gastrique suit [18]: Dp
=
ρgh
+
f
L
D
ρ
v
2
2
où g
est l'accélération de la pesanteur, h
est la hauteur verticale de reflué de la ligne horizontale, f
est le facteur de friction Darcy, l
est la longueur de reflué du pylore, et v
est la vitesse du fluide. Au stade précoce de reflux, l'influence de la gravité est importante et relativement simple, et il peut également être estimée de manière intuitive. Comme on le voit sur la figure 1 et à la figure 3, le tube de RS est plus verticale que les PM tube dans la partie inférieure du tube gastrique. Cet aspect est exagérée lorsque le tube est incliné dans une position semi-Fowler. Par conséquent, plus d'énergie de pression est consommé pour vaincre la gravité dans le tube de RS que dans PM tubes, puisque le premier est plus influencée par la gravité en raison de sa forme verticale. Cette explication peut être utilisée pour expliquer les résultats de la plupart des cas dans notre étude. Cependant, sur l'influence de frottement sur la paroi, qui devient significatif que reflué monte, une estimation plus intuitive devient difficile parce que le facteur de friction doit être mesurée directement dans un environnement diversifié. Ainsi, la perte d'énergie de pression dans la partie supérieure de la sonde gastrique peut varier considérablement en fonction de la forme et son cours. Dans quelques cas, nous pensons que le frottement de la paroi peut avoir joué un rôle dans notre incapacité à montrer une différence significative.
Il y a quelques limitations dans cette étude. La première a trait à la conception du modèle. Le modèle de tube gastrique est très simplifié intentionnellement aux fins de la présente étude. Dans un modèle plus sophistiqué qui imite une véritable sonde gastrique, il faudrait prendre en considération des facteurs tels que possible la contractilité du tube gastrique et de l'œsophage reste, et de facteurs environnementaux tels que la pulsation du cœur ou des gros vaisseaux, pour ne nommer que peu. L'influence de la pression intrapleurale négative est un autre facteur important qui peut promouvoir la DGR et n'a pas été démontré dans notre modèle. Ces critiques sont quelque peu contrecarré par le fait que l'estomac fonctions probables intrathoraciques comme un conduit passif sans contractilité pendant une période considérable, et tous les facteurs, sauf la courbe des tubes et la taille de pylore étaient les mêmes parmi les groupes comparés. Nous ne pensons pas non plus la question de la pression intrapleurale négative affaiblit notre conclusion parce que l'effet de la pression intrapleurale négative serait plus définitive dans un tube gastrique PM que dans un tube de RS. La deuxième limitation de notre étude est que les paramètres de pression ont été établis de façon arbitraire. En fait, quand DGR se produit chez les patients, il est difficile de savoir à quelle hauteur le gradient de pression se développe, et combien de temps il persiste. Cependant, parce que cette étude a porté sur la différence de la dynamique du reflué en fonction de la morphologie des tubes, il est difficile d'appliquer un certain ensemble de pression distale avec une courte durée dans la mesure où mêmes conditions sont appliquées aux groupes comparés . La troisième limite est de savoir si la conclusion de l'étude de la recherche actuelle est cliniquement assez significatif pour faire un changement dans la pratique clinique. Bien que statistiquement significative, les différences réelles dans la quantité et la hauteur de reflué étaient petites entre les différentes voies de reconstruction (tableau 2). On ne sait pas si ces différences relativement mineures ont une pertinence clinique significative. Lors de l'examen d'une question de pertinence clinique, nous devrions envisager reflux gastro-oesophagien (GER) aussi bien, qui n'a pas été démontré dans notre modèle. Comme le montre la présente étude, il est clair qu'une procédure de drainage du pylore favorise DGR et à son tour, augmente le reflux de bile dans l'estomac et l'œsophage. D'autre part, comme indiqué dans nos précédents travaux [13], il facilite la vidange gastrique et donc peut réduire GER. Ainsi, il est difficile de confirmer si l'omission d'une procédure de drainage pylore pourrait réduire les symptômes de reflux des patients. Les études futures de reflux dans le milieu clinique, en corrélation avec les symptômes, endoscopiques et histologiques, peuvent être nécessaires pour obtenir des informations plus complètes
. Conclusions
Nous avons établi une méthode pour observer et mesurer DGR dans l'estomac intrathoracique comme substitut de l'œsophage par l'élaboration du modèle de visualisation de flux. En utilisant ce modèle, nous avons démontré que le degré de DGR était significativement plus élevée dans l'estomac intrathoracique situé dans PM et /ou par un procédé de drainage du pylore étant réalisée dans la mécanique des fluides. Cette constatation peut aider à réduire l'incidence de la DGR après oesophagectomie avec interposition gastrique dans les milieux cliniques du monde réel
abréviations
DGR:.
Duodénogastrique reflux
RS:
espace rétrosternale
PM:
postérieur médiastin
GER:.
reflux gastro-oesophagien

Déclarations
Remerciements
Nous remercions Hyejin Jeon et Heejin parc d'assistance technique pour le développement du modèle expérimental. présenté originale
'Auteurs fichiers pour les images
Voici les liens vers l'origine des auteurs ont soumis des dossiers pour les images. de fichier d'origine pour la figure 1 13019_2013_1353_MOESM2_ESM.tif Auteurs 13019_2013_1353_MOESM1_ESM.tif Auteurs fichier d'origine pour la figure 2 13019_2013_1353_MOESM3_ESM.tif Auteurs fichier d'origine pour la figure 3 Intérêts concurrents
Les auteurs déclarent qu'ils ont aucun conflit d'intérêts.
Auteurs ' contributions
CP: recherche documentaire, acquisition de données, analyse des données, la préparation d'un manuscrit, édition manuscrit; JL: concepts de l'étude, la conception de l'étude, la définition du contenu intellectuel, la recherche documentaire, analyse des données, la préparation du manuscrit, l'édition de manuscrits; JS: conception de l'étude, le développement du modèle expérimental, l'acquisition de données, l'édition de manuscrits; SC: la conception de l'installation expérimentale, l'expérience, l'acquisition de données; KK: analyse des données, l'analyse statistique, l'édition de manuscrits. Tous les auteurs ont lu et approuvé le manuscrit final.

• Endoscopic dissection sous-muqueuse pour le cancer gastrique précoce chez les patients âgés: une méta-analyse
• Expériences avec une simple expérience gastrique de construction