姜?jiǎng)P,陳照軍,陳永衛(wèi),劉江,趙向前,蘇明,劉洋,張文智,董家鴻,黃志強(qiáng)
胰十二指腸切除術(shù)(pancreaticoduodenectomy,PDD)是壺腹部癌根治性切除治療的經(jīng)典方法。雖然胰腸吻合的方式與技術(shù)在不斷改進(jìn),但胰漏發(fā)生率仍然高達(dá)5%~33%[1-4]。胰腸吻合中對(duì)主胰管與空腸黏膜進(jìn)行連續(xù)完整吻合是減少PDD術(shù)后早期胰漏發(fā)生的重要手段[2,5-6],但對(duì)于直徑較小的胰管,這種吻合卻難以達(dá)到預(yù)期目的。為保持胰管與空腸內(nèi)引流的連續(xù)性,放置硅膠內(nèi)支撐管引流管是目前常用的方法[7]。一種方法是將胰管引流管直接放置于空腸襻內(nèi)的膽腸吻合口遠(yuǎn)側(cè)端,另一種是將它經(jīng)空腸襻近端穿出引流至體外,以防止胰液與膽汁或腸液混合。采用上述方法,若胰液引流暢通無(wú)阻力,理論上應(yīng)可降低早期胰漏的發(fā)生率,但事實(shí)并非如此[7-9]。胰液具有一定的黏稠度,在內(nèi)徑較小的硅膠管內(nèi)的流體動(dòng)力狀態(tài)如何以及可能的影響因素目前尚未見(jiàn)文獻(xiàn)報(bào)道。本研究利用經(jīng)典伯努利(Bernoulli's equation)管內(nèi)流體流動(dòng)機(jī)械能衡算式,對(duì)胰液在胰管內(nèi)的流動(dòng)進(jìn)行推導(dǎo)計(jì)算,探討胰管引流過(guò)程中的影響因素,對(duì)PDD術(shù)中置放胰管引流的合理方法及安全性、可行性進(jìn)行評(píng)價(jià)。
利用合理的簡(jiǎn)化模型,假設(shè)胰液在引流管內(nèi)為連續(xù)流動(dòng),設(shè)胰腺界面為1-1截面,引流袋為2-2截面,按1-1與2-2截面之間實(shí)際的流體機(jī)械能數(shù)據(jù)列柏努利衡算方程。因胰液具有一定黏度,在流動(dòng)時(shí)存在的流體內(nèi)摩擦?xí)挂徊糠謾C(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,從而引起總機(jī)械能的損失,因此衡算時(shí)加入壓頭損失項(xiàng)(∑Hf),兩個(gè)截面間列柏努利衡算方程得方程式(1)。
g取常數(shù)9.81;Δz. 液位差;ΔP. 頭端間壓力差;l. 引流管長(zhǎng)度;μ. 流體黏度;u. 流體流度;d.引流管內(nèi)徑;ρ. 流體密度。
考察引流管內(nèi)徑、長(zhǎng)度、液位差和胰液黏度對(duì)ΔP的影響,并通過(guò)模擬實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證引流管內(nèi)徑與長(zhǎng)度兩因素的作用。目前所采用的引流原理是被動(dòng)重力引流,需要一定的壓力梯度以保證引流穩(wěn)定有序,因此引流袋應(yīng)低于胰腺部位以下一定距離。然而,由于腹壁戳口體外選位點(diǎn)均高于胰腺,因此,計(jì)算需要添加外加壓頭來(lái)補(bǔ)償,壓頭來(lái)源于兩個(gè)方面,一方面胰管內(nèi)壓力本身可以提供一定的壓頭(平均16~18mmHg),另一方面引流液出口端可以外加一負(fù)壓裝置來(lái)提供必要的壓頭克服損失。
依據(jù)臨床經(jīng)驗(yàn)和參數(shù)作以下設(shè)定,將所設(shè)定的參數(shù)依次代入公式(2)進(jìn)行計(jì)算,求得系列ΔP值。推斷實(shí)際應(yīng)用中所需的條件分析所獲數(shù)據(jù),流體流速按2l/d計(jì)算,密度設(shè)定為1000kg/m3,集中考察決定ΔP的其他4個(gè)因素:①引流管管長(zhǎng)依次取0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8m;②引流管內(nèi)徑依次取0.008、0.016、0.024、0.032m;③胰液黏度依次為0.000656、0.001、0.005、0.01、0.015、0.02Pa.s;④液位差依次為0.05、0.10、0.15m。
1.1 假設(shè)驗(yàn)證 如果胰腺比引流袋高0.1m,Δz=0.1m,g取9.81,胰腺內(nèi)壓力與引流袋的壓力相等,ΔP=0,胰液分泌量為2l/d,
設(shè)定引流管長(zhǎng)度l為1.5m,胰液黏度為體溫下水的黏度,即μ=65.6×10–5Pa.s,胰液密度為水的密度,即1000kg/m3,根據(jù)公式(3),可求得引流管內(nèi)徑d=0.000986m,驗(yàn)證Re,
Re<2000,胰液流動(dòng)為層流,假設(shè)成立。
1.2 材料與儀器 模擬胰液引流體系自制裝置如圖1,包括不同內(nèi)徑(0.008、0.016、0.024、0.032m)引流管,生理鹽水500ml,黏度為5mPa.s的聚合物溶液500ml,U型壓差計(jì),滴液漏斗,50ml注射器,游標(biāo)卡尺。
圖1 胰腺引流體系模擬示意圖Fig.1 Schematic diagram of simulative pancreatic drainage system
1.3 實(shí)驗(yàn)步驟 ①依據(jù)以上論述設(shè)計(jì)模擬引流體系裝置,見(jiàn)圖1。②室溫25℃,將500ml生理鹽水倒入滴液漏斗中,連接U型壓差計(jì),連接整個(gè)封閉系統(tǒng),將滴液漏斗內(nèi)加壓至16mmHg。依次測(cè)試4種不同內(nèi)徑的引流管引流500ml生理鹽水所需時(shí)間。③采用同樣方法,測(cè)試引流500ml 5mPa.s的聚合物溶液所需時(shí)間。引流高度設(shè)定為50cm,引流管長(zhǎng)度為1.8m,整個(gè)過(guò)程中其他變量均維持不變,始終保證整個(gè)系統(tǒng)的干凈與通暢。④對(duì)②、③兩組實(shí)驗(yàn)均采用重復(fù)測(cè)5次,取平均值,做好詳細(xì)記錄。
2.1 計(jì)算數(shù)據(jù)采集 觀察引流管內(nèi)徑分別為0.008、0.016、0.024、0.032m,液位差依次為0.05、0.10、0.15m時(shí),兩因素各自對(duì)ΔP的影響,具體結(jié)果如圖2A所示。觀察引流管長(zhǎng)度分別為0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8m,以及胰液黏度依次為0.000656、0.001、0.005、0.01、0.015、0.02Pa.s時(shí),兩因素各自對(duì)ΔP的影響,具體結(jié)果如圖2B所示。
2.2 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集 分別采用4種不同內(nèi)徑和不同長(zhǎng)度引流管引流500ml生理鹽水(1mPa.s)與500ml聚合物溶液(5mPa.s),結(jié)果如圖3所示。
圖2 引流管內(nèi)徑與液位差(A)以及引流管長(zhǎng)度和胰液黏度(B)對(duì)ΔP的影響Fig.2 Impacts of diameter and liquid level difference (A), and tube's length and pancreatic juice's viscosity (B) on ΔP
圖3 不同內(nèi)徑(A)、不同長(zhǎng)度(B)引流管引流生理鹽水與聚合物溶液時(shí)間曲線圖Fig.3 Diameter-draining time plot of tubes with different inner diameter (A) and length (B) draining 0.9% saline and polymer solution
目前關(guān)于PDD術(shù)后胰管引流的體內(nèi)外置放方式仍存在爭(zhēng)議,主要依靠各自的臨床經(jīng)驗(yàn),缺乏理論依據(jù)。文獻(xiàn)報(bào)道主胰管直徑為1.0~3.0mm,最大直徑為2.0~3.0mm[4,10]。Park等[11]測(cè)量了不同黏度的液體通過(guò)不同型號(hào)引流管時(shí)的速率,管徑型號(hào)6-18F(1F=0.33mm),結(jié)果發(fā)現(xiàn)引流速率隨著管徑的增加而提高,但當(dāng)管徑超過(guò)7F后,這種差距將逐漸變小。
目前臨床上已有各種規(guī)格的引流管可供選擇。根據(jù)臨床實(shí)際情況恰當(dāng)?shù)剡x擇引流管是保證引流順利的一個(gè)關(guān)鍵因素。據(jù)報(bào)道大口徑引流管比小口徑引流管能提供更有效的引流,但是,Gobien等[12]發(fā)現(xiàn)引流管的型號(hào)與引流成功率之間的關(guān)聯(lián)非常弱。Mueller等[13]的研究顯示,就引流管留置時(shí)間而言,小號(hào)引流管比大號(hào)引流管更具優(yōu)勢(shì),并且讓患者更舒適。Gobien等[12]的臨床研究也證實(shí)了此觀點(diǎn),他們通過(guò)對(duì)臨床資料的回顧性分析發(fā)現(xiàn),當(dāng)引流管內(nèi)徑較小時(shí)(5-6F),容易發(fā)生反復(fù)堵管而不得不進(jìn)行重新置管,而當(dāng)引流管內(nèi)徑增加到8F以上時(shí),患者的引流時(shí)間與引流成功率之間無(wú)明顯差異,而且引流管內(nèi)徑越大,對(duì)患者的創(chuàng)傷越大,不舒適程度也越重。
從本研究可以看出,ΔP隨著液位差的增加而增加,且隨液位差變化的幅度較大。在實(shí)際臨床應(yīng)用中,液位差不同主要是由體位及個(gè)體差異造成的。當(dāng)液位差超過(guò)0.1m時(shí),ΔP已超過(guò)胰腺可以承受的壓力,可顯著增加胰漏的風(fēng)險(xiǎn);而且,內(nèi)徑對(duì)ΔP值也有顯著影響,總趨勢(shì)是隨著內(nèi)徑的增加ΔP降低,在0.016m以內(nèi)時(shí)下降趨勢(shì)較大,之后趨于平穩(wěn),也即當(dāng)引流管內(nèi)徑較小時(shí)對(duì)ΔP值影響較大,0.012m以下時(shí)尤其顯著,發(fā)生胰漏的可能性增加。
關(guān)于引流管長(zhǎng)度和胰液黏度這兩個(gè)因素對(duì)ΔP的影響,本研究結(jié)果顯示,隨著引流管長(zhǎng)度增加,ΔP值基本無(wú)明顯變化,只有在液體黏度較高時(shí),其增加幅度才較為明顯。因此,實(shí)際臨床應(yīng)用中引流管長(zhǎng)度以1.4~1.6m為宜。由圖2亦可看出,隨黏度的增加ΔP值呈增加趨勢(shì),然而,根據(jù)人體胰液的實(shí)際黏度范圍參考值,可知胰液黏度與ΔP實(shí)際無(wú)顯著相關(guān)性。
本研究通過(guò)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了引流管內(nèi)徑和長(zhǎng)度這兩個(gè)因素的影響。其中由圖2A可以看出,引流管內(nèi)徑與ΔP的相關(guān)性較大,當(dāng)其值在0.16m以上時(shí)效果較為理想,與計(jì)算結(jié)果具有較好的一致性;而圖2B則證實(shí)在實(shí)際參數(shù)參考值范圍內(nèi),引流管長(zhǎng)度與ΔP無(wú)明顯相關(guān)性。
通過(guò)對(duì)于影響ΔP值的4個(gè)因素的考察及相應(yīng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,本研究獲得了較為可靠的數(shù)據(jù),在所設(shè)定的參數(shù)范圍內(nèi),同時(shí)兼顧實(shí)際臨床需要,保證ΔP低于胰腺所能承受的平均壓力,推斷出4個(gè)因素的適宜范圍。首先對(duì)于具有較大相關(guān)性的兩個(gè)因素,即引流管內(nèi)徑和液位差分別選擇0.002m和0.1m為佳,而無(wú)明顯相關(guān)性的引流管長(zhǎng)度,兼顧實(shí)際臨床需要選取1.6m為宜。
上述實(shí)驗(yàn)所做的假設(shè),前提為引流管內(nèi)胰液具有連續(xù)性。但在臨床實(shí)際中,往往會(huì)出現(xiàn)較大個(gè)體差異,上述結(jié)論在剛放置引流管后具有較大的參考價(jià)值,對(duì)于連續(xù)、正常的引流,只要保持1-1截面低于2-2截面并具有一定的液位差,即可保證其暢通。為盡量避免人為造成的引流管阻斷,以及不當(dāng)處置引起的胰液引流受阻等問(wèn)題,采用體內(nèi)腸引流不失為一種理想可靠的方式。引流管內(nèi)徑0.002m以上,液位差小于0.1m時(shí),可以較大程度保證引流的暢通,引流管長(zhǎng)度以1.6m為宜。因體外引流模式所面臨的實(shí)際問(wèn)題,腸內(nèi)引流可能是理想選擇。
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