Some Strain Characteristics of the White Lne of the Abdomen in the Median Laparotomic Wound (Experimental Study)

Abstract


Relevance. The tension of the aponeurosis in surgical treatment of midline hernia occurs when the different ways of hernioplasty. At
the same time, the standards of this indicator and limit values date to be determined and therefore not used in herniology.
Materials and methods. The article describes the results of experimental biomechanical studies of the white line of the abdomen
for 15 non-fixed cadavers. Produced a median laparotomic incision. Selected white line in 12cm above umbilicus and at the same
distance below it. Made 6 a longitudinal incision of the aponeurosis at 4cm in length each. Using digital electronic dynamometer,
and the pincer mechanism defined force (N) necessary for the closing of the edges of the aponeurosis. Similarly, the measurements
are made for three sections the white line of the abdomen length 8cm (above the umbilicus, at the level of the umbilicus and below it),
and upper and lower middle sections of 12cm. Accordingly, the obtained parameters the calculated tension forse (N/cm2).
Results and their discussion. It was found that the tension in the incision of the aponeurosis above the umbilicus (1,82±0,46 N/cm2)
has a statistically higher rate than below the umbilicus (0,96±0.40 N/cm2) with a significance level of p≤0.05. The highest rates
were observed in subxiphoidal region (2,66±1.2 N/cm2) and the smallest in the middle third of the lower midline incision (0,68±0.5
N/cm2) (p≤0.01). It is hypothesized that this fact is due to the more horizontal position of the body. On the assumption that the
biophysical model of the anterior abdominal wall may be thin-walled cylinder made a mathematical justification of the hypothesis.
The estimated change in the tension was 2.4 N/cm2, which is very close to empirical – 2.0 N/cm2.
Conclusion. It is concluded that in the horizontal position of the body tension of the aponeurosis in the lower-middle laparotomic
wound is smaller than in upper-middle, largely leveled in the orthostasis.
Keywords: White line, aponeurosis, tension.


Вопросу натяжения апоневротических тканей передней брюшной стенки в современной герниологии придается большое значение [5,8,9]. Существуют публикации по хирургии грыж, лейтмотивом которых является положение о том, что натяжение апоневроза – один из наиболее ключевых негативных факторов, и его следует избегать или минимизировать [6,10]. С натяжением апоневроза связывают такие осложнения, как синдром хронической боли, абдоминальный компартмент-синдром, возникновение рецидивов [11]. Однако есть исследования, которые говорят о том, что связь натяжения и хронической боли не установлена, а ушивание апоневроза край в край при аллопластике с натяжением уменьшает процент сером и рецидива [12].

Исходно апоневротические ткани передней брюшной стенки в физиологических условиях испытывают значительное механическое воздействие, создаваемое мышцами и давлением органов брюшной полости, которое частично компенсируется его кратковременностью и динамическим перераспределением. Более того, при отсутствии определенного напряжения возникает атрофия и истончение мышц, сухожильных растяжений, развиваются контрактуры, в том числе рефлекторные, нарушается деятельность брюшного пресса [4,3]. Отчасти поэтому методики, так называемой, «аугментации» в герниологии на сегодняшний день являются более предпочтительными по сравнению с «бриджингом» [13].

Понятие натяжения связано с определенным действием по увеличению напряжения в ткани, а напряжение – это внутренние силы, возникающие в упругом теле [2].

Определение нормальных тензометрических характеристик соединительнотканного остова передней брюшной стенки является важным для оценки того критического натяжения, которое является допустимым при ушивании лапаротомной раны после операций на органах брюшной полости, а также при герниопластике [14].

Напряжение апоневроза зависит от множества факторов (возраст, конституция, мышечный тонус, внутрибрюшное давление и т.д.). Поэтому методы тензометрии передней брюшной стенки являются весьма вариабельными. Это прямые и непрямые методы, прижизненные и исследования на кадаверном материале [15,16,17].

Изучение тензометрических особенностей соединительнотканного остова передней брюшной стенки необходимо для оценки различных способов герниопластики и оптимального ушивания операционного доступа. Учитывая разнообразие факторов, оказывающих влияние на напряжение апоневроза, необходимо выделение из них доминирующих, а также использование единой методики исследования в эксперименте.

Цель исследования - оценка напряжения в области белой линии живота при срединной лапаротомии на разных уровнях; разработка наиболее «физиологичного» способа тензометрии, релевантного условиям в «живой» ране; экспериментальное обоснование слабых мест белой линии живота.

Материалы и методы

Исследование проведено на 15 нефиксированных трупах при температуре воздуха 22-240С. Трупов мужского пола было 10, женского - 5. Возраст умерших колебался от 28 до 76 лет, в среднем составив 59,6±8 лет. Время наступления смерти от 2 до 10 часов до момента эксперимента. Измерения выполняли следующим образом.

На коже маркировали длину срединной лапаротомной раны – 12 см выше пупочного кольца и 12 см ниже. Далее рассекали кожу и подкожную клетчатку. Белая линия живота освобождалась от клетчатки. Тушью маркировали линию разреза апоневроза – по центру белой линии с метками через каждые 4 см. Таким образом, получалось всего 6 отрезков намеченной линии – 3 выше пупка и 3 ниже пупка. После этого выполнялось рассечение каждого отрезка длиной 4 см с сохранением перемычек между ними не более 1мм шириной. Отмечалось расхождение краев на 5-10 мм (рис. 1).

Выполнено измерение толщины апоневроза шкалой скальпеля.

С помощью пинцетного механизма и цифрового динамометра (рис. 2) осуществляли регистрацию величины усилия, необходимого для сведения краев апоневроза.

Для равномерного сведения разреза использовали алюминиевые полоски размером 30*10мм с иглами в виде граблей и отверстием в центре для бранш пинцета (рис.3).

Регистрировались показания для всех 6 отрезков.

Затем выполнено объединение 1 и 2, 3 и 4, а также 5 и 6 отрезков, путем пересечения перемычек между ними, и регистрация усилия, необходимого для сведения краев апоневроза уже с пластинами 60х10 мм. Аналогично осуществлена оценка для разрезов, включающих 1,2,3 и 4,5,6 отрезки. То есть, выше пупочного кольца и ниже пупка с использованием пластин 100*10 мм.

Размер пластин определен экспериментально с учетом эллипсовидной конфигурации раны апоневроза с той целью, чтобы при сближении пластин происходило сведение краев равномерно по всей длине.

Далее был выполнен расчет напряжения (Н/см2) с учетом рычага тензометра и статистическая оценка разницы как для каждого из отрезков, так и для их объединений, описанных выше, для чего использовали пакет программ MS Excel и расчет критерия Манна-Уитни.

Результаты и их обсуждение

Толщина апоневроза белой линии оказалась в среднем 0,5±0,1 см.

При длине разрезов белой линии живота длиной 4 см для сведения краев апоневроза потребовалось различное усилие, в зависимости от локализации. Средние значения полученных измерений представлены в таблице 1.

При статистической обработке результатов было установлено, что на участке белой линии живота номер 5 (средняя треть расстояния между пупком и лоном) имеет место достоверно более низкое значение силы, необходимой для сведения краев раны, по сравнению с отрезками номер 1, 2 (р≤0,01) и № 6 (р≤0,05). Кроме того, отмечен более высокий показатель на отрезке 1 по сравнению с участком 4 (р≤0,05).

В таблице 2 отражены результаты, полученные при длине разрезов 8 см.

Нулевая гипотеза о равенстве совокупностей отвергнута при сравнении показателей силы, на отрезках 1+2 и 5+6 с уровнем значимости 0,05. В гипогастральной области потребовалось меньшее усилие для сведения краев апоневроза.

Результаты измерений при длине разрезов 12см представлены ниже (табл. 3).

Различия в показателях статистически значимы (р≤0,05).

Таким образом, установлено, что, несмотря на отсутствие мышечного тонуса у трупа, наличие окоченения и ригидности тканей при рассечении апоневроза белой линии живота происходит расхождение его краев на различную величину, в зависимости от длины разреза. Поскольку многократное сближение краев имеет постоянный показатель усилия, то можно говорить о том, что в данной ситуации расхождение связано лишь с упругими свойствами соединительной ткани. Мышечное окоченение в таком случае видимого значения не имеет.

Наибольшее усилие потребовалось для сопоставления краев апоневроза в средней трети расстояния между пупочным кольцом и мечевидным отростком, а наименьшее – в средней трети нижне-срединного отрезка.

Данное обстоятельство может быть связано с тем, что исследование выполнялось в горизонтальном положении тела. Между тем, в вертикальном положении на апоневротические структуры нижней части передней брюшной стенки дополнительное давление оказывают внутренние органы. Исходя из предположения, что давление внутренних органов максимально приближено к гидростатическому, выполнено биофизическое теоретическое обоснование полученных результатов.

Поскольку направление разреза апоневроза строго продольное, то математической моделью передней брюшной стенки можно считать сегмент цилиндра. Толщина апоневроза белой линии у исследованных трупов составила 5 мм при измерении шкалой ручки скальпеля.

Основанием рассматриваемого цилиндра является окружность с диаметром максимально близким к distantio interspinarum, которая по данным литературы составляет от 20 до 25 см [1,7]. При этом соотношение толщины апоневроза и радиуса описанной окружности от 0,05 до 0,04. Это означает, что для расчета можно использовать уравнение Лапласа для тонкостенных оболочек (1):

Δσ = R*ΔP / δ , (1)

где R – радиус окружности цилиндра

Р – давление

δ – толщина стенки цилиндра

В связи с тем, что отрезок номер 5 на 12 см каудальнее отрезка 1, то в вертикальном положении тела давление в исследуемой зоне полости живота увеличится на 12 см водного столба, что составляет 0,11 Н/см2.

Подставив значения в формулу (1):

Δσ = 11 * 0,11 / 0,5 = 2,4 Н/см2

Разность полученных экспериментально показателей напряжения в отрезках 1 и 5 оказалась при округлении до сотых 2,00 Н/см2.

Заключение

Таким образом, теоретическое и экспериментальное значение разности напряжения в апоневрозе оказались очень близки. Выяснение доминирующих тензогенных факторов в разных зонах апоневротической ткани требует дальнейших исследований, в том числе и для последующего использования данных в клинической практике.

Таблица 1

Тензометрические показатели «коротких» ран белой линии живота

Порядковый номер отрезка

1

(субксифоидальный разрез)

2

3

4

5

6

(разрез над лоном)

 

Пупочное кольцо

 

σ (Н/см2)

2,66±1,2

1,96±0,58

1,44±1,06

1,04±0,92

0,68±0,5

1,42±0,58

Table 1

Strain indicators "short" wounds of line

Number of the segment

1

(subxiphoid incision)

2

3

4

5

6

(incision above the pubis)

 

Umbilicus

 

σ (N/cm2)

2,66±1,2

1,96±0,58

1,44±1,06

1,04±0,92

0,68±0,5

1,42±0,58

Таблица 2

Тензометрические показатели «средних» ран белой линии живота

Порядковый номер отрезка

1+2

3+4

5+6

 

Пупочное кольцо

 

σ (Н/см2)

1,98±0,84

1,14±0,66

1,06±0,44

Table 2

Strain indicators "medium" wounds of line

Number of the segment

1+2

3+4

5+6

 

Umbilicus

 

σ (N/cm2)

1,98±0,84

1,14±0,66

1,06±0,44

Таблица 3

Тензометрические показатели «длинных» ран белой линии живота

Порядковый номер отрезка

1+2+3

4+5+6

σ (Н/см2)

1,82±0,46

0,96±0,40

Table 3

Strain indicators "long" wounds of line

Number of the segment

1+2+3

4+5+6

σ (N/cm2)

1,82±0,46

0,96±0,40

Рис. 1. Схема разрезов апоневроза. / Fig. 1. The scheme incisions of the aponeurosis

Рис. 3. Пластина с иглами. Fig. 3. / Plate with needles

P. V. Vnukov

Elets city hospital №2

Author for correspondence.
Email: pvnukov@yandex.ru

Russian Federation, 7 Kostenko Str., Elets, Lipetsk region, 399772, Russian Federation

Head of the surgical Department of Elets city hospital №2

Y. M. Sheptunov

Voronezh State Medical University named N. N. Burdenko

Email: pvnukov@yandex.ru

Russian Federation, 10 Studencheskaia Str., Voronezh, 394036, Russian Federation.

MD, Professor of the Department of surgical diseases Institute of supplementary professional education Voronezh State Medical University named N. N. Burdenko

  1. Aylamazyan E.K., Kulakov V.I., Radzinskiy V.E., Savel'eva G.M. Akusherstvo. Natsional'noe rukovodstvo [Obstetrics. National guideline.]. – М.: GEOTAR-Media, 2009; 763 (in Russ.).
  2. Aleksandrov A.V., Potapov V.D., Derzhavin B.P. Soprotivlenie materialov [Material resistance.]. – М.: Visshaya shkola, 2003; 560 (in Russ.).
  3. Belova A.N., Shchepetova O.N. Rukovodstvo po reabilitatsii bol'nykh s dvigatel'nymi narusheniyami [Guideline the rehabilitation of patients with movement disorders.]. - М.: Antidor, 1999; 872 (in Russ.).
  4. Belokonev V.I., Fedorina T.A., Kovaleva Z.V., Pushkin S.Yu., Nagapetyan S.V., Supil'nikov A.A. Patogenez i khirurgicheskoe lechenie posleoperatsionnykh ventral'nykh gryzh [Pathogenesis and surgical treatment of postoperative ventral hernias.]. Samara, 2005; 208 (in Russ.).
  5. Egiev V.N. Nenatyazhnaya gernioplastika [Tension-free hernioplasty.]. – М.: Mwdpraktika-М, 2002; 148 (in Russ.).
  6. Zhebrovskiy V.V. Khirurgiya gryzh zhivota [Surgery of abdominal hernia.]. – М.: MIA, 2005; 381 (in Russ.).
  7. Kraev A.V. Anatomiya cheloveka. Tom 1 [Human anatomy. Volume 1.]. – М.: Medicina, 1978; 496 (in Russ.).
  8. Narezkin D.V., Alibegov R.A., Ignat'ev S.V., Borsukov A.V., Sergeev O.A., Markova Ya.A. Nenatyazhnaya plastika ushchemlennykh gryzh [Tension-free plasty of strangulated hernias.]. Vestnik khirurgii imeni I.I.Grekova. 2011; 170: 1: 61-62 (in Russ.).
  9. Nekrasov A.Yu., Kasum'yan S.A., Vorontsov A.K., Sergeev A.V., Bezaltynnykh A.A. Nenatyazhnaya gernioplastika posleoperatsionnykh ventral'nykh gryzh [Tension-free hernioplasty of postoperative ventral hernias.]. Novosti khirurgii. 2011; 2: 21-25 (in Russ.).
  10. Muresan M, Muresan S, Bara T, Brinzaniuc K, Sala D, Suciu B, Radu N. The intraabdominal pressure A real indicator of the tension free principle during anterior wall repair procedure after incisional hernias. Ann. Ital. Chir. 2015; 86: 421-6.
  11. Kocijan R1, Sandberg S, Chan YW, Hollinsky C. Anatomical changes after inguinal hernia treatment: a reason for chronic pain and recurrent hernia? Surg. Endosc. 2010; 24(2): 395-9.
  12. Chelala E1, Baraké H, Estievenart J, Dessily M, Charara F, Allé JL. Long-term outcomes of 1326 laparoscopic incisional and ventral hernia repair with the routine suturing concept: a single institution experience. Hernia. 2015; 21.
  13. Conze J1, Binnebösel M, Junge K, Schumpelick V. Incisional hernia - how do I do it? Standard surgical approach. Chirurg. 2010; 81(3): 192-200.
  14. Dadhwal U.S. Tensiometry as a decision tool for abdominal wall reconstruction with component separation: letter to the editor. World J Surg. 2009; 33(12): 2730.
  15. Konerding M., Bohn M., Wolloscheck T., Batke B., Holste J-L., Wohlert S., Trzewik J., Forstemann Th., Hartung Ch. Maximum forces acting on the abdominal wall:Experimental validation of a theoretical modeling in a
  16. human cadaver study. Medical Engineering & Physics. 2011; 33: 789 792.
  17. Silveira R., Nahas F., Hochman B., Bazzano F., Amorim C., Ferreira L. Cadaver as an experimental a model for the study of midline incisional hernia. Acta Cirurgica Brasileira. 2011; 26: 4. http://dx.doi.org/10.1590/
  18. s0102-86502011000400011
  19. Silveira R., Nahas F., Hochman B., Bazzano F., Amorim C., Juliano Y., Passos V., Ferreira L. Mapping traction strength of the anterior rectus sheath in cadaver. Acta Cirurgica Brasileira. 2010; 25: 4.http://dx.doi.org/10.1590/s0102-86502010000400009

Views

Abstract - 171

PDF (Russian) - 132

PlumX

Dimensions


Copyright (c) 2016 Vnukov P.V., Sheptunov Y.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies