Radiotelemetric study of temperature in the gastrointestinal tract

Abstract

The methods of studying the gastrointestinal tract currently used have significant drawbacks. Often, the study causes unpleasant, sometimes painful sensations in the patient. It is not always possible to obtain information about such important physiological data as temperature, pressure, acidity in the stomach and intestines.

Full Text

Применяемые в настоящее время методы исследования желудочно-кишечного трак­та имеют существенные недостатки. Нередко исследование вызывает неприятные иногда болезненные ощущения у больного. Не всегда удается получить сведения о та­ких важных физиологических данных, как температура, давление, кислотность в же­лудке и кишечнике.

В связи с этим большое значение имеет разработанная в последнее время мето­дика радиотелеметрического исследования различных функций желудочно-кишечного тракта. С помощью миниатюрной радиокапсулы можно в течение длительного време­ни измерять температуру, давление и активную реакцию водородных ионов во всех отделах желудочно-кишечного тракта.

Радиотелеметрические системы были разработаны в различных странах. В 1957 г. в США известные специалисты в области радиоэлектроники Фаррар, Зворыкин и Баум изготовили радиокапсулу для измерения давления в желудочно-кишечном тракте. В том же году радиокапсула была разработана в Швеции Маккеем и Якобсоном. В дальнейшем к работам в области радиотелеметрического измерения функций орга­нов пищеварения присоединились Арденне и Спрунг (1958) в ГДР, Неллер (1959) в ФРГ, Роуланде и Вольф (1960) в Англии.

В 1961 г. группа ленинградских инженеров под руководством А. М. Сорина разра­ботала радиотелеметрическую систему, с помощью которой можно в течение длитель­ного времени (1—3 суток) непрерывно измерять в желудочно-кишечном тракте тем­пературу, давление и pH.

Принцип работы радиотелеметрической системы основан на регистрации радио­приемным устройством сигналов миниатюрной радиокапсулы, которая, после прогла­тывания, проходя по пищеварительному тракту, реагирует на определенные физиче­ские, химические и физиологические изменения среды.

Установка для радиотелеметрического исследования желудочно-кишечного трак­та состоит из радиокапсулы, приемной антенны, приемно-анализирующего и регистрирую­щего устройства. Кроме того, имеется специальное тарировочное устройство, снаб­женное ультратермостатом.

Рис.1 Радиокапсула для измерения температуры.

Самой существенной частью радиотелеметрической системы является миниатюрная радиокапсула (рис. 1), выполненная в виде цилиндра, длина которого— 18 мм, диа­метр — 8 мм, вес —до 2 г. Радиокапсула для измерения температуры состоит из датчи­ка, генератора электромагнитных колебаний высокой частоты и источника питания. В качестве датчика использован сегнетокерамический конденсатор (вариконд). При­менение вариконда, включаемого как емкость контура генератора, позволяет простым путем управлять частотой генератора в зависимости от изменений температуры окружающей среды. Генератор радиокапсулы работает на частоте 1950±50 кгц при тем­пературе 35°. Сдвиг частоты при изменении температуры до 42° составляет 100 кгц. Радиотелеметрическая система обеспечивает измерение температуры в пределах 34—42° С с точностью до ±0,1°.

Источником питания радиокапсулы служит миниатюрный окислортутный элемент с ЭДС 1,35 в. Емкость источника питания обеспечивает непрерывную работу генерато­ра в течение 100 часов.

Перед исследованием радиокапсулу заключают в тонкую герметичную оболочку из каучука и тарируют с помощью специального тарировочного устройства. Исследуе­мый, как правило, легко проглатывает радиокапсулу. Свободно передвигаясь по все­му желудочно-кишечному тракту, радиокапсула непрерывно генерирует и в зависи­мости от величины температуры излучает различной частоты колебания. Сигналы ра­диокапсулы принимает специальная антенна, надетая на исследуемого в виде пояса. Антенна соединяется с приемно-анализирующим устройством гибким высокочастотным кабелем, не мешающим движениям исследуемого. Приемно-анализирующее устройство (рис. 2) усиливает принятые сигналы, преобразует их и подает на вход регистрирую­щего устройства, которое записывает изменения этих сигналов в виде графика на движущейся диаграммной ленте. Полученный график непрерывно показывает, таким образом, числовые значения температуры. Положение радиокапсулы в желудочно-ки­шечном тракте периодически контролируется с помощью рентгенологического иссле­дования. Режим питания и сна исследуемых — обычно принятый в клинике.

Рис.2 Больной С., исследуемый с помощью радиотелеметрической си­стемы. Справа от больного — прием­но-анализирующее и регистрирующее устройство.

При исследовании с помощью радиокапсулы температуры у здоровых лиц был выявлен примерно единообразный характер температурной кривой (рис. 3). В поло сти желудка температура колебалась от 36,0 до 38,2° (средняя 37,0±0,19°), в тонком кишечнике — от 35,7 до 39,0° (37,1 ±0,24°), в толстом кишечнике — от 35,6 до 37,9° (36,6±0,2°). Таким образом, у здоровых более высокая температура отмечалась в ди­стальном отделе тонкого и начальном отделе толстого кишечника. Наиболее низкая температура была в нисходящем отделе толстого кишечника.

Рис.3 Кривая температуры в желудочно-кишечном тракте у К. Обозначения: I — же­лудок; II—двенадцатиперстная кишка; III—тонкий кишечник; IV — толстый кишеч­ник; V — прямая кишка.

У больных хроническим гастритом температура в желудке и в тонком кишечнике была несколько выше, чем у здоровых. В полости желудка она колебалась от 36,1 до 38,7° (средняя 37,7±0,17°), в тонком кишечнике — от 35,9 до 39,1° (средняя 37,5± 0,19°), в толстом кишечнике — от 35,7 до 38,1° (36,7±0,22°)

Характер температурной кривой у больных хроническим гастритом был почти та­ким же, как у здоровых. Наиболее высокая температура также отмечалась в дисталь­ном отделе тонкого и начальном отделе толстого кишечника. Наиболее низкой темпе­ратура была в прямой кишке.

Рис.4 Изменение температуры в желудке после приема горячей и холодный воды.

В процессе радиотелеметрического исследования были проведены наблюдения за изменением температуры в желудке после приема 200 мл горячей (50—52°) и холод­ной (13—15°) воды (рис. 4). Учитывалось также время возвращения температурной кривой к исходному уровню. Эти данные могут дать представление о состоянии кро­вообращения в желудке.

Кроме того, были проведены отдельные наблюдения для выяснения характера изменения температуры в желудке при наложении на эпигастральную область грел­ки или пузыря со льдом. Для увеличения времени наблюдения радиокапсулу в желуд­ке удерживали с помощью шелковой нити. Грелку или пузырь со льдом клали на эпигастральную область на 30 мин. Температура между грелкой и передней брюшной стенкой была в пределах 41°, между пузырем со льдом и передней брюшной стен­кой — d пределах 25°. Однако никаких изменений температуры в желудке в течение 2 часов после действия тепла или холода не было зарегистрировано.

Б. Е. Вотчал и соавт. (1964) в результате своих исследований также пришли к выводу, что ни холод (пузырь со льдом), ни тепло (горячая грелка), примененные в течение 30—40 мин., не оказывают никакого влияния на температуру в полости же­лудка. Г. Л. Магазаник (1965) указывает, что стабильность температуры в желудке и невозможность ее изменения под влиянием ряда физических факторов зависят от чрезвычайно обильного кровоснабжения, являющегося естественным регулятором тем­пературы в желудке. По мнению автора, грелка вызывает только активную нервно- сосудистую реакцию на месте применения и рефлекторным путем уменьшает спазм гладкой мускулатуры желудка и кишечника.