GINOP 2.2.1-18-2020-00018 számú pályázat kutatási eredményei, jelentés

GINOP 2.2.1-18-2020-00018 számú pályázat keretében a Heim Pál Országos Gyermekgyógyászati Intézet által a Debreceni Egyetemnek nyújtott K+F szolgáltatáshoz kapcsolódó kutatási eredmények. A vizsgálat célja egy olyan komplex monitor prototípusának és ahhoz szervesen kapcsolódó diagnosztikai értékelő szoftvernek a kifejlesztése, mely posztoperatív körülmények között lehetővé teszi a műtéten átesett betegek non-invazív gastrális és kardiális megfigyelését – őrzését biztonságos és jól arametrizált feltételek mellett. A műtét során az altatás és relaxálás miatt a bélműködés leáll. Ez kórélettanilag megfelel a paralyticus ileus (hűdéses bél) klinikai képének. A gyógyszerek kiürülésével a bélműködés (bélmozgás) megindul. Az enterális működés beindulása előfeltétele a beteg műtét utáni gyógyulásának. Jelen pillanatban nincs megfelelő objektív, parametrizálható információnk a mesterségesen létrehozott bélhűdés megszűnéséről. És vice-versa nem ismerjük a valamilyen okból kialakult paralyticus ileus (hűdéses bélelzáródás) elektromyografikus jellemzőit. A has feletti hallgatódzással észlelhető bélhangok csak erősen szubjektív megítélésre adnak lehetőséget és semmiképpen sem teszik lehetővé a folyamatos észlelést. A széklet megjelenése, mint a paralyticus állapot oldódásának kemény végpontja túl késői jele a bélműködés helyreállásának. A köztes időszakról nincs jól parametrizálható, esetleges riasztásra alkalmazható objektív adatunk. Eközben nem hagyható figyelmen kívül a beteg kardiális állapotának esetleges változása sem, melyet akár a betegség maga vagy az alkalmazott gyógyszerek is befolyásolhatnak. A klinikumban évtizedek óta igény mutatkozik a bélműködés non-invazív monitorozására, amellett, hogy a kardiális folyamatokat is követni tudjuk. A bélmozgások ismételt elindulásának korai észlelése fontos jelentősséggel bír a beteg a postoperatív táplálásának időbeli megkezdése szempontjából, mert ezáltal elkerülhetővé válnak az idő előtti táplálásból adódó intolerancia tünetek (pl.hányás, hasi fájdalmak) és a túl későn megkezdett táplálásból adódó postoperatív éhezés. Az éhezés elkerülése jelentősen segítheti a postoperatív gyógyulási folyamatokat, javíthatja a sejtek oxigén ellátását, az izomerő megtartását, a keringés stabilitását, csökkentheti a sérülések és csonttörések gyógyulási idejét, javíthatja a varratokkal egyesített sebek szakító szilárdságát, csökkentheti a postoperatíve kialakuló varratelégtelenségek kialakulásának kockázatát, a decubitusok kialakulásának esélyét. A korai táplálás javíthatja a bél mucosa ujjáépítési folyamatait, csökkentheti a táplálkozási elégtelenségből adódó hiánytünetek, a testtömeg vesztés és az infectiók kialakulásának lehetőségét. A beteg táplálásának időben történő megkezdése rövidítheti a gyógyulási folyamatot, csökkentheti a kórházi kezelés időtartamát, humán erőforrás igényét és annak költségeit. A kórházi kezelések idejének rövidülése javíthatja a gyógyítás eredményességét és csökkentheti a munkából való kiesés idejét, ezért társadalmi hasznossága is mérhető eredményeket hozhat. A bél simaizomzatának működése során ugyanolyan elektromos jeleket bocsájt ki, mint a szívizomzat, csak ezek sokkal kisebb feszültségváltozással járnak és alacsonyabb frekvenciájúak, mint a myocardium-ból származó EKG jelek. Vagyis olyan eszközre van szükség, mely e két egymás mellett jelentkező, de jelerősségben drasztikusan különböző paramétert egymás mellett megjeleníteni képes, úgy, hogy nem zavarják egymást. Korábbi vizsgálatainkkal igazoltuk a műszer alkalmazhatóságát gyermekkori gastrooesophagealis reflux betegség non-invazív diagnosztikájában. A műszerrel lefolytatott számos preklinikai-állatkísérletes vizsgálat is rendelkezésre áll. A vizsgált műszer alkalmas e két különböző jelintenzítású izomfajta működésének egyidejű, együttes detektálására és szétválasztására a szoftveres kiértékelő rendszer segítségével. Megfelelő algoritmus kidolgozásával a mérőműszer alkalmas gastrointestinalis jelek értékelésére, a kóros és normális működés elkülönítésére, veszélyállapotok jelzésére. Mindez non-invazív technikával, mely különösen alkalmas gyermekek és idős betegek posztoperatív őrzésére.

本研究成果基于GINOP 2.2.1-18-2020-00018号项目框架，由海姆·帕尔全国儿童病研究所（Heim Pál National Pediatric Institute）向德布勒森大学提交，关联K+F服务相关研究。本研究旨在开发一款复合监护原型系统及其配套的一体化诊断评估软件，实现在术后环境下，于安全且参数化可控的条件下，对手术患者进行非侵入式（non-invasive）胃肠与心血管状态的监测与监护。手术过程中，由于麻醉与肌肉松弛，肠道蠕动会暂时停止，这在病理上符合麻痹性肠梗阻（paralytic ileus）的临床表征。待药物代谢完全后，肠道蠕动（胃肠动力）会逐步恢复，而胃肠动力恢复是患者术后康复的核心前提。目前尚无针对人工诱导的麻痹性肠梗阻消退的客观、可参数化监测数据；反之，对于因各类诱因引发的麻痹性肠梗阻的肌电图（electromyography, EMG）特征也尚未明确。当前临床采用的腹部听诊肠鸣音手段，仅能提供极强主观性的评估结果，无法实现连续动态监测；而排便作为麻痹性肠梗阻缓解的硬性终末指标，其出现时间远晚于胃肠动力恢复的实际节点，且在此过渡阶段缺乏可用于早期预警的、参数化的客观监测数据。与此同时，患者心血管状态的潜在变化也不容忽视，其可能受原发疾病或术中术后所用药物影响。长期以来，临床领域亟需一款可同时实现非侵入式胃肠动力监测与心血管状态追踪的一体化监护系统。早期识别肠道蠕动的恢复，对于术后早期启动肠内营养具有重要临床意义：可避免过早肠内营养引发的不耐受症状（如腹胀、腹痛），以及过晚营养导致的术后饥饿。规避术后饥饿可显著助力术后康复进程，改善细胞氧供、维持肌肉力量、稳定循环功能，缩短创伤与骨折的愈合时间，提升手术切口愈合强度，降低术后切口并发症及压疮（decubitus）的发生风险。早期肠内营养还可促进肠道黏膜屏障修复，减少营养不良相关并发症、体重丢失及感染风险。及时启动术后营养可缩短康复周期、缩减住院时长，降低人力与医疗成本。住院时长的缩短不仅能提升治疗效果，还可减少患者的误工时间，因此具备可观的社会价值。肠道平滑肌活动产生的电信号与心肌活动的电信号特征相似，但其电压变化幅度更小、频率低于心肌源性的心电图（electrocardiogram, EKG）信号。因此亟需一款能够同时采集并区分这两种强度差异悬殊的同步信号的设备，避免信号间相互干扰。我们此前的研究已验证了该设备在儿童胃食管反流病非侵入式诊断中的可行性，同时积累了多项临床前动物实验数据。经优化的配套软件可实现两种不同信号强度来源的平滑肌活动的同步、联合检测与分离。通过定制化算法，该监测设备可实现胃肠电信号的量化分析，区分病理与正常生理状态，并预警异常风险。上述技术均为非侵入式手段，尤其适用于儿童及老年患者的术后监护。