蔡　暉，　段培蓓

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數(shù)學建模規(guī)范加熱技術對EEN患者耐受性的影響

蔡暉，段培蓓

第一作者： 蔡暉，女，護理學碩士，主管護師，研究方向：腸內(nèi)營養(yǎng)

【摘要】目的探討規(guī)范營養(yǎng)液加熱技術對胃癌術后行EEN患者耐受性的影響。方法建立腸內(nèi)營養(yǎng)加熱數(shù)學模型，規(guī)范加熱技術。選取90例胃癌術后行EEN患者，采用隨機數(shù)字表法分為規(guī)范加熱組44例及經(jīng)驗加熱組46例，以惡心嘔吐、腹瀉及腹脹作為不耐受的觀察指標。觀察患者自喂養(yǎng)后5 d內(nèi)有無腸內(nèi)營養(yǎng)不耐受。結果兩組患者在性別、年齡、手術類型、麻醉、用藥等方面比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。實施EEN后腹脹及惡心嘔吐方面對比無差異(P>0.05)；腹瀉對比差異明顯(P<0.05)。結論規(guī)范營養(yǎng)液加熱技術，能降低胃癌術后行EEN患者腹瀉的發(fā)生率，提高患者腸內(nèi)營養(yǎng)的耐受性。

【關鍵詞】早期腸內(nèi)營養(yǎng)；加熱；規(guī)范化；數(shù)學建模；胃癌；護理

胃癌患者存在高消耗狀態(tài)，且由于腫瘤對胃生理功能的影響，患者術前即有可能存在營養(yǎng)不良，而手術帶來的應激反應及術后較長時間禁食，進一步加重了患者營養(yǎng)不良的狀態(tài)，使機體免疫力下降，影響康復[1]。早期腸內(nèi)營養(yǎng)(early enteral nutrition，EEN)既能為患者提供身體必須的能量與營養(yǎng)素，同時又預防腸黏膜萎縮，保護腸道黏膜屏障功能，防止腸道菌群失調(diào)，降低患者感染率和死亡率。但患者常會產(chǎn)生腹瀉、惡心嘔吐或腹脹便秘等一系列EN不耐受表現(xiàn)。較多研究表明，提高營養(yǎng)液溫度能夠降低腸內(nèi)營養(yǎng)不耐受。電加熱器管外夾持加熱是持續(xù)EN最常見的加熱方式，但其加熱效果受到加熱溫度、夾持距離、營養(yǎng)液流速等一系列因素的影響，目前尚無加熱規(guī)范，臨床加熱現(xiàn)狀混亂，常出現(xiàn)加熱無效或加熱過度的現(xiàn)象。本研究采用數(shù)學建模，形成規(guī)范加熱方法，90例胃癌術后行EEN的患者，分別實施規(guī)范加熱與經(jīng)驗加熱，比較兩種方法對患者EN耐受性的影響，現(xiàn)報道如下。

1資料與方法

1.1加熱規(guī)范形成

1.1.1數(shù)學模型的建立背景是在醫(yī)院環(huán)境溫度(約22 ℃)下，通過對營養(yǎng)液管外加熱，使營養(yǎng)液入體溫度為37 ℃。設置加溫器加熱，溫度分別為40 ℃(A組)、50 ℃(B組)、60 ℃(C組)及70 ℃(D組)，營養(yǎng)液進食速度分別為10、20、30、40 ml/h，測得加熱器將不同流速的營養(yǎng)液加熱至以下溫度(見表1)，即出口溫度。

表1　營養(yǎng)液出口溫度

設置加熱溫度為60 ℃，在流速20 ml/h速度下，加熱器夾持在距測量端40 cm，測得營養(yǎng)液入體溫度為(31.5±0.28)℃。

假設營養(yǎng)液流動為水流運動中的層流運動，熱量在流體中的運輸也考慮對流和熱擴散作用，將輸液管外界空氣與輸液管的熱交換作用考慮在內(nèi)。模擬的方程和基本參數(shù)如下：

目前，各大高校轉專業(yè)大概可以分為三類：零門檻轉專業(yè)、在名額或成績上放寬和在條件或途徑上放寬；但浙江工業(yè)大學為全國高等院校開啟先河—從2016年起全面放開轉專業(yè)。那么，全面放開轉專業(yè)這一政策是否可以行呢？

式中：ρ為流體的密度(kg/m3)；u為輸液管中的流速(m/s)；I為張量；μ為動力粘滯系數(shù)(N·s/m2)；p為壓力(Pa)。

熱輸運方程：ρCp+ρCpu·VT=V·(kVT)+Q

式中：k為熱傳導系數(shù)；Cp為液體比熱容；T為加熱溫度；Q為熱源。

1.1.2數(shù)學模型驗證熱量的運輸也就能量的運輸，在一定的流速下，類似于水力學中的流體在管道中的運輸，沿程伴隨著能量的損失，有一部分熱量擴散到外界空氣中。加熱初始階段溫度梯度較大，擴散的較快；隨著沿程變化，溫度下降趨勢變緩，并逐漸接近外界溫度(圖1)。

圖1　溫度隨導管的水平方向的變化趨勢

由基礎實驗可得：加熱器設置溫度為60 ℃，20 ml/h速度的營養(yǎng)液經(jīng)加熱后溫度約為55 ℃，測量距加熱器約40 cm處營養(yǎng)液溫度，平均值約31.5 ℃。即：在22 ℃的環(huán)境溫度下，加熱至55 ℃的營養(yǎng)液在管內(nèi)流經(jīng)至40 cm處時，溫度會降至31.7 ℃左右(圖2)。在此基礎上，通過數(shù)值模擬，取40 cm斷面處溫度隨時間變化的數(shù)據(jù)，營養(yǎng)液溫度55 ℃左右，溫度隨時間變化，并最終趨近一個穩(wěn)定值約31.5 ℃(圖2)，二者有很好的一致性，說明數(shù)值模擬能夠很好反映實驗結果。

圖2　實驗結果與數(shù)值模擬結果的比較

1.1.3數(shù)學建模結果通過上述公式及具體參數(shù)值，得出不同進食速度下，不同加熱溫度所對應的夾持距離，見表2。

表2不同進食速度下不同加熱溫度所對應的加持距離

1.1.4規(guī)范形成(1)因加熱可能導致營養(yǎng)素流失，加熱溫度越高，營養(yǎng)素流失越嚴重，所以在臨床操作中，選擇加熱溫度應越低越好。(2)加熱器長度約8～10 cm，重量40～80 g不等，若加溫夾自身重力牽引營養(yǎng)管，會增加導管滑脫的風險，因此夾持應不小于15 cm(大約從鼻端到耳后距離或從造瘺至腋后線距離)。(3)根據(jù)患者不同體位，經(jīng)鼻空腸營養(yǎng)臥位患者鼻尖至肩胛距離為0～25 cm，在此范圍內(nèi)加熱器容易被壓在頸下、腋下或肩胛下等，昏迷患者容易有壓瘡、燙傷等風險。綜上所述，空腸造瘺患者EEN應將加溫夾夾在距造瘺口15 cm以外，經(jīng)鼻空腸營養(yǎng)患者應將加溫夾夾在距造瘺口25 cm以外，采用彈力帶將加溫夾系于床欄上，以防墜在床下或壓在身下。現(xiàn)形成規(guī)范見表3、表4。

表3經(jīng)鼻空腸營養(yǎng)管外夾持距離(cm)及加熱溫度(℃)

表4　空腸造瘺營養(yǎng)管外夾持距離(cm)及加熱溫度(℃)

1.2規(guī)范的臨床驗證

1.2.1研究對象采用方便抽樣法隨機選取2012年12月至2014年12月在江蘇省中醫(yī)院普外科及消化腫瘤外科住院的胃癌患者，共90例，均自愿參加本研究。90例患者行胃癌切除上消化道重建術，術后攜帶空腸營養(yǎng)管，24～48 h內(nèi)實施EN。年齡18～70歲，無心、腎等重要臟器功能不全，能積極配合完成臨床觀察。按隨機數(shù)字表法分為規(guī)范加熱組46例及經(jīng)驗加熱組44例。

1.2.2干預方法患者在術中放置空腸營養(yǎng)管。術后30～40 h開始采用序貫營養(yǎng)支持。病房溫度控制在22 ℃，采用佰通腸內(nèi)營養(yǎng)泵，EEN首日以0.9%氯化鈉注射液250 ml開始，次日給予腸內(nèi)營養(yǎng)混懸液(能全力)250 ml，第3日給予能全力500 ml，第4日給予能全力750 ml，第5日給予能全力1 000 ml。喂養(yǎng)速度以10 ml/h起始，并以10 ml/h速度遞增，原則是維持每日持續(xù)進食時間20～24 h。

1.2.3加熱方法經(jīng)驗加熱組：根據(jù)佰通腸內(nèi)營養(yǎng)泵加熱方法，設置加熱溫度為37 ℃，加溫器夾持于一次性腸內(nèi)營養(yǎng)輸注器管外，距人體20 cm處持續(xù)加熱。規(guī)范加熱組：采用孟州水星電器廠WK-1型可調(diào)溫加溫器，將加溫棒夾持于一次性腸內(nèi)營養(yǎng)輸注器管外，中點對準，距人體25 cm處持續(xù)加熱。設置加熱溫度為：10 ml/h 55 ℃，20 ml/h 50 ℃，30～50 ml/h 45 ℃。觀察時間為次日晨8:00。療程為120 h。

1.2.4觀測指標療效指標從EEN實施的第1天開始，觀察患者有無出現(xiàn)惡心嘔吐、腹脹或腹瀉等EN不耐受表現(xiàn)。惡心程度判斷標準參照WHO嘔吐評定標準：0度：無惡心嘔吐；Ⅰ度：惡心、不嘔吐；Ⅱ度：輕度的惡心、嘔吐，1～2次/d，可忍受，不需要治療；Ⅲ度：重度嘔吐2～3次，需要治療；Ⅳ度：難控制性的嘔吐，治療效果差。腹脹程度判斷標準采用胃腸癥狀評分(GSRS)法：無癥狀為0分；經(jīng)提示可意識到癥狀存在為1分；癥狀存在但不影響日常生活為2分；癥狀影響日常生活為3分。腹瀉判斷標準為：排便次數(shù)明顯超過平日習慣的頻率，≥3次/日，糞質稀薄，水分增加，每日排便量超過200 g或含未消化食物或膿血黏液腹瀉；常伴有排便急迫感、肛門不適、失禁等癥狀。

2結果

2.1患者一般人口學資料

兩組患者性別、年齡、手術類型比較，及EEN期間血糖值,是否使用胃腸動力藥、益生菌制劑和止吐劑比較，差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，具有可比性，見表4、表5。

2.2兩組患者EN耐受性比較

兩組患者腹脹與惡心嘔吐發(fā)生率比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，腹瀉發(fā)生率比較，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表6。

表5　兩組患者血糖值、是否采用胃腸動力藥及止吐劑比較

表6　兩組患者術后腹脹、惡心嘔吐及腹瀉發(fā)生率(%)的比較

3討論

3.1營養(yǎng)液溫度對EEN患者耐受性的影響

EN不耐受主要以腹脹、惡心嘔吐及腹瀉為主要臨床表現(xiàn)。據(jù)調(diào)查，早期能完全耐受全腸道營養(yǎng)者不到50%[2]。國外較多研究認為EN溫度對胃腸道影響不明顯，如Barrett等[3]研究表明，尚缺乏充足的理論依據(jù)和直接觀察結果證明對營養(yǎng)液加熱可以減輕胃腸道不適癥狀。國內(nèi)此方面的報道較多，如徐琳等[4]研究指出，營養(yǎng)液溫度應適宜，太冷致腹瀉，太熱致腸黏膜燙傷，甚至引起黏膜潰瘍。沈敏[5]、倪元紅[6]等認為，應采用輸液加溫器對營養(yǎng)液進行管外加熱，使營養(yǎng)液溫度在37 ℃左右，可避免對腸道的刺激，同時有利于腸道對營養(yǎng)液的吸收。姚秀英等[7]進行EN時，鼻飼液的溫度要求在37～40 ℃。以上研究均顯示腹瀉、腹脹、惡心、嘔吐等消化道癥狀與營養(yǎng)液溫度過低可能有一定關系。但此類報道僅從臨床癥狀上進行分析，尚缺乏胃腸動力學及病理生理學方面的研究。戴利等人[8]對腸道缺血再灌注大鼠實施10、24、32、40 ℃ 4種溫度的EN，結果表明：10 ℃組黏膜損傷最低，40 ℃黏膜損傷較高。降低EN溫度，對缺血再灌注大鼠具有保護作用；而研究EN溫度對急性胃黏膜損傷大鼠胃腸道并發(fā)癥的影響，結果顯示溫度對大鼠腹瀉有影響而對胃潴留及腸道積氣影響不大，溫度提高至24 ℃及以上可以減少腹瀉的發(fā)生，以40 ℃最佳。但大鼠與人類生理存在一定的差異，因此明確EN適宜溫度范圍，還須進一步臨床驗證。出現(xiàn)國內(nèi)外觀點不同的主要原因應該為中西方的飲食習慣和體質差異，歐美國家喜“冷”而中國喜“熱”。中國人飲食以素食纖維為主，而西方國家以肉食為主。中醫(yī)講“魚生火，肉生痰”，而西方國家人喜歡喝冷水來化體內(nèi)的火。久而久之就形成了東西方人飲食習慣上的差異。因此，我們認為，即使歐美國家腸內(nèi)營養(yǎng)指南未要求對營養(yǎng)液加熱，但在國內(nèi)，尤其是大陸地區(qū)，EN時應該加熱，且加熱應該規(guī)范,應將營養(yǎng)液加熱到接近腸道溫度。過冷會引起痙攣性腹瀉,過熱可導致腸道黏膜受損。

3.2規(guī)范加熱對EN不耐受癥狀的影響

3.2.1腹脹腹脹是胃癌術后行EEN患者常見的并發(fā)癥，同時全麻、術中刺激及持續(xù)靜脈鎮(zhèn)痛等也是引起腹脹的主要原因。胡森等[9]研究低灌流對EEN腸道耐受性的影響，得出低灌流狀態(tài)下，EEN腸耐受性降低。也有研究發(fā)現(xiàn)腸內(nèi)營養(yǎng)不耐受的患者在開始EN之前和過程中的血糖峰值都較高，血糖大于10 mmol/L的患者更容易出現(xiàn)EN不耐受。本研究結果顯示，規(guī)范加熱組腹脹發(fā)生率為65.2%，經(jīng)驗加熱組為65.9%，兩組比較無統(tǒng)計學差異，表明不同溫度控制的營養(yǎng)液對腹脹的影響不大。

3.2.2惡心嘔吐惡心是一種想吐或即將嘔吐的感覺體驗，嘔吐則是上消化道內(nèi)容物從口腔內(nèi)強力排出的過程。本研究中規(guī)范加熱組惡心嘔吐的發(fā)生率(56.5%)與經(jīng)驗加熱組(65.9%)差異雖無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但從數(shù)值上可看出，規(guī)范加熱后

實施EEN，惡心嘔吐的發(fā)生率更低。本研究的對象為胃癌消化道重建術后患者，其行EEN期間發(fā)生的惡心嘔吐，不能排除麻醉藥對內(nèi)臟及中樞化學感受器的刺激，以及來自腸道的各種刺激。因此，溫度是否會引起惡心嘔吐仍需臨床進一步驗證。

3.2.3腹瀉腹瀉是大多數(shù)患者因無法耐受而被迫停止EN的原因，外科EN患者腹瀉發(fā)生率約30%[10]。EN相關性腹瀉的診斷標準：EN 2天后出現(xiàn)不同程度腹瀉，經(jīng)調(diào)節(jié)營養(yǎng)液溫度、輸注速度、營養(yǎng)液濃度及輸注量，并應用止瀉藥物后癥狀能緩解。另患者營養(yǎng)不良越重、持續(xù)時間越長，發(fā)生腹瀉幾率越高。術后用藥也可能導致腹瀉，常見為抗生素相關性腹瀉，確切原因還不清楚，但可能與抗生素改變了腸內(nèi)的菌群,使致病菌過度生長有關[11]。而營養(yǎng)液溫度也是導致EN相關性腹瀉的原因之一[4-5]。本研究結果顯示，經(jīng)驗加熱組腹瀉發(fā)生率(18.18%)明顯高于規(guī)范加熱組(10.87%)(P<0.05)，由此表明胃癌術后實施EEN時，規(guī)范加熱技術能夠降低EN相關性腹瀉的發(fā)生。

4小結

本研究通過數(shù)學建模及實驗室驗證,規(guī)范了腸內(nèi)營養(yǎng)加熱技術，將營養(yǎng)液溫度控制在37 ℃，進一步通過臨床驗證,得出規(guī)范加熱技術對EN患者的腹脹、惡心嘔吐影響無統(tǒng)計學意義，但能夠明顯降低EN相關性腹瀉的發(fā)生。

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作者單位：210029江蘇南京， 江蘇省中醫(yī)院普外科

通訊作者：段培蓓，女，主任護師，本科學歷，副教授，碩士生導師，研究方向：腫瘤護理，E-mail：caicai0256@126.com

doi：10.3969/j.issn.1674-4136.2016.02.011

文章編號：1674-4136(2016)02-0113-05

Corresponding author:DUAN Peibei, E-mail:caicai0256@126.com

[收稿日期：2015-05-22][本文編輯：李筱蕾]

Objective to explore the effects of standardized heating method on gastrointestinal reactions of postoperative patients of upper gastrointestinal cancer with EEN

CAIHui,DUANPeibei.

(DepartmentofGeneralSurgery，JiangsuProvinceHospitalofTCM，Nanjing210029，China)

Abstract：ObjectiveTo explore the effects of standardized heating method on gastrointestinal reactions of postoperative patients of upper gastrointestinal cancer with EEN.MethodStage of mathematical modeling to reach the target temperature. 90 patients that met the screening criteria were randomly divided into specification heating group and experience heating group. Nausea, vomiting, diarrhea, abdominal distension were taken as intestinal intolerance.ResultsThere was no statistically significance (P>0.05) in gender, age, type of surgery, anesthesia, medication between the observation group and the control group, indicating that the two groups were comparable. There are significant differences in terms of diarrhea (P<0.05), but not in abdominal distension,nausea and vomiting (P>0.05) in postoperative EEN patients with gastric cancer during specification heating and experience heating grups. ConclusionsThe standardization of clinical heating method can reduce the incidence of diarrhea in postoperative EEN patients with gastric cancer.

Keywords：EEN;Heating;Standardized;Mathematical model;Gastric cancer;Nursing