数学建模规范加热技术对EEN患者耐受性的影响

蔡　晖，　段培蓓



数学建模规范加热技术对EEN患者耐受性的影响

蔡晖，段培蓓

第一作者： 蔡晖，女，护理学硕士，主管护师，研究方向：肠内营养

【摘要】目的探讨规范营养液加热技术对胃癌术后行EEN患者耐受性的影响。方法建立肠内营养加热数学模型，规范加热技术。选取90例胃癌术后行EEN患者，采用随机数字表法分为规范加热组44例及经验加热组46例，以恶心呕吐、腹泻及腹胀作为不耐受的观察指标。观察患者自喂养后5 d内有无肠内营养不耐受。结果两组患者在性别、年龄、手术类型、麻醉、用药等方面比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。实施EEN后腹胀及恶心呕吐方面对比无差异(P>0.05)；腹泻对比差异明显(P<0.05)。结论规范营养液加热技术，能降低胃癌术后行EEN患者腹泻的发生率，提高患者肠内营养的耐受性。

【关键词】早期肠内营养；加热；规范化；数学建模；胃癌；护理

胃癌患者存在高消耗状态，且由于肿瘤对胃生理功能的影响，患者术前即有可能存在营养不良，而手术带来的应激反应及术后较长时间禁食，进一步加重了患者营养不良的状态，使机体免疫力下降，影响康复[1]。早期肠内营养(early enteral nutrition，EEN)既能为患者提供身体必须的能量与营养素，同时又预防肠黏膜萎缩，保护肠道黏膜屏障功能，防止肠道菌群失调，降低患者感染率和死亡率。但患者常会产生腹泻、恶心呕吐或腹胀便秘等一系列EN不耐受表现。较多研究表明，提高营养液温度能够降低肠内营养不耐受。电加热器管外夹持加热是持续EN最常见的加热方式，但其加热效果受到加热温度、夹持距离、营养液流速等一系列因素的影响，目前尚无加热规范，临床加热现状混乱，常出现加热无效或加热过度的现象。本研究采用数学建模，形成规范加热方法，90例胃癌术后行EEN的患者，分别实施规范加热与经验加热，比较两种方法对患者EN耐受性的影响，现报道如下。

1资料与方法

1.1加热规范形成

1.1.1数学模型的建立背景是在医院环境温度(约22 ℃)下，通过对营养液管外加热，使营养液入体温度为37 ℃。设置加温器加热，温度分别为40 ℃(A组)、50 ℃(B组)、60 ℃(C组)及70 ℃(D组)，营养液进食速度分别为10、20、30、40 ml/h，测得加热器将不同流速的营养液加热至以下温度(见表1)，即出口温度。

表1　营养液出口温度

设置加热温度为60 ℃，在流速20 ml/h速度下，加热器夹持在距测量端40 cm，测得营养液入体温度为(31.5±0.28)℃。

假设营养液流动为水流运动中的层流运动，热量在流体中的运输也考虑对流和热扩散作用，将输液管外界空气与输液管的热交换作用考虑在内。模拟的方程和基本参数如下：

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式中：ρ为流体的密度(kg/m3)；u为输液管中的流速(m/s)；I为张量；μ为动力粘滞系数(N·s/m2)；p为压力(Pa)。

热输运方程：ρCp+ρCpu·VT=V·(kVT)+Q

式中：k为热传导系数；Cp为液体比热容；T为加热温度；Q为热源。

1.1.2数学模型验证热量的运输也就能量的运输，在一定的流速下，类似于水力学中的流体在管道中的运输，沿程伴随着能量的损失，有一部分热量扩散到外界空气中。加热初始阶段温度梯度较大，扩散的较快；随着沿程变化，温度下降趋势变缓，并逐渐接近外界温度(图1)。

图1　温度随导管的水平方向的变化趋势

由基础实验可得：加热器设置温度为60 ℃，20 ml/h速度的营养液经加热后温度约为55 ℃，测量距加热器约40 cm处营养液温度，平均值约31.5 ℃。即：在22 ℃的环境温度下，加热至55 ℃的营养液在管内流经至40 cm处时，温度会降至31.7 ℃左右(图2)。在此基础上，通过数值模拟，取40 cm断面处温度随时间变化的数据，营养液温度55 ℃左右，温度随时间变化，并最终趋近一个稳定值约31.5 ℃(图2)，二者有很好的一致性，说明数值模拟能够很好反映实验结果。

图2　实验结果与数值模拟结果的比较

1.1.3数学建模结果通过上述公式及具体参数值，得出不同进食速度下，不同加热温度所对应的夹持距离，见表2。

表2不同进食速度下不同加热温度所对应的加持距离

1.1.4规范形成(1)因加热可能导致营养素流失，加热温度越高，营养素流失越严重，所以在临床操作中，选择加热温度应越低越好。(2)加热器长度约8～10 cm，重量40～80 g不等，若加温夹自身重力牵引营养管，会增加导管滑脱的风险，因此夹持应不小于15 cm(大约从鼻端到耳后距离或从造瘘至腋后线距离)。(3)根据患者不同体位，经鼻空肠营养卧位患者鼻尖至肩胛距离为0～25 cm，在此范围内加热器容易被压在颈下、腋下或肩胛下等，昏迷患者容易有压疮、烫伤等风险。综上所述，空肠造瘘患者EEN应将加温夹夹在距造瘘口15 cm以外，经鼻空肠营养患者应将加温夹夹在距造瘘口25 cm以外，采用弹力带将加温夹系于床栏上，以防坠在床下或压在身下。现形成规范见表3、表4。

表3经鼻空肠营养管外夹持距离(cm)及加热温度(℃)

表4　空肠造瘘营养管外夹持距离(cm)及加热温度(℃)

1.2规范的临床验证

1.2.1研究对象采用方便抽样法随机选取2012年12月至2014年12月在江苏省中医院普外科及消化肿瘤外科住院的胃癌患者，共90例，均自愿参加本研究。90例患者行胃癌切除上消化道重建术，术后携带空肠营养管，24～48 h内实施EN。年龄18～70岁，无心、肾等重要脏器功能不全，能积极配合完成临床观察。按随机数字表法分为规范加热组46例及经验加热组44例。

1.2.2干预方法患者在术中放置空肠营养管。术后30～40 h开始采用序贯营养支持。病房温度控制在22 ℃，采用佰通肠内营养泵，EEN首日以0.9%氯化钠注射液250 ml开始，次日给予肠内营养混悬液(能全力)250 ml，第3日给予能全力500 ml，第4日给予能全力750 ml，第5日给予能全力1 000 ml。喂养速度以10 ml/h起始，并以10 ml/h速度递增，原则是维持每日持续进食时间20～24 h。

1.2.3加热方法经验加热组：根据佰通肠内营养泵加热方法，设置加热温度为37 ℃，加温器夹持于一次性肠内营养输注器管外，距人体20 cm处持续加热。规范加热组：采用孟州水星电器厂WK-1型可调温加温器，将加温棒夹持于一次性肠内营养输注器管外，中点对准，距人体25 cm处持续加热。设置加热温度为：10 ml/h 55 ℃，20 ml/h 50 ℃，30～50 ml/h 45 ℃。观察时间为次日晨8:00。疗程为120 h。

1.2.4观测指标疗效指标从EEN实施的第1天开始，观察患者有无出现恶心呕吐、腹胀或腹泻等EN不耐受表现。恶心程度判断标准参照WHO呕吐评定标准：0度：无恶心呕吐；Ⅰ度：恶心、不呕吐；Ⅱ度：轻度的恶心、呕吐，1～2次/d，可忍受，不需要治疗；Ⅲ度：重度呕吐2～3次，需要治疗；Ⅳ度：难控制性的呕吐，治疗效果差。腹胀程度判断标准采用胃肠症状评分(GSRS)法：无症状为0分；经提示可意识到症状存在为1分；症状存在但不影响日常生活为2分；症状影响日常生活为3分。腹泻判断标准为：排便次数明显超过平日习惯的频率，≥3次/日，粪质稀薄，水分增加，每日排便量超过200 g或含未消化食物或脓血黏液腹泻；常伴有排便急迫感、肛门不适、失禁等症状。

2结果

2.1患者一般人口学资料

两组患者性别、年龄、手术类型比较，及EEN期间血糖值,是否使用胃肠动力药、益生菌制剂和止吐剂比较，差异均无统计学意义(P>0.05)，具有可比性，见表4、表5。

2.2两组患者EN耐受性比较

两组患者腹胀与恶心呕吐发生率比较差异无统计学意义(P>0.05)，腹泻发生率比较，差异有统计学意义(P<0.05)，见表6。

表5　两组患者血糖值、是否采用胃肠动力药及止吐剂比较

表6　两组患者术后腹胀、恶心呕吐及腹泻发生率(%)的比较

3讨论

3.1营养液温度对EEN患者耐受性的影响

EN不耐受主要以腹胀、恶心呕吐及腹泻为主要临床表现。据调查，早期能完全耐受全肠道营养者不到50%[2]。国外较多研究认为EN温度对胃肠道影响不明显，如Barrett等[3]研究表明，尚缺乏充足的理论依据和直接观察结果证明对营养液加热可以减轻胃肠道不适症状。国内此方面的报道较多，如徐琳等[4]研究指出，营养液温度应适宜，太冷致腹泻，太热致肠黏膜烫伤，甚至引起黏膜溃疡。沈敏[5]、倪元红[6]等认为，应采用输液加温器对营养液进行管外加热，使营养液温度在37 ℃左右，可避免对肠道的刺激，同时有利于肠道对营养液的吸收。姚秀英等[7]进行EN时，鼻饲液的温度要求在37～40 ℃。以上研究均显示腹泻、腹胀、恶心、呕吐等消化道症状与营养液温度过低可能有一定关系。但此类报道仅从临床症状上进行分析，尚缺乏胃肠动力学及病理生理学方面的研究。戴利等人[8]对肠道缺血再灌注大鼠实施10、24、32、40 ℃ 4种温度的EN，结果表明：10 ℃组黏膜损伤最低，40 ℃黏膜损伤较高。降低EN温度，对缺血再灌注大鼠具有保护作用；而研究EN温度对急性胃黏膜损伤大鼠胃肠道并发症的影响，结果显示温度对大鼠腹泻有影响而对胃潴留及肠道积气影响不大，温度提高至24 ℃及以上可以减少腹泻的发生，以40 ℃最佳。但大鼠与人类生理存在一定的差异，因此明确EN适宜温度范围，还须进一步临床验证。出现国内外观点不同的主要原因应该为中西方的饮食习惯和体质差异，欧美国家喜“冷”而中国喜“热”。中国人饮食以素食纤维为主，而西方国家以肉食为主。中医讲“鱼生火，肉生痰”，而西方国家人喜欢喝冷水来化体内的火。久而久之就形成了东西方人饮食习惯上的差异。因此，我们认为，即使欧美国家肠内营养指南未要求对营养液加热，但在国内，尤其是大陆地区，EN时应该加热，且加热应该规范,应将营养液加热到接近肠道温度。过冷会引起痉挛性腹泻,过热可导致肠道黏膜受损。

3.2规范加热对EN不耐受症状的影响

3.2.1腹胀腹胀是胃癌术后行EEN患者常见的并发症，同时全麻、术中刺激及持续静脉镇痛等也是引起腹胀的主要原因。胡森等[9]研究低灌流对EEN肠道耐受性的影响，得出低灌流状态下，EEN肠耐受性降低。也有研究发现肠内营养不耐受的患者在开始EN之前和过程中的血糖峰值都较高，血糖大于10 mmol/L的患者更容易出现EN不耐受。本研究结果显示，规范加热组腹胀发生率为65.2%，经验加热组为65.9%，两组比较无统计学差异，表明不同温度控制的营养液对腹胀的影响不大。

3.2.2恶心呕吐恶心是一种想吐或即将呕吐的感觉体验，呕吐则是上消化道内容物从口腔内强力排出的过程。本研究中规范加热组恶心呕吐的发生率(56.5%)与经验加热组(65.9%)差异虽无统计学意义(P>0.05)，但从数值上可看出，规范加热后

实施EEN，恶心呕吐的发生率更低。本研究的对象为胃癌消化道重建术后患者，其行EEN期间发生的恶心呕吐，不能排除麻醉药对内脏及中枢化学感受器的刺激，以及来自肠道的各种刺激。因此，温度是否会引起恶心呕吐仍需临床进一步验证。

3.2.3腹泻腹泻是大多数患者因无法耐受而被迫停止EN的原因，外科EN患者腹泻发生率约30%[10]。EN相关性腹泻的诊断标准：EN 2天后出现不同程度腹泻，经调节营养液温度、输注速度、营养液浓度及输注量，并应用止泻药物后症状能缓解。另患者营养不良越重、持续时间越长，发生腹泻几率越高。术后用药也可能导致腹泻，常见为抗生素相关性腹泻，确切原因还不清楚，但可能与抗生素改变了肠内的菌群,使致病菌过度生长有关[11]。而营养液温度也是导致EN相关性腹泻的原因之一[4-5]。本研究结果显示，经验加热组腹泻发生率(18.18%)明显高于规范加热组(10.87%)(P<0.05)，由此表明胃癌术后实施EEN时，规范加热技术能够降低EN相关性腹泻的发生。

4小结

本研究通过数学建模及实验室验证,规范了肠内营养加热技术，将营养液温度控制在37 ℃，进一步通过临床验证,得出规范加热技术对EN患者的腹胀、恶心呕吐影响无统计学意义，但能够明显降低EN相关性腹泻的发生。

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[5]沈敏,高燕,李琼颖,等.不同肠内营养液温度对老年患者胃肠道的影响[J].上海护理，2013,13(1)：12-13.

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[11]唐闻龙.住院患者抗生素相关性腹泻临床分析[J].西南军医，2007,9(6)：44-46.

作者单位：210029江苏南京， 江苏省中医院普外科

通讯作者：段培蓓，女，主任护师，本科学历，副教授，硕士生导师，研究方向：肿瘤护理，E-mail：caicai0256@126.com

doi：10.3969/j.issn.1674-4136.2016.02.011

文章编号：1674-4136(2016)02-0113-05

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

[收稿日期：2015-05-22][本文编辑：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