Авторами представлены материалы по существующим и перспективным методам диагностики нарушений моторно-эвакуаторной функции желудка и 12-перстной кишки для идентификации и прогноза развития морфофункциональных заболеваний верхних отделов желудочно-кишечного тракта. В России актуальной проблемой остаются неинфекционные заболевания желудочно-кишечного тракта, приоритетное место в структуре которых занимает патология желудка и 12-перстной кишки, при этом их распространенность во взрослой популяции достигает 70-80%. Эффективным путем снижения распространенности данного класса болезней является разработка инновационных методов диагностики, позволяющих не только идентифицировать наличие патологии, но и прогнозировать вероятность ее возникновения. Стандартные методы функциональной диагностики заболеваний желудка и 12-перстной кишки дают ограниченное представление о состоянии моторно-эвакуаторной функции, нарушение которой предшествует развитию морфологических изменений. В клинике наиболее востребованными остаются инвазивные или сложные инструментальные методы, ориентированные на выявление поздних признаков заболевания и не предполагающие оценки моторно-эвакуаторных нарушений. Одним из перспективных направлений ранней диагностики заболеваний верхнего отдела желудочно-кишечного тракта является внедрение в клиническую практику методов анализа результатов высокоинформативных и безопасных функциональных исследований (УЗИ) на основе математических моделей, описывающих свойства, связи, структурные и функциональные параметры объекта моделирования. В статье представлена многоуровневая математическая модель процессов пищеварения с учетом функциональных нарушений верхних отделов желудочно-кишечного тракта, в которой на «мезоуровне» химус рассматривается как многофазная жидкость с переменными вязкостью и плотностью фаз, а его движение и перемешивание описывается балансовыми уравнениями сохранения массы и импульса. Применение результатов многоуровневой математической модели в эволюционном моделировании позволяет с высокой степенью достоверности прогнозировать развитие воспалительно-дистрофических заболеваний верхних отделов желудочно-кишечного тракта. Поиск литературы выполнен по базам данных Scopus, Web of Science, CyberLeninka, РИНЦ, статистическим сборникам за период 2016-2024 гг.
The authors present materials on existing and promising methods for diagnosing disorders of the motor-evacuation function of the stomach and duodenum aimed at identifying morphofucntional diseases in the upper GI tract and predicting their progression. In Russia, non-communicable diseases of the GI tract remain an acute health issue, stomach and duodenum pathology holding the first rank place among them. Their prevalence reaches 70-80% in adult population. Development of innovative diagnostic methods seems an effective way to reduce prevalence of such diseases since such methods allow not only identifying already existing pathology but also predicting its likelihood in future. Conventional methods for functional diagnostics of diseases of the stomach and duodenum provide only limited insight into the actual condition of the motor-evacuation function and we should point out that its impairment is usually a precursor of morphological changes in future. Clinical practice largely relies on using invasive or complex instrumental methods aimed at detecting late signs of disease, which do not involve any assessment of motor-evacuation impairments. A promising trend in early diagnostics of diseases in the upper GI tract is implementing analysis of results obtained by highly informative and safe functional examinations (US) in clinical practice. These examinations are based on mathematical models that describe properties, relations, structural and functional parameters of a modeled object. The review presents a multi-level mathematical model that describes digestion considering dysfunctions of the upper GI tract. In the ‘meso-level’ of the model, chyme is considered a multi-phase liquid with variable viscosity and density of its phases and its movement and mixing are described with the balance mass and impulse conservation equations. Use of results obtained with the multi-level mathematical model in evolution modeling makes it possible to predict the development of inflammatory-dystrophic diseases of the upper GI tract with high reliability. Literature sources were sought in several relevant databases including Scopus, Web of Science, CyberLeninka, Russian Science Citation Index, and statistical data collections issued in 2016-2024.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.