СПОСОБ ОЦЕНКИ СОСТОЯНИЯ БОЛЬНОГО ПРИ ЭНДОПРОТЕЗИРОВАНИИ СУСТАВОВ Российский патент 1999 года по МПК G01N33/53 

Изобретение относится к медицине и может найти применение в клинической практике для оценки состояния больного и принятия решения о показаниях к операции по эндопротезированию крупных суставов, а также для прогноза осложнений и анализа течения послеоперационного периода при имплантировании эндопротезов.

Операции по эндопротезированию суставов, связанные с заменой собственного болезненного тугоподвижного или неподвижного сустава с порочной установкой конечности искусственным безболезненным и подвижным суставом нашли широкое распространение в мировой практике и признаны наиболее эффективным методом лечения различных патологий. Все более успешно решаются вопросы конструирования эндопротезов и технологии их изготовления, подбора биосовместимых материалов.

Однако метод эндопротезирования не лишен осложнений, присущих как раннему так и отдаленному послеоперационному периоду. Значительный процент (по данным разных авторов от 20 до 50%) операций имеют осложнения, вплоть до отторжения протезов и необходимости их частичной или полной замены.

Природа осложнений, свидетельствующих о нарушении нормального функционирования искусственной биосистемы "эндопротез-организм", в настоящее время недостаточна изучена. Не определены роль и значение биохимических и иммунных механизмов, действующих в экстремальных условиях обширного оперативного вмешательства и внедрения в организм инородного тела. Исследования крови не дают возможности оценить динамику адаптации организма к чужеродному материалу, что не позволяет прогнозировать исход операции при эндопротезировании суставов и своевременно применять лечебно-профилактическое мероприятие, корректирующее состояние больного при осложненном течении послеоперационного периода. Кроме того, эти методы не позволяют производить объективное разграничение больных по тяжести заболевания и выявлять противопоказания к эндопротезированию.

В результате патентных исследований аналогов предлагаемого способа определения целесообразности проведения и прогнозирования исхода операции по эндопротезированию суставов не обнаружено.

Задачей изобретения является разработка нового способа клинико-лабораторной оценки состояния больного, позволяющего принимать решения о целесообразности проведения имплантации эндопротезов суставов или противопоказаниях к ней и прогнозировать результаты оперативного вмешательства.

Для решения поставленной задачи впервые предлагается способ оценки состояния больного на основании ограниченного перечня информативных показателей биохимического и иммунологического анализа крови в предоперационном и динамике послеоперационного периода.

Сущность изобретения заключается в том, что согласно способу определения целесообразности проведения и прогнозирования исхода операции по эндопротезированию суставов, основанному на исследовании крови в предоперационном и послеоперационном периодах, исследование крови включает определение содержания иммуноглобулинов классов G и М, определение показателя активности натуральных киллерных клеток, определение уровня липопероксидации по содержанию малонового диальдегида, определение скорости миграции лимфоцитов и реакции торможения миграции лимфоцитов под влиянием неспецифического митогена, при этом целесообразность проведения операции по эндопротезированию определяют при нормальном соотношении указанных показателей, которые удовлетворяют условиям:
IgG=8-18 (1)
IgM= 0,6-2,5 (2)
HK ≤ 20 (3)
МДА < 0,2-0,5 (4)
СМЛ(гр) = 1,8-4,0 (5)
СМЛ(мн) = 2,3-5,0 (6)
РТМЛ(гр)=+(31-79) (7)
РТМЛ(мн) = +(29-59) (8)
где IgG, IgM - уровень иммуглобулинов соответствующего класса, мг/мл,
где IgG, IgM - уровень иммуглобулинов соответствующего класса, мг/мл,
НК - натуральные киллеры в % деструкции,
МДА - уровень липопероксидации по содержанию малонового диальдегида, усл. ед.,
СМЛ(гр), СМЛ(мн) - скорость миграции лимфоцитов (гранулоцитов и моноцитов соответственно), усл. ед.,
РТМЛ(гр), РТМЛ(мн) - реакция торможения лимфоцитов (гранулоцитов и моноцитов соответственно) под влиянием неспецифического митогена (гранулоцитов и моноцитов соответственно), %.

В послеоперационном периоде неоднократно повторяют исследование крови для определения динамической зависимости изменения указанных показателей, при выявлении тенденции к нормализации показателей судят о неосложненном исходе операции, а в случае выявления отрицательных значений показателей РТМЛ в сочетании с устойчивым отклонением от нормы показателей НК и МДА судят о тяжелом послеоперационном осложнении вплоть до отторжения имплантанта.

При выявлении в динамике послеоперационного периода возрастания показателя МДА в сочетании с устойчиво повышенным значением показателя НК судят об осложненном течении послеоперационного периода и определяют необходимость проведения антиоксидантной терапии.

При выявлении исходно заниженных значений показателей РТМЛ(гр)≤0 и РТМЛ(мн)≤0 и/или сниженном значении показателя IgG устанавливают возможность затяжного послеоперационного периода и определяют необходимость проведения коррегирующей терапии.

Выбор указанных показателей для оценки состояния больного и диапазона их значений в норме, согласно соотношениям (1)-(8) определяется следующим.

Необходимость контроля содержания IgG и IgM вызвана тем, что отклонение количества иммуноглобулинов от нормы может свидетельствовать о развитии патологических процессов в организме. Увеличение показателя свидетельствует о присоединении острого инфекционного процесса, что является противопоказанием для оперативного вмешательства и/или требует проведения коррегирующей терапии. Уменьшение указывает на развитие иммунологической недостаточности. Нормальное содержание IgG и IgM в пределах (8-18) мг/мл и (0,6-2,5) мг/мл, соответственно, для данного способа определено согласно методическим рекомендациям [1].

Определение иммуноглобулинов в сыворотке крови больных проводят методом турбодиметрии [1] на анализаторе "Biomeck- 1000". Количества IgG и IgM рассчитывают по калибровочной кривой на персональном компьютере по [2]. При постановке реакций используют стандартные наборы, например, изготавливаемые АОЗТ "Стибиум плюс" (С.- Петербург).

Активность натуральных киллерных клеток в крови определяют методом радиометрии, используя в качестве клеток-мишеней клетки миелолейкоза человека К-562 по [3]. По данным многократного обследования практически здоровых людей для предлагаемого способа принята в качестве нормы активность НК, не превышающая 20% разрушения меченых изотопом клеток-мишеней. Резкое увеличение этого показателя до 40-60% свидетельствует о наличии у больного выраженного очага тканевого поражения.

Одним из показателей степени тканевого поражения впервые предлагается измерение уровня липопероксидации по содержанию продуктов свободно-радикального окисления липидов, как известного теста определения состояния клеточных мембран и нарушенного метаболического равновесия в организме. МДА в сыворотке крови больных определяют по [4]. За нормы приняты показатели от 0,2 до 0,5 условных единиц (по данным обследования здоровых людей-доноров). Резкое увеличение показателя МДА до величин 0,6-1,5 единиц и выше, наряду с данными о повышенной активности натуральных киллеров, свидетельствует о глубине патологического процесса, обширности тканевого поражения и недостаточности компенсаторных механизмов эндогенных антиоксидантных систем. Необходимо отметить, что имеются существенные отличия уровня МДА от возраста. Особенно отчетливо этот показатель демонстрирует состояние конкретного больного в динамике заболевания. Возрастание содержания МДА по сравнению с фоновым свидетельствует о расширении очага поражения тканей, а его снижение - об ограничении этого очага. В 80% случаев величина МДА прямо коррелированна с величиной активности натуральных киллеров, что является хорошим дополнительным контролем при определении состояния конкретного больного. Подобных аналогий в доступной литературе не выявлено.

Показатели СМЛ(гр), СМЛ(мн) скорости миграции лимфоцитов (гранулоцитов и моноцитов) крови измеряют по [5]. По данным [5] значение этих показателей в норме составляет соответственно 1,8-4,0 и 2,3-5,0 условных единиц. Уменьшение скорости миграции лимфоцитов крови свидетельствует об иммунологическом неблагоприятном статусе, а резкое возрастание, наоборот, об остром иммунологически активном процессе.

Показатели РТМЛ(гр), РТМЛ(мн) реакции торможения миграции лимфоцитов (гранулоцитов и моноцитов) под влиянием неспецифического митогена фитогемаглютинина измеряют по [5]. В норме торможение колеблется для гранулоцитов от 31% до 79%, а для моноцитов от 29% до 59%. Согласно полученным в ходе обследований данным, резкое снижение этих показателей до 0 и даже отрицательных величин (характеризующих не торможение, а активизацию исследуемых клеток под воздействием фитогемаглютинина) свидетельствует о выраженном иммунном неблагополучии.

Высокая достоверность результатов оценки состояния больного при использовании предлагаемой совокупности тестов и правильность выбора диапазонов контролируемых показателей в норме (соотношения (1) - (8)), подтверждается представительностью обследований, проведенных в процессе отработки заявляемого способа.

Всего было обследовано 47 больных в возрасте от 25 до 85 лет с дегенеративно-дистрофическим заболеванием тазобедренных суставов. Все больные, подлежащие оперативному вмешательству, были обследованы до операции и от двух до восьми раз (в среднем 3-4 раза) после операции. При каждом обследовании проводился клинический анализ крови по стандартным методикам с регистрацией результатов на гемограмме больного и дополнительные исследования напряженности гуморального и клеточного иммунитета, а также биохимический анализ, позволяющий оценивать состояние клеточных мембран. При этом, на начальных этапах апробирования нового способа кроме рассмотренных выше определяли показатели содержания иммуноглобулинов класса E, свободно циркулирующих иммунных компонентов (IC), ферментов супероксиддисмутазы (SOD) и каталазы (Katal) и др. , всего сначала 20, затем 13 показателей. В дальнейшем в качестве наиболее информативных, необходимых и достаточных в совокупности для принятия решения о целесообразности эндопротезирования и прогнозирования послеоперационных осложнений были выбраны восемь показателей согласно предлагаемому способу.

В результате анализа полученных данных были сделаны следующие заключения.

Нормальные показатели содержания иммуноглобулинов классов М в сыворотке крови имели 47,3% больных. Количества IgG, не превышающие норму, определены у 49,4% больных.

Содержание IgM в норме (соотношение (2)) свидетельствует об отсутствии острого иммунного процесса, в том числе инфекционного заболевания, которое присоединилось бы к основному.

Содержание IgG в пределах соотношения (1) свидетельствует об отсутствии повышенной иммунологической реакции. При этом в раннем послеоперационном периоде отмечали, в ряде случаев, резкое возрастание иммуноглобулинов G как у больных с выраженным аллергическим компонентом (если было резко увеличено содержание иммуноглобулина E), либо при затяжном течении послеоперационного периода.

Уровень активности натуральных киллеров у большинства больных был повышен до операции: норма - 11 человек, умеренно повышенный - 15, резко повышенный - 16 и снижен у 5 больных. Одновременно у подавляющего большинства больных с повышенной активностью натуральных киллеров было обнаружено увеличенное исходное содержание МДА, что свидетельствует о некомпенсирумом усилении липопероксидации, и соответственно, об обширности тканевого повреждения.

При благополучном течении послеоперационного периода эти показатели нормализовались уже на 2-3 неделе.

Особое место заняли показатели реакции торможения миграции гранулоцитов и моноцитов. Если у больного РТМЛ до операции была снижена или составляла отрицательные величины, это свидетельствовало о возможности затяжного течения послеоперационного периода. Снижение этих показателей на 1-2 неделе после имплантации эндопротеза является закономерным, соответствует обширности операционного вмешательства и при постепенном возвращении к норме свидетельствует о нормализации состояния больного.

Высокий уровень содержания МДА в крови, как результат некомпенсируемой реакции липопероксидации, требует проведения профилактической или экстренной терапии с помощью антиоксидантов. При этом, одновременно с нормализацией показателя МДА снижается и уровень активности киллеров.

Ниже приведены три типичных примера осложненного и неосложненного течения всего заболевания и периода после имплантации эндопротеза тазобедренного сустава.

Результаты сравнительной оценки состояния больных в динамике до и после операции эндопротезирования представлены в таблице.

На фиг. 1-3 приведены наглядные диаграммы динамических зависимостей изменения показателей у каждого больного относительно нормы (заштрихованная область на диаграмме).

Пример 1. Больная К.А.Ф., 68 лет. Диагноз: двухсторонний деформирующий артроз тазобедренных суставов 3 степени. Сопутствующий диагноз: гипертоническая болезнь 2 степени, хронический гастродоуденит, холецистит. История болезни: в течение 15 лет боли в тазобедренных суставах, нарастающие в динамике, движения ограничены, снижена опороспособность. Консервативное лечение без эффекта, практически инвалид. В феврале 1989 г. проведена коррегирующая остеостмия правого бедра. Кратковременное улучшение в течение года. В январе 1991 г. тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава. Послеоперационный период протекал без осложнений, рана зажила первичным натяжением. 15 декабря 1992 г. - тотальное эндопротезирование левого тазобедренного сустава. Осложнений нет. На гемограммах больной до и после операции через 5 дней, 2 и 3 недели отражается лишь отсутствие резких патологических изменений.

Одновременно исследовали динамику показателей согласно предлагаемому способом набору тестов оценки состояния и величины тканевого повреждения (табл. 1) Установлено, что перед операцией у больной К.А.Ф. все исследуемые показатели были близки к норме (см. фиг. 1) Лишь незначительно снижена РТМЛ, что характерно, по нашим данным, для данной группы больных. Прогноз был дан вполне положительный. И, действительно, динамика изменения показателей на 1 неделе свидетельствует лишь об обширности оперативного вмешательства: возросло содержание МДА в крови и активность натуральных киллеров РТМЛ умеренно снизилась ниже 0, но уже через две недели все показатели нормализовались, что соответствовало клиническим наблюдениям - послеоперационный период протекал без осложнений, рана зажила первичным натяжением, на костыли больная переставлена на 2 неделе, выписана через 20 суток после операции На контрольных рентгенограммах стояние протеза стабильное, признаков воспаления вокруг имплантантов нет.

Пример 2. Больной Ч.А.В., 26 лет. Диагноз: анкилоз тазобедренных суставов, острый период болезни Бехтерева. История болезни: страдает в течение 10 лет болезнью Бехтерева. Наступило анкилозирование тазобедренных суставов в порочном положении. В ноябре 1990 г в Харькове тотальное эндопротезирование правого тазобедренного сустава по Сивашу. Ближайший послеоперационный период протекал без особенностей. В дальнейшем открылся свищ, сообщающийся с эндопротезом. В декабре 1991 г. реэндопротезирование правого тазобедренного сустава эндопротезом "Вита" Гемограмма типичная для такого больного. По данным тестирования по предлагаемому комплексу показателей (табл. 1, фиг. 2) сразу после операции наступило крайне выраженное усиление некомпенсируемой липопероксидации (показатель МДА 3,0) и увеличение активности натуральных киллеров до 51%. Показатели имели тенденцию к нормализации лишь к 6 неделе после операции, что свидетельствовало о некоторой затяжке в течении послеоперационного периода. Это потребовало проведения специального лечения. Действительно, рана зажила вторичным натяжением. В последующем, только через 4 недели, опороспособность, объем движений в правом тазобедренном суставе удовлетворительны.

Через год, в ноябре 1992 г. проведено тотальное эндопротезирование второго (левого) тазобедренного сустава. Гемограмма типичная. Тестирование по предлагаемому способу показало снижение показателей торможения миграции лимфоцитов, на фоне умеренного усиления концентрации МДА. На этом основании рекомендовано и проведено лечение антиоксидантами. Уже к 3 неделе показатели тестов нормализовались, послеоперационный период протекал без осложнений, рана зажила первичным натяжением, на костыли поставлен со 2 недели после операции. На контрольной рентгенограмме признаков воспаления вокруг имплантанта нет.

Пример 3. Больная Г.Л.И., 58 лет. Диагноз: ложный сустав шейки левого бедра. Неоднократные операции с применением металлоконструкций, которые удалялись вследствие выраженной местной воспалительной реакции невыясненного генеза через непродолжительное время после операции. Опора на левую нижнюю конечность отсутствует. Рекомендовано тотальное эндопротезирование.

Проведенное по предложенному способу тестирование установило выраженную иммунологическую недостаточность как по низкому содержанию иммуноглобулинов класса G, так и по резко подавленной реакции торможения миграции лимфоцитов (табл. 1, фиг. 3). Одновременно было резко увеличено содержание МДА, что свидетельствовало об избыточной не компенсируемой организмом, липопероксидации. Полученные результаты, с одной стороны, дали объяснение ранее состоявшимся реакциям отторжения имплантантов, а с другой стороны свидетельствовали о возможности возникновения тяжелых послеоперационных осложнений в случае эндопротезирования.

Опираясь на прогностические данные тестирования, наряду с результатами клинического обследования больной, пришли к заключению о необходимости отказа от оперативного вмешательства и рекомендации предварительного проведения обоснованной коррегирующей состояние терапии.

Приведенные примеры подтверждают осуществимость способа в условиях современного лабораторно-аналитического оснащения клиник и высокую прогностическую ценность способа при контроле течения заболевания у больных при имплантировании эндопротезов.

Литература
1. Микрометоды определения иммуноглобулинов и компонентов комплемента в биологических жидкостях. Методические рекомендации. - Л: ЛМИ им. И.П.Павлова, 1990. -25 с.

2. Войцеховский Б.Л. Математическая обработка результатов гетерогенного иммуноферментного анализа //Твердофазный иммуноферментный анализ. - НИИЭМ им. Пастера. - Л., 1989, с. 42-59.

3. Поляк P.Я., Белых Л.Н., Войцеховский Б.Л. и др. Системный анализ вирусного поражения организма и противовирусного действия химиопрепаратов на модели гриппа //Стратегия возбудителя в организме хозяина.- Л., 1987. - с. 10-25.

4. Иноземцева Л.И., Четверикова Л.К. Роль перекисного окисления липидов в реализации постстрессорного утяжеления гриппозной инфекции и коррегирующий эффект ионола //Вестник АМН СССР-1991-N4.-с. 54-57.

5. А. С. СССР N 1254388. Способ определения функциональной активности фагоцитирующих клеток. Фрейдлин И.О., Тотолян А.А. публикация 30.08.86 г., бюл. N 32.

Способ может найти применение в клинической практике для оценки состояния больного и принятия решения о показаниях к операции по эндопротезированию суставов, а также для прогноза осложнений и анализа течения послеоперационного периода. Способ основан на исследовании крови в предоперационном и послеоперационном периодах. Определяют содержание иммуноглобулинов классов G и М, показатель активности натуральных киллерных клеток, уровень липопероксидации по содержанию малонового диальдегида, скорость миграции лимфоцитов и скорость реакции торможения миграции лимфоцитов под влиянием неспецифического митогена. При нормальном соотношении указанных показателей определяют целесообразность проведения операции по эндопротезированию суставов. При этом за нормальное значение принимают содержание иммуноглобулинов класса G, равное 8-18 мг/мл, содержание иммуноглобулинов класса М, равное 0,6-2,5 мг/мл, показатель активности натуральных киллерных клеток в % деструкции (НК), равный или менее 20, уровень липопероксидации по содержанию малонового диальдегида (МДА). менее 0,2-0,5 усл. ед., скорость миграции гранулоцитов, равную 1,8-4,0 усл.ед., скорость миграции моноцитов, равную 2,3-5,0 усл. ед. , скорость реакции торможения гранулоцитов под влиянием неспецифического митогена (РТМЛгр), равную +(31-79)%, скорость реакции торможения миграции моноцитов под влиянием неспецифического митогена, равную +(29-59)%. В послеоперационный период неоднократно повторяют исследование крови с определением динамической зависимости изменения указанных показателей. При выявлении тенденции к нормализации указанных показателей прогнозируют неосложненный исход операции. При выявлении значений показателей РТМЛ, равных или менее 0%, в сочетании с устойчивым отклонением от нормы показателей НК и МДА и/или со сниженным значением показателя lgG прогнозируют возможность тяжелого послеоперационного осложнения. Способ осуществим в условиях современного лабораторно-аналитического оснащения клиник и имеет высокую прогностическую ценность. 1 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

1. Способ определения целесообразности проведения и прогнозирования исхода операции по эндопротезированию суставов, основанный на исследовании крови в предоперационном и послеоперационном периодах, характеризующийся тем, что при исследовании крови определяют содержание иммуноглобулинов классов G и M, показатель активности натуральных киллерных клеток, уровень липопероксидации по содержанию малонового диальдегида, скорость миграции лимфоцитов и скорость реакции торможения миграции лимфоцитов под влиянием неспецифического митогена и при нормальном соотношении указанных показателей определяют целесообразность проведения операции по эндопротезированию суставов, при этом за нормальное значение принимают содержание иммуноглобулинов класса G (IgG), равное 8 - 18 мг/мл, содержание иммуноглобулинов класса M (IgM), равное 0,6 - 2,5 мг/мл, показатель активности натуральных киллерных клеток в % деструкции (НК), равный или менее 20, уровень липопероксидации по содержанию малонового диальдегида (МДА) менее 0,2 - 0,5 усл. ед., скорость миграции гранулоцитов (СМЛгр), равную 1,8 - 4,0 усл. ед., скорость миграции моноцитов (СМЛмн), равную 2,3 - 5,0 усл. ед., скорость реакции торможения гранулоцитов под влиянием неспецифического митогена (РТМЛгр), равную +(31 - 79)%, скорость реакции торможения миграции моноцитов под влиянием неспецифического митогена, равную +(29 - 59)%, в послеоперационный период неоднократно повторяют исследование крови с определением динамической зависимости изменения указанных показателей и при выявлении тенденции к нормализации указанных показателей прогнозируют неосложненный исход операции, а при выявлении значений показателей РТМЛ, равных или менее 0%, в сочетании с устойчивым отклонением от нормы показателей НК и МДА и/или со сниженным значением показателя IgG прогнозируют возможность тяжелого послеоперационного осложнения. 2. Способ по п.1, характеризующийся тем, что при выявлении в динамике послеоперационного периода возрастания показателя МДА в сочетании с устойчиво повышенным значением показателя НК прогнозируют возможность осложненного течения послеоперационного периода и определяют необходимость проведения антиоксидантной терапии.