СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ СОСТОЯНИЯ ОРГАНИЗМА ЧЕЛОВЕКА И СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ПРЕПАРАТА ЖИДКОСТИ ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК A61B5/00 G01N33/48 

Изобретение относится к области медицины, в частности к исследованию биологических материалов, например препаратов крови, и может быть использовано для определения жизнеспособности организма человека или кинетики танатогенеза путем исследования жидкостной среды организма.

Известны многочисленные способы диагностики заболеваний конкретных органов, послеоперационных осложнений - у хирургических больных, воспалительных осложнений у ожоговых больных и т.д.

Известен, например, способ диагностики осложнений после внутрибрюшинных операций путем исследования биохимических показателей препарата крови - сыворотки крови (О.П.Минцер, Н.М.Зюбрицкий, А.М.Семко, Б.П.Шаталюк. Диагностические алгоритмы и тактики лечения осложнений после внутрибрюшинных операций. - Здоров'я, 1990) - [1].

Известен способ диагностики накопления неправильных белков методом снятия электрофореграмм сыворотки крови (А.Уайт и др. Основы биохимии. - М.: Мир, 1981) - [2].

Известен также способ диагностики острого инфаркта миокарда и нестабильной стенокардии путем исследования сыворотки крови больного и определения активности лизосомальных ферментов (патент РФ 2092856, МПК ⁶ G 01 N 33/68, 1992) - [3].

В способах диагностики [1-3] в качестве препарата крови используют сыворотку крови, традиционно получаемую по методике, описанной в (М.А.Базарнова. Клиническая лабораторная диагностика. - "Здоров'я", 1987) - [4]. Сущность методики заключается в том, что крови дают свернуться, отделяют сгусток и оставляют слегка желтоватую прозрачную жидкость - сыворотку крови. Качественный состав сыворотки следующий: жидкость желтоватого цвета с примесями желчного пигмента, билирубина и каротиноидов. Сыворотка содержит нормальные белки, остаточные количества минеральных составляющих и необычные белки.

В известном методе подготовки препарата крови - сыворотки крови общим признаком с предлагаемым способом является физико-химическое воздействие на препарат крови. Таким образом, известный способ подготовки препарата крови - сыворотки крови, описанный в [4], является наиболее близким аналогом к предлагаемому способу подготовки препарата крови.

Как следует из анализа известных способов диагностики, использование препарата крови в виде сыворотки крови, качественный состав которой представлен выше, в сочетании с определяемыми параметрами препарата в процессе диагностирования по способам [1-3] , позволяет определить количественные показатели, которые изменяются по течению конкретного заболевания, и, как мы считаем, не позволяют предсказать общее состояние организма, предшествующее острым клиническим проявлениям.

Кроме того, способы диагностики [1-3] характеризуются недостаточно высокой точностью измерения показателей (погрешность измерений достигает 40%).

Известен также способ диагностики воспалительных осложнений у ожоговых больных и способ подготовки препарата - плазмы крови для его реализации (Г. И. Козинец, О. В.Попова, С.В.Игнатов, М.Г.Гангардт. Ядерная-магнитная резонансная релаксация плазмы крови больных с ожогами. - Лабораторное дело, 1991. - 3 (медицина). - С. 13-16) - [5].

Сущность способа состоит в следующем. Подготовленный препарат крови ожогового больного - плазму крови подвергают облучению электромагнитными волнами в ЯМР-спектрофотометре, измеряют время ядерной магнитной резонансной релаксации (T₁), что позволяет фиксировать магнитный момент молекул веществ, содержащихся в плазме. На основании полученных характеристик можно фиксировать нарушение обмена веществ у исследуемых больных или накопление токсинов, в том числе необычных белков или других биологических соединений. Определяемые параметры препарата крови позволяют выявить только частный случай поведения составляющих плазмы без квалификации (анамнеза) общего состояния организма больного.

Как показывают данные клинических исследований [5] и собственные исследования авторов рассматриваемый метод, как и все ныне существующие, позволяют получить конкретную качественную и количественную информацию об отдельном компоненте крови, его изменениям или нарушениям без выдачи данных об общих параметрах необратимых процессов, накопление которых является предвестником смерти организма, а использование некорректных методов лечения может приводить к летальному исходу.

Известный способ также недостаточно эффективный, т.к. измерение Т₁ компонентов крови больных перекрываются аналогичными показателями для здоровых, т. е. одни и те же. Кроме того, исследования сложные, а точность измерений недостаточная (погрешность измерений достигает 50%) из-за присутствия в объекте измерения нормальных и необычных белков.

Способ диагностики воспалительных осложнений у ожоговых больных [5] реализуется с использованием препарата крови - плазмы крови.

Способ получения плазмы крови состоит из многократного непрерывного обменного плазмафереза, возвращения отмытых эритроцитов, контроля за степенью токсичности удаленной аутоплазмы больного и ее стерильностью, охлаждения до 4^oС в присутствии гепарина и замораживания при -30^oС. В случае необходимости аутоплазму размораживают при 37^oС, удаляют образовавшийся криофибриноген, производят отсроченную плазмасорбцию и реинфузию аутоплазмы больному, причем реинфузии подлежит плазма, в которой не было выявлено роста микрофлоры, и нетоксичная по уровню накопления молекул средней массы. Перед реинфузией плазму подвергают биохимическому контролю.

В связи с изложенным заявитель считает, что в технических, научных и патентных источниках, известных заявителю, не описан способ диагностики общего состояния организма человека, и ни один из приведенных аналогов, характеризующих уровень техники в данной области, не может быть наиболее близким аналогом (прототипом) к предлагаемому способу диагностики.

Таким образом, как мы полагаем, предлагаемый способ диагностики можно квалифицировать как первичное изобретение, не имеющее наиболее близкого аналога (прототипа).

В основу изобретения поставлена задача создать способ диагностики состояния организма человека, основанный на физических изменениях структуры препарата крови, обнаруживаемых при обработке препарата измерительными волнами, которые дают возможность определять жизнеспособность организма в целом или кинетику танатогенеза, эффективность лечения в каждом конкретном случае заболевания, в том числе реакции организма на медикаменты и лечебные препараты, выявлять опасные тенденции развития изменений внутренней среды организма с угрозой для жизни, а также выявлять патогенез внутренних органов и накопление негативных факторов, в частности косвенная оценка степени загрязнения окружающей среды.

Следует также отметить, что предлагаемый способ отличается достаточной простотой аппаратурного оформления, высокой точностью измерения и дает возможность предсказать жизнеспособность организма в целом.

Задача создания способа диагностики состояния организма человека в целом решается и созданием предложенного способа получения препарата крови путем заявляемой последовательности воздействий на исходный препарат крови. Количественный и качественный состав полученного препарата крови обеспечивает реализацию диагностики общего состояния организма человека, что не решается ни одним из известных способов диагностики.

Для решения поставленной задачи предложен способ диагностики организма человека, характеризующийся тем, что на препарат крови воздействуют измерительными волнами, определяют параметр структуры препарата и по последнему судят о состоянии и жизнеспособности организма. В качестве измерительной волны используют акустические и/или электромагнитные волны и в качестве акустической волны используют волну частотой не менее 30 МГц.

Поставленная задача решается также предложенным способом подготовки препарата крови для диагностики состояния организма человека, включающим введение в препарат крови полисахарида, перевод полученной смеси в твердое состояние, нагревание до температуры 41 ± 1 ^oС и проведение при указанной температуре измерений по п.1. При этом перевод смеси в твердую фазу осуществляют охлаждением. В качестве препарата крови используют сыворотку крови и/или лимфу и/или любой из компартментов жидкости в организме человека. Полисахарид вводят в количестве 0,01 - 0,03 мас.% от массы препарата крови.

Нами впервые разработан способ диагностики, позволяющий диагностировать состояние организма человека и определять жизнеспособность организма в целом или кинетику танатогенеза. Способ обладает широким спектром функциональных возможностей при определении эффективности выбранного метода лечения, применяемых фармацевтических препаратов и медикаментов.

Одним из оригинальных признаков заявляемого способа диагностики является использование препарата крови, полученного согласно разработанной авторами методике.

Методика предусматривает использование в качестве исходного материала препаратов крови - сыворотки крови, лимфы. Препараты вследствие предложенных физико-химических воздействий при заданных параметрах приобретают особую структуру, что позволяет предложенным способом диагностики по количественным измерениям параметров структуры препарата крови оценивать общее состояние организма, прогнозировать развитие заболевания или гомеостаз в целом, определять начало возможных осложнений, в том числе и с тяжелым течением, и предсказывать необратимость накопления в организме факторов, приводящих к летальному исходу.

Вышеизложенное подтверждается проведенными исследованиями препаратов крови 32 больных с ожогами, 68 больных c диагнозом "онкология" и 26 больных с воспалением легких.

Характеристики используемых веществ.

Сыворотка крови - препарат крови, традиционно получаемый по методике, описанной в [4].

Лимфа - жидкость, находящаяся в лимфатических протоках организма. В ней находятся белки, остаточные количества минеральных составляющих, фибриноген и протромбин.

Полисахарид (крахмал, хитозан и др.) - ДСТУ 2211-93.

Пример реализации по изобретению.

У больного отбирают кровь и готовят сыворотку крови по известной методике [4]. Затем 50 мл сыворотки крови помещают в стерилизованную, химически чистую кварцевую кювету. Прибавляют 0,01 г полисахарида - хитозана, что составляет 0,02% от массы препарата крови, и смесь тщательно перемешивают. Хитозан предварительно растворяют в дистиллированной, деионизированной воде. Полученную смесь помещают в криокамеру и выдерживают при температуре -18^oС до полного перехода в твердое состояние - полного замерзания. После этого кювету извлекают и термостатируют при температуре 41^oС в течение 1 ч. Полученный продукт является готовым препаратом крови, который используют для диагностики.

Диагностику осуществляют следующим образом.

Из кюветы отбирают 25 мл подготовленного препарата крови и вносят в измерительную ячейку, которую помещают в ультразвуковую камеру стандартной установки акустической спектроскопии типа УЗИС-7. На установке происходит обработка препарата крови звуковой волной, параметры которой приведены ниже, с последующей регистрацией сигнала с использованием импульсного метода переменного расстояния и резонансного возбуждения преобразователей - монокристаллов кварца Х-среза, находящихся в акустических контактах с звукопроводами из плавленного кварца (Шахпаронов М.И. Механизмы быстрых процессов в жидкостях. - М.: Высш. школа, 1980. - 352 с.) - [6].

На сыворотку крови воздействуют звуковой волной частотой 30 МГц и, в соответствии с принципом действия прибора, на выходе получают значение коэффициента поглощения звуковой волны. Измерения проводят не менее 5 раз с вычислением средней величины коэффициента.

Например, исследовали препарат крови больной С., 58 лет, диагноз - рак желудка 3 степени, оперирована. Сыворотку крови подвергали воздействию звуковой волны частотой 30 МГц до операции и на вторые сутки после операции. Величины коэффициентов поглощения составляли 71 единицу и 72 единицы, соответственно.

Для определения анамнеза болезни были осуществлены измерения, аналогично описанному выше примеру, в динамике. Величины коэффициента поглощения звуковой волны составили: на четвертые сутки - 70 единиц; на шестые сутки - 74; на десятые сутки - 78 единиц. Таким образом, суточное изменение величины коэффициента поглощения не превышает 2 единицы.

На основании полученных результатов нами был рассчитан градиент поглощения звуковой волны, препаратом крови по методике, описанной в (Экспериментальные методы определения поглощения звука в жидкостях. - К.: УМК ВО при Минвузе УССР, 1989 р. - 68 с.) - [7]. Величина суточного градиента падения поглощения составляет 1-2 единицы. Больная выздоровела, выписана без осложнений.

Таким образом, изменение величины коэффициента поглощения звуковой волны в пределах 1-2 единиц, величина суточного градиента падения поглощения на уровне 1-2 единицы свидетельствуют о достаточно высокой степени жизнеспособности организма.

Аналогично описанному примеру реализации были исследованы препараты крови больных с другими клиническими показателями.

Исследовался препарат крови больного В., 64 года, с тем же диагнозом. Поглощение при 30 МГц составило 80 единиц. После операции динамика поглощения следующая: вторые сутки - 50, третьи сутки - 48; при 50 МГц - 40 единиц. Градиент падения поглощения - 6 единиц в сутки. Больной умер. По аутопсии определена основная причина смерти - двухсторонняя абсценирующая пневмония.

Исследовался препарат крови больной Г., 46 лет, диагноз - ожог дыхательных путей. Поглощение при 30 МГц составило 65 единиц. После проведенного лечения динамика поглощения следующая: вторые сутки - 71, третьи сутки - 78. Градиент падения поглощения не превышал 2 единиц. Больная выздоровела, выписана без осложнений.

Как следует из представленных данных, использование в диагностике величины суточного градиента падения поглощения звуковой волны может служить количественным показателем для прогностической оценки общего состояния организма: суточное изменение коэффициента поглощения звуковой измерительной волны и суточного градиента поглощения больше двух единиц от начального значения диагностирует осложнение состояния организма; до шести единиц - тяжелые осложнения, а сочетание коэффициента поглощения на частоте 30 МГц - 48 единиц, на частоте 50 МГц - 40 единиц осложнения необратимо заканчиваются смертью больного.

Для обоснования граничных значений параметров способа диагностики и способа подготовки препарата крови для (реализации) диагностики состояния организма человека были осуществлены серии опытов, данные которых представлены в табл.1 и 2.

В табл.1 отражена зависимость характеристических показателей, полученных при воздействии звуковой волны на препарат крови различной природы, от природы полисахарида и условий обработки препарата крови - количество полисахарида; температура нагрева, при которой осуществляют измерения.

В табл.2 представлены характеристические показатели, полученные при воздействии на препарат крови электромагнитой волны, при условиях обработки препарата крови, идентичных табл.1.

Установлено, что заявляемые параметры обработки препарата крови (количество полисахарида 0,01 - 0,03 мас.% от массы препарата крови; температура нагрева, при которой проводят измерения) выбраны из условий, обеспечивающих получение структуры препарата, позволяющей при воздействии звуковой волны получить практически стабильные характеристические показатели процесса диагностирования - коэффициента поглощения звуковой волны и суточного градиента падения поглощения звуковой волны (на протяжении 5 суток). Стабильность указанных показателей обеспечивает надежность способа диагностики.

При этом способ диагностики отличается достаточно высокой точностью измерений - погрешность измерений составляет 7 - 15% и хорошей воспроизводимостью результатов измерений, величина которой лежит в диапазоне 0,7 - 1,0.

Данные, представленные в табл.2, получены на стандартной установке рентгеноструктурного анализа. В пучок монохроматического Аg (λ = 0,056 нм) или W (λ = 0,020 нм) излучения помещают специальную измерительную кювету с исследуемым препаратом. Отраженные от исследуемого объекта рентгеновские лучи попадают в счетчик квантов, и нормализованные по амплитуде и длительности полезные длины волн регистрируются на измерителе скорости счета (импульс/с) либо подаются на самопишущий потенциометр для регистрации дифракционной картины на диаграммной ленте (Хейкер Д.М., Зевин Л.С. Рентгеновская дифрактометрия. - М.: Физматгиз, 1963. - 380 с.) - [8].

Как следует из полученных данных (табл.2), использование в качестве измерительной волны электромагнитной волны, при сохранении остальных условий, обеспечивает получение стабильного показателя процесса диагностирования - отношение J/J₀, при высокой точности измерений (4 - 7%) и хорошей воспроизводимости (0,9 - 1,0). Т.е. наблюдается полная корреляция характеристических показателей процесса диагностирования, полученных при воздействии на препарат крови как звуковой, так и электромагнитной волн.

Сопоставительный анализ результативности предложенного и известных способов диагностики показывает, что впервые предложен способ диагностики - общего состояния организма человека, позволяющий определять жизнеспособность организма человека в целом, кинетику танатогенеза, что не обеспечивает ни один из известных способов диагностирования.

Преимущества предложенного способа диагностики достигаются при подготовке препарата крови предложенным способом. Реализация способа подготовки препарата крови обеспечивает необходимую структуру препарата, которая позволяет в процессе воздействия измерительных волн получить достоверные сведения о состоянии организма.

Следует также отметить, что предложенный способ диагностики повышает точность измерений, что характеризуется уменьшением погрешности измерений с 40 - 50% до 7 - 15%, т.е. в 3,1 - 6 раз и увеличивает воспроизводимость результатов измерений с 0,2 - 0,5 до 0,7 - 1,0, т.е. в 2 - 3 раза при получении стабильных результатов.

Достоинством предложенных способов диагностики и подготовки препарата крови является надежность, простота технологических операций, возможность получения препарата на имеющемся оборудовании.

Способ может быть использован в медицине, а именно в диагностике. Подготавливают препарат жидкости организма человека, воздействуют на него акустической или рентгеновской волной и по уровню изменения суточного градиента поглощения диагностируют жизнеспособность организма. Используют акустическую волну с частотой не менее 30 МГц. Используют рентгеновские волны с длиной волны не более 0,05 нм. При этом в исходный препарат, в качестве которого используют любой из компартментов жидкости в организме человека, вводят полисахарид, полученную смесь переводят в твердую фазу охлаждением, затем нагревают смесь до 41 ± 1^oС. Способ позволяет повысить точность определения. 2 с. и 2 з.п. ф-лы, 2 табл.

1. Способ диагностики состояния организма, включающий воздействие измерительными волнами на кровь, отличающийся тем, что подготавливают препарат жидкости организма человека, воздействуют на него акустической или рентгеновской волной и по уровню изменения суточного градиента поглощения диагностируют жизнеспособность организма. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют акустическую волну с частотой не менее 30 МГц. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют рентгеновские волны с длиной волны не более 0,05 нм. 4. Способ подготовки препарата жидкости организма человека, отличающийся тем, что в исходный препарат, в качестве которого используют любой из компартментов жидкости в организме человека, вводят полисахарид, полученную смесь переводят в твердую фазу охлаждением, затем нагревают смесь до 41 ± 1^oС.