СПОСОБ ДИАГНОСТИКИ ЖЕЛЕЗОДЕФИЦИТНОЙ АНЕМИИ Российский патент 2007 года по МПК A61B10/00 G01N33/48 G01N33/72 

Изобретение относится к области оценки состояния системы организма и может быть использовано для диагностики железодефицитной анемии, выявления ее степени и отслеживания коррекции патологического состояния.

Известен способ диагностики анемии у новорожденных (Авторское свидетельство СССР №1264904, МПК А61В 5/00), в котором путем исследования периферической крови с целью доклинической диагностики анемии в крови определяют сапониновую резистентость, дополнительно исследованию подвергают сыворотку крови пуповины, определяют в ней железосвязывающую способность и при сапониновой резистентности до 10 мин, среднем диаметре эритоцитов 5.2 мкм и менее, количестве поврежденных клеток 30% и более и появлении трех пиков на сапонинограмме диагностируют анемию у новорожденных.

Недостатком вышеизложенного метода является ограниченная область применения, т.к. этот способ позволяет диагностировать анемию только у новорожденных, также этот способ невозможно использовать при большом потоке пациентов вследствие его достаточной трудоемкости. Также метод не позволяет установить причины железодефицитной анемии.

Известна система опроса для проверки здоровья (Заявка №2-140153, Япония, МКИ 5 А61В 10/00, G06F 15/42). Система содержит две базы данных: первая получена в результате медицинского обследования, вторая содержит известные сведения. В систему входят терминалы, ЭВМ, соединительные шины. Главная ЭВМ и выходные терминалы, соединенные локальной сетью, размещены в опросном кабинете, где врач разъясняет результаты медицинского обследования пациенту, наблюдая информацию на выходном терминале вместе с пациентом, что позволяет быстро дать все разъяснения.

Недостатком данной системы является невозможность выделения наиболее значимых диагностических параметров, т.к. система сравнивает данные медицинского обследования с исходными эталонными данными, используя классический статистический анализ, не позволяющий выявить взаимосвязи между различными данными медицинского обследования.

Известен способ определения диссоциации оксигемоглобина (Авторское свидетельство СССР №1220637, МПК А61В 5/00) путем внесения в полярографическую ячейку эритроцитов и биологического объекта, потребляющего кислород с постоянной скоростью инкубации, определения напряжения кислорода и регистрации непрерывной кривой диссоциации оксигемоглобина.

Недостатком данного способа является то, что его можно использовать только в исследовательских целях и совершенно невозможно его применение в диагностических целях. Также вышеизложенный способ требует большой подготовительной работы и является достаточно трудоемким.

Известен способ дифференциальной диагностики железодефицитной анемии и анемии хронических заболеваний (Заявка РФ №2003132743, МПК G01N 33/49, опубл. 20.04.2005, бюлл. №11-2005), заключающийся в определении сывороточного железа в крови, больному уровень сывороточного железа определяют до и через три часа после приема внутрь 20 мг железа с последующим вычислением его прироста относительно исходного уровня и при увеличении от исходного уровня свыше 30% диагностируется железодефицитная анемия, а при увеличении от 0 до 30% диагностируется анемия хронических заболеваний.

Недостатком данного способа является невозможность определения степени анемии и проведения точной диагностики недостатка кислорода.

Известен также способ диагностики нарушений гемодинамики и системного транспорта кислорода в организме пациента (Патент РФ №2249428, МПК А61В 5/02) заключающийся в том, что регистрируют среднее артериальное давление и сердечный индекс, производят графическое представление системного гемодинамического статуса пациента в режиме реального времени в виде точки системного гемодинамического статуса, располагаемой в координатной системе, где вертикальная ось - среднее артериальное давление, горизонтальная ось - сердечный индекс, делят площадь графика на девять квадрантов путем проведения прямых, параллельных осям, на уровне верхних и нижних значений норм сердечного индекса и среднего артериального давления, проводят в указанной системе координат две кривые, ограничивающие зону нормального значения суммарного баланса волемии и инотропии.

Недостатком данного метода является отсутствие возможности отслеживать изменение состояния больного в динамике, невозможность выделять значимые параметры для данного заболевания. Для использования этого способа медицинскому персоналу требуется специальная подготовка.

Также известен способ диагностики анемии при ангиопатиях (Патент РФ №2216274, МПК А61В 10/00, G01N 33/49). Сущность способа состоит в том, что устанавливают патогенетические критерии анемии: снижение числа эритроцитов за счет повышения эритродиереза, определяемого по концентрации ВЭГ выше 0,36 г/дл, % гемолиза выше 0,32% и снижению осмотической резистентности эритроцитов, снижение среднего объема эритроцита ниже 80 фл, увеличение количества микроцитов, изменение индекса деформируемости эритроцитов более 0,42 усл.ед., увеличение количества ретикулоцитов более 11%; выявляют дифференциальные критерии анемии при ДА и при снижении диаметра эритроцитов менее 7,0 мкм³, увеличении показателя анизоцитоза более 8,5%, увеличении доли микроцитов более 20%, снижении доли дискоцитов менее 60%, повышении количества эхиноцитов и необратимых предгемолизированных форм более 22%, сочетании повышенной или нормальной концентрации интерлейкина 1 и ферритина с нормальным уровнем сывороточного железа диагностируют анемию.

Недостатком данного способа является необходимость определения большого количества специфических параметров, наличие специальной аппаратуры и лаборатории.

Известен общепринятый способ диагностики анемий, включающий выявление факта анемии, а затем определение ее патогенетического варианта [Руководство по медицине. Диагностика и терапия (в 2 томах) / Под ред. Роберта Беркоу: Пер. с англ. - М., 1997, том 1, 1045 с.].

Диагностика железодефицитной анемии на современном этапе развития медицины строится на основе определения двух основных параметров - количества гемоглобина и уровня железа в сыворотке крови. Действительно, эти параметры должны лежать в основе диагностики анемии, так как уменьшение количества железа в связанном и свободном состоянии в крови лимитирует возможность транспорта кислорода к органам и тканям. Однако известно, что гемоглобин в эритроцитах может образовывать соединения не только с кислородом, превращаясь в оксигемоглобин, но и с рядом оксидов (NO, CO и т.д.), превращаясь в физиологически нефункциональные формы. Т.е. использование двух параметров для постановки предварительного диагноза железодефицитная анемия является недостаточным.

Гемоглобин в виде таких дериватов как карбоксигемоглобин, сульфгемоглобин и особенно метгемоглобин, фактически исключается из кислородотранспортной функции, что ведет к ухудшению состояния при железодефицитной анемии при неизменном уровне гемоглобина и железа в сыворотке крови.

Задачей изобретения является повышение точности диагностики железодефицитной анемии, выявления ее степени и отслеживание коррекции патологического состояния.

Указанный технический результат достигается тем, что в способе диагностики железодефицитной анемии, основанном на измерении клинических параметров крови, у диагностируемого индивидуума определяют количество гемоглобина, процентное содержание оксигемоглобина, количество эритроцитов, количество лимфоцитов, количество лейкоцитов, СОЭ и нормированные отклонения этих параметров от среднестатистических параметров группы здоровых людей, формируют факторную диаграмму диагностируемого индивидуума путем постановки указанных выше нормированных отклонений параметров в факторные выражения с весовыми нагрузками, предварительно полученными по группе здоровых индивидуумов при обработке тех же параметров, и о наличии заболевания судят по отклонению факторных диаграмм диагностируемого от факторных диаграмм, определенных для группы здоровых индивидуумов и ее близости к диаграммам группы больных индивидуумов с известной степенью заболевания. Для этого предварительно создают банк факторных диаграмм для здоровых индивидуумов и людей с известной, различной степенью анемии путем обработки указанных параметров крови здоровых и больных индивидуумов методом факторного анализа. О степени заболевания судят по отклонению значения факторов от единицы и близости к факторной диаграмме, характеризующей известную степень заболевания.

На начальном этапе у больных железодефицитной анемией определяли следующие параметры: количество эритроцитов, концентрацию гемоглобина, СОЭ, лейкоцитарную формулу (процентное содержание базофилов, эозинофилов, палочкоядерных, сегментоядерных, лимфоцитов, моноцитов), процентное содержание оксигемоглобина, процентное содержание карбоксигемоглобина, процентное содержание метгемоглобина, количество билирубина, содержание белка в крови, содержание железа в сыворотке крови, содержание аланинаминотрансферазы, содержание аспартатаминотрансферазы.

В результате исследования были выделены параметры, значения весовых нагрузок для которых по модулю больше 0,5. В результате получили 6 значимых параметров.

Для формирования эталонных факторных диаграмм у каждого человека в каждой группе определяют 6 параметров: количество гемоглобина; процентное содержание в крови оксигемоглобина; количество лейкоцитов; количество эритроцитов; количество лимфоцитов; СОЭ. Процентное содержание оксигемоглобина определяется по методике для определения процентного содержания дериватов гемоглобина [Мосур Е.Ю. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ "HemoSpectr" №2001610571, Омский государственный университет (Россия). 17.05.2001, Патент РФ №2140083]. Формируют группы по 5-90 человек в возрастном диапазоне от 20 до 45 лет отдельно здоровых мужчин и здоровых женщин, больных мужчин и больных женщин с известной одинаковой степенью заболевания. Факторную диаграмму диагностируемого индивидуума формируют путем постановки в факторные выражения с весовыми нагрузками, полученными по группе здоровых индивидуумов, нормируемых отклонений параметров диагностируемого индивидуума от среднестатистических значений параметров группы здоровых индивидуумов.

При обработке указанным образом выбранных параметров, характеризующих железодефицитную анемию, подобранных таким образом групп здоровых и больных людей авторами установлена взаимосвязь между видом факторной диаграммы и наличием заболевания, позволяющая при наличии полученного указанным способом банка факторных диаграмм проводить дифференциальную диагностику функционального состояния больных железодефицитной анемией, т.е. факторные диаграммы отслеживают изменения клинических параметров с усилением по наиболее значимым параметрам. Причем использование факторных диаграмм обеспечивает клиницисту конечную информацию в сжатом и наглядном виде и не вызывает затруднений при установлении диагноза и степени патологического состояния при сопоставлении эталонных факторных диаграмм и факторной диаграммы диагностируемого больного, кроме того, при лечении выявленного заболевания по изменению факторной диаграммы можно вести контроль коррекции патологического состояния больного.

Наибольшее отклонение наблюдается по фактору F₂, который наполняют такие параметры как количество эритроцитов и процентное содержание оксигемоглобина (Табл.1).

Начальная степень заболевания или предпатологическое состояние диагностируют, если факторные значения выходят за пределы интервала (0; 2) по второму фактору (F₂). При отклонении по фактору F₂ (2; 10) говорим об анемии легкой степени, об умеренно выраженной анемии при отклонении (10; 15), и при отклонении более 15 говорим о тяжелой степени анемии.

Для оценки диагностической объективности теста использовались характеристики: прогностичность положительного результата, прогностичность отрицательного результата, чувствительность и специфичность. Прогностичность положительного результата:

PVP=A/(A+B),

где А - количество истинно положительных результатов, В - количество ложноположительных результатов.

Прогностичность отрицательного результата:

PVN=D/(C+D)

где С - количество ложноотрицательных результатов, D - количество истинно отрицательных результатов.

Чувствительность определяется как доля больных, которые выявлены применяя изучаемый метод:

Se=A/(A+C)

Специфичность - частота отсутствия симптома у здоровых людей:

Sp=D/(D+B)

В результате применения метода получена чувствительность 95%, специфичность - 90%.

Предлагаемая оценка существенно отличается от одномерных диагностических методов тем, что позволяет проводить диагностику для индивидуумов, параметры которых лежат в пограничной области, области предпатологии. Отнесение индивидуума в класс лиц с железодефицитной анемией свидетельствует о развитии патологического состояния даже в том случае, когда количество гемоглобина не перешло через границу минимума.

Из патента РФ №2141247, МПК 6 А61В 5/00 известен способ диагностики функционального состояния кардиосистемы, основанный на подборе группы "здоровых" и группы "больных" людей и измерении у них параметров, характеризующих функциональное состояние сердечно-сосудистой системы организма с последующей обработкой этих данных и сопоставлении их с данными диагностируемого больного. Этот метод (факторного анализа) использован и в заявляемом изобретении. Однако для диагностики анемии авторы провели исследования по выбору параметров, наиболее характерных для данного заболевания, кроме общепринятых клинических данных выявлена необходимость определения процентного содержания оксигемоглобина. В результате проведенного поиска авторами не выявлены источники, в которых для диагностики анемии используется заявляемая совокупность признаков. Кроме того, предлагаемая классификация анемии имеет достаточно высокую степень корреляции с общепринятой классификацией степени анемии по концентрации гемоглобина в крови [Гипохромные анемии. Л.И.Идельсон, Москва, «Медицина», 1981 г., 192 стр.], однако считаем, что предлагаемая методика является более точной, так как учитывает не потенциальную возможность переноса кислорода, а реальное количество переносимого кислорода.

Способ диагностики железодефицитной анемии, выявление ее степени, отслеживание коррекции патологического состояния при помощи многомерных статистических методов поясняется диаграммами и таблицами, где в табл.1 приведены факторные нагрузки параметров для группы здоровых женщин, в табл.2 приведены значения параметров для группы здоровых женщин, в табл.3 приведены значения параметров женщин, больных железодефицитной анемией, на фиг.1 представлены факторные диаграммы здоровых женщин, на фиг.2 представлены факторные диаграммы женщин, больных железодефицитной анемией, на фиг.3 приведены факторные диаграммы анемии различной степени.

Способ осуществляется следующим образом.

Пример 1. Подбираем группу здоровых женщин в количестве 20 человек. Стандартными клиническими у каждого человека из группы определяют значения гематологических параметров, спектрофотометрическими методами определяют процентное содержание дериватов гемоглобина. Для последующего анализа значимым являлся и, следовательно, использовался параметр процентного содержания оксигемоглобина. Возрастной интервал определен в диапазоне 20-45 лет, т.к. в этом диапазоне значения параметров не претерпевают значительных изменений, связанных с возрастом. Таблица исходных параметров представляет собой матрицу исходных данных (Y) размерности 20×6, где 20 - число женщин в группе, а 6 - число значимых параметров. Исходная матрица преобразуется в матрицу нормированных исходных данных (Z), элементами которой являются отклонения каждого показателя от математического ожидания, отнесенное к корню из дисперсии.

Полученную матрицу преобразуют в корреляционную матрицу (R) по формуле

где r_ij - элемент корреляционной матрицы, (i, j=1...6);

z_ij - элемент матрицы нормированных данных (i=1,...6 - параметры, j=1,...20 - индивидуумы).

Для матрицы корреляции вычисляются собственные значения и собственные векторы. Матрица весовых нагрузок (А) определяется из уравнения

A=U·λ^1/2,

где U - матрица собственных векторов,

λ - матрица собственных значений корреляционной матрицы.

По полученной матрице весовых нагрузок и исходной матрице Z находятся значения факторов для каждого индивидуума:

Способ диагностики железодефицитной анемии

Табл.1.
Факторные нагрузки параметров для группы здоровых женщин (приведены значения |а_ij|>0,5).ПараметрыF₁F₂Количество эритроцитов-0,832Количество гемоглобина-0,639-Количество лейкоцитов0,588-Количество лимфоцитов-0,599-СОЭ0,709-% содержание оксигемоглобина--0,536Табл.2.
Значения параметров группы здоровых людей.Эритр.HbЛейкоцитыЛимфоцитыСОЭОкси Hb3.861235,241101003.791184,329894,34.721324,6291294,894.351236,8361694,224,911354,8351094,894,61345,8241594,454,391236,243895,114,51126536794,374,641184,5301694,614,721264,3251094,164,261294,9828494,574,641327,920293,594,621315,138894,584,521364,735495,663,971255,438695,354,471295,923996,393,71314,541695,294,691328,634694,544,221296,242594,794,581266,426894,57Эритр. - количество эритроцитов
Hb - количество гемоглобина
Лейкоциты - количество лейкоцитов
Лимфоциты - количество лимфоцитов
СОЭ - скорость оседания эритроцитов
Окси Hb - процентное содержание оксигемоглобина

Табл.3.
Значения параметров индивидуумов с диагнозом железодефицитная анемия.Эритр.HbЛейкоцитыЛимфоцитыСОЭОкси Hb2.799.592.4423052.492.887.313.2361668.952.488.24.6241370.073.789.576.4233667.25438.984.235550.822.9589.033.5481771.382.894.644.8293245.21375.854312535.982.687.692.5291840.8

z_ij=a_i1p_1j+a_i2p_2j+...+a_jrp_rj,

где z_ij - элемент матрицы нормированных данных;

a_ij - элемент матрицы весовых нагрузок;

р_ij - искомые значения факторов (i - факторы, j - индивидуумы).

Типичные факторные диаграммы для здоровых людей приведены на фиг.1.

Для больных с определенным заболеванием также формируется матрица исходных данных. Набор измеряемых параметров должен быть тем же самым, что и в группе здоровых людей (Табл.2). Факторные диаграммы для каждого заболевания получают по формуле, в которую входят факторные нагрузки, вычисленные для группы здоровых людей, и в качестве z_ij рассматриваются отнесенные к корню из дисперсии отклонения параметров больных от математического ожидания, вычисленного по группе здоровых людей.

В результате получаются факторные диаграммы для данного заболевания, которая в дальнейшем может быть использована как эталон. Таким образом, создается банк данных для последующей диагностики.

Типичные факторные диаграммы индивидуумов, больных железодефицитной анемией, приведены на фиг.2.

Пример 2. Пациентка 3., 1981 года рождения, пришла на прием к врачу-гематологу Омской городской клинической больницы №1 им. А.Н.Кабанова, предполагаемый диагноз: Железодефицитная анемия. Были получены следующие результаты анализов: кол-во эритроцитов 2,7×10¹²/л; гемоглобин 98 г/л; кол-во лейкоцитов 5×10⁹/л; кол-во лимфоцитов 39%; базофилов 0%; эозинофилов 0%; сегментоядерных 54%; палочкоядерных 1%; моноцитов 6%; СОЭ 9 мм/ч; железо 7,7; билирубин 10,1 Мк моль/л; белок 70 г/л; АлАт 0,42 Мк моль/ч.х мл; АсАт 0,17 Мк моль/ч.х мл; процентное содержание оксигемоглобина 88,65%; процентное содержание карбоксигемоглобина 6,17%; процентное содержание метгемоглобина 1,72%.

Были получены факторные значения F₁=-2.15463; F₂=2.858921.

Поставлен диагноз железодефицитная анемия легкой степени.

Предлагаемый способ может быть применен для диагностики железодефицитной анемии при профосмотрах, с целью чего создается программный комплекс. Особенно ценным может быть применение при диагностике железодефицитной анемии у беременных.

Способ относится к медицине. Способ включает измерение клинических параметров крови. У диагностируемого индивидуума определяют количество гемоглобина, процентное содержание оксигемоглобина, количество эритроцитов, количество лейкоцитов, количество лимфоцитов, скорость оседания эритроцитов и нормированные отклонения этих параметров от среднестатистических параметров группы здоровых индивидуумов. Формируют факторную диаграмму диагностируемого путем постановки указанных выше нормируемых отклонений параметров в факторные выражения с весовыми нагрузками, предварительно полученными по группе здоровых индивидуумов при обработке тех же параметров методом факторного анализа. Начальную степень заболевания или предпатологическое состояние диагностируют, если факторные значения выходят за пределы интервала от 0 до 2 по фактору, который наполняют такие параметры как количество эритроцитов и процентное содержание оксигемоглобина, анемию легкой степени диагностируют при отклонении значений по этому фактору от 2 до 10, умеренно выраженную анемию диагностируют при отклонении значений этого фактора от 10 до 15, тяжелую степень анемии диагностируют при отклонении значений по этому фактору более 15. Способ более точен и не требует сложной аппаратуры. 3 табл., 3 ил.

Способ диагностики железодефицитной анемии, основанный на измерении клинических параметров крови, отличающийся тем, что у диагностируемого индивидуума определяют количество гемоглобина, процентное содержание оксигемоглобина, количество эритроцитов, количество лейкоцитов, количество лимфоцитов, скорость оседания эритроцитов и нормированные отклонения этих параметров от среднестатистических параметров группы здоровых индивидуумов, формируют факторную диаграмму диагностируемого путем постановки указанных выше нормируемых отклонений параметров в факторные выражения с весовыми нагрузками, предварительно полученными по группе здоровых индивидуумов при обработке тех же параметров методом факторного анализа, а о наличии заболевания судят по отклонению факторной диаграммы диагностируемого индивидуума от факторных диаграмм определенных для группы здоровых индивидуумов, при этом начальную степень заболевания или предпатологическое состояние диагностируют, если факторные значения выходят за пределы интервала от 0 до 2 по фактору, который наполняют такие параметры как количество эритроцитов и процентное содержание оксигемоглобина, анемию легкой степени диагностируют при отклонении значений по этому фактору от 2 до 10, умеренно выраженную анемию диагностируют при отклонении значений этого фактора от 10 до 15, тяжелую степень анемии диагностируют при отклонении значений по этому фактору более 15.