СПОСОБ ЭКСПРЕСС-ДИАГНОСТИКИ СТРУКТУРНЫХ ИЗМЕНЕНИЙ В ЛЕГКИХ ПРИ ХРОНИЧЕСКОЙ ОБСТРУКТИВНОЙ БОЛЕЗНИ ЛЕГКИХ Российский патент 2007 года по МПК G01N33/00 

Предлагаемое изобретение относится к медицине, пульмонологии, патофизиологии, патанатомии и может быть использовано для ранней диагностики ХОБЛ.

ХОБЛ относится к числу наиболее распространенных заболеваний человека. В структуре заболеваемости она входит в число лидирующих по числу дней нетрудоспособности, причинам инвалидности и занимает четвертое место среди причин смерти, отражает суммарный показатель смерти от рака и туберкулеза легких.

Согласно приказу МЗ РФ об использовании в России МКБ-10 ХОБЛ определяется как дегенеративно-воспалительное поражение дыхательных путей, ассоциированное с эмфиземой легких и проявляющееся необратимой обструкцией и прогрессирующей дыхательной недостаточностью.

Обструкция бронхов - ограничение воздушного потока - происходит преимущественно на уровне мелких бронхов с вовлечением альвеолярных ходов, мешочков и альвеол. Обструкция складывается из двух компонентов: обратимого (отек стенки бронха, скопление секрета) и необратимого (констриктивный альвеолит, бронхиолоэктазы, сосудистые изменения и эмфизема) (Хронические обструктивные болезни легких // Федеральная программа, М., 1999).

Наиболее частым типом деструкции паренхимы при ХОБЛ является центрилобулярная форма эмфиземы с максимальной локализацией в верхних отделах легких.

На фиг.1 представлена паренхима нормальных легких (ячеистый тип строения).

На фиг.2, 3 представлены патологические изменения в легких при ХОБЛ: фиг.2 (Б) - легкое со слабой центрилобулярной эмфиземой, фиг.2 (В) - легкое с тяжелой панацинарной эмфиземой; фиг.3 (I) - Б, В - признаки воспаления в стенке и просвете бронха, Г - структурная реорганизация стенки бронха, сужение просвета; фиг.3 (II) - уплотнение альвеол (а), ателектаз, щелевидные альвеолы (б); (И.К.Есипова. Патологическая анатомия., М., 1976; Глобальная стратегия диагностики, лечения и профилактики хронической обструктивной болезни легких. М., 2003).

Известны способы диагностики ХОБЛ: исследование функции внешнего дыхания (спирография), рентгеноскопия, рентгенография, эндоскопия (А.А.Белов, Н.А.Лакшина. Оценка функции внешнего дыхания. М., 2002; Л.Д.Линденбратен, Л.Б.Наумов. Медицинская рентгенология. М., 1984; А.Г.Чучалин. Клинические рекомендации по хронической обструктивной болезни легких. М., 2001).

Известен способ рентгеноскопического исследования легких (Л.Д.Линденбратен, Л.Б.Наумов. Медицинская рентгенология. М., 1984., С.14-16, 24-26).

Суть исследования заключается в получении и последующем изучении рентгеновского изображения объекта.

Исследование состоит из 4 элементов:

- Источника излучения;

- Объекта исследования;

- Приемника излучения;

- Специалиста, производящего исследование.

Недостатки способа:

- Большая лучевая нагрузка, направленная на объект исследования (пациент, врач);

- Способность рентгеновского пучка вызывать мутагенные изменения в клетках, тканях, органах, в хромосомах;

- Радиационные мутации врача, пациента.

За ближайший аналог принят золотой стандарт в пульмонологии - способ спирографии.

Спирография - способ определения функции внешнего дыхания. Спирографию используют для измерения статических легочных объемов, составляющих жизненную емкость легких (ЖЕЛ), а также динамических легочных объемов и потоков, основным из которых являются односекундный объем форсированного выдоха (ОФВ₁). А.А.Белов; Н.А.Лакшина. Оценка функции внешнего дыхания. М., 2002. - С.9-42.

Исследование проводится с использованием электронного спирографа. В основе способа лежит измерение потока газа- пнемотахиметрия. Изменения легочных объемов и потоков свидетельствуют об обструктивных и рестриктивных нарушениях, связанных со структурной перестройкой легочной ткани. Изучение этих объемов позволяет сделать вывод о бронхиальной обструкции и уменьшении эластичности легочной ткани.

Способ осуществляют следующим образом.

1. Используют электронный спирограф "Spirovit SP-1", Швейцария.

2. Обследование больного проводят в утренние часы натощак после 15-20-минутного отдыха. Исследование проводят в положении больного сидя, на нос помещают носовой зажим, губы пациента плотно охватывают специальный загубник, и затем больной начинает выполнять дыхательный маневр.

3. Определение ЖЕЛ - после обычного спокойного вдоха выдохнуть весь возможный объем воздуха из легких. Сразу же вслед за этим пациента просят из положения полного выдоха как можно более глубоко вдохнуть.

4. Определение ОФВ₁ - после максимального полного вдоха пациент выполняет резкий и продолжительный выдох настолько форсированно и полно, насколько это возможно.

5. Компьютерный блок спирографа автоматически рассчитывает легочные объемы и потоки, и с помощью встроенного принтера распечатываются результаты.

6. Полученные результаты сравниваются с общепринятыми нормативами и делается заключение о наличии у пациента обструктивно-рестриктивных нарушений.

Недостатки способа

1. Акт дыхания зависит от волевой регуляции пациентом, отсутствие достаточного волевого усилия у пациента при выполнении форсированного выдоха делает полученные результаты малоинформативными.

2. Инструментальные ошибки измерения.

3. Вариабельность результатов резко повышается при недостаточной квалификации персонала и несоблюдении ими стандартных протоколов исследования.

4. Дорогостоящий прибор спирограф.

Задачи изобретения:

1. Обеспечить экспресс-диагностику структурных изменений в легких в зависимости от степени тяжести ХОБЛ.

2. Повысить информативность диагностики путем визуализации результатов диагностики.

3. Исключить нагрузки в виде выполнения форсированного выдоха.

4. Повысить информативность за счет исключения вариабельности результатов.

Техническим результатом предложения является экспресс-регистрация энергетического излучения легких в виде определенных изображений в биологическом жидком кристалле, что позволяет оперативно в динамике регистрировать структурную перестройку в легких, обусловленную ХОБЛ.

Существенной новизной предложения является регистрация излучения легких при помощи биологического индикатора (БИ), представленного биологическим жидким кристаллом, для чего в отличие от известного способа (спирография), предварительно готовят биологический индикатор (смесь 0,1% водного раствора аминокислот - аспарагиновая, глутаминовая, глицин, триптофан, валин, лейцин, треонин, серин; 0,5% водного раствора трипсина; 0,5% водного раствора дофамина; 0,25% водного раствора натриевой соли ДНК; 12% водного раствора сернокислой магнезии в соотношении 3:1:1:1:4), который наносят на 4 стеклянные пластины, помещают по две пластины в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа, выдерживают на протяжении 2-3 минут, сушат при Т=+18-20°С, исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и при наличии в препаратах островковых и/или щелевидных включений, окруженных по периферии сетчато-ячеистой короной диагностируют структурные изменения в легких, присущие ХОБЛ.

Способ осуществляют следующим образом.

1. Готовят биологический индикатор, состоящий из 0,1% водного раствора смеси аминокислот - аспарагиновой, глутаминовой, глицина, триптофана, валина, лейцина, треонина, серина, 0,5% водного раствора трипсина,0,5% раствора дофамина, 0,25% водного раствора натриевой соли ДНК, 12% водного раствора сернокислой магнезии в соотношении 3:1:1:1:4.

2. Тарированной пипеткой БИ объемом 0,01-0,02 мл наносят на предметное стекло в виде дорожки.

3. Предметные стекла (стеклянные пластины - 4 штуки) с нанесенными на них БИ, помещают по 2 капли в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа (зоны проекции верхушек легких), выдерживают на протяжении 2-3 минут, сушат при Т=+18-20°С на протяжении двух-трех минут в термостате.

4. Препараты исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и при наличии в препаратах островковых и щелевидных включений, окруженных по периферии сетчато-ячеистой короной, диагностируют структурные изменения в легких, присущие ХОБЛ.

Приводим данные о БИ (энергоинформационной модели энергетического излучения биообъекта) - варианте биологического жидкого кристалла, реагирующего на излучение появлением специфической структуры.

Информационные излучения от различных объектов (живых, биокосных, косных) - один из общих принципов энергоинформационного взаимодействия в природе.

Под информационным воздействием понимается специфическая реакция систем на слабый вещественно-энергетический стимул, воспринимаемый как сигнал в форме кода (Н.Ф.Раймес. Системный подход к решению проблемы взаимодействия среды с биологическим объектом. В кн: Электромагнитные поля в биосфере, т.1, с.294-300, М., 1984).

Структура - мгновенный снимок внутренних взаимодействий в системе (А.А.Малиновский. Теория структуры и ее место в системном подходе. В кн.: Системные исследования. Ежегодник. М., 1970, с.10-31).

Нами разработан БИ (вариант биологического жидкого кристалла) - энергоинформационная матрица, которая является сложной биологической системой, обладающей самоорганизацией и высокой структурно-пространственных ориентацией. Входящие в ее состав натриевая соль ДНК, аминокислоты, формируют клеточное ядро (ДНК и РНК), являются источниками информации, обладают способностью к восприятию информации об электронно-информационных взаимодействиях, происходящих в других веществах, и передаче информации в виде структур.

Жидкие кристаллы используют в качестве биосенсорных устройств. Жидкокристаллическая ДНК и аминокислоты - аналоги клеточных ассоциаций "считывают" информационно-энергетический код энергетического биологического излучения, следствием чего является возникновение определенной структуры (Ю.М.Евдокимов. Жидкокристаллические формы нуклеиновых кислот // Вестник Рос. академии наук, - 2003. - №8. - С.712-721; С.Д.Варфоломеев, Ю.М.Евдокимов, М.А.Островский. Сенсорная биология, сенсорные технологии и создание новых органов чувств человека // Вестник Рос. Академии наук. - 2000. - №2. - С.99-108), мы применили БИ для регистрации биологического электромагнитного излучения легких на основании данных: от человека (его органов) во все стороны излучаются модулированные биоэлектромагнитные излучения. Возникают сложные информационно-закодированные многочастотные паттерны колебаний, волновое излучение, формирующее индивидуальные информационно-энергетические коды (В.Л.Введенский, В.И.Ожогин. Сверхчувствительная магнитометрия и биомагнетизм. М., 1986; Ш.М.Коган. Физическая природа биополя человека. В кн.: Аномальные явления, факты, исследования, гипотезы. М., 1991., Вып.1, С.24-37).

На фиг.4 приведена исходная структура БИ, присутствует полосчатая ориентированная структура оптически активная (цвета интерференционной окраски).

На фиг.5 приведена структура БИ, полученная при помещении стеклянных пластин с нанесенным на них БИ на зону проекции верхушек легких здорового человека. Пластины выдержали 3 мин, высушили в термостате при Т=18°С на протяжении 3 мин и исследовали в поляризационном свете с кварцевым компенсатором (КК), видна ячеистая структура однородной окраски, которая напоминает ячеистое строение здоровых легких, фиг.1.

Предлагаемый способ сопоставлен с известными способами диагностики ХОБЛ. Всего проведено 320 исследований. Выявлено, что статистическая значимость составила р<0,05.

Пример 1. Фиг.6. Б-ой В., 64 г. история болезни (ИБ) №34397. Диагноз (Ds): Хроническая обструктивная болезнь легких (ХОБЛ), тяжелая, III стадия, ДН II. На фиг.6 приведена структура БИ, полученная при помещении стеклянных пластин в зону проекции верхушек легких.

Присутствуют островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,02 мл БИ и поместили по две пластины в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа (зоны проекции верхушек легких), выдержали на протяжении 2 минут, высушили в термостате при Т=+18°С в течение 2 минут. Препараты изучили под микроскопом в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК).

Присутствуют островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной, одновременно провели спирометрию. Главный показатель ОФВ₁ оказался равным 32% от должной величины (100%), что указывает на наличие ХОБЛ, тяжелой, III стадия. Диагноз: ХОБЛ, тяжелая III стадия, подтвердился.

Пример 2. фиг.7, 8. Б-ой А, 72 г. ИБ №33697. D-s: ХОБЛ, III стадия, ЛСН II (крайне тяжелая). На фиг.7 8 приведена структура БИ, полученная при регистрации излучения верхушек легких. Присутствуют островковые (фиг.7) и щелевидные включения (фиг.8), окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,02 мл БИ и поместили по две пластины в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа (зоны проекции верхушек легких), выдержали на протяжении 3 минут, высушили в термостате при Т=+19°С в течение 3 минут. Препараты изучили под микроскопом в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК).

Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Одновременно определили ОФВ₁ который оказался равным 29%, что указывает на наличие ХОБЛ, крайне тяжелой, III стадия. Таким образом, диагноз: ХОБЛ подтвердился.

Пример 3. фиг.9. Б-ой М., 73 г. ИБ №35142. D-s: ХОБЛ, III стадия, тяжелая, ДНИ.

На фиг.9 приведена структура БИ, полученная при регистрации излучения верхушек легких. Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,01 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких слева и справа, выдержали на протяжении 3 минут, высушили в термостате при Т=+20°С в течение 2 минут. Микроскопировали в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК).

Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Одновременно определили ОФВ₁ который оказался равным 39%, что указывает на наличие ХОБЛ, III стадия, тяжелая. Таким образом, диагноз: ХОБЛ подтвердился.

Пример 4. фиг.10. Б-ой С., 62 г. ИБ №36176. D-s: ХОБЛ, III стадия, тяжелая, ДН I. На фиг.10 приведена структура БИ, полученная при регистрации излучения верхушек легких. Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,02 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких слева и справа во 2-е межреберье под ключицей, выдержали на протяжении 2 минут, высушили в термостате при Т=+19°С в течение 2 минут. Исследовали в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК). Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной. Одновременно определили ОФВ₁ который составил 46%, диагноз: ХОБЛ, III стадия, тяжелая, подтвердился.

Пример 5, фиг.11. Б-ая К., 46 лет. ИБ №3639. D-s: ХОБЛ, II стадия, среднетяжелая, ДН I. На фиг.11 видны островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,02 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких справа и слева во 2-е межреберье, выдержали 3 минуты, высушили при Т=+18°С на протяжении 3 минут. Микроскопировали в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК). Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной. Одновременно определили ОФВ) способом спирометрии, который оказался равен 59% от должного. Диагноз: ХОБЛ, II стадия, среднетяжелая, подтвердился.

Пример 6. фиг.12. Б-ой Ж., 55 лет, ИБ №36333. D-s: ХОБЛ, II стадия, среднетяжелая, ДН I.

На фиг.12 видны островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,01 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких справа и слева во 2-е межреберье, выдержали 3 минуты, высушили при Т=+19°С на протяжении 2-х минут. Микроскопировали в поляризованном свете с кварцевым компенсатором (КК). Присутствуют островковые и щелевидные включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной. Одновременно определили ОФВ₁ способом спирометрии, который оказался равен 56% от должного. Диагноз: ХОБЛ, II стадия, среднетяжелая, подтвердился.

Пример 7. фиг.13. Б-ой Д., 51 год, ИБ №34034. D-s: ХОБЛ, I стадия, легкая. На фиг.12 видны островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 стеклянные пластины (СП) нанесли по 0,02 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких слева и справа во 2-е межреберье, выдержали 2 минуты, высушили при Т=+20°С на протяжении 2-х минут. Исследовали в поляризованном свете с КК. В препаратах присутствуют островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной. Одновременно исследовали ОФВ₁, который оказался равен 79% от должной величины. Диагноз: ХОБЛ, I стадия, легкая, подтвердился.

Пример 8. фиг.14. Б-ой Т., 64 лет, ИБ №33921 D-s: ХОБЛ, I стадия, легкая. На фиг.14 видны островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной.

Технология. На 4 (СП) нанесли по 0,01 мл БИ и поместили по две пластины в зоны проекции верхушек легких слева и справа во 2-е межреберье, выдержали 3 минуты, высушили при Т=+20°С на протяжении 2-х минут, изучили в поляризованном свете с КК. Присутствуют островковые включения, окруженные по периферии сетчато-ячеистой короной. Одновременно исследовали ОФВ₁, который составил 76% от должной величины (100%). Диагноз: ХОБЛ, I стадия, легкая, подтвердился.

Преимущества предложенного способа.

Применение высокочувствительного биологического индикатора-маркера нарушенной структуры легких при ХОБЛ позволяет обеспечить высокую информативность и эффективность физиологичность способа.

По сравнению с базовыми способами диагностирования ХОБЛ время исследования сокращается на 50-60%, а материальные затраты - на 70%.

Медико-биологический и социальный эффект способа заключается в его доступности и в возможности проведения массовых скрининговых исследований.

Изобретение относится к области медицины, а именно к пульмонологии, патофизиологии. Для экспресс-диагностики структурных изменений в легких при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ) регистрируют излучение легких. Для этого предварительно готовят биологический индикатор, состоящий из 0,1% водного раствора смеси аминокислот - аспарагиновой, глутаминовой, глицина, триптофана, валина, лейцина, треонина, серина, 0,5% водного раствора трипсина, 0,5% раствора дофамина, 0,25% водного раствора натриевой соли ДНК, 12% водного раствора сернокислой магнезии в соотношении 3:1:1:1:4, который наносят на 4 стеклянные пластины. Помещают по две пластины в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа, выдерживают на протяжении 2-3 минут, сушат при Т=+18-20°С, исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором. При наличии в препаратах островковых и/или щелевидных включений, окруженных по периферии сетчато-ячеистой короной, диагностируют структурные изменения в легких, присущие ХОБЛ. Использование способа позволяет повысить информативность и оперативность регистрации в динамике структурной перестройки в легких, обусловленной ХОБЛ. 14 ил.

Способ экспресс-диагностики структурных изменений в легких при хронической обструктивной болезни легких (ХОБЛ), включающий изучение излучения легких, отличающийся тем, что предварительно готовят биологический индикатор, состоящий из 0,1%-ного водного раствора смеси аминокислот - аспарагиновой, глутаминовой, глицина, триптофана, валина, лейцина, треонина, серина, 0,5%-ного водного раствора трипсина,0,5%-ного раствора дофамина, 0,25%-ного водного раствора натриевой соли ДНК, 12%-ного водного раствора сернокислой магнезии в соотношении 3:1:1:1:4, который наносят на 4 стеклянные пластины, помещают по две пластины в подключичную зону во 2-е межреберье слева и справа, выдерживают на протяжении 2-3 мин, сушат при Т 18 - 20°С, исследуют в поляризованном свете с кварцевым компенсатором и при наличии в препаратах островковых и/или щелевидных включений, окруженных по периферии сетчато-ячеистой короной, диагностируют структурные изменения в легких, присущие ХОБЛ.