СПОСОБ ВЫБОРА ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНОГО ЛЕЧЕБНОГО ПРЕПАРАТА И ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ ЕГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРИ РЕАБИЛИТАЦИИ БОЛЬНОГО Российский патент 2013 года по МПК G01N33/48 G01N33/15 

Изобретение относится к медицине, к проблеме выбора лечебных препаратов и эффективного их использования для лечения инфекционно-воспалительных заболеваний, в частности гнойно-воспалительных инфекций. Более узко изобретение относится к области исследований и анализа биологических материалов оптическими средствами и может быть использовано в качестве экспресс-метода лазерно-оптической флуоресцентной диагностики при выборе предпочтительного лечебного препарата и оценки его эффективности при лечении и реабилитации больных.

Воздействие лечебного препарата на организм больного можно, в общем, условно разделить на «положительное» (продолжительное и/или кратковременное), обеспечивающее нормализацию состояния организма больного в целом и в частности, и на «отрицательное» (также продолжительное и/или кратковременное), препятствующее этой нормализации.

Основным критерием выбора лечебного препарата и оценки эффективности его использования должно быть превышение степени «положительного» воздействия препарата на организм над «отрицательным» как за короткий, так и за продолжительный период лечения и реабилитации больного.

На практике оценка состояния организма в целом и/или в частности осуществляется различными методами как in vivo, так и in vitro. Например, путем регистрации в пробах и/или in vivo больного показателей, характеризующих клиническое течение патологического процесса на фоне лечения препаратом, в том числе по температуре, пульсу больного, гноетечению, по срокам появления грануляций, и/или по показателям жидких сред и/или тканей организма in vivo и/или in vitro, полученным общепринятыми методами.

При своих несомненных достоинствах существующие методы диагностики состояния организма больного имеют ряд недостатков, наиболее важными из которых являются следующие:

- для бактериальных методов - длительность проведения исследования (7-14 дней), особенно анаэробной микрофлоры, в связи с чем назначение антимикробной терапии проводят эмпирически;

- ограниченность диагностических возможностей (до настоящего времени число культивируемых видов анаэробных бактерий, населяющих организм человека, не превышает 7-50% от их истинного количества), и, как следствие, невозможность определить роль некультивируемых микроорганизмов в инфекционно-воспалительном процессе;

- высокая стоимость, использование большого количества дорогостоящих питательных сред, тест-систем и специальной микробиологической техники, вследствие чего затруднен скрининг эффективных антимикробных препаратов;

- проблемы в интерпретации результатов, возникающие при отсутствии роста микробов в клиническом материале, полученном от больных гнойно-воспалительными заболеваниями (до 50% бактериологических анализов имеют заключение «роста нет»);

- не представляется возможным выделить ведущий патоген в сложной микробной ассоциации (гнойное отделяемое раны), следовательно, возникают затруднения в выборе адекватных, эффективных антимикробных препаратов;

- неспособность современных методов диагностики в экспресс-режиме объективно выявлять непосредственно в клинических условиях in vitro и in vivo, определить и подтвердить чувствительность микробов к антимикробным препаратам;

- современные методы индикации заболеваний процессов микробной природы, особенно в ургентной хирургии, не соответствует требованиям «диагностика по месту лечения»;

- совокупность указанных положений усугубляется осложнениями, связанными с нозокоминальной инфекцией и транслокацией микробов из желудочно-кишечного тракта в очаг воспаления, особенно на фоне неконтролируемого приема антибиотиков широкого спектра действия, что в еще большей степени затрудняет диагностику этиологической микрофлоры, адекватный выбор лечебного препарата и усугубляет тем самым течение заболевания, затрудняет его лечение и увеличивает сроки реабилитации.

Более того, определение чувствительности микроорганизмов-возбудителей инфекционных заболеваний человека к антибактериальным препаратам приобретает все более важное значение в связи с появлением и широким распространением антибиотикорезистентности у бактерий.

Таким образом, при разработке способа оценки действия искомого лечебного препарата на организм и его выбора для лечения важным является высокая чувствительность способа, минимальное требуемое время оценки действия препарата и адекватность оценки характера «положительного и/или отрицательного» действия лечебного препарата на организм больного, в том числе его действия на микробиологическую среду организма больного.

Известен способ, реализуемый в оптико-электронном комплексе, предназначенный для анализа биологических материалов оптическими средствами [Патент на полезную модель RU 35440 U1, кл. G01N 33/48, 2004].

Способ, по которому работает устройство, заключается в одновременном или последовательном воздействиях на пробы с различными антимикробными препаратами лазерным излучением и измерении интенсивности флюоресценции проб с различными антимикробными препаратами, по которым судят о чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам. В описании полезной модели не прописан процесс выбора лечебного препарата.

Недостатками способа являются недостаточно высокая точность и недостаточно высокая достоверность получаемых результатов, при этом способ реализован в виде экспериментальной установки. Это связано с зависимостью результатов экспериментов от многих влияющих факторов: стабильности лазерного излучения, загрязнения окружающей среды, напряжения сети, климатических условий и т.п.

Известен метод лазерной флуоресцентной диагностики, предназначенный для определения чувствительности микроорганизмов к антимикробным препаратам (антибиотики и антисептики) при различных нозологических формах (абсцессы, флегмоны, фурункулы, карбункулы, сепсис) [Александров М.Т. Лазерная клиническая биофотометрия (теория, эксперимент, практика). Москва, 2008 г., 600 с.]. Метод по данному аналогу реализован на исследовательской установке «Флюол».

Для реализации метода в строго асептических условиях осуществляют забор исследуемого материала (например, гнойного отделяемого) в стерильные пробирки, производят заполнение планшета по стандарту, используя метод пограничных концентраций, планшеты маркируют и помещают в термостат. Далее проводят измерение интегральной мощности флюоресценции содержимого всех заполненных лунок планшета (сразу после заполнения, через 30 мин, 1 час, 2 часа и, если необходимо, через 24 часа). Производят сравнение результатов этих измерений с показателем интегральной мощности флюоресценции контрольного образца, в качестве которого используется содержимое лунки без добавления антимикробного препарата.

Микрофлора считается чувствительной к антимикробному препарату (антибиотики или антисептики), если значение нормированной интегральной мощности флюоресценции по истечении времени (как правило, 1-2 часа) менее единицы (т.е. интегральная мощность флюоресценции для субстрата, при добавлении этого антимикробного препарата со временем становится меньше, чем аналогичное значение для самого субстрата без добавления препарата) и изменение этих значений происходит более чем на 20-30% (т.е. менее уровня 0,7-0,8 усл. единиц), как для максимальной, так и для минимальной концентрации антимикробного препарата.

Степень эффективности лечебного препарата в пробе диагностируется в зависимости от терапевтических доз в этой пробе. Например, если значения для минимальной концентрации антимикробного препарата лежат в пределах единицы или выше, а значения для максимальной концентрации препарата - ниже единицы и по истечении времени меняются относительно первого измерения более чем на 20-30%, то препарат считается умеренно эффективным.

Если значение нормированной интегральной мощности флюоресценции по истечении времени (как правило, 1-2 часа) менее единицы (т.е. мощность флюоресценции для субстрата при добавлении антимикробного препарата со временем становится меньше, чем аналогичное значение для самого субстрата без добавления препарата) и изменение этих значений происходит более чем на 20-30% как для максимальной, так и для минимальной концентраций, то этот антимикробный препарат считается высокоэффективным по отношению к микрофлоре исследуемого объекта.

В случае отсутствия уменьшения нормированной интегральной мощности флюоресценции и для большой, и для низкой концентрации антимикробного препарата, данный антибиотик считается неэффективным и исключается из списка предпочтительных.

К недостаткам метода можно отнести нечеткость критериев оценки препарата, метод представлен как научная работа, носящая иллюстративный характер, в излагаемом материале отсутствует ряд этапов реализации метода. Кроме того, метод использовался для решения частных задач выбора и использования отдельных лечебных препаратов (антимикробных, или антибиотиков и др.), не решая проблему в единстве биоотклика на воздействие препарата и состояния здоровья больного. В соответствии с этим, предлагаемый в аналоге метод может использоваться фрагментарно для отдельных случаев лечения больных, и его трудно применить для реализации в широкой лечебной практике как экпресс-метод выбора лечебного препарата и оценки эффективности его использования.

Известен способ [Патент на изобретение RU 2321855 С1, кл. G01N 33/48, 2006], выбранный в качестве прототипа, сущность которого заключается в том, что на пробы с различными антимикробными препаратами воздействуют лазерным излучением и измеряют интенсивность флюоресценции проб в различные интервалы времени. В те же интервалы времени воздействуют лазерным излучением на пробы без антимикробных препаратов и измеряют интенсивность флюоресценции проб без антимикробных препаратов. Затем осуществляют сравнение интенсивности флюоресценции проб с антимикробными препаратами, нормированных на соответствующие интенсивности флюоресценции проб без антимикробных препаратов. При уменьшении нормированной интенсивности флюоресценции проб с антимикробными препаратами на определенную величину диагностируют ингибирующее воздействие антимикробных препаратов на микроорганизмы. Для исключения влияния амплитудных факторов на результаты диагностирования дополнительно лазерным облучением воздействуют на опорный образец и измеряют его интенсивность флюоресценции. Затем нормируют значения интенсивности флюоресценции проб без антимикробных препаратов на интенсивность флюоресценции опорного образца.

Недостатком способа является отсутствие информации о содержании проб как с антимикробным препаратом, так и без него, а также об объекте, из которого были отобраны пробы. Соответственно, по сравнению с разрабатываемым способом, в прототипе отсутствует связь и единство показателей проб in vitro со здоровьем больного, в том числе отсутствует информация о воздействии антимикробного препарата на организм больного. Из описания следует, что выбранный антимикробный препарат может быть использован для ингибирования только тех проб (с неопределенным составом), в которых он проходил испытания наряду с другими антимикробными препаратами, что никак не связано с возможными лечебным и/или другими направлениями его использования. Фактически, способ можно использовать только в узких рамках частных аналитических задач взаимодействия антимикробного препарата с пробой неизвестного состава.

Важным недостатком всех рассмотренных аналогов, в том числе прототипа, является то, что алгоритм способа и последовательность действий в них не сформулированы в законченном виде, а представлены в виде фрагментов, что не позволяет обеспечить единство вышесформулированных требований к способу, а именно: высокую чувствительность, минимальное требуемое время оценки действия препарата и адекватность оценки характера действия лечебного препарата на больного.

Заявляемый способ предназначен для решения задачи выбора предпочтительного лечебного препарата и оценки его эффективности при лечении и реабилитации больных.

В соответствии с ожидаемым техническим результатом, способ должен удовлетворять требованиям высокой чувствительности и точности, минимального требуемого времени (экспрессности) оценки действия препарата, а также должен обеспечить достоверность результатов определения характера «положительного и/или отрицательного» действия лечебного препарата как на патогенную микрофлору в тканях и в системах организма, так и на организм больного в целом, рассматриваемых в единстве и адекватности показателей in vitro и in vivo.

Данный технический результат достигается за счет того, что в известном способе, заключающемся в том, что

- одновременно или последовательно облучают оптическим, в том числе лазерным, излучением одну или более проб и/или объектов, содержащих различные лечебные препараты,

- и/или облучают тем же излучением, в том числе в те же периоды времени, одну или более проб и/или объектов без лечебных препаратов,

- это облучение проб и/или объектов повторяют в различные последовательные периоды времени,

- при этом измеряют интенсивность флуоресценции проб и/или объектов с различными лечебными препаратами и/или проб и/или объектов без лечебных препаратов,

- при необходимости, в начале и в конце измерений интенсивности флуоресценции проб и/или объектов тем же оптическим излучением облучают образец сравнения, не изменяющий свои оптические характеристики во времени,

- и при этом измеряют интенсивность оптического отклика образца сравнения,

- затем значения интенсивности флуоресценции проб и/или объектов без лечебных препаратов при необходимости нормируют на значения интенсивности оптического отклика, в том числе флуоресценции, объекта сравнения,

- а значения интенсивности флуоресценции проб и/или объектов с различными лечебными препаратами, при необходимости, нормируют на значения интенсивности флуоресценции аналогичных проб и/или объектов без лечебных препаратов,

- после чего, при необходимости, сравнивают временные зависимости нормированных интенсивностей флуоресценции проб и/или объектов с различными лечебными препаратами,

- сравнивают временные зависимости интенсивностей флуоресценции проб и/или объектов без лечебных препаратов,

- а также интенсивности оптического отклика объектов сравнения до и после проведенных измерений,

- и по уменьшению нормированной интенсивности флуоресценции проб и/или объектов с различными лечебными препаратами на заданную величину диагностируют ингибирующее воздействие лечебного препарата,

- а по нормированным значениям интенсивностей флюоресценции проб и/или объектов без лечебных препаратов и по значению вариации интенсивности оптического отклика объекта сравнения до и после измерений судят о достоверности полученных результатов диагностирования лечебных препаратов,

в соответствии с существенными отличиями заявляемого способа,

- в качестве, по меньшей мере, одного или более объектов с лечебным препаратом используют один или более участков воспаления, повреждения и/или иной патологии эндо- и/или экстракорпорально, в том числе в виде тканей и/или жидких составляющих организма in vivo, содержащих определяемый лечебный препарат, в том числе, при необходимости, содержащих другие лечебные препараты, введенные общепринятыми методами и/или местно в организм (назовем далее - «объект in vivo с лечебным препаратом»),

- в качестве, по меньшей мере, одного или более объектов без лечебного препарата используют один или более, по возможности асимметричных пораженному, участков поверхности и/или внутренних частей интактных и/или не поврежденных тканей и/или жидких составляющих организма in vivo без определяемого лечебного препарата, в том числе, при необходимости, содержащих другие лечебные препараты, введенные общепринятыми методами и/или местно в организм (назовем далее - «объект in vivo без лечебного препарата»),

- в состав, по меньшей мере, одной или более проб входит субстрат биоматериала, полученный непосредственно от больного in vivo, и/или субстрат in vitro, при этом субстрат, в том числе, может содержать ткани организма, слизистые оболочки, плазму крови, выделения из организма: мочу, слюну, патологическое отделяемое: экссудаты, транссудаты и/или промывные воды в смеси с отделяемым, а также неизвестные и/или специально выведенные виды, культуры и/или ассоциации видов измеряемых микрообъектов: микробов, вирусов, простейших, микоплазмы, вирионов и/или токсинов, и/или субстрат порфириносодержащих белков и/или клеток,

- в том числе в состав проб входит субстрат биоматериала с той же концентрацией, что и при отборе пробы из организма и/или in vitro, более концентрированный, чем исходная концентрация биоматериала, и/или разведенный, в том числе в моче, в слюне, в плазме крови, в транссудатах, в экссудатах, полученных как in vivo, так и in vitro, а также в чистой воде, в физиологическом растворе и/или в растворе, например 0,5%, глюкозы в воде,

- при этом, при необходимости, в составе проб, как альтернатива, отсутствует и/или не вводится от одного до трех следующих составляющих, в возможном сочетании: субстрат измеряемого биоматериала, определяемый лечебный препарат, субстрат для разведения биоматериала,

- при необходимости, измеряют временные зависимости значений интенсивности оптического отклика объекта сравнения в те же периоды времени, что измеряют временные зависимости интенсивности флуоресценции указанных проб и/или объектов in vivo,

- при необходимости, значения интенсивности флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом без лечебного препарата, проб с измеряемым биоматериалом с лечебным препаратом и/или соответствующих объектов in vivo и/или измеренные значения интенсивности оптического отклика объекта сравнения нормируют относительно собственных начальных значений интенсивности соответствующих зависимостей,

- при необходимости, значения интенсивности флуоресценции проб измеряемого биоматериала с лечебным препаратом и/или объектов in vivo с лечебным препаратом, в том числе нормированные на собственные начальные значения, нормируют относительно значений интенсивности флуоресценции проб с тем же биоматериалом без лечебного препарата и/или объектов in vivo без лечебного препарата, измеренных в это же время,

- при необходимости, значения интенсивности флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом без лечебного препарата, и/или объектов in vivo без лечебного препарата, и/или проб измеряемого биоматериала с лечебным препаратом, и/или объектов in vivo с лечебным препаратом нормируют относительно значений интенсивности оптического отклика объекта сравнения, измеренных в это же время,

- вышеописанный процесс измерений, а именно цикл оптического зондирования и измерений флуоресценции указанных проб, объектов in vivo и/или оптического отклика объектов сравнения прерывают и повторяют с новыми или теми же объектами in vivo и/или с новыми пробами, в состав которых входят субстраты с выбранными теми же и/или другими лечебными препаратами и/или без лечебных препаратов, и/или биоматериал такой же и/или другой, отобранный из того же и/или другого организма, и/или in vitro, и/или без биоматериала, что и в прошлых циклах измерений,

- при этом длительность перерыва между указанными циклами измерений, необходимость их повторения, завершения и/или возобновления измерений определяется пользователем способа, в том числе, в соответствии с курсом лечения, собственно процессом реабилитации организма, и/или действием лечебного(ых) препарата(ов) на патологическую микрофлору и/или на организм в целом, выраженными соответствующими клиническими показателями и/или результатами измерений временной зависимости флуоресценции проб и/или объектов in vivo в предшествующих циклах измерений,

- процесс выбора предпочтительного лечебного препарата осуществляют путем анализа данных измерений, по меньшей мере, в одном или более из проведенных циклов измерения по временным зависимостям интенсивности флуоресценции объектов in vivo и/или проб с измеряемым биоматериалом с лечебным препаратом для различных определяемых лечебных препаратов из выбранной группы, путем сравнения изменения абсолютных и/или нормированных значений интенсивности флуоресценции в этих зависимостях, в том числе измеренных в начале цикла измерений и по прошествии определенного заданного периода времени, в том числе в конце цикла измерений,

- при этом одним из критериев ингибирующего воздействия лечебного препарата из группы определяемых препаратов и/или одним из критериев длительности цикла измерений, указанных временных зависимостей флуоресценции данной группы препаратов, является асимптотическое уменьшение значений интенсивности во временных зависимостях флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом с различными лечебными препаратами из этой группы, нормированной относительно значений аналогичных зависимостей интенсивности флуоресценции проб с тем же биоматериалом без лечебного препарата,

- при этом одним из критериев ингибирующего воздействия лечебного препарата из группы испытываемых препаратов является скорость асимптотического уменьшения значений интенсивности во временных зависимостях флуоресценции объектов in vivo с лечебным препаратом, нормированных относительно аналогичных зависимостей интенсивности флуоресценции объектов in vivo без лечебного препарата, в выбранном цикле измерения,

- по указанным критериям из группы определяемых препаратов выбирают препарат, который обеспечивает наибольшее уменьшение указанных нормированных значений интенсивности в конце цикла измерений относительно начального значения (а именно по наибольшей разности этих значений), для биоматериала в пробе и/или объекта in vivo с лечебным препаратом, и/или наименьшее увеличение абсолютных значений интенсивности флуоресценции с тем же лечебным препаратом в конце цикла измерений относительно начального значения (а именно по наименьшей разности этих значений) для того же и/или другого измеряемого биоматериала в пробе и/или объекта in vivo,

- при необходимости, эффективность использования выбранного лечебного препарата, используемого, в том числе, индивидуально и/или в комплексе с другими лечебными препаратами и/или процедурами, определяют путем регистрации в пробах и/или в объектах in vivo больного клинических показателей течения патологического процесса на фоне лечения этим препаратом, в том числе по температуре, пульсу больного, гноетечению, срокам появления грануляций, и/или по показателям жидких сред и/или тканей организма in vivo и/или in vitro, преимущественно, по плазме крови, жидким выделяемым средам и/или гнойному отделяемому, полученным общепринятыми методами и/или путем измерения флуоресценции данным способом и/или сравнения зависимостей интенсивности флуоресценции проб и/или объектов in vivo и/или in vitro от цикла к циклу измерений, в том числе в единстве биоотклика in vivo и/или in vitro на воздействие препарата и/или в динамике процесса реабилитации больного.

Кроме того, в качестве определяемых лечебных препаратов используются антисептические препараты, антибиотические препараты и/или пробиотические препараты в различных концентрациях, в том числе в максимальной и/или в минимальной лечебных (терапевтических) концентрациях, при эндо- и/или экстракорпоральном применении.

Также в состав одной или более проб входят только выбранный определяемый лечебный препарат и субстрат для растворения измеряемого биоматериала, в том числе чистая вода, физиологический раствор и/или раствор, например 0,5%, глюкозы в воде, и не входит какой-либо, в том числе, измеряемый биоматериал,

- и по результатам измерения временной зависимости интенсивности флуоресценции этих проб, в частности по изменению этой интенсивности флуоресценции во времени судят об отсутствии загрязнения проб привнесенными микроорганизмами,

- в том числе пригодность лечебного препарата к ингибирующему воздействию диагностируют в том случае, если интенсивность флюоресценции указанного препарата с субстратом для растворения измеряемого биоматериала во времени изменяется не более чем на 20%.

При ярко выраженном воспалительном и/или патологическом процессе диагностирование ингибирующего воздействия лечебного препарата проводят при уменьшении в течение цикла измерений нормированных интенсивностей флюоресценции проб биоматериала с лечебным препаратом относительно интенсивностей флюоресценции проб биоматериала без лечебного препарата не менее чем на 30%.

Также процесс реабилитации при использовании выбранного лечебного препарата считают развивающимся успешно, если в каждом последующем цикле измерений уровень абсолютной и/или нормированной интенсивности флуоресценции биоматериала проб и/или объектов in vivo снижается до значений флуоресценции, соответствующей здоровому состоянию организма и/или его тканей, в том числе с разбросом значений ±5-13%, соответствующим нормализации клинических показателей in vivo и/или биопроб больного in vitro, что означает эффективное использование лечебного препарата и, при завершенной реабилитации, прекращение его приема,

- в противном случае, если при использовании выбранного лечебного препарата не наступает нормализация клинических показателей in vivo и/или in vitro в тканях и/или в организме больного в целом, то производят выбор другого лечебного препарата описанным и/или иным общепринятым способом.

Кроме того, облучение, оптическое зондирование проб с лечебным препаратом и без него, а также проб, содержащих лечебный препарат с субстратом для разведения биоматериала, но без субстрата измеряемого биоматериала, а также образца сравнения, осуществляют путем расположения проб и образца сравнения в массиве ячеек, с последующим сканированием зондирующего луча и/или излучения оптического отклика на зондирование по массиву ячеек.

Облучение и прием излучения флуоресценции и оптического отклика объектов in vivo и/или проб с лечебным препаратом и без него, а также проб, содержащих лечебный препарат с субстратом для разведения биоматериала, но без субстрата измеряемого биоматериала, а также образца сравнения осуществляют путем передачи по световодам и/или по световодному жгуту, из торца которого, и/или от торцов одного или более световодов, поступает к пробе(ам) и/или объекту(ам) излучение зондирования, а от облученных объектов и/или проб поступает оптический отклик, в том числе излучение флуоресценции и/или комбинационного рассеяния, принимаемые через торцы других световодов, в том числе в этом жгуте, и передаваемые в фотоприемное устройство.

Образец сравнения с постоянными оптическими характеристиками выполнен в виде пластины из флюоресцирующего и/или цветного стекла.

Заявляемый способ имеет определенные преимущества перед существующими. В отличие от бактериальных методов, в которых длительность проведения исследования составляет 7-14 дней, особенно для анаэробной микрофлоры, способ позволяет сделать выбор лечебных препаратов за 1-2, максимум за 3 часа, что обеспечивает экспрессность получения результатов и повышает их достоверность. При этом, практически в течение одного или нескольких периодов (циклов) измерений, диагностируется и сравнивается воздействие ряда лечебных препаратов на различные биосубстраты организма in vitro и/или in vivo, что в совокупности с клиническими показателями состояния организма, полученными известными принятыми методами, позволяет за короткий период времени определить эффективность использования препарата и, при необходимости, вовремя скорректировать курс лечения и реабилитацию больного. Кроме того, экспресс-проверка действия препарата на состояние организма больного in vivo позволяет оценить его действие на местные проявления инфекционной и др. патологий (в ране, на слизистых, на коже и др.). Благодаря использованию в предлагаемом способе измерений характеристик флуоресценции биосубстратов, легко отслеживается рост и/или уменьшение числа микроорганизмов как in vivo, так и in vitro в пробах, вне зависимости от их этиологии, что, в том числе, позволяет выявить резистентность микрофлоры к конкретному лечебному препарату. Благодаря высокой чувствительности, способ позволяет отследить возможность осложнений и/или других отрицательных воздействий на организм в реальном времени, чтобы вовремя принять решение о назначениях, в том числе о замене лечебного препарата. Важным достоинством способа является сравнительно низкая стоимость оборудования и проведения измерений, т.к. для его реализации не требуется значительных количеств дорогостоящих питательных сред, тест-систем и специальной микробиологической техники. При этом сокращение сроков реабилитации больного, получаемое в результате применения способа, также позволяет значительно снизить стоимость лечения и уменьшить вероятность осложнений в организме пациента.

Изобретение иллюстрируется фигурами 1-4, которые поясняют содержание и работу способа.

Фиг.1 - примерная схема установки для реализации способа. Фиг.2 - зависимости нормированной интегральной интенсивности флуоресценции гнойного отделяемого пациента Л. при добавлении к субстрату гентамицина, линкомицина, метрогила, оксампа, цефазолина, ципрофлоксацина в минимальной подавляющей концентрации этих препаратов. Фиг.3 - те же зависимости, что и на фиг.2, при максимальной подавляющей концентрации указанных препаратов. Фиг.4 - снижение уровня флуоресценции отделяемого с лечебными препаратами, относительно флуоресценции плазмы крови на 10-й день лечения больного Л.

В данном примере забор проб биоматериала без лечебного препарата и/или с лечебным препаратом проводился в стерильные пробирки, которые помещались в планшет для дальнейших оптических измерений. В состав проб в ячейках планшета, кроме одной, входил субстрат биоматериала - вымывные воды с гнойным отделяемым больного Л. Также в состав проб части ячеек планшета введены по одному лечебные препараты, из группы определяемых антибиотиков из шести препаратов, в максимальной и минимальной терапевтических концентрациях каждого препарата. Кроме того, часть ячеек содержала каждый лечебный препарат только в физиологическом растворе, а также только физиологический раствор - без отобранного измеряемого биосубстрата, для контроля флуоресценции лечебного препарата и растворителя и их загрязненности микроорганизмами.

На фиг.1 показан пример устройства, реализующего способ. Оно содержит оптически согласованные лазер 1, с длиной волны, равной 633 нанометров, оптический фильтр 2 на длину волны лазерного излучения, передающие и приемные оптические волокна 3, 4 и измеритель интенсивности флуоресценции, выполненный, например, в виде спектрометра 5. Здесь же размещен планшет 6 с серией проб 7 с различными лечебными препаратами. Рядом с планшетом 6 располагают образец сравнения 8 с неизменными во времени оптическими характеристиками. Образец сравнения 8 может быть выполнен, например, в виде пластины из флуоресцирующего цветного стекла. Выход передающего волокна 3 и вход приемного волокна 4 оптически согласованы с ячейками планшета 6. Имеется также устройство 9 сканирования ячеек планшета 6, путем плоского смещения торцов оптических волокон 3, 4 вдоль планшета, и система 10 обработки полученной информации, выполненная в виде компьютера, работающего по заранее заданной программе. Выход спектрометра 5 соединен с входом системы 10 обработки, соединенной с входом устройства 9 сканирования.

Способ реализуется следующим образом.

В течение одного цикла измерений излучение от лазера 1 через оптический фильтр 2 и передающее волокно 3 воздействует сначала на образец сравнения 8, флуоресценция которого по приемному волокну 4 направляется на спектрометр 5 и фиксируется в системе 10 обработки. При этом интенсивность лазерного излучения и длительность его воздействия на пробы выбирается таким образом, чтобы за время лазерного воздействия на пробу интенсивность флуоресценции пробы не изменялась вследствие этого воздействия более чем на 2-5%. Далее по программе устройством сканирования 9 планшет 6, содержащий пробы 7 с лечебными препаратами, пробы без лечебных препаратов 7 и образец сравнения 8 позиционируются относительно оптических волокон 3, 4. Сканирование повторяют в различные моменты времени. Спектрометром 5 последовательно измеряют интенсивности флуоресценции проб с лечебными препаратами и без них. Затем в конце цикла измерений вновь воздействуют лазерным излучением на образец сравнения и вновь измеряют интенсивность его флуоресценции.

Объем взятого от больного субстрата составлял 3 мл. В каждую ячейку в планшете было внесено 0,1 мл субстрата. Далее проводилось распределение лечебных препаратов по ячейкам (с использованием метода пограничных концентраций). Измерения проводились сразу после добавления всех составляющих проб, через 1 час, через 2 часа и, в некоторых случаях, через контрольные 24 часа. Длительность цикла (2 часа) определялась по асимптотическому приближению кривой интенсивности к горизонтали.

На фиг.2 показаны зависимости интегральной интенсивности флуоресценции гнойного отделяемого пациента при добавлении к субстрату гентамицина, линкомицина, метрогила, оксампа, цефазолина, ципрофлоксацина в минимальной подавляющей концентрации этих препаратов, нормированной относительно интенсивности флуоресценции тех же лечебных препаратов, а на фиг.3 - зависимости флуоресценции того же биосубстрата для тех же препаратов в максимальной подавляющей концентрации. Циклы измерений, показанные на фиг.2 и 3, проводились в период развитого воспалительного процесса, поэтому проявилось сильное действие лечебных препаратов на биосубстрат, особенно при максимальных их концентрациях.

По критериям, указанным выше, из группы определяемых препаратов выбирают препарат, который обеспечивает наибольшее уменьшение указанных нормированных значений интенсивности в конце цикла измерений относительно начального значения (а именно по наибольшей разности этих значений), для биоматериала в пробе. Такими препаратами являются метрогил, ципрофлоксацин и цефазолин (последний, при максимальных концентрациях препарата). Меньшее воздействие на микрофлору биоматериала оказывают линкомицин и гентамицин (также при максимальных концентрациях препарата).

Резистентность микрофлоры к препаратам не выявлена.

Таблица 1 Карта мониторинга общего состояния больного Л. ФИО Л., 1982 г.р. № истории болезни 8878 Дата поступления01.03.07 Дата выписки13.03.07 Кол-во койко-дней 13 Диагноз Остеофлегмона подчелюстной, субмассетериальной, щечной областей слева. Открытый травматический перелом нижней челюсти в области тела и угла слева со смещением. Степень тяжести Средняя Дата 01.03 02.03 03.03 04.03 05.03 06.03 07.03 08.03 09.03 10. 03 11. 03 12. 03 13. 03         Сутки пребывания в клинике 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13         Нахождение в ОРИТ + + + + + + +                     Среднесуточная температура тела 37, 2 38,5 37,0 37, 5 36,9 36,7 36,7 36, 7 36,3 36,7 36,4 36, 5 36, 6         Артериальное давление 130 /80 140/90 130/
80 120 /80 115/75 110/70 120/80 115/75 120/80 120/
80 110/70 120/
80 120/80         ЧСС 86 92 88 76 74 72 78 80 74 76 68 74 76         Частота дыхания                                   Наличие болевых симптомов + + + + + + + +                   Размер отека 6*4 7*6 6*5 5*5 4*4 4*3 3*3 3*2 2*2 2*1 1*1             Наличие отделяемого + + + + + + + +                   Образование грануляций               + +                 Наложение вторичных швов                   +               Флуоресценция гнойного отделяемого   7,07     4,68   1,72     1,02               Флуоресценция плазмы   5,90     4,02   1,82     1,14              

На основе полученных данных лазерно-флуоресцентной диагностики больному был назначен курс Sol. Ciprofloxacini 2.0*3. Велся ежедневный мониторинг общего состояния больного (см. таблицу в тексте), на основе чего определялась эффективность выбранного лечебного препарата.

Добавочно определялась флуоресценция гнойного отделяемого и плазмы крови. Снижение флуоресценции указанных параметров субстратов до единицы (на десятые сутки курса лечения), показанное на фиг.4, свидетельствует о хорошей эффективности выбранного лечебного препарата и о выздоровлении пациента.

По результатам проведенных, в соответствии с реализацией способа, измерений, применения выбранных лечебных препаратов, лечения и мониторинга процесса реабилитации больного Л. был сделан вывод, что выбор лечебного препарата для лечения был сделан правильно, и высокая эффективность его использования была подтверждена как по нормализации клинических показателей, так и по показателям флуоресценции плазмы крови и гнойного отделяемого, как in vivo, так и in vitro.

Представленная в заявленном способе технология, на основе единого алгоритма его реализации позволяет по рассматриваемым в единстве показателям in vitro и/или in vivo больного, в том числе по показателям, полученным путем измерения флуоресценции указанных объектов и/или другими общепринятыми методами, объективно выбрать предпочтительный лечебный препарат, оценить эффективность его лечебного применения и определить оптимальные сроки реабилитации больного.

Изобретение относится к медицине. В заявляемом способе одновременно или последовательно облучают оптическим (лазерным) излучением пробы или объекты in vivo, содержащие или не содержащие лечебные препараты, а также объект сравнения, с неизменными оптическими свойствами. В состав проб может входить субстрат биоматериала больного, полученный in vivo и/или in vitro. В качестве измеряемых объектов in vivo с лечебным препаратом или без него могут быть использованы участки воспаления, повреждения или иной патологии тканей, слизистых и т.п. организма, содержащие испытываемый лечебный препарат, введенный в организм, а также интактные или не поврежденные участки ткани, по возможности расположенные асимметрично пораженным. При облучении проб, и/или объектов in vivo как с лечебным, так и без лечебного препарата, и/или объекта сравнения измеряют временные зависимости их флуоресценции, и/или комбинационного рассеяния и/или другого оптического отклика. Указанный процесс (цикл) измерений прерывают и повторяют с теми же или другими вышеописанными пробами и/или объектами in vivo, отобранными из того же или другого организма, и/или in vitro, и/или без биоматериала. Выбор лечебного препарата осуществляют по степени снижения значений нормированной интенсивности флуоресценции объектов с лечебным препаратом. 9 з.п. ф-лы, 1 табл., 4 ил.

1. Способ выбора предпочтительного антимикробного препарата, заключающийся в том, что
- одновременно или последовательно облучают лазерным излучением одну или более проб, содержащие антимикробные препараты,
- и/или облучают тем же излучением, в те же периоды времени одну или более проб без лечебных препаратов,
- облучение проб повторяют в различные последовательные периоды времени,
- при этом измеряют интенсивность флуоресценции проб с различными лечебными препаратами или проб без лечебных препаратов,
- при этом тем же излучением облучают образец сравнения, не изменяющий свои оптические характеристики во времени, и измеряют интенсивность оптического отклика образца сравнения,
- сравнивают временные зависимости интенсивностей флуоресценции, отличающийся тем, что
- кроме облучения одной или более проб облучают один или более объектов, представляющих собой один или более участков воспаления, повреждения, в том числе в виде тканей или жидких составляющих организма in vivo, содержащих определяемый лечебный препарат, введенный общепринятыми методами или местно в организм,
- в качестве по меньшей мере одного или более объектов без лечебного препарата используют один или более, по возможности асимметричных пораженному, участков поверхности и/или внутренних частей интактных или не поврежденных тканей или жидких составляющих организма in vivo без определяемого лечебного препарата,
- в состав проб входит биоматериал, полученный непосредственно от больного in vivo или биоматериал in vitro,
- при этом значения интенсивности флуоресценции проб или объектов без лечебных препаратов нормируют на значения интенсивности оптического отклика, в том числе флуоресценции, объекта сравнения, а значения интенсивности флуоресценции проб или объектов с различными лечебными препаратами, нормируют на значения интенсивности флуоресценции аналогичных проб или объектов без лечебных препаратов, после чего сравнивают временные зависимости нормированных интенсивностей флуоресценции проб или объектов с различными лечебными препаратами,
- причем временные зависимости значений интенсивности оптического отклика образца сравнения измеряют в те же периоды времени, что измеряют временные зависимости интенсивности флуоресценции указанных проб или объектов in vivo,
- значения интенсивности флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом без лечебного препарата, проб с измеряемым биоматериалом с лечебным препаратом или соответствующих объектов in vivo или измеренные значения интенсивности оптического отклика образца сравнения, нормируют относительно собственных начальных значений интенсивности соответствующих зависимостей,
- при этом значения интенсивности флуоресценции проб измеряемого биоматериала с лечебным препаратом или объектов in vivo с лечебным препаратом, в том числе нормированные на собственные начальные значения, нормируют относительно значений интенсивности флуоресценции проб с тем же биоматериалом без лечебного препарата или объектов in vivo без лечебного препарата, измеренных в это же время,
- значения интенсивности флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом без лечебного препарата или объектов in vivo без лечебного препарата или проб измеряемого биоматериала с лечебным препаратом или объектов in vivo с лечебным препаратом нормируют относительно значений интенсивности оптического отклика объекта сравнения, измеренных в это же время,
- далее выбор предпочтительного лечебного препарата осуществляют путем анализа данных измерений, по меньшей мере, в одном или более из проведенных циклов измерения по временным зависимостям интенсивности флуоресценции объектов in vivo или проб с измеряемым биоматериалом с лечебным препаратом для различных определяемых лечебных препаратов из выбранной группы путем сравнения изменения абсолютных или нормированных значений интенсивности флуоресценции в этих зависимостях, в том числе измеренных в начале цикла измерений и по прошествии определенного заданного периода времени, в том числе в конце цикла измерений,
- критерием ингибирующего воздействия лечебного препарата из группы определяемых препаратов или одним из критериев длительности цикла измерений, указанных временных зависимостей флуоресценции данной группы препаратов является асимптотическое уменьшение значений интенсивности во временных зависимостях флуоресценции проб с измеряемым биоматериалом с различными лечебными препаратами из этой группы, нормированной относительно значений аналогичных зависимостей интенсивности флуоресценции проб с тем же биоматериалом без лечебного препарата,
- по указанным критериям из группы определяемых препаратов выбирают препарат, который обеспечивает наибольшее уменьшение указанных нормированных значений интенсивности в конце цикла измерений относительно начального значения (а именно, по наибольшей разности этих значений), для биоматериала в пробе или объекта in vivo с лечебным препаратом, или наименьшее увеличение абсолютных значений интенсивности флуоресценции с тем же лечебным препаратом в конце цикла измерений относительно начального значения (а именно, по наименьшей разности этих значений) для того же или другого измеряемого биоматериала в пробе или объекта in vivo,
- при этом процесс реабилитации при использовании выбранного лечебного препарата считают развивающимся успешно, если в каждом последующем цикле измерений уровень абсолютной или нормированной интенсивности флуоресценции биоматериала проб или объектов in vivo снижается до значений флуоресценции, соответствующей здоровому состоянию организма или его тканей, в том числе с разбросом значений ±5-13%, соответствующим нормализации клинических показателей in vivo или биопроб больного in vitro.

2. Способ по п.1, в котором биоматериал может содержать ткани организма, слизистые оболочки, плазму крови, такие выделения из организма, как моча, слюна, патологическое отделяемое: экссудаты, транссудаты и/или промывные воды в смеси с отделяемым.

3. Способ по п.1, в котором состав проб может быть разбавлен растворителем, выбранным из физиологического раствора или раствора глюкозы.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что антимикробные препараты используют в различных концентрациях, в том числе в максимальной или в минимальной лечебных концентрациях, при эндо- или экстракорпоральном применении.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что в состав одной или более проб входят только выбранный определяемый лечебный препарат и субстрат для растворения измеряемого биоматериала, в том числе вода, физиологический раствор или раствор, например 0,5% глюкозы в воде, и не входит какой-либо, в том числе измеряемый биоматериал,
- и по результатам измерения временной зависимости интенсивности флуоресценции этих проб или по изменению этой интенсивности флуоресценции во времени судят об отсутствии загрязнения проб привнесенными микроорганизмами.

6. Способ по п.4, отличающийся тем, что пригодность антимикробного препарата к ингибирующему воздействию диагностируют в том случае, если интенсивность флюоресценции указанного препарата с субстратом для растворения измеряемого биоматериала во времени изменяется не более чем на 20%.

7. Способ по п.1, отличающийся тем, что при ярко выраженном воспалительном или патологическом процессе диагностирование ингибирующего воздействия лечебного препарата проводят при уменьшении в течение цикла измерений нормированных интенсивностей флюоресценции проб биоматериала с лечебным препаратом относительно интенсивностей флюоресценции проб биоматериала без лечебного препарата не менее чем на 30%.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение проб с лечебным препаратом и без него, а также проб, содержащих антимикробный препарат с субстратом для разведения биоматериала, но без измеряемого биоматериала, а также образца сравнения, осуществляют путем расположения проб и образца сравнения в массиве ячеек с последующим сканированием зондирующего луча и/или излучения оптического отклика на зондирование по массиву ячеек.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что облучение и прием излучения флуоресценции и оптического отклика объектов in vivo или проб с антимикробным препаратом и без него, а также проб, содержащих антимикробный препарат с субстратом для разведения биоматериала, но без измеряемого биоматериала, а также образца сравнения, осуществляют путем передачи по световодам и/или по световодному жгуту, из торца которого или от торцов одного или более световодов поступает к пробе(ам) или объекту(ам) излучение зондирования, а от облученных объектов или проб поступает оптический отклик, в том числе, излучение флуоресценции или комбинационного рассеяния, принимаемые через торцы других световодов, в том числе в этом жгуте, и передаваемые в фотоприемное устройство.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что образец сравнения с постоянными оптическими характеристиками выполнен в виде пластины из флюоресцирующего и/или цветного стекла.