СПОСОБ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ РАЗВИТИЯ ТЯЖЁЛОГО ГНОЙНОГО ТРАХЕОБРОНХИТА ПРИ ТЕРМОИНГАЛЯЦИОННОМ ПОРАЖЕНИИ ДЫХАТЕЛЬНЫХ ПУТЕЙ Российский патент 2016 года по МПК G01N33/483 

Изобретение относится к медицине и, в частности, к фибробронхоскопии с применением метода хемилюминесценции и может быть использовано для прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита у пациентов с термоингаляционным поражением дыхательных путей.

Представление о том, что живые клетки человека и животных могут излучать слабый свет в ультрафиолетовой области спектра, было впервые сформулировано русским ученым Александром Гавриловичем Гурвичем и названо им митогенетиченским излучением (Гурвич А. Г., 1945). Важным этапом в этой серии исследований были работы Роберта Эллана, открывшего в 1973 г. сверхслабое свечение стимулированных бактериями лейкоцитов крови человека и предложившего люминол в качестве активатора хемилюминесценции макрофагов (Allen R. S. et al, 1976). Люминол - органическое соединение, способное к хемилюминесценции, испускает синее свечение при взаимодействии с некоторыми окислителями. Хемилюминесцентные свойства люминола проявляются в присутствии окислителей. Для этой цели используют пероксид водорода (H₂O₂) в растворе щелочи.

Наиболее распространенная реакция, сопровождающаяся хемилюминесценцией в клетках и тканях животных и человека, - это реакция перекисного окисления липидов, которая представляет собой частный случай реакции цепного окисления органических соединений молекулярным кислородом (Владимиров Ю.Α., Проскурнина Е.В., 2009). Скорость перекисного окисления пропорциональна концентрации свободных радикалов и связана с интенсивностью хемилюминесценции. Свободные радикалы - важные участники регуляторных процессов в живых клетках, но, одновременно, и причина повреждения клеточных структур. Дисбаланс между активностью радикалпродуцирующей и антиоксидантной систем приводит к избытку свободных радикалов, которые играют роль циркулирующих патологических сигналов, и лежит в основе поражения легких и других внутренних органов (Величковский Б.Т., 2000; Chen L. W. et al., 2003). Факторами инициации свободнорадикального окисления при различных формах патологии инфекционной и неинфекционной природы может служить недостаточность ферментного звена антиоксидантной системы. Регистрируя интенсивность хемилюминесценции, можно следить за изменением во времени скорости перекисного окисления липидов (Владимиров Ю.Α., Азизова О.Α., 1992).

В патогенезе многих болезней и патологических процессов играет важную роль оксидативный стресс. Термин оксидативный стресс был введен Хельмунтом Зисом в 1991 году и официально вошел в словарь Mesh Pubmed в 1995 году. Согласно этому определению оксидативный стресс - это нарушение баланса прооксидантов и антиооксидантов в пользу первых, приводящий к повреждению. Оксидативный стресс проявляется в накоплении продуктов окисления белков, накоплении поврежденных оснований ДНК, снижении уровня антиоксидантов, что ведет к повреждению клеток (Владимиров Ю.Α., Проскурнина Е.В., 2009). Метод хемилюминесценции позволяет измерять уровень свободных радикалов, когда непосредственно определяется не коцентрация радикалов, а скорость реакции, при которой они образуются. Хемилюминесценция успешно применяется при изучении иммунных нарушений, дисфункции эндотелия, онкологических и воспалительных заболеваний и многих других болезней, патогенез которых связан оксидативным стрессом (Зенков Н.К., Ланкин В.З., 2001). Изучение локального свободнорадикального статуса при термоингаляционном поражении дыхательных путей имеет важное значение для раннего прогнозирования развития гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления.

Существует метод оценки тяжести термоингаляционных поражений слизистой дыхательных путей методом хромобронхоскопии, позволяющий косвенно оценить глубину повреждения слизистой, ориентируясь на интенсивность накопления окрашивающего вещества на поверхности эпителия. Недостатками этого метода являются субъективизм исследования, зависимость результатов от особенностей оборудования и окрашивающего вещества, а также низкая прогностическая ценность (Шлаков И.Ф., 1999).

Также существуют методы оценки тяжести и прогнозирования летального исхода ожоговой болезни при ожогах кожных покровов путем определения антисеротониновой активности эритроцитов, активности антитромбина III, концентрации растворимых фибрин-мономерных комплексов и состояния ХIIIа-зависимого фибринолиза (Патент РФ №2157544 от 21.04.1999 «Способ прогнозирования летального исхода ожоговой болезни»). Недостатком этих методов является их неприменимость для оценки тяжести пациентов с термоингаляционными поражениями дыхательных путей, так как одним из наиболее опасных для жизни осложнений, приводящих к тяжелому течению ожоговой болезни, является гнойный трахеобронхит III степени интенсивности воспаления.

Наиболее близким прототипом предлагаемого изобретения является метод прогнозирования течения бронхиальной астмы методом хемилюминесценции (Патент РФ №2012884 от 15.05.1994). Метод хемилюминесценции для прогнозирования развития гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления при термоингаляционном поражении дыхательных путей ранее не применялся.

Задача - предложить способ раннего прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита как осложнения термоингаляционной травмы дыхательных путей для коррегирования интенсивности лечения.

Технический результат состоит в возможности объективного раннего прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита после термоингаляционного поражения дыхательных путей с помощью предлагаемого способа.

Технический результат достигается тем, что во время проведения стандартной бронхоскопии производят забор биоптатов слизистой трахеобронхиального дерева у пациентов с термоингаляционным поражением дыхательных путей. Для этого используют незаявляемый фибробронхоскоп и незаявляемые биопсийные щипцы для бронхоскопа. Перед исследованием проводят стандартную местную анестезию раствором лидокаина 2% - 10,0 мл. С помощью незаявляемых биопсийных щипцов в области наиболее выраженных патологических изменений препарируют слизистую оболочку трахеобронхиального дерева, получают образец объемом 1,0 мм³, помещают этот биоптат в 0,9% раствор хлорида натрия.

Взятые пробы по стандартной процедуре взвешивают, отбирают 1 мг образца и гомогенизируют в течение 1 минуты при температуре 4°C в охлажденной среде гомогенизирования, при этом соотношение ткань-среда составляет 1:40 в соответствии с инструкцией к аппарату - люминесцентный спектрометр LS-50B «Perkin Elmer» (USA).

В качестве среды гомогенизирования используют незаявляемый фосфатный буфер, содержащий 20 мМ KH₂PO₄ и 105 мМ KCl (pH 7,45).

Полученные исследуемые образцы центрифугируют в микропробирках в рефрижераторной центрифуге при температуре -10°C при 3000 оборотах в минуту в течение 10 минут и отбирают аликвоты супернатанта для проведения хемилюминесцентного анализа в соответствии с инструкцией к аппарату - люминесцентный спектрометр LS-50B «Perkin Elmer» (USA).

Процессы свободнорадикального окисления исследуют стандартным методом спонтанной и индуцированной хемилюминесценции. В качестве хемилюминометра используют люминесцентный спектрометр LS-50B «Perkin Elmer» (USA). Стандартизацию сигнала и математическую обработку кривых хемилюминесценции выполняют с помощью встроенной программы «Finlab».

В измерительную кювету по стандартной методике вносят 3 мл фосфатного буфера (20 мМ KH₂PO₄ и 105 мМ KCl, pH 7,45) и 0,1 мл супернатанта. Регистрируют Ssp - светосумму за 1 минуту спонтанной хемилюминисценции, величина которой прямо коррелирует с интенсивностью процессов свободнорадикального окисления. Добавляют в кювету 0,15 мл 50 мМ раствора FeSO₄×7H₂O и определяют следующие показатели:

Sind-1 - светосумму за 4 минуты Fe²⁺ - индуцированной хемилюминисценции, отражающую скорость образования перекисных радикалов.

Для анализа общей антиоксидантной антирадикальной активности и перекисной резистентности применяют метод люминолзависимой перекись-индуцированной хемилюминесценции. Для этого в измерительную кювету вносят 1,5 мл фосфатного буфера (20 мМ KH₂PO₄ и 105 мМ KCl, pH 7,45), 0,3 мл супернатанта, 0,6 мл 0,1 Мм раствора люминола, инкубируют в течение одной минуты и после добавления 0,6 мл 2% раствора H₂O₂ регистрируют:

Sind-2 - светосумму за 2 минуты H₂O₂ - индуцированной люминол-зависимой хемилюминисценции, величина которой обратно коррелирует с активностью антиоксидантной антирадикальной системы защиты;

Η - максимум амплитуды H₂O₂ - индуцированного люминол-зависимого свечения, величина которого обратно коррелирует с перекисной резистентностью субстрата.

Интенсивность хемилюминесценции, измеренную в милливольтах, перерассчитывают на 1 мг образца и выражают в относительных/условных единицах.

При выявлении одновременно по трем показателям значений Sind-1 0,500 и более у. е., Sind-2 0,400 и более у. е. и H 0,300 у. е. со 100% вероятностью прогнозируется тяжелое течение термоингаляционной травмы дыхательных путей с развитием тяжелого гнойного трахеобронхита. В случае, если полученные одновременно по всем трем показателям данные Sind-1 - 0,499 у. е. и менее, Sind-2 - 0,399 у. е. и менее и H - 0,299 у. е. и менее, то прогнозируется развитие катарального или гнойного трахеобронхита I-II степени интенсивности воспаления.

Данные, получены в ходе исследования, представлены в таблице 1. При анализе представленных в таблице 1 результатов установлено, что:

- из 7 больных с Sind-1 более 0,500 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у всех (100%),

- из 2 больных с Sind-1 от 0,400 до 0,500 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у 1 (50%),

- из 6 больных с Sind-1 от 0,300 до 0,400 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у 1 (17%),

- из 1 больных с Sind-1 менее 0,300 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит не развился не у кого (0%).

Также, на основании анализа полученных данных из таблицы 1, было установлено, что:

- из 7 больных с Sind-2 более 0,400 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у всех (100%),

- из 3 больных с Sind-1 от 0,300 до 0,400 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у 2 (66%),

- из 6 больных с Sind-1 менее 0,300 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит не развился не у кого (0%).

Также на основании анализа полученных данных из таблицы 1 было установлено, что:

- из 7 больных с H более 0,300 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у всех (100%),

- из 6 больных с H от 0,200 до 0,300 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит развился у 2 (33%),

- из 3 больных с H менее 0,200 у.е. тяжелый гнойный трахеобронхит не развился не у кого (0%)

Данный метод позволяет с высокой степенью достоверности в ранние сроки прогнозировать развитие тяжелого гнойного трахеобронхита, а в дальнейшем свидетельствовать о высоком риске летального исхода.

Преимущества предлагаемого способа:

- параметры перекисного окисления липидов позволяют в ранние сроки прогнозировать развитие гнойного трахеобронхита после термоингаляционного поражения дыхательных путей и степень интенсивности воспаления;

- достоверный метод раннего прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления, который позволяет в более ранние сроки обосновать необходимость проведения многократных ежедневных санационных бронхоскопий;

- возможность применения метода в любые сроки после полученной термоингаляционной травмы дыхательных путей;

- быстрое, в течение 30 минут, получение результатов исследования.

Пример 1

Больной И., 44 лет, был доставлен в отделение интенсивной терапии краевой клинической больницы №2 г. Хабаровска 21.11.2009 г. через 2,5 часа после получения травмы при пожаре в квартире. При поступлении установлен диагноз: «Термический ожог пламенем 55% поверхности тела (глубокие ожоги - 15%). Ожог дыхательных путей. Тяжелый ожоговый шок». После проведенной противошоковой и инфузионной терапии состояние больного стабилизировалось. Через 25 часов от момента травмы в связи с нарастающей дыхательной недостаточностью пациент был переведен на искусственную вентиляцию легких, проведена фибробронхоскопия, при которой оценена тяжесть поражения дыхательных путей. По бронхоскопическим критериям Endorf and Gamelli (2007), используемым при термоингаляционных поражениях дыхательных путей, было выявлено их поражение II-III степени (умеренно-тяжелое). Проведено исследование взятых биоптатов методом хемилюминесценции. Результаты хемилюминисцентного анализа: Sind 1 - 0,558 у.е.; Sind 2 - 0,502 у.е.; Н-0,413 у.е. Больному по результатам проведенного исследования назначены санационные фибробронхоскопии с антисептическими растворами 2-3 раза в сутки. К концу четвертых суток от поступления при фибробронхоскопии было отмечено появление гнойного содержимого в просвете трахеобронхиального дерева, а на фибробронхоскопии диагностирован гнойно-фибринозный трахеобронхит III степени интенсивности воспаления. Несмотря на проведенные эндоскопическое лечение и интенсивную консервативную терапию, пациент умер на фоне явлений прогрессирующей полиорганной недостаточности на 13 сутки от поступления в стационар.

Пример 2

Больной М., 41 года, поступил в реанимационное отделение краевой клинической больницы №2 г. Хабаровска 25.02.2008 г. спустя 4 часа после получения послеожоговой травмы и термоингаляционного поражения при пожаре на производстве. При поступлении установлен диагноз: «Термический ожог пламенем 45% поверхности тела (глубокие ожоги - 10%). Ожог дыхательных путей. Ожоговый шок средней степени тяжести». При поступлении больной находится в тяжелом состоянии, отмечалась тахипноэ до 50 дыхательных движений в минуту, тахикардия до 130 ударов в минуту. Носовые ходы, язык и полость рта покрыты копотью, склеры инъецированы.

Больной был госпитализирован в реанимационное отделение и переведен на искусственную вентиляцию легких. Ему была выполнена фибробронхоскопия через нос по стандартной методике под местной анестезией. При фибробронхоскопии установлено, что слизистая оболочка гортани и трахеобронхиального дерева покрыта фрагментами копоти, сухая, бронхиальный секрет не определяется, рефлексы гортани и трахеобронхиального дерева не определяются. При санации с антисептическим раствором копоть частично отмыта, слизистая оболочка под ней сухая, бледная, сероватого цвета. По бронхоскопическим критериям Endorf and Gamelli (2007) выявлена II-III степень (умеренно-тяжелое) поражения дыхательных путей. Проведено исследование взятых биоптатов из бронхиального дерева методом хемилюминесценции. Результаты хемилюминесценции: Sind 1 - 0,306 у.е.; Sind 2 - 0,235 у.е.; H - 0,191 у.е.

Пациент переведен в отделение реанимации на искусственную вентиляцию легких, а через сутки от поступления больному была выполнена трахеостомия для продолжения искусственной вентиляции легких. Санационные фибробронхоскопии выполнялись 1 раз в сутки в течение недели. У больного сохранялись явления катарального трахеобронхита на протяжении 8 дней. Спустя 9 дней от поступления больной был переведен в отделение термических поражений на долечивание и на 17 сутки от поступления в удовлетворительном состоянии выписан на амбулаторное лечение.

Пример 3

Больной Т., 50 лет, поступил в реанимационное отделение Краевой клинической больницы №2 г. Хабаровска 15.02.2008 г. через 2 часа после получения ожоговой травмы при пожаре. При поступлении установлен диагноз: «Термический ожог пламенем 40% поверхности тела (глубокие ожоги - 10%) головы, туловища, конечностей. Ожог дыхательных путей. Ожоговый шок средней степени. Алкогольное опьянение». При поступлении больной находился в тяжелом состоянии, в сознании. Гемодинамические показатели: частота сердечных сокращений - 96 в мин, частота дыханий - 32 в мин, АД -160/100 мм рт.ст.

Больной был госпитализирован в реанимационное отделение и переведен на искусственную вентиляцию легких. Была выполнена фибробронхоскопия через нос по стандартной методике под местной анестезией. При фибробронхоскопии установлено, что слизистая оболочка гортани и трахеобронхиального дерева резко гиперемирована, отечная, с контактной кровоточивостью, бронхиальный секрет слизистый, рефлексы гортани и трахеобронхиального дерева выражены плохо. При санации с антисептическим раствором из нижне-базальных отделов в смывных водах определяются фрагменты копоти. По бронхоскопическим критериям Endorf and Gamelli (2007) выявлена I-III степень (умеренно-тяжелое) поражения дыхательных путей. Проведено исследование взятых биоптатов из бронхиального дерева методом хемилюминесценции. Результаты хемилюминесценции: Sind 1 - 0,437 у.е.; Sind 2 - 0,346 у.е.; H - 0,281 у.е.

После выведения из шока у пострадавшего отмечалось развитие пневмонии, миокардита, что было связано с тяжелым отравлением угарным газом. С 2 суток от поступления больному проводились плановые лечебно-санационные фибробронхоскопии 1 раз в сутки в течение 4-5 дней. У больного сохранялись явления катарального эндотрахеобронхита, которые были купированы к 7 дню лечения. Через 8 дней от поступления больной был переведен в отделение термических поражений на долечивание и на 22 сутки от поступления в удовлетворительном состоянии выписан на амбулаторное лечение.

Пример 4

Больной Α., 58 лет, поступил в реанимационное отделение Краевой клинической больницы №2 г. Хабаровска 12.01.2009 г. через 6 часов после получения ожоговой травмы при пожаре. Установлен диагноз: «Термический ожог пламенем 6% поверхности головы, верхних конечностей. Тяжелое поражение дыхательных путей, отравление угарным газом». При поступлении состояние расценивалось как тяжелое.

В связи с прогрессированием дыхательной недостаточности (частота дыханий до 40 в мин) произведена интубация трахеи, больной переведен на искусственную вентиляцию легких, проводилась активная инфузионная терапия. В конце 2 суток была выполнена фибробронхоскопия через эндотрахеальную трубку по стандартной методике. При фибробронхоскопии установлено, что слизистая оболочка трахеобронхиального дерева гиперемирована, с налетом копоти, бронхиальный секрет скудный, вязкий, при промывании антисептическим раствором отмывается большое количество черной копоти. По бронхоскопическим критериям Endorf and Gamelli (2007) выявлена III степень (тяжелая) поражения дыхательных путей. Через 5 дней от поступления были взяты биоптаты из бронхиального дерева для исследования методом хемилюминесценции. Результаты хемилюминесценции: Sind 1 - 0,432 у.е.; Sind 2 - 0,300 у.е.; H - 0,237 у.е.

У больного при фибробронхоскопии на протяжении 7 дней отмечались явления гнойного трахеобронхита II степени. В течение этого времени больному проводились плановые санационные фибробронхоскопии 2 раза в сутки. К 8 дню от поступления эндоскопические проявления гнойного эндобронхита и клиническая картина обструктивного синдрома купировались. На 11 сутки от поступления при проведении контрольной фибробронхоскопии установлено, что слизистая трахеобронхиального дерева розовая, признаков трахеобронхита не выявлено. Больной переведен в отделение термических поражений. На 22 сутки от поступления в удовлетворительном состоянии выписан на амбулаторное лечение.

Изобретение относится к медицине, в частности к фибробронхоскопии, и описывает способ прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита при термоингаляционном поражении дыхательных путей методом хемилюминесценции. Способ характеризуется тем, что во время бронхоскопии производят забор биоптатов слизистой, в которых определяют светосумму Fe²⁺- индуцированной хемилюминесценции (Sind-1), Н₂O₂ - индуцированной люминолзависимой хемилюминесценции (Sind-2) и максимум амплитуды Н₂О₂ - индуцированного люминолзависимого свечения (Н). В случае, если значение Sind-1 - 0,500 у.е. и более, Sind-2 - 0,400 у. е. и более и H - 0,300 у. е. и более, прогнозируется развитие тяжелого гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления, в случае, если полученные одновременно по всем трем показателям Sind-1 -0,499 у. е. и менее, Sind-2 - 0,399 у. е. и менее и H - 0,299 у. е. и менее, прогнозируется развитие катарального или гнойного трахеобронхита I-II степени интенсивности воспаления. Предложенный способ позволяет быстро (в течение 30 минут) и в ранние сроки прогнозировать развитие гнойного трахеобронхита после термоингаляционного поражения дыхательных путей и обосновать необходимость проведения многократных ежедневных санационных бронхоскопий. 1 табл., 4 пр.

Способ прогнозирования развития тяжелого гнойного трахеобронхита при термоингаляционном поражении дыхательных путей методом хемилюминесценции, включающий определение светосуммы за 4 минуты Fe²⁺ - индуцированной хемилюминесценции (Sind-1), светосуммы за 2 минуты Н₂О₂-индуцированной люминол-зависимой хемилюминесценции (Sind-2) и максимума амплитуды Н₂О₂ - индуцированного люминол-зависимого свечения (Н) в биоптатах трахеобронхиального дерева у пациентов с термоингаляционным поражением дыхательных путей, характеризующийся тем, что интенсивность хемилюминесценции измеряют в милливольтах, перерасчитывают на 1 мг образца и выражают в относительных/условных единицах (у.е.), полученные данные интерпретируют одновременно по трем показателям следующим образом: при значениях Sind-1 - 0,500 у.е. и более, Sind-2 - 0,400 у.е. и более и H - 0,300 у.е. и более, прогнозируется развитие тяжелого гнойного трахеобронхита III степени интенсивности воспаления, а при значениях Sind-1 - 0,499 у.е. и менее, Sind-2 - 0,399 у.е. и менее и H - 0,299 у.е. и менее, прогнозируется развитие катарального или гнойного трахеобронхита I-II степени интенсивности воспаления.