Устройство комплексного изучения патологического бронхиального секрета и способ его осуществления

 

Изобретение относится к области медицины, а именно используется в пульмонологии для исследования мокроты. Устройство содержит ячейку, выполненную из оргстекла, имеющую общую полость, разделенную перегородкой на два отсека, с электродами для изолированного внесения мокроты и раствора муколитического препарата. При совершении ячейкой колебательных движений происходит смешивание жидкостей через вырезку в перегородке, а меняющиеся значения сопротивления на электродах ячейки регистрируются самописцами прибора в виде реограмм. По характеру записанных реограмм осуществляется комплексная оценка мокроты. Изобретение позволяет одновременно и комплексно изучать особенности характера мокроты, а также осуществлять правильный выбор и дозировку муколитических препаратов в лечении хронических легочных заболеваний. 2 с.п.ф-лы, 10 ил., 2 табл.

Изобретение относится к области медицины, а именно используется в пульмонологии для исследования мокроты.

Существующий электрокоагулограф Н-334, предназначенный для исследования свертывающей и противосвертывающей системы крови, широко применяется в практическом здравоохранении. С его помощью осуществляется профилактика тромбоэмболических осложнений при сердечно-сосудистых заболеваниях, а также при патологии системы кроветворения. Коагулографом измеряется сопротивление крови в качающейся ячейке. Временные интервалы колебаний ячейки с изменяющимся сопротивлением регистрируются чернильно-пищущим самописцем прибора (1).

Однако фторопластовая ячейка не может быть использована для изучения мокроты. Во-первых, ее полость имеет плоское дно с близко расположенными электродами. Во-вторых, объем полости (0,28±0,02 мл) не позволяет точно дозировать объемы вносимых в ячейку раствора муколитика и мокроты. В-третьих, общая полость ячейки исключает возможность раздельного "прогревания" мокроты и муколитического препарата перед включением прибора в режиме "Запись".

Применяемый пробирочный тест на муколитическую активность лекарственных препаратов (2), как и макроскопическая оценка мокроты и ее реологических свойств (3, 4), являются ориентировочными. Они не позволяют правильно осуществить выбор и дозировку лекарственных препаратов, улучшающих санацию бронхиального дерева от патологического секрета, за счет его разжижения гиперсекрецией или деполимеризацией мукополисахаридов, белков и ДНК, которые сообщают мокроте структурную организацию и механическую прочность.

Поставлена задача комплексной одновременной оценки характера мокроты, ее биохимических и реологических свойств, а также эффективного подбора муколитических препаратов.

Поставленная задача решена с помощью новой ячейки, которая имеет ряд отличительных признаков, позволяющих осуществить комплексное исследование мокроты.

На фиг. 1 представлена ячейка устройства для исследования мокроты. Корпус 1 ячейки, выполненный из оргстекла, имеет одну общую полость 2, разделенную перегородкой 3 на два отсека А и Б. Отсек А предназначен для внесения раствора муколитика, а отсек Б - для мокроты. В перегородке 3 имеется вырез 4. Дно отсеков А и Б содержит электроды 5 из нержавеющей стали. Сверху общая полость 2 закрывается крышкой 6.

На фиг. 2 представлена ячейка коагулографа Н-334 для исследования крови. В корпусе 1 ячейки из фторопласта имеется полость 2 для внесения крови. В дно полости 2 вмонтированы электроды 3. Сверху ячейка закрывается крышкой 4.

Эксплуатационный режим устройства следующий. Вначале после "прогревания" устройство калибруется с помощью "магазина" прецизионных сопротивлений. Затем в вымытую и сухую ячейку, в правый ее отсек Б общей полости 2 вносится мокрота в объеме 0,5 мл, а левый отсек заполняется раствором муколитика в объеме 0,4 мл. Закрытую ячейку крышкой 6 помещают в горизонтальном положении в термостатируемую камеру коагулографа. Через 1 час после "прогревания" ячейки включается электродвигатель нажатием на кнопку М/ВКЛ. Начинается ритмичное колебание ячейки в полости микротермостата. Запись реограмм мокроты длится от 20 мин и до 1 часа в зависимости от свойств мокроты и поставленных целей в исследовании.

На фиг. 3 представлено схематическое изображение реограммы (сопроводительный текст о условных обозначениях ряда признаков, которые необходимо учитывать при проведении комплексного анализа мокроты (представлен в конце описания). Вначале реограмм часто присутствует участок, записанный возвратным движением пера самописца при нахождении ячейки в позиции 2 (табл. 1), обозначенный периодом T₁. Наличие этого фрагмента реограммы говорит о высокой плотности мокроты, о ее структурной прочности и позволяет судить об адгезивности. Раствор муколитика в период T₁, переливаясь из одной секции в другую (А и Б) через вырезку 4 перегородки 3, постепенно "растворяет" мокроту. Как только мокрота начнет отслаиваться от стенок секции Б, так сразу увеличится амплитуда записываемых колебаний пера на бумаге самописца. Мокрота в виде комочков или тяжей слизи начнет медленно и в возрастающем объеме перемещаться через перегородку 3 ячейки в секции (период T₂). В это время регистрируемые значения сопротивления (показатель C) зависят от наличия клеточных элементов (практически являющихся диэлектриками), от присутствия оргсоединений и солей (уменьшающих сопротивление мокроты). После периода T₁ (зона А₂) на реограмме формируется зона А₁ периода T₂. В это время отсутствует возвратное движение пера самописца в позиции ячейки 2. Верхняя граница записываемых реограмм (см. фиг. 3) удаляется вниз от линии ∞, что ведет к появлению дополнительного реографического признака K (K₁, K₀, K₂). Параметр K зависит от вязкости и, частично, адгезивности мокроты, из-за которых переливаемая жидкость начинает в большем объеме задерживаться на поверхности перегородки 3. От этого сопротивление ячейки в позиции 4 начинает снижаться. О том, что параметр K зависит от вязкости, видно из табл. 2, в которой приводятся результаты калибровки коагулографа образцами слизистых растворов, полученных разведением слизистого отвара из семян льна физраствором. Вязкость растворов из семян льна предварительно выверялась с помощью вискозиметров. Из табл. 2 видно, что с увеличением вязкости (Па·сек) больше становятся и значения параметра K (мм). На фиг. 4 и 5 приведены рисунки шкальных линеек: с градуировкой в кОм (фиг. 4) и для измерения параметра K в миллиметрах (фиг. 5). Таким образом, с начавшимся разжижением мокроты вязкость раствора муколитика с поступающими в него компонентами мокроты будет постепенно увеличиваться. Чем эффективнее муколитический препарат, тем быстрее будет нарастать значение параметра K . Этот параметр, достигнув максимальных значений K₀ (прямая зависимость от вязкости), в некоторых случаях может снижаться (K₂), что говорит о более глубоких деструктивных изменениях компонентов мокроты (разрыв дисульфидных связей белков слизи, разрушение пептидных связей гликопротеинов, деполимеризация ДНК и пр. ). Показатель K₂ и скорость его уменьшения свидетельствуют о высокой эффективности муколитического препарата, что в некоторых случаях бывает нежелательным. Считается, что мокрота, приобретая повышенную текучесть, с трудом откашливается тяжелыми больными (2).

Если мокрота окажется резистентной к действию муколитика, то обычно на реограмме показатель K нарастает постепенно и и при этом нет четкого перехода от K₁ к K₂ через разграничительную линию F(K₀). Как правило, в этом случае наблюдается отсутствие возрастных движений пера самописца (нет зоны А₃), или эти движения будут минимальными. В особых случаях может прекратиться перемещение жидкости из секции Б в секцию А при нахождении ячейки в позиции 1 (табл. 1), а это, в свою очередь, приведет к прекращению колебательных движений пера самописца (см. ксерокопию реограммы - фиг. 6). При наличии таких образцов мокроты показана замена муколитического препарата на более эффективный или необходимо увеличивать дозировку первоначально выбранного муколитика. Наличие высокоамплитудного показателя в зоне А₃ (время L) и уменьшение показателя C на величину свидетельствует о хорошей эффективности испытываемого муколитика.

Как показали результаты проведенных исследований больных с бронхолегочной патологией (хроническим бронхитом, бронхиальной астмой) по реограммам можно одновременно составить общее представление не только о физических, но и о биохимическом и цитологическом составе мокроты. Это помогает уточнить патологические изменения в легких, оценить эффективность проводимой терапии в целом. Мокрота с высокой плотностью и содержащая много белка (особенно гликопротеинов), сиаловых кислот и ДНК, отличается продолжительным периодом T₁ (до 20 мин и более). Период T₂ практически составляет вторую часть реограммы, т.к. отсутствует зона А₃, связанная с обратным отклонением пера самописца к линии ∞ (показатель ). При такой мокроте зачастую можно наблюдать явление ее "загустевания" (см. ксерокопию реограммы - фиг. 6 и фиг. 9).

Встречаются образцы гнойной мокроты с высокой плотностью, с большой концентрацией общего белка, и, вполне вероятно, присутствием ферментов (в первую очередь лейкоцитарной эластазы). Такие образцы обычно бывают жидкими. Реограмма подобной мокроты (фиг. 7) характеризуется коротким периодом T₁ (1 мин и меньше) и непродолжительным периодом T₂, с высокими колебаниями по амплитуде показателя в зоне А₃ (пример воздействия иммозимазы на мокроту). Показатель K колеблется в пределах 7 - 10 мм (0,07 - 0,1 Па·сек).

Образцы гнойной мокроты с высоким уровнем сиаловых кислот, гликопротеинов и муцина могут напоминать всеми показателями описанный выше вариант слизисто-гнойной мокроты (см. фиг. 6).

Слизистая мокрота (фиг. 8) в отличие от слизисто-гнойной имеет период T₁ продолжительностью от 0 до 4 мин, T₂ - около 1 - 4 мин. На реограмме присутствует показатель текучести , который меньше по величине амплитуды, чем при гнойной мокроте.

На фиг. 9 приводится в качестве примера реограмма мокроты больного, когда заменен муколитик-иммазимаза на мукосольвин. Получена совершенно иная запись реограммы (фиг. 10): значительно уменьшилась продолжительность периодов T₁ и T₂, появилась зона А₃, увеличился показатель K. Клинические наблюдения в подобных случаях свидетельствуют о более облегченном отхождении мокроты у больных после назначения мукосольвина. Объем мокроты за сутки возрастает в 2 - 4 раза.

Использование предлагаемого устройства позволяет одновременно и комплексно изучить особенности характера мокроты, физические, биохимические и цитологические ее параметры, а также осуществить правильный выбор и дозировку муколитических препаратов в лечении хронических легочных заболеваний, осложненных бронхообструкцией.

Условные обозначения к фиг. 3: 1. фрагмент записи, характеризующий текучесть собственного раствора муколитика (зона А₂) и муколитика с частично лизированной мокротой (зона А₃). В позициях 1 и 4 улучшение контакта между электродами сменяется ухудшением электрической связи, от чего возникает обратное движение пера самописца прибора к линии ∞ .

2. фрагмент реограммы, характеризующий сохраняющийся объем жидкости на перешейке ячейки в позициях 2 и 6.

3. Периоды T₁ и T₂ - это участки реограмм, позволяющие оценить адгезивность, плотность и структурную прочность мокроты. В течение периода T₁ раствор муколитика поступает в полость ячейки Б с мокротой, которую постепенно "отслаивает" от стенок полости Б. За период T₂ происходит полное "отслоение" мокроты от стенок полости Б.

4. С - амплитуда колебаний, зависящая от суммарного сопротивления мокроты. Она определяется цитологической загруженностью мокроты, присутствием белков, солей и прочих соединений.

5. K - расстояние от края верхней части реограммы до линии ∞. Показатели K (K₁, K₀, K₂) позволяют проследить за меняющейся вязкостью мокроты в процессе воздействия на нее муколитических препаратов. K₁ - показатель вязкости раствора муколитика с поступающими в него компонентами мокроты (до линии F). K₂ - снижение вязкости мокроты как результат разрушения ее структуры (после линии F). K₀ - максимальное значение вязкости (на линии F).

6. F - наличие разграничительной линии свидетельствует от эффективности подбираемых муколитических препаратов.

7. и - показатели текучести мокроты, связанные с ухудшением контакта между электродами ячейки. Показатель объясняется высокой текучестью в позиции 2, а - быстрым перемещением жидкости из одной полости ячейки в другую (позиция 1 и 4). В последнем случае из-за энерциозности пера самописца не регистрируется истинная величина сопротивления жидкости, протекающей через перешеек ячейки.

8. L - время, в течение которого параметр достигает максимальных значений, часто на линии F или после нее (L' и L'').

9. - первое соотношение говорит о скорости гомогенизации мокроты, а второе - об интенсивности процессов деструкции гомогенизированной мокроты. Процентное выражение снижения или увеличения величины вязкости придает большую наглядность этим показателям: или з

Формула изобретения

1. Устройство для комплексного изучения патологического бронхиального секрета, содержащее ячейку с полостью для внесения исследуемой биологической жидкости, отличающееся тем, что полость разделена перегородкой на два отсека с электродами, сообщающихся между собой через вырезку в перегородке.

2. Способ комплексного изучения патологического бронхиального секрета, отличающийся тем, что в отсеки ячейки раздельно вносят мокроту и раствор муколитического препарата, ритмично смешивают их во время колебательных движений ячейки, регистрируют самописцем меняющееся сопротивление жидкости, оценивают по реограмме характер мокроты, ее биохимические и реологические параметры, а также правильно подбирают муколитические препараты в лечении бронхообструктивных заболеваний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12