Экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных

 

Изобретение относится к измерительной технике. Метод включает исследование биологического материала в изотоническом растворе путем пропускания через него неполяризованного и поляризованного света. В качестве материала используют сыворотку крови, измеряют интенсивность флюоресценции. Технический результат - повышение точности оценки. 1 з.п.ф-лы, 5 табл., 1 ил.

Изобретение относится к медицине, а именно - клинико-лабораторной диагностике степени тяжести состояния больных.

Известен метод оценки степени тяжести состояния больных, основанный на определении суммарной концентрации среднемолекулярных полипептидов (СМ) (Габриэлян Н. И. , Липатова В.И. "Опыт использования показателя средних молекул в крови для диагностики нефрологических заболеваний у детей". Лабораторное дело, 1984, N 3, с. 138-140; Габриэлян Н.И., Левицкий Э.Р., Дмитриев А. А. и др. "Скрининговый метод определения средних молекул в биологических жидкостях". Методические рекомендации. М., Медицина, 1985; Корочкин И. М., Чукаева И.И., Литвинова С.Н., Лурье Б.Л. "Определение содержания среднемолекулярных пептидов в крови больных острым инфарктом миокарда". Лабораторное дело, 1988, с. 15-17; Новикова Р.И., Черний В.И., Ахламова Ю.И., Самсоненко Р.А. "Эндогенная интоксикация у больных с энцефалопатиями, обусловленными критическими состояниями и реанимацией". Анестезиология и реаниматология, 1988, N 5, с. 44-47). Данный метод является приемлемым биохимическим тестом (Сидельникова В.И., Лифшиц В.М. "Эндогенная интоксикация как одна из причин фармакорезистентности. Новые подходы лабораторной диагностики". Клиническая лабораторная диагностика, 1998, N 8, с. 37), однако выделение пептидов из сыворотки крови в большом диапазоне молекулярной массы (500-5000 дальтон) определяет относительно высокую вариабельность значений среднемолекулярных полипептидов в оценке степени тяжести состояния больных, кроме того, отсутствуют точные данные о специфике их состава (Габриэлян Н.И. , Левицкий Э.Р., Щербакова О.И. и др. "Гипотеза средних молекул в практике клинической нефрологии". Терапевтический архив, 1983, N 6, с. 78-82).

Опыт применения лабораторных тестов для определения тяжести эндогенной интоксикации: лейкоцитарный индекс интоксикации (ЛИИ), среднемолекулярные полипептиды, парамецийный тест позволил сделать вывод об их малой специфичности, длительности выполнения исследования, значительном искажении результата при применении ряда лекарственных средств (Кукош В.И., Учугина А.Ф. , Агеев А.Н. "Оценка тяжести эндогенной интоксикации и эффективности лечения у больных гнойно-воспалительными заболеваниями органов брюшной полости". В сб. : "Актуальные вопросы абдоминальной хирургии" (Тезисы 7 Всероссийского съезда хирургов). Л., 1989, с. 64, 65).

Известен экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных, включающий диагностику эндогенной интоксикации на основании хроматографического разделения сыворотки крови с последующим детектированием в ультрафиолетовой области спектра (Кукош В.И., Учугина А.Ф., Агеев А.Н. "Оценка тяжести эндогенной интоксикации и эффективности лечения у больных гнойно-воспалительными заболеваниями органов брюшной полости". В сб.: "Актуальные вопросы абдоминальной хирургии" (Тезисы 7 Всероссийского съезда хирургов). Л., 1989, с. 64, 65). Данный метод является перспективным, однако требует специального оборудования, не всегда доступного для клинико-диагностических лабораторий, а также может не всегда с достаточной точностью охватить изменения показателей других систем и функций больного организма, приводящих к оценке статуса больного.

Известен метод оценки степени тяжести состояния больных, включающий диагностику эндогенной интоксикации по величине сорбционной способности эритроцитов (Тогайбаев А.А., Кургузкин А.В., Рикун И.В. "Способ диагностики эндогенной интоксикации". Лабораторное дело, 1988, с. 22-24), который, хотя и является достаточно простым и специфичным, требует для своего осуществления около 40 минут, кроме того, не может быть достаточно емким, односторонне отражая лишь характер изменений красной крови и последствия этих изменений для организма в целом, что и является основанием для диагностики.

Известен метод оценки степени тяжести состояния больных на основании определения гематологического показателя интоксикации, основанный на учете соотношений форменных элементов белой крови, общего количества лейкоцитов и величины скорости оседания эритроцитов (СОЭ), отражающий динамику рутинных показателей клинического анализа крови больного (Васильев В.С., Комарницкий В.И., Шейко М.И. "Ценность различных вариантов углубленного анализа гемограмм". УДК612.12: 616.9-07-617-089-07. Лабораторное дело, 1987, N 4, с. 316). Комплексную оценку напряженности изменений со стороны белой крови наиболее объективно отражает лейкоцитарный индекс интоксикации (ЛИИ) (Захаров С.Я., Свитич М. , Баскаков В.А. и др. " Лейкоцитарный индекс интоксикации при перитоните". Хирургия, 1982, N 4, с. 60, 61; Рыбачков В.В. "Эндогенная интоксикация при неотложных хирургических заболеваниях". Дисс. д.м.н., Ярославль, 1987, с. 79-82), предложенный Я.Я.Кальф-Калифом (Кальф-Калиф Я.Я. "О лейкоцитарном индексе интоксикации и его практическом значении". Врачебное дело, 1941, N 1, с. 31-33).

Динамика лейкоцитарного индекса интоксикации находится в прямой зависимости от степени тяжести состояния больного (Граменицкий А.Б. "Гипербарическая оксигенация в лечении больных сепсисом". Дисс. докт. м.н., Ярославль, 1983). Отмечено наличие положительной корреляции между показателями среднемолекулярных полипептидов и лейкоцитарного индекса интоксикации (наряду с повышением уровня среднемолекулярных полипептидов увеличивается значение лейкоцитарного индекса интоксикации), причем при возникновении послеоперационных осложнений, сопровождающихся нарастанием интоксикации, возрастание уровня среднемолекулярных полипептидов наблюдалось раньше появления клинических симптомов осложнения (Давтян О.Я., Акопян А.А., Саакян М.А. и др. "Молекулы средней массы в плазме крови у больных с опухолевым поражением толстой кишки и послеоперационными осложнениями". В сб.: "Актуальные вопросы абдоминальной хирургии" (Тезисы 7 Всероссийского съезда хирургов), 1989, с. 38, 39). Выявлены максимальная диагностическая значимость лейкоцитарного индекса интоксикации, дискриминанты осмолярности и динамики омега-потенциала (омегаметрия) у больных в токсической и терминальной фазе перитонита (Заболотский И. Б. , Ямпольский А.Ф., Черноусов С.В. "Оценка эффективности гемокарбоперфузии у больных с перитонитом". В сб.: "Актуальные вопросы абдоминальной хирургии" (Тезисы 7 Всероссийского съезда хирургов). Л., 1989, с. 45, 46). Однако использование омегаметрии в клинике является, очевидно, специфическим исследованием, доступным для единичных лабораторий.

Разноречивый характер изменений рутинных показателей клинического анализа крови больных (количества лейкоцитов, величины ЛИИ, СОЭ), неоднозначная трактовка динамики среднемолекулярных полипептидов у больных требуют поиска более системных подходов к оценке степени тяжести их состояния.

Известен метод оценки функционального состояния больных, основанный на хемилюминесценции (спонтанном свечении) биологического материала, который по своей чувствительности близок к радиоиммунному, оставаясь при этом достаточно простым и экспрессным (Черницкий Е.А., Слобожанина Е.И. "Спектральный люминесцентный анализ в медицине". Минск, Наука и техника, 1989), который на 2-3 порядка превышает по чувствительности метод электронного парамагнитного резонанса (Веселовский В.А. "Хемилюминесцентный метод анализа в биологии". В сб. : Спектроскопические методы исследования в физиологии и биохимии. Л., Наука, 1987, с. 34-37). Спонтанную хемилюминесценцию сыворотки крови связывают с постоянным протеканием в плазме крови реакций перекисного окисления липидов, сопровождающихся свечением и в условиях физиологической нормы (Журавлев А. И. "Спонтанная биохемилюминесценция животных тканей". В сб.: Биохемилюминесценция. - М.: Наука, с. 3-30), так как одноэлектронное восстановление кислорода составляет небольшую, но сравнительно постоянную долю суммарного восстановления кислорода в различных клетках, потребляющих кислород (Владимиров Ю.А., Шаров А.П., Малюгин Э.Ф. "Хемилюминесценция плазмы крови в присутствии ионов Fe²⁺". Биофизика, 1973, т. 18, с. 148-152).

Наиболее близким к предлагаемому является экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных по определению степени дестабилизации мембран эритроцитов путем исследования их биофизических свойств (Якубова Р.Р., Мурин А. В. АС 1636731 A1, G 01 N 21/00, 1990). Метод состоит в исследовании образца суспензии мембран эритроцитов в изотоническом растворе, пропускании через него неполяризованного света и определении степени поляризации, пропускании поляризованного света через тот же образец, определении степени фоновой деполяризации образца при длине волны возбуждения 493 нм, определении отношения первого показателя ко второму и, при увеличении этого отношения по сравнению с физиологической нормой, определении степени дестабилизации мембран эритроцитов, которая коррелирует с тяжестью состояния больных. Метод является современным, с высокой степенью точности отражает изменения биофизических свойств эритроцитов, однако не может служить интегральной оценкой изменения физико-химических характеристик жизненно важных систем организма, отражая лишь свойства одного из звеньев гомеостаза.

Цель изобретения - повышение точности определения степени тяжести состояния больных.

Поставленная цель достигается путем использования экспресс-метода оценки степени тяжести состояния больных путем исследования образца биологического материала в изотоническом растворе, пропуская через него неполяризованный свет и определяя интенсивность излучения, затем пропуская через тот же образец поляризованный свет и определяя интенсивность излучения, отличающегося тем, что в качестве биологического материала используют сыворотку крови, максимум длины волны возбуждения устанавливают 360 нм, а максимум длины волны флюоресценции - 450 нм. Дополнительно осуществляют клинический анализ крови и определяют концентрацию среднемолекулярных пептидов в сыворотке крови.

Экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных осуществляют следующим образом. Исследуют сыворотку крови пациента в разведении 1:10 0.85% раствором NaCl (образец). Исследования проводят на спектрофлюориметре MPF-4 "Hitachi" (Япония) в кварцевых кюветах диаметром 10 мм с использованием поляризационных призм на стороне возбуждающего и флюоресцентного излучения заданных длин волн. Режим работы спектрофлюориметра MPF-4 "Hitachi": длина волны возбуждающего излучения - exication 360 нм, длина волны флюоресценции (эмиссии)-emission 450 нм, напряжение диода (dynode voltage) 700 В, ширина щелей монохроматоров на стороне возбуждения и флюоресценции соответственно по 10 нм, чувствительность сигнала образца - 10. Образец облучают неполяризованным светом, который взаимодействует с диполями сывороточных белков и липопротеидов и поляризуется. Поляризаторы возбуждающего и эмиссионного монохроматоров устанавливают в нулевое положение, что позволяет на фотоэлектронном умножителе (ФЭУ) получить информацию об интенсивности излучения выбранных длин волн, прошедшего через образец (I 0/0). Повторяя эксперимент с этим же образцом, но устанавливая поляризатор возбуждающего монохроматора на 90-е деление, а поляризатор со стороны эмиссии - на нулевое деление, вновь измеряют интенсивность излучения при заданных длинах волн (I 90/0).

Расчетным путем определяют коэффициент K 360/450 по формуле K 360/450 = I(90/0)/I(0/0), где I 90/0 - интенсивность излучения выбранных длин волн, когда поляризатор возбуждающего излучения установлен на 90-ом делении, а поляризатор эмиссионного излучения - на 0 делении; I 0/0 - интенсивность излучения выбранных длин волн, когда оба поляризатора установлены на нулевом делении.

Полученное отношение K 360/450 служит биохимическим критерием оценки степени перекисного окисления сывороточных липопротеидов.

Выбор длин волн возбуждения и флюоресценции при исследовании сыворотки крови пациентов обусловлен тем, что даже разведенная сыворотка крови обладает слабой спонтанной биохемилюминесценцией, уровень которой является квантово-механической характеристикой гомеостаза. По полученному коэффициенту K 360/450 определяют степень метаболических сдвигов в организме, позволяющих судить о степени тяжести состояния больных.

Примеры конкретного использования экспресс-метода оценки степени тяжести состояния больных: 1. Поляриметрическое определение коэффициента K (360/450).

Основой для получения контрольного результата послужило исследование сыворотки крови здоровых людей обоего пола (доноры). Величина K 360/450 в контрольной группе составила 0.8473 + 0.0156 относительных единиц (таблица 1). Проведены исследования сыворотки крови реанимационных больных, отличающихся по возрасту, полу, характеру заболевания, степени его тяжести, сроками оперативного вмешательства, течением послеоперационного периода, у которых констатирована смерть. Величина K 360/450 у данной группы больных составила 1.0821 + 0.1230 относительных единиц.

Причем выделено 4 группы больных по тяжести их состояния и в соответствие с клинической картиной течения заболевания, но независимо от нозологии: контрольная группа (доноры), больные средней степени тяжести, тяжелые больные, умершие больные.

Увеличение эмпирически полученного коэффициента K 360/450 по сравнению с контрольными значениями служит биохимическим критерием вероятности увеличения метаболических сдвигов в организме и, следовательно, осложнений в течении заболевания. Критическим уровнем является увеличение коэффициента K 360/450, начиная с величины 1.0106 относительных единиц (нижняя граница доверительного интервала). В этих случаях даже применение интенсивной терапии в комплексе с современными методами детоксикации: гипербарическая оксигенация, гемо- и плазмосорбция, внутрисосудистое лазерное облучение крови не всегда сопровождается положительной динамикой.

Для повышения точности метода оценки степени тяжести состояния больных дополнительно осуществляют клинический анализ крови и определяют концентрацию среднемолекулярных полипептидов в сыворотке крови. Предлагается следующий алгоритм оценки степени тяжести состояния больного, обобщающий информацию об удельном весе всех изученных показателей, как рутинных, общепринятых в клинике, так и показателя поляризации K 360/450. Алгоритм оценки следующий: Z_расч. = 0.59·L + 0.86·ЛИИ + 8.4·СМ280 + 8.83·СМ254 + 13.6·ИР СМ + 0.17·СОЭ + 78.4·K(360/450), где L - количество лейкоцитов в крови (·10⁹/л); ЛИИ - лейкоцитарный индекс интоксикации; СМ280 - концентрация среднемолекулярных полипептидов, измеренных с максимумом длины волны поглощения света 280 нм; СМ254 - концентрация среднемолекулярных полипептидов, измеренных с максимумом длины волны поглощения света 254 нм;
ИР СМ - коэффициент отношения концентраций СМ280 к СМ254;
СОЭ - скорость оседания эритроцитов (мм/час);
K 360/450 - коэффициент отношения интенсивностей поляризованного и неполяризованного излучения при длинах волн возбуждения и флюоресценции 360 и 450 нм соответственно.

На основании расчетов дискриминантных коэффициентов Z у больных различной степени тяжести определяют следующие группы риска:
Z_расч. < 105 - норма и изменения метаболизма легкой степени выраженности (+)
Z_расч. < 110.525 - больные средней степени тяжести (++)
Z_расч. = 110.525 - 123.642 - тяжелый контингент больных (+++)
Z_расч. > 123.642 - больные с высокой степенью риска (!!!).

Сравнение данных, отражающих изменения показателей СМ, ЛИИ, количества лейкоцитов в периферической крови, величины СОЭ и предлагаемого автором эмпирически полученного коэффициента K 360/450, представленных на чертеже, на основании расчета величин дисперсии, среднего квадратического отклонения, границ доверительного интервала, % вариабельности значений среднего арифметического в группах позволяет заключить, что наиболее адекватно оценить состояние больного и прогнозировать развитие осложнений в течении заболевания можно по величине K 360/450. Информативность коэффициента K 360/450 составляет 63%, в то время как информативность остальных использованных критериев колеблется в пределах 4 - 13%.

Необходимо отметить, что значение коэффициента K 360/450 подвержено динамике. Так, на фоне операционного стресса прослежена динамика изменений показателя K 360/450 у пациентов до и после операции, которая представлена в таблице 2.

Причем строгой однозначности увеличения (в 67% случаев) или снижения (в 33% случаев в группе в целом при N = 18) показателя на фоне операционного стресса не наблюдается. В частности, динамика показателя K 360/450 не зависит ни от длительности, ни от характера операции, ни от возраста пациентов. Скорее всего она определяется соотношением интенсивности метаболических процессов до операции и степени гипоксемии организма в ходе операции, а также адекватностью применяемого анестезиологического пособия для коррекции нарушений кислотно-щелочного состояния буферных систем крови во время оперативного вмешательства. Полученные данные дают основание считать, что высокая чувствительность поляризационного способа оценки степени тяжести состояния больных повышает эффективность ранней диагностики осложнений в течении заболевания, в послеоперационном периоде лечения больных, в том числе особо тяжелого их контингента, перехода организма в стадию декомпенсации систем и функций, является критерием эффективности проводимого лечения.

Таким образом, поляризационный способ анализа сыворотки крови больных позволяет определять перспективы направленного воздействия на организм с помощью лечебных пособий и их возможную неэффективность или недостаточность, неадекватность хирургических мероприятий, анестезиологического пособия, недостаточность интенсивной терапии больных.

Тем не менее существует стохастическая зависимость между величинами значений K 360/450 и степенью тяжести состояния больных в группах, хотя она и не является строго линейной. Так, корреляционное отношение между параметрами 0.676, выборочный коэффициент корреляции 0.6552. Корреляция является значимой с уровнем значимости 0,05, что предполагает зависимость анализируемых переменных.

Необходимо отметить, что определение коэффициента K (360/450) является экономичным по времени (исследование занимает 3-5 минут) и использованию реактивов (требуется только физиологический раствор), отличается высокой чувствительностью и достоверностью, позволяет диагностировать вероятность некомпенсированного усиления процессов ПОЛ при величинах K 360/450, начиная с величины 1.0106 относительных единиц (нижняя граница доверительного интервала для выборки умерших реанимационных больных), в 100% случаев (таблица 3).

Определен среднестатистический временной интервал, в течение которого расчет K 360/450 позволяет с высокой степенью вероятности предполагать неблагоприятный исход заболевания. Он составил 5.5 суток или 131 час до смерти.

Примеры конкретного использования определения коэффициента K 360/450 у больных (см. табл. 3а).

1. Абдурахманов А.А., 57 лет, история болезни N 5280, дата обследования - 29 ноября 1993 г., умер 5 декабря 1993 г. Диагноз: Цирроз печени. Синдром Мэллори-Вейса. Кровотечение из вен пищевода. Портальная гипертензия, осложненная асцитом. Сахарный диабет.

2. Постнов Г.Н., 40 лет, история болезни N 995, дата обследования 15 марта 1994 г. , умер 19 марта 1994 г. Диагноз: Хроническая почечная недостаточность. Сахарный диабет.

3. Иванов А.К., 49 лет, история болезни 1034, дата обследования 19 марта 1994 г. , умер 19 марта 1994 г. Диагноз: Гангрена правой голени. Анаэробный сепсис.

4. Барвейтс А. А., 28 лет, история болезни N 417, дата обследования 26 января 1994 г. , переведен из реанимационного отделения. Диагноз: Гангренозный перфоративный аппендицит. Разлитой каловый перитонит.

5. Донор (показатель из выборки значений контрольной группы).

Примеры использования алгоритма Z для оценки степени тяжести состояния больных в клинике представлены в таблице 4.

Примеры использования алгоритма Z для оценки степени метаболических сдвигов у больных полностью отражают степень тяжести состояния больных в клинике. Проведенные исследования показали соответствие данных лабораторного скрининга (количество обследованных больных 130) степени тяжести состояния больных в клинике.

Таким образом, изучение поляризационных свойств сыворотки крови и расчет коэффициента K 360/450, с одной стороны, и использование алгоритма Z, несущего информацию также и о рутинных показателях обследования больного в клинике, с другой стороны, позволяют достаточно быстро и эффективно оценить степень тяжести состояния больного и направленность в течении заболевания.

Полученные данные дают основание считать, что высокая чувствительность предлагаемого способа оценки степени тяжести состояния больных повышает эффективность ранней диагностики осложнений в течении заболевания, в послеоперационном периоде лечения больных, в том числе особо тяжелого их контингента, перехода организма в стадию декомпенсации систем и функций, является одним из критериев эффективности проводимого лечения.

Формула изобретения

1. Экспресс-метод оценки степени тяжести состояния больных, включающий исследование образца биологического материала в изотоническом растворе путем пропускания через него неполяризованного света, определения интенсивности излучения, пропускания через тот же образец поляризованного света и определения интенсивности излучения, отличающийся тем, что в качестве биологического материала используют сыворотку крови, максимум длины волны возбуждения устанавливают 360 нм, максимум длины волны флюоресценции - 450 нм и по полученному коэффициенту K 360/450 = I(90/0)/I(0/0), где I(90/0) - интенсивности излучения выбранных длин волн, когда поляризатор возбуждающего излучения установлен на 90-ом делении, а поляризатор эмиссионного излучения - на 0 делении, I(0/0) - интенсивность излучения выбранных длин волн, когда оба поляризатора установлены на нулевом делении, определяют степень метаболических сдвигов в организме, позволяющих судить о степени тяжести состояния больных.

2. Экспресс-метод по п.1, отличающийся тем, что дополнительно осуществляют клинический анализ крови и определяют концентрацию среднемолекулярных пептидов в сыворотке крови.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6