Способ исследования воспалительного процесса в мозге

 

Изобретение относится к биофизическим методам исследования и может быть использовано в медицине для исследования воспалительного процесса в мозге. Цель изобретения - повышение чувствительности способа. Способ состоит во вживлении в мозг экспериментальных животных платиновых электродов, пропускании через них электрического тока с частотами (1 - 3)10<SP POS="POST">3</SP> и (1 - 3)10<SP POS="POST">5</SP>Гц, измерении сопротивления ткани на этих частотах. Сочетание снижения сопротивления при низкой и увеличения при высокой частотах тока соответствует компенсированной стадии воспаления, сочетание снижения при низкой и высокой частотах - некомпенсированной стадии, а сочетание повышения сопротивления при низкой и высокой частотах - стадии обратного развития воспаления.

* У", ф ?@ Ь СОЮЗ СО8ЕТСНИХ

-",4V " 1 СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ -ф": РЕСПУБЛИК

„„SU„„1528443 A 1 (51) 4 (о! В S/О(

ПО ИЗ< :,. rEHHRM И (ПНРЫТИЯМ

П = 1 П. ". Х -, .1.8 T . РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! ( и. . <(-(в мозге. Цель изо(?ре гc ния — повыш(— ние чуB(т низ ельнос ги c. c (ooà . С!!ос об!

, 1 <, !. <1 <, ; - ..:((?:. 46 (7!, i: - ..t . rt(3BàòBëüñêHé инстиc oo rotI r во вживлении в мо зг экспери— мои галь«ых животных платиновых эле к—! ро;!ин, пр .пу:канин чере3 них элекгричесhoro ?ка ñ ча тотами (1-3) .10 и

5 (1-3) ° 10 Гц, и зм(ре нии сопр г тивле ни ?! ткани на эгих ча(roòàõ. Сочв r !Иие ко

7 < (1 ((. ) ( (5г.

1о :(<: г !

< ?ИИ )? н h)

",1t Сергиенко Т,И, ргии, 19Н7, г 4, снижения сопротив.?ения при низкой и у Bcå/!??ченин i!pi! вы(: олой ч i(<; i 3 . 1

< о: I F< I c. гBðåò комп-нсирсванH< Й < тади<: во< IIB iBli?IH, с о(-.::; гн<с «ниж, 1?и л

I!Pl! I и «t(c(<1 И Bhi(ОКО(l <а(I О аХ вЂ” Iit к<, 1::<)В!"(Ш .У< В(!СПА. 1ИТЕЛЬ С(! П, пенсttt?<>tt(kki(I((II с а,! II! а c:о !етанtlt по

BhllIIC ИН СOI1P((ТИН,(НИЯ ПРИ killç(() 1

Bhl((кои i,. T г1 ах — (! Bit?IH об?!а (ного

О I IIOC И СЧ К

-!Е "ИЦИЬ< ДBFF ИС— (i k., H r o t t р о и е < .. а ра (?я(! ия ьг «. аленин, .? I абл. воспаленин мозговои гкап! импеданс ? на tiB< т(гах 1О ii 10 Гц уьеличиьа т—

liоси rcя к биофизиче<м B час Fi(.л- ти мо нано для из<лерения

:. ??1 ткани при Ли зиосн при каждом посл(-.!ующем измере!<Ии

i F по сравнению с исходными измеpc ki !ями

«

К, К .. В KQM (енсированнук(сlадию B(.— э спалегп(я FIпе;lc3H(í i часто ге 10" Гп

Т уменьшается и ?<а ч.!стоте 10 Гti

2 5 а

Т уьt ëè(!иьае гся по ср,:ннеьию с соот—

Ве 1 ств)ю!цими и< хо;!Иl»ми иЗм(po?!!IBM?I

2 z

К, h.;. В ьек(Mil(нсированную стали« всспа!!е?!?1я импелан< на двух частотах

3 5 э 3

10 и 1О Гц Т, Т уменьшается по

1 сравнению с соотне гст?tv!

i оте 10 1 it Т ун< II«IIIBae гся, а на частoi.е 10 Гп T sM(ньшается по

--4сравнению с itc:?;; !и !Mt! значениями К

К . Изменение н;«!р;<н;!(Иия импепанса

1 с б(?льшои Ml< <и I (.,, . (! Иа ас тот( (<,(-, !

- ((< ? Л И (< Е (.: F(O M С О С Т О Я"! (— 1(ОН ЫШЕ НИЕ Ч У B<,е ci нют следующим об..Н,?ы((!х электродов, .!t,«! гкань, измеряЭ

i< готах тока 10

5 .. ° 10 Гц ипи Э 10

Э (. (. Хо.1« Е ИЗМЕРЕНИЕ. н;ьа измеряется им..3tI< пений импедан?ОзЬО(?НЮТ ОПрЕ„ ения моз! оной

-а <<а н; ча !ьной стадии

Gt1, 1САНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1528443

10 Гц Т по сравнению с исхадным о значением К при стабильности импеданса на частоте 10 Гц Т указывает на нормальное физиологическое 5 состояние мозговой ткани.

Для исследовательских целей для получения дополнительной информации о природе воспаления мозга в эксперименте предварительно вживляют элек- 10 троды в мозговую ткань интактных животных, наблюдают изменения импеданса до, во время и после воздействия отравляющего фактора и судят а стадиях воспаления мозговой ткани 15 путем одновременного измерения импе3 данса на частотах 10 и 10 Гц

5 (2 10 и 2 ° 10 Гц или 3 10 и 3 10 I ö) ежедневно в одно и то же время. На основании данных одновременных изме- 2Р

Ь рений импеданса на частотах 10 и

10 Гц получают график, в котором участки, соответствующие увеличению импеданса на частотах 10 и 10 Гц з

II

T, Т, относятся к начальной с.тадии 25 воспаления мозговой ткани; уменьшение

Ъ импеданса на частоте 10 Гц и увеличе5 2. ние импеданса на частоте 10 Гц Т, х

Т указывают на компенсированную стадию, уменьшение импеданса на двух 3р ,з,з час точ ах Т, Т указывают на некомпенсированную стадию воспаления мозговой ткани, увеличение импеданса на частоте 10 Гц и уменьшение импедан5 са на частоте 1О 1 ц Указывают на обратное развитие процесса воспаления Т, Т . Частые изменения направления импеданса с. большой амплитудой на частоте 10 Гц при стабильности

5 импеданса на частоте 10 Гц указыва- 40 ют на нормальное физиологическое о о состояние мозговой ткани Т, Т

Существующие импедансные методы прижизненно определяли лишь начальную стадию воспаления мозговой тка- 45 ни. Предлагаемый способ позволяет определять любую стадию воспаления мозговой ткани.

Способ определяет функциональное состояние мозговой ткани на основании измерений импеданса на частоте тока, отражающего состояние межклеточного пространства, где имеет место накопление продуктов распада в виде ионов и воды, и измерений импеданса

55 на частоте, отражающей состояние внутриклеточнога пространства нейрона, где происходит синтез ультраструктур, белоксиитезирующих ультраструктур.

Способ в целом Hа двух -«aI ч o rex определяет в совокупности н интегрированном виде системный распад и синтез ульт— раструктур в мозговой ткани и систем— ный метаболизм мозговой ткани на ультраструктурном уровне организации.

Способ позволяет исследовать модели отека мозга при воздействии свинца, олова, возможно и других тяжелых металлов.

Способ позволяет в нейрахирургических клиниках определять функциональное состояние мозговой ткани в послеоперационном периоде, черепно-мозговых травмах.

Пример 1. Электроды готовят из платиновой проволоки диаметром

0,2 мм. Длина рабочей части электродов 1 мм. Нерабочую часть злектродав изолируют термическим путем стеклянным капилляром типа Пирекс, имеющим одинаковый линейный коэффициент теплового расширения с платиной. Электроды для серого вещества имеют длину

3,5 мм, а электроды для белого вещества — 5,5 мм. Межэлектраднае расстояние равно 3 мм. Трепанацианные отверстия, предназначенные для проведения электродов в мозговое вещество, на черепе имели проекцию на 3 мм вправо от сагиттальнога и на 5 мм кзади ат поперечного костных швов. Паоле вжинления платиновых электродов в серое и белое вещества мозговой ткани семи взрослым кроликам измерения импеданса

3 на фиксированных частотах 10 и 10 Гц проводили в день операции, на 5, 10, 15, 20, 30, 45, 60, 75-й дни послеоперационного периода. Измерения импеданса проведены в определенной последовательности частот и в одно и то же время суток. За кантpoJIb взяты данные импеданса мозгов и зкани кроликов в промежутке времени 50-75 дни послеоперационного периода.

В табл, 1 показано изменение импеданса в широком диапазоне частот переменного тока in viva ерога и белого веществ мозговой ткани в паслеоперационном периоде, Из табл. 1 видно, чга на частоте

10 1ц импеданс серого вещее гва в день операции состав. яе r 28". контроля.

Через 5 дней импеданс увеличивается в 2,. через 10 дней — 3 раза па сравнению с днем операции и через 15 дней достигает максимальнаi УI E JIè÷åíèÿ, 152

10 раствором уксуснокислого свинца.

Импеданс на 5-й день отравления соответствует некомпенсированной стадии мозговой ткани к свинцовой интоксикации. Временно отменено отравление в связи ñ резким ухудшением общего клинического состояния кролика. Импеданс на 6-k день отравления показывает увеличение на низких частотах и уменьшение на высоких частотах, что соответствует стадии обратного развития. Определение функционального состояния мозговой ткани кролика через

3 ч показывает компенсированную стадию отравления (табл.3).

Анализ изменения импвданса на 14, 15 и 16-й дни отравления (табл.2) показывает уменьшение импеданса на 1516-й дни на всех частотах, что соответствует некомпенсированной стадии.

30 На 16-й день отравления изменения импеданса, измеренные с интервалом

20 мин, показывают некомпенсированную стадию отравления мозговой ткани.

Кролик погиб через 25-45 мин после последнего измерения импеданса.

В табл. 3 показано изменение импеданса мозговой ткани кролика на

16-й день отравления уксуснокислым свинцом.

40 В табл. 4 представлены данные изменения импеданса мозговой ткани in

vivo кролика В 8 при подостром отравлении 5Х-ным раствором уксуснокислого свинца при средних и крайних — 45 значениях режимов. составляет 183/ контроля. Начиная с

20 дня после операции, импеданс серовещества устанавливается на уровне контроля.

Импедаис белого вещества на частоте 10 Гц в день операции почти сов) падает с соответствуюшим импедансом серого вещества и составляет 26Х контроля. Нарастание импеданса белого вещества происходит более медленно, чем импеданс серого вещества и позже достигает максимального увеличения к 45-у дню послеоперационного пер ода.

llоэтому уменьшение импеданса серого и белого веществ мозговой ткани на з частоте 10 Гц в день операции обусловлено переходом электролитов в межклеточное пространство после повре ждения клеток. Достоверные изменения импеданса и с.ерого и белого веществ мозговой ткани на частоте 10 Гц

Ъ наблюдаются потому, что электрический ток на данной частоте преимущественно проходит по межклеточному пространству. На появление в межклеточном пространстве метаболитов распада после повреждений глиальная система отвечает пролиферацией. 11ериод роста импедаш а в раннем послеоперационном периоде обусловлен переходом ионов в глию, иролиферацией глиальных клеток ° В дальнейшем из плотных глиальных элементов консолидируется рубцовая ткань.

Максимальные увеличения импеданса

3 на частоте тока 10 Гц серого вещества на 15-й день и соответствующего импеданса белого вещества на 45-й день характеризуют консолидацию рубцовых изменений, момент наибольшего развития рубцовой ткани. Более быстрое нарастание импеданса серого вещества по сравнению с импедансом бело го вещества является отражением более высокого уровня обмена вещества в коре головного мозга, поэтому и импеданс серого вещества достигает максимального увеличения в 3 раза быстрее, чем импеданс белого вещесT ва. 11аксимальные увеличения импеданса серого и белого веществ в дальнейшем снижаются до уровня контроля, что является отражением рассасывания рубцовой ткани.

ll р и м е р 2. У кролика необходимо определить функциональное состояние мозговои ткани на 5-й день от8443 о равления уксуснокислым свинцом. 11ри измерении импеданс показывает умень-5 шение и на частотах 10 и 10 Гц, и

Ъ 5 на частотах 3 10 и 3-10 Гц по

5 сравнению с 4-м днем.

В табл. 2 показано изменение импеданса мозговой ткани in vivo кролика при подостром отравлении 57-ным

В табл. 5 показаны динамические изменения импеданса мозговой ткани на различных стадиях свинцовой инток50 сикации, Х. формул а изобретения

Способ исследования воспалитель55 ного процесса в мозге путем вживления в мозг экспериментальных животных платиновых электродов, пропускания через них электрического тока и измерения с.опротивления ткани мозга на

1528443 низкой и высокой частотах тока, о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, измерение проводят при часто.. тах тока (1-3) ° 10 и (1-3) ° 10 Гц, при этом сочетание снижения сопротивления при низкой и увеличение сопротивления при высокой частотах тока соответствует компенсированной стадии воспаления, сочетание снижения сопротивления при низкой и высокой часто5 тах — некомпенсированной стадии а соУ четание повьппения сопротивления при низкой и снижения сопротивления при высокой .частотах — стадии обратного ! развития воспаления.

+! 1 о

О (Г)

1 л

« — О\ л л о сч л м о л

Ю м О

Ц

1 (D ! с4

1 н 1 л

Ю

+!

Ю о сб I

1 н

1 о

О 1

1 с 1 (Г

° ° (О л л л — o сО сО сО л о

+ со

О1

1

1

1

1

«1 1 !

1 1

1 I

1 1

I 1

1

1 а

1 - I ! 1 О CO

«

Π— г+1 +! +I ()

CO О CO г

Л О л г о

+1 +1+1

- о

crl Ю сг (с-, й\ Ю л л

«Т

+! +! +! г Ю

ЮЮ Л

1528443

1

I сч

1 ((j

1 1

I

1 о

l

1

I г

1 Z о

«,о !

1 — г

О ОС4г л сЧ Ю Л со г лсосО ф О1 л м л-о сО

-:Г ЛС4С1 фсч г м o

«л

Ф

СО 00 с 4 сО

° «

С«4

Ch Ch х х

C(Q) и

О

Ij) г

:Э

Е со

U \

) С4

+! +l

CO O

o o с 4 сО

+I +! I (4 СО 1

CO Ch I

О х ((1 г(Ф

И

Е

«а

I — — 1

1

I 1 ! X I о

I о м

1 ф л с1

ЛЛ ОО

ОС4аа

<лм лм ( л О ю

+! +!

Д вЂ” o

1

«4 !

I- — — !

° л

М с4

+I +I 1 о л

О1 л л

° л л

С) (31

-o сч

Ю со

О1

1 д I

Й

О

1 Ю

I х

«о

I

J х (б с(О)

И

Я

Ch СО

Ч л

+! г

+) сО Ch

Ch ю м оо

О О л с1 и л О -Ф м (с1

С 4

o o л м

+! +I 1 лл 1 ,О с71 I о л

°, ««л сЧ О СО

Оi Ch O Ch

«о

1

1! 4 ! (г

1

J х (C

Ц с 1 О

Ch Х О О л м сч («4 с 4

О г л л

o -

Х

Ю

1 Ь".

1

Г 1

« О -Ф

О1 О1 о х ((j ( о\

° л (4

+ i +1 ю о с о

CO

С 4

+1

Ю

I

Ю О

+1 О сч сч м О ф О

+I +1 л Ю

О М л Cj л л

О о, х

G ,а I !

Ф (г1

o o («

Ю м м

1 К

1 (Я

О (0

C(Qi

1 И

I Z

I Х

1 Cj

1 Х

1 Ъ

iJ

Х л 1

1

I

1 о

1 I

1!

1 1

1 1

1 I

I 1 л 1

1 1

1 1

1 1

l l

1

Ю

I

1 ь 1

«л-> л,О «л « сО < \

„! +1 +1 +! 1 м с4 сч I фO

Ф ф Ф

« С1 Л Ст

Ю г Л

+Ф +! +1 +1 1

cn R 1

Л З -0 Сп

4 (!!

« «» л м о о л л л л

-.- рлл

+I +1 +I + :> гО л

4 О СЧ!!!!!

1 с4о «О I

°, « — л

r-Ю 1

+! +! +! +! оюoo с ооо

v (л

ВОЮЮ а о о о о л л ооо ч v

Р4 Р4 С4 з!(Ф Ф

Ф Ф

1 V ц х

Cj (jj

Х I И ((j

О

Е ((! «1

О Х (-»

О

«г г

Л О с1СОЮ л сО л л с«4 л о м

«4

+! о

Ю О

-Ф

+! О

О1 О м

11"!«! е;«,(н (, 0!-1 Ii)е! < ! г«к4

Г ц

Hp -.!««и. i«,рени«

11. 00-11 . 08 1?«. (30-)ч. 10, I (! .II - 17. 05 17. 05 -17

11:! i: е.i;1 i!!, (1(! (1:)(.та(а.! О«1(«

Гi(1 (! 1 I ) I,i Г 1

1 (!

I () 4 1(«

11, !. 9

« ({(11 I til, i, (1!.,I!

ii 1 (1! "1 Й

1 1! -б?

10 )

1 C9+ ?

100+

10: -)

10 б!.

1, 7

) (!6б,, б

«(Ц

1

10(;!, .,1 ,3

1 L (17 -3

1!i a! 1 б

Р а () :! 11«(лце н «! кз

«. «1

1.о .,—:";тель Н.1 («.е -

Редг(«г р )").Пе гр! не 1:бр. ..«1. 0.(«(««3нь(к

3d«.53 753 (: г((ц;(% бч 3

3(11И«!«. I Ос vä (, «! LI ii I! .! I л .«! !i! Г!.-. т (г(О, 3 г)(1р! i е . -I! ." 1!

1 ) 11(3 л10С«, «)Д )I(- 1 5 L jJ (; .:

Проичнал(тненнс "!11.(.-(те;11-1 к«(и 1.1-.м «(нат П1 ° !

3,10

3 10

1 1()

I . 1И

1,);, 1, 1 ()-

1 „1,3

1 г) 23165

15 I47

56(") 5

36(!

111 / з70б

I (1 30 =)

- l 05

-31(« /

15; 79

?617

3б )"

1б409

111 )3

3 . .)