Способ диагностики функционального состояния организма и устройство для его осуществления
Изобретение относится к медико-биологическим измерениям, а именно к средствам контроля функционального состояния организма по параметрам кинетики окси- и деоксигенации крови, и может найти применение в лабораторной практике для биологических исследований и в медицине для диагностических целей, в том числе для диагностики функционального состояния организма в целом. Для этой цели с помощью устройства исследуется кинетика оксигенации и деоксигенации крови путем измерения во времени ее оптических характеристик. Процессы оксигенации (деоксигенации) крови осуществляют многократно в существенно малом ее объеме (капле) на подложке, располагаемой в полости герметичной термостатируемой камеры, заполненной газовой смесью с фиксированным парциальным давлением кислорода. Эффективный газообмен пробы крови с газовой смесью в герметичной полости обеспечивают посредством периодического изменения площади поверхности крови, контактирующей с газовой средой, и/или ее обновления, которые осуществляются с помощью специального механизма. При этом производят непрерывную регистрацию оптического сигнала, характеризующего степень насыщенности крови кислородом в течение всего времени кислородного обмена крови с газовой смесью. Моделируют различные состояния исследуемой пробы крови путем изменения состава газовой смеси, заполняющей камеру, а оценку функционального состояния организма производят путем сопоставления данных, полученных при этом моделировании. Устройство для контроля функционального состояния организма по параметрам кинетики окси- и деоксигенации крови содержит герметичную влагостатируемую камеру, выполненную в виде полости, образованной крышкой, закрывающей размещенную на верхней панели корпуса термостатируемую подложку для образца крови. Полость присоединена к системе подачи газовой смеси с регулятором ее состава. Устройство снабжено механизмом для обновления поверхности контакта крови с газовой смесью и изменения площади этого контакта. В корпус устройства встроен оптический оксиметр, оптически связанный с образцом крови. Устройство снабжено также системами управления температурой подложки, давлением и влажностью в рабочей полости, при этом датчики измерения каждого из указанных параметров размещены в рабочей полости и подключены к регистратору. Изобретение позволяет обнаруживать отклонения от нормы функционального состояния организма (болезнь, стресс, усталость), устанавливать способность к адаптации и восстановлению по количественным параметрам, характеризующим осуществление кровью ее кислородно-транспортной функции. 2 с. и 21 з.п. ф-лы, 11 ил.
Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть).
Формула изобретения
1. Способ диагностики функционального состояния организма, заключающийся в контроле параметров оксигенации и деоксигенации крови путем измерения изменений во времени ее оптических характеристик при размещении пробы крови в герметичной термо- и влагостатируемой камере, заполненной газовой смесью с фиксированным парциальным давлением кислорода, и кислородном обмене исследуемой пробы крови с газовой смесью в камере при непрерывном контакте крови с газовой смесью и непрерывной регистрации оптического сигнала, характеризующего степень насыщенности крови кислородом в течение всего процесса газообмена крови с контактирующей с ней газовой смесью, отличающийся тем, что процессы газообмена крови осуществляют в несколько этапов поочередной неоднократной оксигенацией и/или деоксигенацией пробы крови в существенно малом ее объеме, при этом при измерении оптических характеристик крови осуществляют моделирование различных состояний исследуемой пробы крови путем изменения состава газовой смеси, заполняющей камеру, а оценку функционального состояния организма производят путем сопоставления оптических характеристик, полученных при этом моделировании.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффективный газообмен пробы крови с газовой смесью в герметичной полости обеспечивают посредством периодического изменения площади поверхности крови, контактирующей с газовой средой, обеспечивая ее обновление.3. Способ по п.1, отличающийся тем, что изменением состава газовой смеси моделируют для исследуемой пробы крови состояние нормального газообмена в легких и состояние стресса (усталости) болезни при полностью исчерпанных в организме функциональных резервах и/или, наоборот, когда запас функциональных резервов максимален.4. Способ по пп.1 и 3, отличающийся тем, что сравнивают измеренные характеристики оптического сигнала во времени, полученные на разных этапах оксигенации и деоксигенации, и функциональное состояние организма характеризуют количественно по различию в ходе этих характеристик, в частности, по разнице уровней насыщения измеренных характеристик делают вывод о “степени усталости” и “резерве сил”.5. Устройство для диагностики функционального состояния организма, содержащее герметичную влагостатируемую камеру, присоединенную к системе подачи газовой смеси с регулятором ее состава, оптический оксиметр, выполненный с возможностью оптического контакта с пробой крови и подключенный к регистратору, а также механизм обеспечения обновления поверхности контакта крови с газовой смесью и изменения площади этого контакта, отличающееся тем, что герметичная влагостатируемая камера размещена на верхней панели корпуса прибора и выполнена в виде полости, образованной герметичной крышкой, закрывающей размещенную на верхней панели корпуса термостатируемую подложку для образца крови, а система подачи газовой смеси подключена к регистратору.6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что оно снабжено системами управления температурой подложки, давлением и влажностью в рабочей полости, при этом датчики измерения каждого из указанных параметров размещены в рабочей полости и подключены к соответствующим регуляторам, выходы которых связаны с исполнительными механизмами систем.7. Устройство по п.5, отличающееся тем, что механизм обеспечения обновления поверхности контакта крови с газовой смесью и изменения площади этого контакта выполнен в виде плунжера с возможностью его совершать периодическое возвратно-поступательное движение с помощью привода, в том числе в горизонтальном и/или вертикальном направлении, и рабочая поверхность которого постоянно находится в соприкосновении с поверхностью пробы крови.8. Устройство по пп.5 и 7, отличающееся тем, что рабочая поверхность плунжера выполнена из материала с высокой смачиваемостью для крови.9. Устройство по пп.5, 7 и 8, отличающееся тем, что соприкасающаяся с пробой крови поверхность подложки выполнена из материала с высокой смачиваемостью для крови.10. Устройство по пп.5 и 7-9, отличающееся тем, что соприкасающаяся с пробой крови поверхность подложки и/или рабочая поверхность плунжера имеет плоскую или более сложную геометрическую форму, например, сферическую, цилиндрическую.11. Устройство по пп.5, 7 и 10, отличающееся тем, что плунжер выполнен в виде погружаемого в пробу крови цилиндрического вала, длинная ось которого расположена параллельно плоскости подложки, причем привод при качении вала по ее поверхности обеспечивает периодическое возвратно-поступательное движение вала в горизонтальном направлении.12. Устройство по пп.5, 7 и 10, отличающееся тем, что плунжер выполнен в виде погружаемого в пробу крови шара, соединенного с приводом, обеспечивающим периодическое возвратно-поступательное движение шара в горизонтальном или вертикальном направлении.13. Устройство по пп.5, 7, 11 и 12, отличающееся тем, что поверхность плунжера имеет сферическую, цилиндрическую или другую геометрическую форму и выполнена из материала с низкой смачиваемостью для крови.14. Устройство по пп.5, 7 и 11-13, отличающееся тем, что соприкасающаяся с пробой крови поверхность подложки выполнена из материала с низкой смачиваемостью для крови.15. Устройство по пп.5, 7 и 11-14, отличающееся тем, что соприкасающаяся с пробой крови поверхность подложки имеет форму горизонтальной плоскости или более сложную геометрическую форму, например, внутренней поверхности сферического сегмента.16. Устройство по пп.5, 7, 11 и 13-15, отличающееся тем, что поверхность подложки и/или рабочая поверхность плунжера выполнена из материала, не травмирующего кровь.17. Устройство по пп.5 и 7, отличающееся тем, что механизм для обновления поверхности контакта крови с газовой смесью и изменения площади этого контакта выполнен в виде капилляра, одним концом погружаемого в пробу крови на подложке, а другим сопряженного с насосом, например, типа пипетки-дозатора, обеспечивающим периодическое втягивание в капилляр всей пробы крови или ее части и возвращение на подложку пробы крови с обновленной поверхностью контакта с газовой средой.18. Устройство по пп.5 и 17, отличающееся тем, что в качестве капилляра механизма для обновления поверхности контакта крови с газовой смесью и изменения площади этого контакта используется капилляр для забора пробы крови у пациента.19. Устройство по пп.5, 17 и 18, отличающееся тем, что внутренняя поверхность капилляра покрыта консервантом для крови.20. Устройство по п.5, отличающееся тем, что чувствительные элементы оксиметра размещены внутри или вне корпуса и/или указанной полости и снабжены световодами для обеспечения их оптической связи с исследуемой пробой крови на подложке.21. Устройство по п.5, отличающееся тем, что подложка для размещения пробы крови выполнена из светопрозрачного материала.22. Устройство по пп.5 и 6, отличающееся тем, что оно содержит датчик рСО2 в рабочей полости и встроенные в подложку для пробы крови датчики рСО2 и рО2 и рН-электрод, контактирующие с пробой крови.23. Устройство по пп.5 и 6, отличающееся тем, что оно содержит механизмы для подачи в рабочую полость и/или пробу крови химических веществ, в том числе, газообразных, жидких, порошкообразных.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, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30
