Способ определения динамических характеристик эритроцитов крови

Изобретение относится к медицине, в частности к методам медицинской диагностики. Сущность способа: суспензию эритроцитов многократно пропускают через замкнутый контур с узким зазором и регистрируют показатель деформируемости эритроцитов. Регистрацию производят сразу после ввода суспензии в контур и спустя время τ, а затем определяют коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η по формуле: где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое сразу после внесения суспензии в контур, ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ, τ - время, в течение которого показатель деформируемости эритроцитов здорового человека в контуре остается неизменным. Применение способа позволяет повысить точность определения индивидуальной устойчивости эритроцитов к механическим воздействиям, дает возможность определения степени субгемолитического травмирования эритроцитов при различных нарушениях в системе микроциркуляции крови и/или использовании аппаратов экстракорпорального кровообращения. Способ применим в отделениях реанимации, сердечно-сосудистой хирургии, терапии, травматологии, медицины катастроф. 1 ил.

 

Изобретение относится к медицине, в частности к методам медицинской диагностики.

Известно, что красные клетки крови (эритроциты) человека за свой срок жизни (120 дней) совершают примерно 3·105 проходов сквозь капиллярную сеть, подвергаясь там значительным сдвиговым деформациям. Воздействие неблагоприятных факторов приводит к ослаблению механической устойчивости эритроцитов. Они теряют эластичность и преждевременно разрушаются, отравляя организм токсичными продуктами своего распада (гемолиза). Подобные явления наблюдаются при ряде заболеваний, а также после пропускания крови через оксигенаторы, диализаторы, аппараты искусственного кровообращения [1]. Оценка способности эритроцитов противостоять механическим воздействиям производится посредством приложения к клеткам в разбавленной суспензии тестовой сдвиговой нагрузки в центрифугах, вискозиметрах, микрофильтрационных устройствах, реоскопах [2] и последующего измерения степени гемолиза каким-либо из известных методов.

Недостатками этого способа являются невысокая чувствительность и точность, а также значительная трудоемкость, ввиду чего он применяется исключительно в исследовательских целях. Развитие гемолиза уже свидетельствует о необратимых повреждениях эритроцитарной мембраны, тогда как врачи заинтересованы в выявлении ранних стадий ослабления механической стойкости, т.н. субгемолитической травмы эритроцитов [1]. Несмотря на многократные попытки разработчиков медицинской аппаратуры, для лечебных учреждений такая диагностика до сих пор остается недоступной.

Ближайшим аналогом (прототипом) заявляемого изобретения является ротационная вискозиметрия [1].

В способе-прототипе [1, стр.70] суспензию исследуемых эритроцитов вводят в узкую щель (зазор) между плоской пластиной и конусом. Поверхности, контактирующие с суспензией, отполированы. Угол раствора конуса близок к 120° (немного меньше). Когда с помощью электропривода конус приводится во вращение, в зазоре возникает сдвиговое течение. В результате эритроциты подвергаются механической нагрузке, пропорциональной скорости вращения, и через некоторое время начинается гемолиз. Степень гемолиза измеряют оптическим (спектрометрическим) методом по концентрации гемоглобина, вышедшего из эритроцитов в буферный раствор. Если фиксировать продолжительность воздействия, то механически менее стойкие эритроциты будут разрушаться быстрее. Методом сравнения можно судить о механической устойчивости клеток у разных пациентов.

Недостатками такого способа являются низкая чувствительность, малая точность, невозможность оценить степень структурных нарушений эритроцитарной мембраны на догемолизной стадии.

Задачей заявляемого изобретения является повышение чувствительности и точности определения индивидуальной устойчивости эритроцитов к механическим воздействиям.

Решение поставленной задачи достигается следующим образом. Суспензию исследуемых эритроцитов заливают в контур рециркуляции, снабженный перистальтическим насосом. В контур встроена плоская прозрачная кювета с узким зазором, имитирующая кровеносный капилляр. Входя в сужение, эритроциты подвергаются сдвиговой нагрузке и деформируются одинаковым образом. Показатель деформируемости эритроцитов ε весьма чувствителен к нарушениям в структуре их мембраны и может быть измерен оптическим (дифракционным) методом [3]. Поскольку эритроциты при каждом обороте по контуру подвергаются воздействию значительных сдвиговых напряжений, их деформируемость рано или поздно начинает снижаться. У практически здоровых людей это снижение начинается примерно в одно и то же время τ и, очевидно, позже, нежели у пациентов с нарушениями в системе кровообращения. Значение τ определяют предварительно, и тогда можно судить об относительной устойчивости клеток у любого пациента: чем меньше разность между значениями показателя деформируемости эритроцитов ε в начале и в конце базового периода τ, тем выше механическая стойкость клеток. Напротив, большая разность свидетельствует о низкой устойчивости эритроцитов.

Заявляемый способ осуществляется следующим образом. Заполняют контур рециркуляции физиологическим раствором, вводят туда пробу периферической или венозной крови пациента и определяют значения показателя деформируемости эритроцитов ε после ввода пробы (ε0) и спустя базисное время τ(ετ). Стойкость красных клеток в условиях действия сдвиговых нагрузок рассчитывают как коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов по предложенной автором формуле:

,

где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое после внесения клеточной суспензии в контур рециркуляции,

ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ.

Коэффициент η имеет простой физический смысл - это характерное время жизни эритроцитов в контуре рециркуляции до начала гемолиза.

Способ поясняется следующим примером. Оперативный контроль состояния эритроцитов у больных, перенесших острый инфаркт миокарда (ОИМ). Предварительно определенное значение τ оказалось равным 5 минутам. Фактически уловить момент, когда величина ετ начнет уменьшаться по сравнению с начальным значением ε0 можно не точнее инструментальной погрешности измерений δ=0,01; поэтому для практически здорового человека η принято равным 500 мин (норма). В различных патологических состояниях η тем меньше, чем значительнее структурные нарушения в эритроцитарной мембране. Экспериментально-клинические исследования проводились в клинике г.Тарту, Эстония под руководством доцента Р.В.Тээсалу. Исследовались т.н. слепым методом динамические характеристики эритроцитов из пробы венозной крови у трех пациентов (мужчин), перенесших ОИМ. Первый раз измерения были выполнены на следующие сутки после инфаркта, последующие - через день. На чертеже (а) показан временной ход начальной деформируемости ε0, а (б) - коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η для этих больных, а также для практически здорового волонтера (кривые 1, контроль). Кривые 2 получены для пациента с неосложненным трансмуральным инфарктом передней стенки предсердия, кривые 3 - для пациента с многоочаговым инфарктом задней стенки, кривые 4 - для пациента с обширным инфарктом миокарда. Оказалось, что чем обширнее поражение сердечной мышцы, тем сильнее, наряду с уменьшением ε0 (чертеж, а), падает коэффициент сдвиговой устойчивости η (чертеж, б). В то же время у волонтера параметры оставались в пределах нормы (η=500). При последующем сопоставлении полученных данных с клиническими показателями для данной группы больных было констатировано соответствие оценкам тяжести заболеваний, сделанным лечащими врачами.

Таким образом, заявляемый способ впервые решает задачу определения степени субгемолитического травмирования эритроцитов при различных нарушениях в системе микроциркуляции крови и/или использовании аппаратов экстракорпорального кровообращения, что дает основания считать его перспективным для применения в клиниках.

Литература

1. Левтов В.А., Регирер С.А., Шадрина Н.Х. Реология крови. М., Медицина, 1982. Стр.224-229, стр.70-72 - прототип.

2. Сторожок С.А., Санников А.Г., Захаров Ю.М. Молекулярная структура мембран эритроцитов и их механические свойства. Тюмень, изд. Тюм. Гос. Университета, 1997. С.75-104.

3. Захаров С.Д., Иванов А.В. и др. Структурные перестройки в водной фазе клеточных суспензий и белковых растворов при светокислородном эффекте. Квантовая электроника, т.33, 149-162 (2003).

Способ определения динамических характеристик эритроцитов крови, заключающийся в многократном пропускании суспензии эритроцитов через замкнутый контур с узким зазором и регистрации изменения их параметров, отличающийся тем, что регистрируют показатель деформируемости эритроцитов, причем регистрацию производят сразу после ввода суспензии в контур ε0 и спустя время τ-ετ, а затем определяют коэффициент сдвиговой устойчивости эритроцитов η по формуле

где ε0 - значение показателя деформируемости, определяемое сразу после внесения суспензии в контур;

ετ - значение показателя деформируемости, определяемое спустя время τ;

τ - время, в течение которого показатель деформируемости эритроцитов здорового человека в контуре остается неизменным.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области медицины и ветеринарии, а именно к гематологии и иммунологии. .

Изобретение относится к ветеринарии и касается нового средства для экспресс-диагностики мочекаменной болезни у котов. .

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторному методу исследования. .

Изобретение относится к области медицины, а именно - к иммунологии. .
Изобретение относится к медицине, к лечению хронического гепатита и цирроза печени, прогнозированию исхода лечения. .

Изобретение относится к способу анализа гемоглобина и системе для осуществления этого анализа. .

Изобретение относится к области определения биологической активности гуминовых кислот торфов, которые могут применяться в различных областях техники, в том числе в медицине и ветеринарии.

Изобретение относится к медицине и предназначено для определения состава жирных кислот (ЖК) в биологических тканях организма. .
Изобретение относится к медицине, к клинической лабораторной диагностике

Изобретение относится к медицине, а именно к способам оценки эффективности послеоперационной анальгезии

Изобретение относится к медицине, в частности к клинической лабораторной диагностике
Изобретение относится к области диагностической медицины, а именно к разработке способов выделения внеклеточных нуклеиновых кислот (ВНК) из мочи, которые могут быть использованы в амплификационном анализе для ранней диагностики инфекционных и онкологических заболеваний

Изобретение относится к медицине, а именно к кардиологии

Изобретение относится к области медицины, а именно к автоматизации лабораторных клинических методов исследования

Изобретение относится к медицине, а именно к клинической биохимии, и касается оптимизации ВЭЖХ-определения неоптерина в крови человека

Изобретение относится к медицине, в частности к лабораторным методам исследования
Наверх