Способ диагностики опухолевых заболеваний и заболеваний центральной нервной системы

Изобретение относится к области медицины и касается способа диагностики опухоли головного мозга. Сущность способа заключается в том, что в каплю ликвора пациента вводят раствор нингидрина и дополнительно добавляют экстракт спиртовой вытяжки иммуностимулирующих растений - омелы, василистника или барвинка, высушивают смесь методом тезиграфии. Далее проводят визуальный анализ полученных кристаллов. Использование способа позволяет с высокой точностью диагностировать опухоли головного мозга. 6 ил.

 

Изобретение относится к способам медицинской диагностики опухолевых заболеваний и заболеваний центральной нервной системы и классифицируется как способ кристалломорфологической диагностики заболеваний с применением в качестве кристаллообразующего вещества нингидрина.

Известен способ диагностики заболеваний с применением в качестве диагностического вещества хлорида меди (Кристаллографический метод исследования биологических субстратов. Методические рекомендации МОНИКИ им.Владимирского. - М., 1981, стр.3÷5).

Известный способ содержит:

- смешение биологической пробы с раствором хлорида меди;

- микрокристаллизацию полученного раствора при испарении биологической жидкости при комнатной температуре с образованием различных простых форм кристаллов;

- микрофотографирование и анализ полученного изображения.

Недостатки известного метода:

- хлорид меди хорошо растворим в водных системах и легко кристаллизуется, но формы кристаллов при незначительных отклонениях состава и концентрации среды не изменяет, что не позволяет проводить строгую диагностику заболеваний;

- субъективные характеристики формы кристаллов (кресты, кисточки и т.д.);

- быстрая деградация субстратов на воздухе (расплывание).

Наиболее близким по существу является способ диагностики заболеваний центральной нервной системы (авт.св. №1412738. Способ диагностики заболеваний центральной нервной системы. Смирнов Ю.М., Курбатова Л.А., Гордиенко А.Н., Филиппов А.Н., Воронкова Л.Н., прототип), содержащий:

- введение кристаллообразующего вещества нингидрина в биологическую жидкость с последующей кристаллизацией: постепенное смешение спинномозговой жидкости с 2% спиртовым раствором нингидрина в пропорции 1:5;

- выдерживание при комнатной температуре в течение 15 минут;

- фильтрование полученного раствора через тонкопористый фильтр;

- помещение фильтрата в чашку Петри с дальнейшим высушиванием в сушильном шкафу при температуре 30÷40°C в течение 12 часов;

- микрофотографирование полученного субстрата;

- визуальный анализ структур полученных кристаллов, с расчетом генеральной средней плотности центров кристаллизации где n - генеральная средняя плотность центров кристаллизации, - среднее значение плотности центров кристаллизации, S_x - ошибка средней квадратичной, - коэффициент Стьюдента с заданной степенью достоверности);

- диагностика заболевания на основе результатов визуального и статического анализа.

Недостатки прототипа:

- использование только одной биологической жидкости - ликвора;

- из лечебной практики применения прототипа выявилось, что в некоторых группах заболеваний оказались сходными формы кристаллов, что не позволяло правильно диагностировать заболевание;

- диагностирование только некоторых заболеваний (нарушения мозгового кровообращения, воспалительных заболеваний центральной нервной системы (ЦНС), опухолей головного и спинного мозга, рассеянного склероза);

- перекрывание областей генеральной средней плотности центров кристаллизации для различных заболеваний не позволяло сделать точную диагностику. Так, в случае рассеянного склероза генеральная средняя плотность центров кристаллизации могла совпадать как с данными по нарушениям мозгового кровообращения, так и с данными по воспалительным заболеваниям мозга;

- не удавалось определить ранние стадии заболеваний.

Технический результат заявляемого способа заключается в

- расширении числа биологических жидкостей, применяемых для диагностики заболеваний;

- использовании в качестве диагностического вещества не только 2% спиртового раствора нингидрина, но и экстракта спиртовой вытяжки из растений-иммуностимуляторов (омелы, василистника, барвинка розового и др.), что позволяет расширить многообразие получаемых в субстрате сложных кристаллографических форм;

- получении стабильного субстрата, не зависящего от изменений

окружающей среды и не изменяющегося с течением времени, что позволяет провести кристалломорфологический анализ;

- свободной кристаллизации (тезиграфии);

- визуальном анализе микрофотографий кристаллографических форм;

- определении генеральной средней плотности центров кристаллизации;

- компьютерной обработке с применением специального программного обеспечения результата сканирования микрофотографий с получением фрактальных характеристик;

- проведении фрактального анализа субстрата, сводящего к минимуму возможность ошибки в идентификации заболевания пациента;

- достижении ранней диагностики заболеваний;

- высокой достоверности диагностики;

- низкой себестоимости метода.

Способ осуществляется следующим образом: у пациента производится забор 2 мл любой доступной биологической жидкости (ликвор, моча, плазма крови, слюна). Для стимулирования роста кристаллов в биологическую жидкость добавляется 3÷5 капель спиртовой вытяжки из растений-иммуностимуляторов (омелы, василистника, барвинка розового и др.). В качестве кристаллизующего вещества в полученную смесь, капельно при постоянном встряхивании, вводится 10 мл 2% спиртового раствора нингидрина. Полученную смесь выдерживают 15 минут при комнатной температуре, наносят тонким слоем на плоскую поверхность и оставляют для свободной кристаллизации. Производится микрофотографирование полученного субстрата. Визуально анализируются структуры полученных кристаллов (сферолиты, полусферолиты, вискеры, дендриты, различные гранные и реберные формы, аморфные включения); рассчитывается генеральная средняя плотность центров кристаллизации. Для получения фрактальных характеристик производится сканирование изображений, полученных микрофотографированием субстрата. Результат сканирования обрабатывается компьютерной программой обработки изображений Image Pro-4 фирмы Cybermedia с выдачей следующих фрактальных характеристик: отношение площади субстрата к площади подложки; отношение квадрата периметра образовавшихся форм к площади субстрата, т.е. характеристика разветвленности. Полученные данные суммируются в карте на каждого пациента и сравниваются с накопленным банком данных, полученных с учетом клинических результатов. Производится точная диагностика ряда заболеваний - нарушений мозгового кровообращения, воспалительных заболеваний мозга, варикозной болезни, рассеянного склероза, злокачественных опухолей на ранних стадиях заболевания и в процессе лечения.

Последовательное использование трех групп диагностических данных (кристаллографические формы, генеральная средняя плотность центров кристаллизации, фрактальные характеристики) позволяет при необходимости повышать точность диагностики.

Метод может быть рекомендован лечащему персоналу.

Сравнение свойств совокупности признаков известного способа и заявляемого показывает, что

- в известном способе в качестве анализируемой биологической жидкости используется ликвор, а в заявляемом используется ряд биологических жидкостей (ликвор, моча, плазма крови, слюна);

- в заявляемом способе в биологическую жидкость дополнительно добавляется экстракт спиртовой вытяжки из растений-иммуностимуляторов (омелы, василистника, барвинка розового и др.);

- в известном способе присутствует стадия фильтрования, в результате которой многие белки и аминокислоты оседают на фильтре и не попадают в фильтрат (снижение информативности), а в заявляемом все компоненты присутствуют в кристаллизуемом веществе;

- в известном способе кристаллизация производится в сушильном шкафу при температуре 30÷40°C в течение 12 часов, а в заявляемом осуществляется свободная кристаллизация при комнатной температуре;

- в известном способе производится визуальный анализ полученных кристаллов и расчет средней плотности центров кристаллизации, а в заявляемом кроме визуального анализа полученных кристаллов (сферолиты, полусферолиты, вискеры, дендриты, различные гранные и реберные формы, аморфные включения - формы кристаллов описаны с точки зрения классической кристаллографии) и расчета средней плотности центров кристаллизации дополнительно производится сканирование изображений, полученных микрофотографированием субстрата, результаты сканирования обрабатываются компьютерной программой обработки изображений Image Pro-4 фирмы Cybermedia с выдачей следующих фрактальных характеристик: отношение площади субстрата к площади подложки; отношение квадрата периметра образовавшихся форм к площади субстрата, т.е. характеристика разветвленности;

- в известном способе диагностируются нарушения мозгового кровообращения, воспалительные заболевания центральной нервной системы, опухоли головного и спинного мозга, рассеянный склероз, а в заявляемом производится точная дифференциальная диагностика воспалительных заболеваний мозга, нарушения мозгового кровообращения, рассеянного склероза, злокачественных опухолей головного и спинного мозга, рака поджелудочной железы на ранних стадиях заболевания.

Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию "Существенные отличия".

Способ поясняется графическими материалами (Фото 1÷6). Фото 1. Слюна здорового человека со спиртовым раствором нингидрина.

Фото 2. Слюна больного раком со спиртовым раствором нингидрина и добавкой экстракта из растений.

Фото 3. Слюна больного раком со спиртовым раствором нингидрина и добавкой экстракта из растений.

Фото 4. Ликвор со спиртовым раствором нингидрина больного менингитом.

Фото 5. Ликвор со спиртовым раствором нингидрина больного с нарушениями кровообращения мозга.

Фото 6. Ликвор со спиртовым раствором нингидрина больного раком головного мозга.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Диагностика опухолевых заболеваний методами биопсии, рентгеновского обследования, эндоскопии, радиоизотопным, торакотомии, ультразвукового обследования, диагностических реакций позволяет определить заболевание, но зачастую лишь на исходе второй стадии развития, а в значительном количестве случаев - на третьей и даже на четвертой стадиях, когда излечение становится проблематичным.

Преаналитический этап включает взятие биологической пробы, например, непосредственно из организма пациента и дальнейшую кристаллизацию методом тезиграфии. Тезиграфия - метод исследования природных веществ на основании изучения формы кристаллов, например, нингидрина при их образовании в присутствии исследуемых веществ, например слюны. Метод позволяет обнаружить изменения в структуре субстанции задолго до появления клинических признаков патологического процесса или изменения биохимических и других параметров, регистрируемых обычными методами лабораторной диагностики.

Нингидрин в отличие от других кристаллообразующих веществ более активно реагирует на изменения среды кристаллизации. Нингидрин (трикетогидринденгидрат) C₉H₆O₄ хорошо растворим в спирте и растворим в воде. Он быстро кристаллизуется при испарении воды из раствора и образует при небольших добавках различных соединений, особенно органических, самые разнообразные сложные формы кристаллов - вискеры, ставролиты, сферолиты, дендриты, другие гранные и реберные формы, что прямо связано с его низкосимметричной группой симметрии (класс 2₁). На явных белковых включениях он в ряде случаев образует сплошные кристаллические оболочки, из которых вырастают единичные вискеры, что служит дополнительным диагностическим признаком. Кристаллизация проходит одновременно в различных частях слоя раствора, что позволяет подсчитать плотность центров кристаллизации на единицу площади, покрытой субстратом. Эти свойства нингидрина в совокупности позволяют применять его в качестве диагностического вещества.

Проведенные исследования показали, что наиболее информативной биологической жидкостью является слюна как наиболее чувствительная к состоянию больного среда. Слюна оказалась чувствительной средой для роста кристаллов. Одни и те же по молекулярному составу компоненты слюны могут образовывать разные формы кристаллов, что объясняется различием их физико-химических свойств. Изменение химического состава и концентрации слюны является показателем различных патологий не только в ротовой полости, но и других органов.

Слюна является одной из наиболее доступных для исследований биологических жидкостей организма. Различают слюну, получаемую из выводных протоков, и ротовую жидкость. Ротовая жидкость представляет собой суммарный секрет всех слюнных желез, включающий микрофлору, лейкоциты, гликопротеиды, минеральные вещества, органические вещества (белки, ферменты, муцины, амилаза, мальтаза, кортизол, эстрогены, прогестерон, витамины).

Отбор слюны проводится после легкого ополаскивания ротовой полости.

Дальнейший анализ слюны производится в соответствии с заявляемым способом.

Примеры выполнения способа

А. Биологическая жидкость - слюна.

Заявляемый метод диагностики заболеваний был использован в диагностической и лечебной работе хирургического и нервного отделений 4-й городской больницы г.Твери.

Был произведен отбор 2 мл слюны, введение 10 мл 2% спиртового раствора кристаллообразующего вещества нингидрина и 4 капель экстракта спиртовой вытяжки иммуностимулирующего растения, после чего полученная смесь высушивалась методом тезиграфии для получения субстрата. Результаты кристаллизации подтверждаются снимками (Фото 1÷3). Фото 1 характеризует практически здорового человека. Фото 2 и 3 - подтвержден в клинике - рак поджелудочной железы. Формы кристаллов и плотность центров кристаллизации близки к такому диагнозу.

Далее изображения субстрата были сканированы и обработаны на компьютере для определения его фрактальных характеристик, т.е. характеристик разветвленности.

Величины параметра F (квадрат периметра фракталов к общей площади фракталов) в биологических жидкостях обычно изменяются в пределах от 2*10¹ до 1,6*10². Об отклонениях в биологических средах свидетельствуют значения от 8*10¹ и более. Были выявлены 2 пациента с величиной F более этого предела, через 7 месяцев пациенту Фото 2 и через полгода пациенту Фото 3 был поставлен диагноз - рак поджелудочной железы.

Б. Биологическая жидкость - ликвор.

Был произведен отбор 2 мл ликвора, введение 10 мл 2% спиртового раствора кристаллообразующего вещества нингидрина и 3 капель экстракта спиртовой вытяжки иммуностимулирующего растения, после чего полученная смесь высушивалась методом тезиграфии для получения субстрата.

Были получены следующие результаты.

1. Воспалительные заболевания головного и спинного мозга (48 пациентов).

Плотность центров кристаллизации в интервале 0,7<n<1,2. Кристаллы в форме сферолитов, иногда тетрагональных пирамид (Фото 4).

2. Нарушения мозгового кровообращения (12 пациентов). Плотность центров кристаллизации в интервале 0,3<n<0,7. Кристалломорфология - сферолиты с участками аморфных коагулятов между отдельными лучами сферолитов (Фото 5).

3. Опухоли головного мозга (15 пациентов). Плотность центров кристаллизации в интервале 1,4<n<5,2. В субстрате значительное количество аморфного вещества. Из отдельных его участков выходят лучи вискеров. Наблюдаются рассеянные по всему полю тетрагональные пирамиды (Фото 6).

Больной М. Первичный диагноз - опухоль головного мозга.

Кристалломорфологическим обследованием не обнаружен характерный для опухоли признак - мелкие тетрагональные пирамиды. Но были заметны аморфные коагулянты между отдельными вискерами и лучами сферолитов. Проведены повторные клинические обследования. Вторичный диагноз - артериовенозная аневризма. После лечения больной выписан в удовлетворительном состоянии.

Больной Н. Признак заболевания - постоянные сильные головные боли. Выписан и находился под наблюдением. Кристалломорфологический анализ показал явные признаки опухоли головного мозга - высокую плотность центров кристаллизации, включения аморфного вещества, мелкие тетрагональные пирамиды. Проведено вторичное клиническое обследование. Диагноз - опухоль мозга. Больной прооперирован, выписан в удовлетворительном состоянии. Наблюдался в течение 1,5 лет. В этот период признаков заболевания не было.

Предлагаемый способ может быть использован в практике диагностирования опухолевых заболеваний и заболеваний центральной нервной системы на ранних стадиях и в процессе выздоровления.

Кристалломорфологический способ диагностики некоторых заболеваний центральной нервной системы и определение стадий варикозной болезни используется в диагностической и лечебной работе кафедры нервных болезней ТГМА, хирургического и нервного отделений 4-й городской больницы и в железнодорожной больнице г.Твери.

Следовательно, заявляемый способ соответствует критерию "Промышленная применимость".

Заявляемый способ позволяет надежно и безболезненно определить состояние организма даже на начальных стадиях заболевания или после проведения лечебных процедур.

Способ диагностики опухоли головного мозга, включающий отбор у пациента ликвора, введение нингидрина, высушивание смеси методом тезиграфии, проведение визуального анализа полученных кристаллов, расчет средней плотности центров кристаллизации, выявление тетрагональных пирамид, отличающийся тем, что дополнительно в смесь ликвора и нингидрина добавляют экстракт спиртовой вытяжки иммуностимулирующих растений - омелы, василистника или барвинка.